不同应力状态下6063铝合金断裂机制原位拉伸研究

用SEM-520原位拉伸实验对可以实现不同应力的6063铝合金试件的断裂过程做了详细研究和分析.研究结果表明:不同应力状态下的铝合金试样在拉伸过程在其表面上都产生了大量的滑移带,但断裂机制不同.随着三轴应力度的降低,断裂从正断向剪断过渡,试件断口也由韧窝断裂模式向剪切断裂模式演变;6063铝合金晶界是其最薄弱环节,大量微裂纹产生于晶界,随着载荷的增加,微裂纹长大和扩展,与此同时,在局部变形带中沿晶界和滑移带又产生了新的微裂纹,微裂纹之间通过扩展或剪切而连接导致试样断裂;试样最小截面上的三轴应力度越小,试样断口的2个面上韧窝的取向越明显,而且断口越光滑.     

稀土6063铝合金热变形性能研究

采用金属型铸造获得稀土6063铝合金铸坯,并进行高温拉伸和高温压缩试验,以研究稀土6063铝合金的热变形性能.结果表明,稀土6063铝合金较佳的热变形加工温度为440～550℃.     

6063铝合金焊接接头力学性能及韧性断裂失效仿真分析

采用硬度测试、等效拉伸试验和有限元仿真方法,以汽车用6063铝合金焊接接头为研究对象,研究了T型焊接接头力学性能的不均匀性分布,对其韧性断裂行为开展了数值模拟研究.通过等效拉伸试验对接头各区域开展了拉伸试验和断裂失效仿真分析,求解了基材(Base Metal,BM)、热影响区(Heat Affected Zone,HA...     

6063铝合金型材的力学性能

从合金化学成分、铸锭晶粒组织、均匀化热处理制度、风冷淬火工艺、停放时间、人工时效制度等方面,论述了为确保6063铝合金型材力学性能应采用的工艺措施。     

Q&P钢韧性断裂机制的实验研究

采用扫描电镜（SEM）原位拉伸观察了Q＆P钢退火组织断裂过程中裂纹萌生和扩展的动态变化过程．并对其微观断裂特征进行了研究。结果表明：加载初期,裂纹在与最大主应力平面成45°的位置萌生;加载中期,新的裂纹在主裂纹前方某处萌生,裂纹连接时伴随塑性变形;加载末期,裂纹失稳扩张,试样断裂。断口表面伴有韧窝的出现,呈延性断裂特征。     

韧性断裂准则与阀值选取的理论及试验研究

在金属冲切断裂的数值模拟中,韧性断裂准则和阀值的选取对模拟结果的精度有非常大的影响.通过对20钢棒材和管材试样进行拉伸试验,同时利用Deform有限元模拟软件对试验过程进行数值模拟,发现即使对于同一种断裂准则,两种试样得到的韧性断裂阀值也存在一定的偏差.并分别将六种断裂准则及得到的对应断裂阀值用于管端弧口冲切过程的模拟,结果表明只有Brozzo和NormalizedCockcroft&Latham这两种准则能较好的模拟出管壁的变形和毛刺的生成情况.通过试验验证了结论的有效性.     

6063铝合金搅拌摩擦焊接头冲击断裂分析

以6063铝合金为主要研究对象，简要介绍了铝合金型材的搅拌摩擦焊接工艺及设备，研究了6063-T65l铝合金的冲击断裂性能、塑性变形能力及其搅拌摩擦焊接头的微观组织。研究表明，搅拌摩擦焊接头中为较细的再结晶组织，且强化相呈弥散分布，其冲击断裂性能和塑性变形能力与母材相近。     

稀土改性6063铝合金的研究

严格控制镁、硅含量,向6063铝合金中添加一定量的混合稀土,采用工业生产设备熔炼稀土改性铝合金6063D-RE,研究其铸态组织和挤压性能.结果表明,添加稀土后,铝合金的挤压性能提高,挤压时所需挤压力减小,模具寿命提高,挤压速度变快,生产效率提高.稀土对铝合金组织有良好的改性作用,有少量的富含稀土相析出.     

