2099铝锂合金腐蚀性能

通过光学显微镜观察、透射电镜分析和慢应变速率拉伸试验,研究了2099铝锂合金在不同时效条件下的晶间腐蚀行为、剥落腐蚀行为、应力腐蚀行为和微观组织。结果表明:随着时效时间的延长,合金的耐腐蚀性能得到改善。在欠时效条件下,晶界上残余AlCuFeMn相的存在,导致合金耐腐蚀性能较差;峰时效条件下,大量T1相在基体的均匀析出,改善了合金的耐腐蚀性能;在过时效条件下,大量T1相保持峰时效状态的形貌特征,晶界析出相呈粗大不连续分布,从而使合金的耐腐蚀性能进一步提高。     

热机械加工对2099铝锂合金挤压材组织与抗腐蚀性能的影响

采用金相组织观察、XRD分析、硬度和导电率测试等手段,研究了热机械加工(Thermo-Mechanical Processing, TMP)对2099铝锂合金挤压材组织、硬度、导电率、晶间腐蚀及剥落腐蚀性能的影响。结果表明：与经T83 (540 ℃/2 h固溶、3%预压缩、121 ℃/14 h + 181 ℃/48 h时效)热处理的2099铝锂合金挤压材相比,经TMP(540 ℃/2 h固溶、400 ℃/48 h过时效、约50%大应变变形、540 ℃/2 h再结晶/固溶)+(121 ℃/14 h + 181 ℃/48 h时效)处理的2099铝锂合金挤压材发生了明显的再结晶,硬度（HV）降低(从2006.2 MPa到1865.3 MPa),位错强化亦降低,但导电率和抗晶间腐蚀性能明显提高,同时抗剥落腐蚀性能也有所提高。结果表明,热机械加工是不显著降低2099铝锂合金挤压材硬度,但显著提高其抗晶间腐蚀性能的有效途径     

2099铝锂合金挤压材的组织与力学性能

采用金相显微镜、扫描电镜、常温拉伸及断裂韧性测试等实验方法研究2099铝锂合金挤压材的组织和力学性能。结果表明:合金在T83时效处理中采用(121℃,14 h)一级时效和(181℃,30~66 h)二级时效时,其屈服强度随二级时效时间的延长而显著提高,二级时效时间为48和66 h时的屈服强度为445和491 MPa,抗拉强度为543和551 MPa,伸长率为5.7%和4.7%,合金弹性模量高达78.75 GPa,实测密度为2 517 kg/m3,具有极高的比强度和比刚度。在双级时效制度为(121℃,14 h)+(181℃,48 h)时,合金断裂韧性KIC值为22.87 MPa m1/2,断裂裂纹沿着细小再结晶组织、粗大不(难)溶第二相等组织缺陷扩展。     

时效制度对2099铝锂合金力学和应力腐蚀性能的影响

采用透射电镜,拉伸性能测试和慢应变拉伸等手段研究时效制度对2099铝锂合金微观组织和力学及应力腐蚀性能的影响。研究采用1组T6(175℃/48 h)制度和2组T8制度对试样进行处理。实验发现,T8状态下试样的抗拉强度均高于T6态。同时T8态中双级时效制度(2.5%预变形,120℃/12 h+150℃/48 h)相比于单级时效制度(2.5%预变形,150℃/48 h)具有更优异的综合性能。对2099合金进行应力腐蚀测试,试样并未发生强度损失现象,然而失效却加速。合金经过T8双级时效后,抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为590 MPa、570 MPa,9.3%。     

强化固溶对含Sr2099型铝锂合金腐蚀性能的影响

采用金相显微镜、扫描电子显微镜和Х射线衍射仪显微分析技术,研究了强化固溶工艺对含Sr 2099(Al-2.52Cu-1.87Li-1.19Zn-0.497Mg-0.309Mn-0.0825Zr-0.0605Sr)型铝锂合金抗晶间腐蚀和抗剥落腐蚀性能的影响。结果表明:与常规固溶(540℃×2 h)+T8时效(121℃×14 h+151℃×48 h)工艺相比,强化固溶(540℃×2 h+550℃×2.67 h)+T8时效(121℃×14 h+151℃×48 h)工艺显著减少了合金中的粗大未溶相,再结晶程度提高,细化了晶粒,且促进等轴晶的形成。按晶间腐蚀标准(GB7998-2005)和剥落腐蚀标准(GB/T 22639-2008),强化固溶+T8时效工艺降低了该合金的抗晶间腐蚀能力,但显著提高了该合金的抗剥落腐蚀能力。     

