热挤压工艺对6061铝合金组织及性能的影响

研究了不同热挤压工艺参数对6061铝合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,当挤压温度为450℃时,随着挤压比的增大,晶粒明显细化,抗拉强度和伸长率也随之提高。当挤压比为10时,随着挤压温度的升高,再结晶晶粒数量增加。当挤压温度升高到500℃时,再结晶晶粒快速长大粗化,晶粒细化作用减弱,此时,合金的抗拉强度随挤压温度的升高整体呈下降趋势。在本试验范围内,6061铝合金经过挤压温度为450℃,挤压比为10的挤压变形后得到的组织均匀细小,力学性能较好。     

原位自生TiB_2/6061铝基复合材料高温力学性能

通过搅拌铸造法制备实验用TiB_2/6061铝基复合材料,对室温和高温下6061铝合金和Ti B2/6061铝基复合材料的硬度、拉伸性能和断裂特性进行了研究。用扫描电子显微镜分析了两者的微观断裂形貌。试验表明:添加TiB_2颗粒使6061铝合金的力学性能大幅改进。在20~500℃拉伸试验,同一温度下TiB_2/6061的极限抗拉强度比6061铝合金的大;随着温度的升高,两者的抗拉强度均下降;在高温下,TiB_2/6061拉伸断裂颈缩较小;在20~200℃,6061铝合金的拉伸沿45°斜面断裂。随着温度升高,有明显颈缩,延展性增强。     

挤压工艺对喷射成形6061铝合金组织与性能的影响

在2 000 kN四柱液压机上对铸态、喷射态6061铝合金进行挤压处理,研究了挤压温度、挤压比对喷射态合金微观组织及力学性能的影响,分析了挤压态合金的断裂机理,并对比了铸态、喷射态合金挤压后的力学性能.结果表明,当挤压比为6.25时,随着挤压温度的升高,合金试样发生再结晶的晶粒数量增加,到250 ℃时形成均匀细小的等轴晶组织;合金的硬度和抗拉强度随挤压温度的升高而降低;但伸长率却随挤压温度的升高而升高.当挤压温度为250 ℃时,合金晶粒尺寸随挤压比的增大而减小;伸长率和抗拉强度随挤压比的增大而升高;而硬度受挤压比变化的影响则不大.挤压态合金的断裂机理为微孔聚集断裂."喷射+挤压"态合金的抗拉强度和伸长率都比"铸造+挤压"态合金的高.     

航空用6061铝合金恒载荷应力腐蚀行为

采用恒载荷全浸腐蚀拉伸、断口扫描和室温拉伸等方法研究了拉应力对两种热处理状态6061铝合金(6061-T4和6061-T6)应力腐蚀行为的影响。结果表明，在O₂和Cl^-共存环境中，6061-T4铝合金的应力腐蚀敏感性很低，力学性能降低主要受腐蚀介质的电化学腐蚀影响；6061-T6铝合金的应力腐蚀开裂敏感性高于6061-T4铝合金，其应力腐蚀开裂倾向受腐蚀影响为主，力学因素影响为辅；应力腐蚀后，6061-T4和6061-T6铝合金表层腐蚀区域为沿晶脆断，次表层为准解离断裂，中心为穿晶断裂；在腐蚀介质与应力同时作用下，6061-T4铝合金由点蚀发展为晶间腐蚀，并随应力增大变为剥落腐蚀；6061-T6铝合金点蚀不明显，但晶间腐蚀深度随应力增大而加深。     

6061-T6铝合金挤压型材高温拉伸性能及模型预测

研究6061-T6铝合金挤压型材在室温(23℃)～500℃范围内的拉伸性能,并对试样断口形貌进行观察与分析。结果表明:随温度的升高,合金抗拉强度和屈服强度呈线性下降趋势,而伸长率则先降后升。温度较低时,合金断口处有大量小韧窝和撕裂楞,以穿晶方式断裂;而在高温条件下,合金断口处小韧窝数量减少,出现大量尺寸较大的孔洞。同时,本试验还对合金抗拉强度、屈服强度和伸长率随温度变化曲线进行了函数拟合,建立了各自的预测模型,为工程应用提供参考。     

