用微量钪合金化的新型铝合金

用微量钪合金化的铝合金是新一代航天航空用结构材料。采用铸锭冶金法制备了该类Ａｌ－５Ｍｇ－（０．１０～０．３０）Ｓｃ－（０．０５～０．１５）Ｚｒ合金板材，测试了其不同状态下的拉伸力学性能σｂ、σ０．２和δ，采用金相显微镜和透射电镜观察分析了其不同状态下的显微组织结构。结果表明，该合金具有良好的强塑性，比不含钪的传统Ａｌ－５Ｍｇ合金强度提高了近７０～１５０ＭＰａ；微量Ｓｃ的添加显著细化了合金铸态的晶料尺寸和抑制了合金变形组织的再结晶，对合金起到了细晶强化和亚结构强化作用。     

超高强铝合金尾翼架形性一体化控制成形

面向新型装备对轻质构件的迫切需求,以实现新型高强铝合金尾翼架形性一体化控制成形为目标,设计了累积剧塑性变形制备尾翼架（大口径带外纵筋筒形件）工艺,用Deform-3D软件对成形过程进行模拟,分别以变形均匀性和成形精度为优化目标,优化工艺、模具结构参数。结果表明：当变形温度为440℃、挤压速度为1 mm/s时,构件变形均匀性最佳;凸模促流角为10°时,外纵筋填充最好;用循环镦挤和精确反挤压工艺成功制备尾翼架,外筋充填饱满,壁厚差≤1mm;热处理后构件抗拉强度达725 MPa,伸长率为15.3%,实现了尾翼架形性一体化控制。该工艺整体应变为2.52,大塑性变形诱发的晶粒细化和强化相的弥散析出是尾翼架获得强韧性的主要原因。     

挤压铸造重型车辆铝合金轮毂组织和性能研究

为研究挤压铸造铝合金轮毂组织及性能,选用ZL205A铸造铝合金和2A12、2A50、6061、7A04变形铝合金,并用反向挤压铸造工艺制备铝合金轮毂。借助金相显微镜、扫描电镜、万能力学试验机、布氏硬度计及高频振动疲劳试验机研究铝合金轮毂材料的微观特性及力学性能。结果表明:铸造铝合金和变形铝合金在挤压铸造状态下均为晶粒细小的铸态组织;铝合金轮毂的铸造热节处存在挤压铸造异常偏析;拉伸试样断口形貌呈韧性断裂;用ZL205A合金挤压铸造铝合金轮毂T5热处理后的抗拉强度、断后伸长率、硬度为464～473 MPa、8.5%～9.5%、115HB～118HB;用2A12、2A50及7A04合金挤压铸造铝合金轮毂T6热处理后的抗拉强度、断后伸长率、硬度分别为420～425 MPa、8.0%～9.5%、124HB～128HB,392～394 MPa、7.5%～8.0%、121HB～124HB,465～475 MPa、7.0%～7.5%、144HB～148HB;6061合金挤压铸造铝合金轮毂T6热处理后的抗拉强度、断后伸长率为295～310 MPa、5.0%～7.0%。ZL205A合金及2A50合金的疲劳...     

5052铝合金搅拌摩擦焊接的组织和力学性能

用5 mm厚5052铝合金板材进行搅拌摩擦焊接研究,分析不同工艺参数下焊接区域显微组织和性能。结果表明:焊区显微组织左右不对称,前进侧的热机影响区与热影响区分界线较明显,返回侧较模糊;在搅拌头旋转速度为800 r/min,搅拌头前进速度为0.002 m/s时,焊区的平均抗拉强度为197.9 MPa,可达母材的93.3%,平均断后伸长率为19.6%,为母材的196%;拉伸断口均呈韧性断裂;焊区硬度呈"W"形分布,焊核区硬度最大,约为62HV,硬度最低值位于前进侧热机影响区与热影响区交界处。     

中厚度铝合金激光-MIG复合焊接组织与性能研究

激光-MIG复合焊接技术是目前焊接领域研究的热点,它能提高焊接速度、减小焊接变形和优化接头组织等特点。针对10 mm厚的5052铝合金采用激光-MIG复合焊接技术进行焊接,利用光学显微镜、扫描电镜和维氏硬度计等工具对焊接接头组织、元素分布和力学性能等进行研究,结果表明:采用复合焊接方法可以实现高速焊接中厚度铝合金,焊缝成形美观、界面熔合良好,焊接接头软化区较小,焊接接头强度达到母材强度的94.4%。     