2099铝锂合金晶间腐蚀行为与时效制度的相关性

系统研究了2099铝锂合金晶间腐蚀行为与时效制度(T6态150和175℃时效、T8态150℃时效)的相关性,建立了2099铝锂合金腐蚀-时效进程状态图。结果表明,时效过程按腐蚀类型变化可以分为4个阶段。时效早期发生孔蚀或局部晶间腐蚀,欠时效阶段发生全面晶间腐蚀,近峰时效阶段转变为局部晶间腐蚀,过时效阶段以孔蚀为主。欠时效时,细小的晶界析出相连续分布,晶间腐蚀敏感性较高。过时效阶段晶界析出相粗化,并呈不连续分布,抗晶间腐蚀能力提高。时效温度提高,晶界析出相粗化,析出相间距增加,而时效前预变形能够促进析出相均匀弥散形核,抑制晶界无沉淀带形成,因而导致晶间腐蚀欠时效阶段和近峰失效阶段的时效时间范围缩短或消失,提高了抗晶间腐蚀能力。     

2099铝锂合金型材热态下材料性能

对2099铝锂合金型材在120℃~160℃温度范围内的单向拉伸进行试验,通过分析屈服极限、强度极限等材料性能发现,在温度150℃时最利于型材成形;计算得出了描述材料本构关系的Holloman模型和Swift模型,两种模型的比较表明,Swift模型对2099铝锂合金型材的材料性能描述得更为精确。     

铝-锂合金腐蚀性能研究综述

综述了铝-锂合金孔蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀断裂(SCC)及剥蚀的研究现状。阐述了加工状态、热处理、显徽组织及腐蚀介质对一些铝-锂合金孔蚀及晶间腐蚀行为与SCC敏感性的影响及其影响机制．同时报道了一些研究铝-锂合金剥蚀的新方法，并提出了进一步研究的方向．     

含Sc 2099型铝锂合金的组织和位错强化

采用维氏硬度计(HV)、金相显微镜(OM)和X射线衍射(XRD)仪显微分析技术,研究含Sc2099型铝锂合金经固溶T8时效后的组织和位错强化。结果表明,合金经均匀化退火和热锻压变形加工处理后,与常规固溶(540℃,2h)相比,强化固溶(540℃,2h+550℃,2.67h)促进了合金中粗大难溶第二相的溶解,降低了合金T8时效处理(121℃,14h+151℃,48h)后的硬度(分别为1746和1633MPa),减少了合金内部的晶格应变和位错密度。基于Taylor公式的定量计算证明,微合金化元素Sc能较有效使2099型铝锂合金在其固溶强化处理温度(540～550℃)驻留位错,强化合金。强化固溶降低合金硬度、强度的主要原因是合金中的位错强化和时效强化共同下降所致。     

2099铝锂合金型材的变曲率滚弯工艺

2099铝锂合金变曲率2型材是我国自主研制的大型客机C919的重要桁架零件,其轮廓曲率不断变化,依靠传统经验式的滚弯方法很难成形该种零件。为此,提出了有限元数值分析的方法对2型材的等曲率滚弯过程进行了仿真,得出了其滚弯成形规律和回弹规律。依据滚弯成形规律,采用分段等曲率滚弯的方法进行了变曲率型材滚弯有限元模拟,确定了变曲率型材滚弯中各分段的左右滚轮抬升量。根据变曲率型材滚弯模拟结果进行了型材的变曲率滚弯工艺试验。结果表明,型材贴模效果较好,轮廓误差仅为0.5mm,满足设计要求,模拟结果与试验结果一致性较好。     

01420Al—Li合金抗蚀性的研究

系统地研究了０１４２０Ａｌ－Ｌｉ合金在欠时效和峰时效两种状态下的抗蚀性，结果表明：在晶间腐蚀，剥落腐蚀，盐雾腐蚀和应力腐蚀实验中，欠时状态的抗蚀性均优于峰时效状态，合金抗蚀性的变化主要归因于Ｓ相析的数量和分布不同，随着Ｓ相析出数量的增多及由晶界分布过渡到晶界和晶内分布，合金的抗蚀性逐渐下降。     

Hot Deformation Behavior and Processing Maps of 2099 Al-Li Alloy

Hot deformation behavior and processing maps of the 2099 Al-Li alloy are investigated by tensile test at the temperature range from 250 to 450 °C and the strain rate range from 0.001 to 5.0 s^?1. The typical true stress-true strain curves show that the flow stress increases with increasing the strain rate and decreasing the deforming temperature. All curves exhibit rapid work hardening at an initial stage of strain followed by remarkable dynamic softening. Based on the flow stress behavior, the processing maps are calculated and analyzed according to the dynamic materials model (DMM). The processing maps exhibit an instability domain in the temperature and strain rate ranges: T = 250-260 °C and \(\dot{\upvarepsilon }\)  = 0.1-0.5 s^?1. The maps also exhibit an optimum hot working condition in the stability domain that occurs in the temperature of 400 °C for a strain rate of 0.001 s^?1 and having a maximum efficiency of 60%. The microstructural examinations exhibit the occurrence of dynamic recovery (DRV) during hot deformation of the 2099 alloy which is the dominant softening mechanism in the alloy. The fracture behavior changes from a brittle fracture to a ductile fracture as strain rate decreases and temperature increases.     