6063铝合金钎焊工艺研究

针对大尺寸6063铝合金门窗框的焊接成型工艺进行了研究.通过对焊接材料、焊接规范、焊接工装等方面进行的试验和分析,确定了6063铝合金门窗框的钎焊采用无腐蚀性的Al-Si合金铝钎焊药芯焊丝作为钎料,汽油火焰作为加热热源的工艺方案,并通过有限元分析设计了简单易用的焊接工装以控制焊接变形.最后对钎焊接头进行了微观组织、外观变形及尺寸的测试实验,结果表明,该钎焊工艺过程有效保证了铝合金门窗框的焊接质量,满足了使用要求.     

基于韧性断裂准则的铝合金板材成形极限预测

为了准确地预测铝合金板材成形极限，将韧性断裂准则引入到数值模拟中。在数值模拟获得的应力应变值基础上，采用简单拉伸试验和数值模拟相结合的方法确定了韧性断裂准则中的材料常数，并应用该韧性断裂准则预测了铝合金LYl2(M)的圆筒件拉深和半球形凸模胀形的成形极限。预测结果与实验值吻合较好，该韧性断裂准则能够预测铝合金板材成形极限。     

Damage and fracture mechanism of 6063 aluminum alloy under three kinds of stress states

To study the damage and fracture mechanism of 6063 aluminum alloy under different stress states,three kinds of representative triaxial stress states have been adopted,namely smooth tensile,notch tensile,and pure shear.The results of the study indicate the following.During the notch tensile test,a relatively higher stress triaxiality appears in the root of the notch.With the applied loading increasing,the volume fraction of microvoids in the root of the notch increases continuously.When it reaches the critical volume fraction of microvoids,the specimen fractures.During the pure shear test,the stress triaxiality almost equals to zero,and there is almost no microvoids but a shear band at the center of the butterfly specimen.The shear band results from nonuniform deformation constantly under the shear stress.With stress concentration,cracks are produced within the shear band and are later coalesced.When the equivalent plastic strain reaches the critical value（equivalent plastic fracture strain）,the butterfly specimen fractures.During the smooth tensile test,the stress triaxiality in the gauge of the specimen remains constant at 0.33.Thus,the volume of microvoids of the smooth tensile test is less than that of the notch tensile test and the smooth specimen fractures due to shearing between microvoids.The G-T-N damage model and Johnson-Cook model are used to simulate the notch tensile and shear test,respectively.The simulated engineering stress-strain curves fit the measured engineering stress-strain curves very well.In addition,the empirical damage evolution equation for the notch specimen is obtained from the experimental data and FEM simulations.     

7075铝合金的变化型临界损伤因子(英文)

韧性断裂作为一种主要的失效形式制约了成形工艺开发。Cockcroft-Latham损伤准则适用于多数合金韧性断裂失效的数值计算。对于应变软化型7075铝合金,确立临界损伤因子并揭示其与变形条件间的内在联系具有重要意义。通过压缩试验与数值模拟相互佐证的途径获得了7075铝合金临界损伤因子及其分布规律。结果表明:温度一定时,最大累积损伤值随着应变速率的增大而单调减小;7075铝合金的临界损伤因子不是常数,而是为在0.255～0.453范围内变化的变量;可由应变速率和温度为自变量表征临界损伤因子的变化规律。根据临界损伤因子规律分布图,可以精确地预测材料加工中发生断裂的时刻和位置,此外,还可识别出稳健的加工工艺参数区间。     

扩散焊工艺对6063铝合金焊接接头性能的影响

分别采用固相扩散焊和瞬间液相扩散焊方法焊接6063铝合金。采用金相显微镜对扩散界面附近的显微组织进行了分析;采用万能试验机测试了焊接接头的抗拉强度。试验结果表明,在连接同种铝合金材料的情况下,固相扩散焊相比瞬间液相扩散焊能够获得更为良好的接头性能。在焊接温度540℃、焊接压力8 MPa、保温时间80 min时,固相扩散焊接头区域成分均匀,没有空洞等缺陷,抗拉强度为122 MPa,达到同种热处理条件下母材抗拉强度(130 MPa)的94%。     

用电解原铝液生产高精6063铝合金圆铸锭的工艺研究

针对国外客户对高精6063铝合金圆铸锭的质量要求,主要在电解原铝液熔体处理、炉内精炼、晶粒细化、炉外在线净化、均匀化处理和生产设备等方面进行了试验研究.现在我公司利用电解原铝液能够稳定生产出高精6063铝合金圆铸锭,满足了客户的需求.     

