6016铝合金板材微观组织及力学性能的试验研究

采用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和拉伸试验等分析检测方法,研究了6016铝合金板材和冷冲压成形后的汽车B柱零件的微观组织和力学性能。结果表明:在0°,45°和90°方向上,汽车B柱侧壁的伸长率和应变硬化指数n与原材料相比有显著降低,在冲压成形过程中产生了加工硬化,其塑性和应变硬化效果降低;汽车B柱侧壁沿垂直方向的大变形使各向异性明显增加;汽车B柱大变形区有大量的位错累积,产生位错缠结现象,位错密度显著高于未变形区。6016铝合金板材在冲压成形后第二相粒子尺寸减小,弥散强化的作用明显,力学性能发生变化。     

退火工艺对深冷轧制6061铝合金显微组织及力学性能的影响

利用扫描电镜、透射电镜和拉伸试验机等研究了退火工艺对深冷轧制6061铝合金微观组织、力学性能及断口形貌的影响。结果表明:经深冷轧制后试样的微观组织显著细化,平均晶粒尺寸小于500 nm,可观察到位错聚集和弥散分布的纳米尺寸析出物;在相同退火温度下,深冷轧制试样的强度及伸长率均优于室温轧制;随着退火温度的升高,试样强度表现为先升高后降低,在退火30～60 min时强度出现峰值;试样的拉伸断口属于韧窝-微孔聚集型,随着退火温度的升高,韧窝尺寸逐渐变深。     

车用6061铝合金三级轧制加工的力学性能及组织演变分析

采用三级轧制加工方法对车用6061铝合金进行加工,通过组织和力学性能测试方法对其进行实验测试分析。研究结果表明:T6态铝合金样品经过固溶热轧处理后出现了再结晶的现象;经过室温变形处理后,样品转变为纤维状的组织结构。6 h时效处理的6061铝合金样品达到了最大的位错密度,当时效时间增加后,铝合金位错密度开始减小。时效处理6 h的合金基体上析出大量的析出相η',随着时效时间的增加,从铝合金TEM图像中可清晰地发现,生成了一些粗大的η'相,且η'相的密度发生一定的降低。6 h时效的样品达到了最高的力学性能,当时效时间增加后,伸长率发生了先增大后减小的现象。T6态铝合金样品中形成的腐蚀深度达到了80. 2μm,当时效时间增加后,铝合金样品获得了更优的抗腐蚀性能。     

轧制工艺对7050铝合金显微组织和力学性能的影响

研究了轧制变形量和轧制温度对7050铝合金显微组织和力学性能的影响.当轧制变形量为30%时,轧制样品中大部分晶粒还基本保持铸态的枝晶形状;当变形量在70%以上时,铸态组织完全消失,并出现再结晶晶粒和亚晶组织.能谱结果表明,轧制样品中粗大的第二相为Al7Cu2Fe和Al2CuMg,AI7Cu2Fe相不溶于基体且呈链状分布,而Al2CuMg相部分溶于基体且呈球状分布.变形量为70%和90%样品的再结晶晶粒分数分别为1.25%和12.4%.变形量为70%样品的强度和硬度最高.当轧制温度为300℃时.时效后的样品中出现较多的再结晶晶粒;轧制温度升至430℃时,材料流变性变好.并且在轧制过程中更容易发生动态回复,使储存的变形能减少.再结晶晶粒明显减少,强度和硬度也达到最高.     