Corrosion Resistance of Friction Stir Welded Al-Cu-Li Alloy AA2099-T8

In order to study the effect of friction stir welding (FSW) on corrosion resistance of Al-Cu-Li alloy AA2099-T8, the microstructure and microhardness of FSW joints were characterized, and then, the corrosion behavior of the FSW joints was investigated by the immersion and potentiodynamic polarization tests in a 3.5% NaCl solution at room temperature. It is indicated that the alloy was softened by FSW, with the lowest hardness appearing at the boundary between the nugget zone and the thermo-mechanically affected zone. When exposed to the NaCl solution, the FSW joint was characterized by shallow pits and was free of severe localized corrosion, probably due to dissolution of T₁ (A₂CuLi) phase in the FSW joint. It is suggested that further work should be carried out to evaluate the galvanic coupling effect between the FSW joint and the base metal, as well as the stress corrosion cracking resistance of the FSW joint.     

Mg、Zn在2099铝锂合金中的微合金化作用

研究Mg、Zn添加对一种Al-Cu-Li合金微观组织演变及力学性能的影响。结果表明,Mg、Zn的添加促进了δ′相的形核析出,并且可以降低其长大速度,因而使得合金中的δ′相更加细小弥散。在时效早期,含Mg和Zn的合金中析出大量的GP区,而不含Mg只含Zn的合金中没有看到GP区的存在,只有少量粗大的θ′相;含Mg不含Zn的合金中也有较多的GP区生成,这说明Mg促进GP区的形成,Zn单独作用对GP区形成无太大影响,只有和Mg一起作用时起到加速GP区形成的作用。随着时效的进行,含Mg和Zn的合金中GP区转变成θ′/θ′′相,而不含Mg只含Zn的合金中θ′相无明显变化,含Mg不含Zn的合金中也有大量θ′/θ′′相生成。说明Mg是促进θ′/θ′′相形成的主要元素,而Zn只是在有Mg的存在下起到促进其形成的作用。     

表面处理对Al-Li合金胶接性能与耐腐蚀性的影响

目的提高铝锂合金胶接接头的强度与耐腐蚀性能。方法对铝锂合金板采用砂纸打磨、喷砂和磷酸阳极化处理,在表面处理后的基板上铺一层FM94胶,并加压固化,得到单搭接接头。分析不同表面处理后铝锂合金试样的表面形貌、表面粗糙度、表面自由能和表面化学组成,对接头进行湿热环境老化实验,测试湿热老化前后胶接接头的强度,研究揭示不同表面处理方法对胶接接头强度与抗湿热老化能力的影响。结果与砂纸打磨后的试样相比,喷砂与磷酸阳极化处理能显著提高铝锂合金试样的表面粗糙度和表面自由能。同时,经EDS分析发现,阳极化后铝锂合金表面氧元素大量增加。阳极化和喷砂处理后的接头强度分别为37.0、26.8MPa,而简单打磨过后的接头仅为16.4MPa。湿热老化后,磷酸阳极化处理的接头强度仅下降12.2%,而喷砂处理和砂纸打磨处理的接头强度分别下降了30.6%和19.5%。结论磷酸阳极化和喷砂处理均能增大铝锂合金胶接接头的强度,但阳极化处理效果更好,阳极化处理能显著加强接头的耐腐蚀能力,而喷砂处理则对接头的耐腐蚀能力无明显提升。     

1420Al-Li合金冷轧板材的各向异性

通过热处理、拉伸性能测试、金相及电镜观察分析,研究了1420Al-Li合金冷轧薄板的各向异性。结果表明,该合金在力学性能及拉伸断裂特征方面均具有明显的各向异性。经过不同的热处理,合金的各向异性程度不同:固溶水冷样比空冷样的最大强度高,各向异性程度也较明显;空冷样σb各向异性程度随时效时间延长稍有增加。合金呈现明显的各向异性是由于其较高程度的轧制变形组织和时效析出相δ′等因素综合作用的结果。     

预变形对2099合金组织性能的影响

通过显微硬度测试、力学性能测试和透射电镜观察等手段,研究了不同预变形程度对2099合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,随着预变形程度增大,合金时效进程显著加快,合金峰时效态的强度显著提高;析出相更为细小弥散地分布于基体中,较为粗大的晶界析出相趋于不连续化、点链化;时效强化相经历了由T_1相、δ′相和θ′相三相共存到以T_1相为主要强化相的变化过程,表明预变形对时效过程中析出相的大小、类型、分布有重要影响,在促进T_1相析出的同时,也消耗了δ′相和θ′相。