7A05铝合金自由锻造工艺及锻件力学性能研究

为得到高性能7A05铝合金锻件,对铸造毛坯制备、锻件制备和锻件热处理进行试验研究。采用半连续铸造工艺制备铸造毛坯,铸造温度为705～710℃,冷却水压为0.05 MPa,铸造速度为50 mm/min;采用一次镦粗加一次拔长锻造工艺,终锻温度为330℃,εZ=87.7%;锻件采用固溶加时效热处理,固溶为(480±5)℃×2 h+水淬,时效为80℃×8 h+120℃×24 h。观察锻件的金相组织并测试其力学性能,锻件微观组织为变形纤维组织,横向力学性能Rm=400 MPa,Rp0.2=360 MPa,A=11%,锻件力学性能与板材力学性能相当。     

铸造铝合金汽车副车架的显微组织与力学性能

为满足副车架轻量化要求,探究一体铸造铝合金副车架铸造质量。对某车型砂型一体铸造铝合金副车架样件本体取样,用光学金相显微镜（OM）、拉伸试验机、维氏硬度计、扫描电镜（SEM）分析铝合金副车架本体显微组织和力学性能。结果表明：经T6态热处理,固溶538℃/12 h+时效155℃/6 h,铝合金副车架铸件的显微组织主要由α-Al基体和分布在晶界的共晶Si组成,平均抗拉强度为247.3 MPa,平均伸长率为1.9%,平均硬度为113HV,断裂形式为脆性断裂。一体铸造铝合金副车架经过疲劳耐久台架试验,纵向力耐久试验达到目标值35万次不开裂,侧向力耐久试验达到目标值30万次不开裂,顺利通过台架疲劳耐久试验。     

6061铝合金不同填丝MIG焊接接头组织与性能研究

用ER4047和ER5356两种焊丝作为填充材料,开展6061铝合金MIG焊接试验。研究2种焊丝对6061铝合金MIG焊接接头显微组织和力学性能的影响。通过金相观察、硬度测试、拉伸试验、成分分析,评价2种焊丝填充焊缝的组织和性能。结果表明：ER4047焊丝填充的焊缝成形较好,ER5356焊丝填充的焊缝存在严重的未熔合缺陷;ER4047焊丝填充接头热影响区晶粒较粗大,晶粒直径约为23.7～107.7μm,ER5356焊丝填充接头热影响区晶粒较细小,晶粒直径约为21.5～72.3μm;ER4047焊丝填充的焊缝硬度和拉伸强度都明显高于ER5356焊丝填充的焊缝。     

铝合金轮毂冲压焊接工艺研究

分别采用卷制工艺、冲压工艺和机械加工工艺制备铝合金轮毂的轮缘、轮辐和轮毂,将其焊接成铝合金轮毂,进行检验和测试。结果表明:705合金在退火、固溶处理状态下都有软化倾向,可进行后续的轮缘卷制和轮辐冲压;焊接接头的母材热影响区晶粒粗大,焊缝区为等轴晶组织;焊缝区的断裂方式为延性断裂;铝合金轮毂的显微组织致密,纵向组织中未溶解相沿板材轧制方向分布且结构明显,横向组织中各向异性较小;铝合金轮毂的抗拉强度Rm为400~515 MPa、屈服强度Rp0.2为330~450 MPa、伸长率A为9%~17%。     

固溶-时效处理对7B04合金组织和性能的影响

通过拉伸力学性能、微观组织观察、X射线衍射物相分析及晶格常数精确测量等方法,研究固溶-单级时效处理条件对7B04合金组织和性能的影响。实验结果表明:采用合适的固溶-时效温度和时间,能使合金的力学性能得到明显的改善,经过470℃×60 min+120℃×24 h处理后,合金的拉伸性能分别达到σb=568 MPa,σ0.2=542 MPa,δ=12%;通过XRD衍射物相分析及α(Al)基体晶格常数的精确测量,能更好地表征溶质相的回溶以及时效后第二相的析出程度,指导合金固溶-时效热处理制度的选择。     

开孔泡沫铝压坑力学行为研究

分别采用头部为平面、球面和圆锥面的三种圆柱体压头,对泡沫纯铝和泡沫铝-硅合金进行了准静态压坑试验,研究不同性质的基体泡沫铝的压坑变形力学行为,探讨压坑变形的微观机制。结果表明:不同形状压头的压坑载荷-位移响应特征均与单轴压缩的响应相比均有较大差别,其显著特征是随着变形量的增大应力上升的速度较快,泡沫铝的压坑载荷-位移曲线的形状还与所用压头的形状密切相关;随着泡沫铝基体性质的不同,其压坑变形宏观形态和微观机制也存在较大的差异。     