6063铝合金铸轧板冷却过程的数值模拟

利用ANSYS Workbench软件对初始温度为548℃的6063铝合金铸轧板的冷却过程进行数值模拟,通过分析温度场和应力场,确定空冷至室温所需的时间及空冷时铸轧板易产生裂纹的可能位置。模拟结果表明,对于铸轧出来的6063铝合金板材,在滚道上自然冷却1800 s后接近室温状态;铸轧板实际冷却时,边部与表面中央部位易产生裂纹。     

6063铝合金圆铸锭同水平热顶铸造工艺技巧

分析了6063铝合金圆铸锭同水平热顶铸造的填充、斜坡、稳定和结束等四个阶段的工艺特点,阐述了在每个阶段根据其工艺特点,合理控制铸造温度、铸造速度和冷却水压三要素,以及采取的一些技术措施,确保生产出高质量的铸锭。     

剪应力状态下6061铝合金的力学性能及断裂行为

对设计的拉伸剪切试样和原位拉伸剪切试样分别进行不同剪应变率下的拉伸剪切试验及原位拉伸剪切试验,研究6061铝合金在剪力状态下的力学性能及断裂行为,并用有限元软件ABAQUS对铝合金在剪应力状态下的断裂行为进行模拟。结果表明:随着剪应变率的增大,6061铝合金的剪切屈服强度和抗剪强度基本保持不变,但剪切断裂应变明显减小;剪应变率对试样的断口形貌没有影响;6061铝合金晶界是其最薄弱环节,在拉伸剪切过程中铝合金试样表面上产生了大量与拉伸方向平行的滑移带;微裂纹在剪应力作用下形核于与拉伸方向平行的滑移带和晶界,随着剪应力的增加,微裂纹长大和扩展;微裂纹之间通过剪切而连接导致试样断裂;6061铝合金剪切断裂行为可以用Johnson-Cook模型进行描述。     

6063-T52铝合金型材时效工艺制度研究

目前我国标准中尚没有6063铝合金T52状态型材的力学性能规范,而美国ASTM、AMS的有关标准中对6063-T52铝合金型材力学性能的最小值至最大值的范围有明确规定。在生产出口型材过程中有时出现型材质量不稳定的情况,为此,试验研究了时效工艺对6063-T52铝合金型材力学性能的影响。结果表明,(140±5)℃4 h和(185±5)℃2.5 h两种时效制度处理的型材,能够达到ASTM、AMS有关标准中规定的力学性能要求。     

固溶处理时间对7075铝合金热冲压板材塑性及韧性断裂的影响（英文）

研究固溶处理时间对7075铝合金热冲压板材塑性及韧性断裂的影响。对采用不同固溶处理时间的热冲压试样进行拉伸实验,并采用数字图像相关分析方法获取实验过程中试样的应变。基于实验及仿真,对Yld2000-3d屈服准则及DF2014断裂模型进行校准,并将其分别用于描述材料的各向异性及断裂行为。同时,对材料的显微组织进行研究。实验及仿真结果表明,热冲压后,7075铝合金仍残留明显各向异性,且延长固溶处理时间不能有效减弱材料的各向异性。但是,采用较长的固溶时间会提高材料的断裂应变,断裂性能的提高与延长固溶处理时间后第二相颗粒尺寸减小有关。     

Ga对6063铝合金力学性能及电阻率的影响

通过对不同Ga(镓)含量的6063铝合金进行对比试验,研究了微量杂质元素Ga对6063铝合金力学性能和导电性能的影响.研究表明,添加少量的Ga,对未经T6热处理的6063铝合金的力学性能影响不大,但对T6处理的6063铝合金,随着Ga含量的增加,合金的抗拉强度和塑性都有明显的提高.另外发现,随着Ga含量的增加,6063铝合金电阻率开始增加,但当w(Ga)＞0.04%,随着Ga含量的继续增加,电阻率下降.