施振温度对超声振动-真空差压协同作用铝合金微观组织及力学性能的影响

通过金相、扫描电镜、力学性能测试等技术考察了施振温度对超声振动-真空差压协同作用铝合金初生相组织、共晶硅形貌及力学性能的影响。结果表明,施振温度对超声振动-真空差压协同作用铝合金的微观组织和力学性能影响显著。适当升高超声施振温度,初生相组织得到明显细化,最佳超声施振温度为720℃,合金初生相由部分树枝晶或蔷薇状晶变成细小的等轴晶,共晶硅形貌也发生了由粗大的针片状向纤维状的转变;同时合金的抗拉强度和延伸率达到最大值,分别为326.96 MPa和5.57%,较超声重力铸造铝合金抗拉强度和延伸率分别提高14.49%和22.15%,较真空差压铸造铝合金抗拉强度和延伸率分别提高6.33%和8.16%。     

厚钢板差温轧制心部变形与实验研究

传统对称轧制在厚规格钢板生产中会出现心部变形不充分问题,导致心部晶粒粗大,基于轧前超快速冷却的差温轧制可以有效提高厚钢板心部变形。结合差温轧制实验并通过Ansys热力耦合有限元模拟了差温轧制过程,研究了差温轧制对厚钢板心部变形的影响,并与均温轧制进行了对比。结果表明：与均温轧制相比,相同条件下差温轧制心部应变可提高30.0%;差温轧制心部等效应变随对流换热系数和压下率的增大逐渐变大,钢板心部变形更加充分。通过实验验证了差温轧制可提高心部变形,有效细化钢板心部晶粒尺寸,消除带状组织,在一定程度上验证了有限元模拟的准确性。     

温度对多次变形铝合金力学性能及微观组织的影响

采用拉伸试验、硬度测试、金相分析等方法测试和分析了7XXX铝合金经过热挤压、T6热处理后的强度、硬度和金相组织.研究了在不同温度下,变形次数(1～4次)对7XXX铝合金组织与性能的影响.研究表明:320℃时,7XXX铝合金晶粒的尺寸随变形次数的增加而变大,合金的硬度、强度随变形次数的增加而降低.这主要是因为变形而产生的形变内应力得到一定程度的释放,晶粒形核所需要的驱动力减少;480℃时,随着变形次数的增加,其硬度、强度增加.这主要是因为保温一定时间使得合金变软,不易发生动态再结晶.     

高强度海工钢特厚板差温轧制工艺

针对特厚板轧制后组织和变形分布不均匀问题,研究了差温轧制工艺对高强度海工钢特厚板变形和组织的影响规律。基于修正后的Gleeble热压缩试验数据构建了海工钢的材料模型,并对有限元软件进行了二次开发。采用冷却和轧制耦合的方法对差温轧制过程进行了模拟,研究了压下率和换热系数对特厚板厚度方向变形行为与动态再结晶晶粒尺寸的影响,并与传统等温轧制进行了对比。结果表明,随着换热系数的增大,钢板厚度方向的温度梯度逐渐增大,表层的等效应变逐渐减小,心部的等效应变逐渐增大,厚度方向的变形更加均匀。压下率越大,差温轧制对促进心部变形的效果越显著。差温轧制能够显著细化动态再结晶晶粒尺寸,换热系数越大,钢板整体的平均动态再结晶晶粒尺寸越小。     

7050铝合金搅拌摩擦焊接头微观组织及力学性能分析

采用搅拌摩擦焊焊接厚12 mm的7050铝合金,分析接头的微观组织和力学性能.研究结果表明,焊核区由于热循环作用形成细小的等轴再结晶组织;热机影响区受机械和热的双重作用组织发生了较大程度的变形,在热循环的作用下发生回复反应;热影响区仅受热循环的作用,组织稍微有粗化现象.力学试验表明:旋转速度400 r/min、焊接速度180 mm/min时,接头的抗拉强度可以达到391 MPa,为母材的77％;焊接速度200 mm/min,旋转速度450 r/min时,接头的抗拉强度可以达到376 MPa,为母材的74％.断口形貌分析显示,接头断裂模式为穿晶和沿晶混合型断裂.     