焊接热输入量对铝/钢搅拌摩擦点焊性能影响

为进一步促进汽车轻量化的生产,改善铝钢异种材料的焊接性能,对基于不同焊接热输入量的铝/钢搅拌摩擦点焊进行显微组织分析以及力学性能测试。结果表明:通过调整搅拌摩擦点焊的主轴转速和焊接深度,增加焊接过程中焊接热输入量,有利于提高焊接接头的硬度值;拉伸断口的微观形貌呈河流状花样的解理台阶,搅拌摩擦点焊接头断裂处易发生脆性断裂;焊接接头的Hook区存在FeAl₃金属间化合物。     

高阻尼铝合金性能研究

对铸造Al-Zn合金进行成分、力学、阻尼性能检测分析 ,同时对该合金与常规的铸造铝合金以及具有高阻尼性能的锌合金进行对比研究。该合金具有优良的铸造性能、力学性能、阻尼性能 ,成本低廉 ,铸造工艺简便等特点。     

SiC_p/ZL109铝基复合材料微弧氧化层的微观组织特征

对ZL10 9合金和SiCp/ZL10 9复合材料表面进行微弧氧化 ,利用扫描电镜对微弧氧化层微观组织特征进行了研究 ,比较测试两种材料微弧氧化层的硬度。发现ZL10 9合金和SiCp/ZL10 9复合材料都可以进行表面微弧氧化 ,其微弧氧化层由两层结构组成 ,分别为疏松层和致密层。ZL10 9合金微弧氧化层主要由不同结构的Al2 O3 相组成 ,SiCp/ZL10 9复合材料微弧氧化层由Al2 O3 和MgAl13 O40 组成。对微弧氧化层形成进行了分析。     

热处理对356铝合金阻尼性能影响的研究

研究了热处理对 35 6铝合金的组织和阻尼性能的影响。结果表明 ,铸态变质组织由发达α相枝晶和α +β共晶体组成 ,其中硅相 β呈块状和短条状。经过 5 35℃保温 5h后水冷的固溶化处理 ,硅相基本变成了细小圆形质点相 ,而α相枝晶宏观组织变化不明显。在 15 0～ 2 5 0℃的温度区间内进行的时效处理对硅相形态和α相的宏观组织亦没有明显影响。 35 6合金铸态试件的阻尼值较低 ,仅为 5 .5 4× 10 -4。固溶并淬火态合金阻尼为 6 .4 7× 10 -4。对合金在 15 0℃下保温 4h后空冷的退火处理 ,阻尼增至 1.11× 10 -3 ,但当时效温度过高时 ,阻尼反而下降。 35 6合金的阻尼主要是位错阻尼引起的 ,即外加交变应力作用下的位错振荡耗能     

铝合金表面处理对玻璃纤维-铝合金叠层板性能的影响

对铝合金表面经化学法、机械-化学法或化学-阳极氧化法预处理后,再经铺设玻璃纤维布、浸渍环氧树脂、静置固化等过程,获得玻璃纤维-铝合金叠层板;观察分析了铝合金表面和叠层板界面微观形貌,并测试叠层板力学特性。结果表明:3种预处理方法相比较,铝合金表面微孔孔径依次增大、孔数依次增多、分布依次更均匀;化学-阳极氧化法处理的铝合金制备的叠层板界面缺陷少、力学特性好。     

Al-Cu-Mg-Mn(-Ag)合金的时效析出与力学性能研究

通过铸锭冶金工艺,制备不同Ag含量的Al-Cu-Mg-Mn合金。采用显微观察与拉伸测试,研究其时效析出与力学性能。结果显示,Ag的添加改变了基体合金的时效析出过程,使合金的室温强度从470MPa增大到572MPa,300℃时的抗拉强度从95MPa增大到217MPa。含Ag合金在峰时效下的强化析出相由与基体共格的片状O相及少量θ′相组成。微量Ag促进Al-Cu-Mg-Mn合金强化的原因在于Ag的固溶强化和O相的沉淀硬化,其高强耐热性能主要是由于O相比θ′相具有更好的热稳定性。     

铝合金电阻点焊电极烧损机理的研究

电极烧损是铝合金电阻点焊工艺当中存在的主要问题之一 ,它严重限制了该工艺的推广和应用 ,也是铝合金电阻点焊研究中的难点问题。以实验为基础从多个角度探讨了铝合金电阻点焊时电极发生烧损的机理及其影响因素。结果表明 ,铝合金点焊中电极的烧损是由于接触面上的局部高温熔化和铜铝之间的接触反应两方面因素共同作用的结果 ,电极烧损所形成的合金组织是以CuAl2 为主的金属间化合物。为进一步解决电极烧损问题提供了一些理论依据