轧制复合板及焊接接头组织与力学性能

为了能够更好的指导复合材料焊接工艺的制定,采用自熔等离子弧焊、埋弧焊和钨极气体保护焊3种焊接方法进行组合焊接。焊后通过金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线能谱仪等分析方法,分析了轧制复合板及其接头的微观组织、界面元素分布、显微硬度及拉伸性能。结果表明,基材和覆材（复合材料的耐腐蚀层）界面元素扩散层厚度约10μm,由于增碳层和脱碳层的存在,显微硬度值随之升高和降低,抗拉强度达665 MPa,断口形貌呈韧脆混合断裂特征。焊接后,基材与过渡层焊缝界面扩散层厚度约5μm,基材与覆层焊缝界面扩散层厚度约3μm;第一道覆层焊缝由于受到多道焊缝焊接热的作用,铁素体体积分数含量达65%,平均显微硬度约380 HV0.2;接头抗拉强度与复合板相比降低约11%,断口韧窝大小、深度明显减小,断裂在焊缝处。     

超低温轧制对2524铝合金显微组织及力学性能的影响

采用光学显微镜、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、布氏硬度计和电子万能试验机等研究了超低温轧制对2524铝合金板材显微组织和力学性能的影响.结果表明:超低温轧制后2524合金中主要存在S(Al2CuMg)相、θ(Al2Cu)相.超低温轧制使板材的晶粒尺寸变小,第二相粒子沿晶界分布,位错密度显著提高,位错强化效果...     

5083铝合金MIG焊接头微观组织与力学性能

采用熔化极惰性气体保护焊开展了6 mm厚5083-H111铝合金热轧板焊接工艺试验,研究了接头宏观形貌和力学性能随工艺参数的变化规律,分析了不同区域的微观组织和元素分布对接头力学性能的影响。结果表明,采用优化后的工艺参数进行焊接,得到的接头表面成形良好,无明显缺陷。随着送丝速度增加,焊缝宽度随之增加;熔合线附近的热影响区发生完全再结晶,形成了粗大的等轴晶;焊缝边缘沿散热方向形成柱状晶,焊缝中心则为细小的等轴晶组织;Fe和Mn在热影响区偏聚严重,形成Al6(Fe, Mn)相,焊缝中Mg主要分布在晶界处,形成β(Al3Mg2)相。拉伸试验结果表明,接头最大抗拉强度可达307 MPa,约为母材抗拉强度的96%,拉伸后断裂于热影响区,呈韧性断裂;受焊接热输入影响,焊缝和热影响区的硬度低于母材,随着焊接热输入增加,焊缝和热影响区的硬度降低。创新点： (1)优化焊接工艺参数,获得了表面成形良好的焊接接头。(2)研究了焊接工艺参数对接头宏观形貌和气孔分布的影响。(3)阐明了接头不同区域的微观组织和元素分布对接头力学性能的作用机理。     

A6N01铝合金焊接接头的微观组织与力学性能

对高速列车车体用新型A6N01铝合金进行MIG焊接,使用光学金相(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、显微硬度计和拉伸试验机对焊接接头的显微组织与力学性能进行观察与分析。结果表明:焊缝金属为等轴晶状的铸态组织,焊缝边缘的熔合区形成柱状晶组织。在热影响区(HAZ),过时效区的晶粒比淬火区的更为粗大,形成HAZ软化区。A6N01铝合金母材析出短棒状β′(Mg2Si)过渡强化相。HAZ析出粗大的短棒状稳定强化相β(Mg2Si)。焊缝显微硬度最低,约为65 HV。焊接接头的抗拉强度为270 MPa,断后伸长率为6.0%。     

电磁场对6016铝合金铸轧板带微观组织和力学性能影响

采用常规双辊铸轧和施加电磁外场的电磁铸轧两种方法对6016铝合金进行铸轧实验;研究施加电磁场对6016铝合金铸轧板微观组织和力学性能的影响。结果表明,与常规铸轧相比,电磁铸轧明显抑制宏观偏析,晶粒细化、大小更均匀,第二相粒子分布更弥散,力学性能显著提高。电磁铸轧板坯的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别提高了13%、27%、71%。     

B,RE,La对锶变质A356铝合金微观组织及力学性能影响

对比研究了B,RE,La对锶变质A356铝合金微观组织与力学性能的影响。结果表明,钛、硼联合细化,晶粒细化效果最明显。经0.01%Ti、0.03%B联合细化的0.04%Sr变质的A356铝合金晶粒细小,硅颗粒细碎、圆整,具有最好的力学性能。     

轧制变形对高熵合金微观组织和力学性能的影响

对(FeNi)₆₇Cr₁₅Mn₁₀Al₅Ti₃高熵合金进行退火、冷轧和热轧+冷轧等工艺处理,采用X射线衍射仪、扫描电镜和万能试验机分别对合金进行物相组成、组织形貌以及力学性能测试和表征。结果表明,铸态和退火态的非等主元(FeNi)₆₇Cr₁₅Mn₁₀Al₅Ti₃高熵合金更易形成单相固溶体;在中等变形的热轧+冷轧工艺下,合金形成FCC+BCC的双相固溶体,其屈服强度可提高到460.0 MPa;在中等变形的冷轧工艺下,合金会形成细小的金属间化合物,从而具有细小金属间化合物强化机制,使屈服强度显著提升并达到722.0 MPa,同时,合金仍具有约25.7%的均匀伸长率,综合力学性能最佳。     

自动化列车用6005A-T6铝合金焊接接头的微观组织与力学性能

以厚度为35 mm的6005A-T6铝合金为试验材料,进行单、双面FSW对接焊接试验,研究焊缝的微观组织与力学性能。结果表明,单、双面FSW焊缝前进侧与母材有明显的界面,双面焊焊核区的晶粒更加细小,双面焊焊缝的力学性能和耐腐蚀性能更好。     

轧制态6082-T6铝合金的热压缩力学行为及微观组织分析

采用热模拟试验机对轧制态6082-T6铝合金进行热压缩试验,分析了合金在变形温度100~400 ℃,应变速率0.01 s^-1条件下的流变应力,对不同温度热变形的微观组织进行了表征。结果表明,轧制态6082铝合金的力学性能受变形温度和轧制方向的影响。变形过程中应力呈现负的温度敏感性,即随着变形温度升高,应力不断下降。合金表现出明显的力学性能各向异性,压缩强度在与轧制方向呈0°和90°较高,45°方向强度较低。经过热压缩变形后,与轧向呈不同方向的6082-T6铝合金的晶粒组织均沿着剪切力方向发生扭曲,同时,变形温度对晶粒组织的演变影响不大。随着变形温度的升高,合金基体内的位错密度明显下降,析出相发生粗化。     

温轧对6061铝合金铸轧板材显微组织和力学性能的影响

文主要是研究温轧对双辊铸轧6061铝合金板材进行处理,观察不同温轧温度及累积压下量对铸轧板材的影响。采用光学显微镜(OM),扫描电镜(SEM),X射线衍射仪(XRD),显微硬度仪和万能拉伸机等设备,观察了铸轧板材及温轧板材的显微组织,获得了材料的硬度、强度和延伸率等力学性能。研究表明,铸轧6061合金中主要含有耐热相Al0.7Fe3Si0.3、Al9Fe0.84Mn2.16Si及少量强化相Mg₂Si。合金中第二相随温轧道次的递增逐渐由网格状、片状转变为沿轧制方向的线条状,最终变为细小的颗粒状。经过温轧后,产生新的析出相Al0.5Fe3Si0.5且Mg₂Si析出相增多。铸轧板材温轧后,硬度随压下量的增大呈线性递增,且当温轧温度为370℃时,硬度曲线斜率最大为2.42114。此时细小的AlFeSi类析出相及Mg₂Si强化相均匀弥散分布于合金中,板材的硬度最大,可达84.28 HV,抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为209.34 MPa、79.09 MPa和20.11％。