挤压态6082-T6铝合金的高温拉伸力学性能及微观组织

通过Gleeble3500热模拟试验机研究了变形温度和应变速率对挤压态6082-T6铝合金高温拉伸力学性能的影响,采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)分析了合金在高温拉伸过程中的微观组织演变。结果表明：在恒定的应变速率下,挤压态6082-T6铝合金的拉伸强度随着拉伸温度的升高而下降;在恒定的拉伸温度下,其拉伸强度随着应变速率的升高而上升。挤压态6082-T6铝合金在高温(300～450℃)拉伸条件下表现为韧性断裂,在较高的变形温度和较低应变速率条件下,合金的韧窝增大且更深,表现出较好的塑性。在高温变形过程中,随着拉伸温度的升高,合金内部的位错密度下降,并出现了析出相粗化现象,导致合金的变形抗力下降。     

6082-T6铝合金板材高低温力学性能研究

以6082-T6铝合金板材为研究对象,采用环境箱和高温炉调节试验温度,通过拉伸试验测试6082-T6不同温度下的抗拉强度、屈服强度、弹性模量、延伸率和泊松比,并对拉伸断口进行扫描分析,研究不同温度下6082-T6铝合金板材的断裂原因。试验结果表明,6082-T6铝合金板材的抗拉强度、屈服强度、弹性模量随着温度的升高而降低,延伸率随着温度的升高而增加,且温度在400℃以上时材料出现明显的软化特征,延伸率变化趋势显著。     

7A85-T7452铝合金锻件高温力学性能与组织特征

研究了25℃～175℃温度范围内7A85-T7452铝合金锻件的拉伸力学性能,采用扫描电镜、透射电镜观察了不同温度下锻件拉伸试验后的微观组织,并分析了拉伸温度和组织变化对锻件力学性能与断裂行为的影响。研究结果表明:随着拉伸温度的升高,7A85-T7452铝合金锻件的抗拉强度和屈服强度逐渐减小,加工硬化率降低;合金断口由室温时的层片状沿晶断裂转变为高温时的等轴穿晶韧窝断裂,并且在高于150℃时第二相粒子脱落现象显著,在175℃时韧窝周围存在明显的滑移变形特征;合金的第二相主要为η′、η和Al_3Zr粒子,在100℃～150℃拉伸时,基体再次析出细小颗粒,晶内析出相密度增加,晶界析出相由不连续分布转变为连续分布,在175℃拉伸时,析出相快速粗化,晶界析出相不连续分布更明显,且η相尺寸更大。     

低挤压比条件下挤压工艺对AZ31B镁合金组织和力学性能的影响

研究了低挤压比(挤压比8)下挤压温度和挤压速度对AZ31B镁合金微观组织和力学性能的影响。采用光学显微镜观察了显微组织,采用材料拉伸试验测试了力学性能,并用扫描电镜观察了拉伸试样的断口形貌。结果表明:低挤压比时棒材的组织为典型的混晶组织——由发生再结晶的细小晶粒包裹未发生再结晶的粗大晶粒;300~400℃时,随挤压温度的提高,材料的伸长率升高,抗拉强度下降;在300℃挤压时,随挤压速度的提高,材料的伸长率升高,抗拉强度下降,挤压棒的拉伸断口由混合断裂转变为明显韧性断裂;250℃时综合力学性能最好,抗拉强度340 MPa,屈服强度280 MPa,伸长率23%。     

不同挤压温度对汽车车身板件用AZ31镁合金的组织与力学性能的影响

主要研究了不同挤压温度下AZ31镁合金的微观组织和力学性能。结果表明:AZ31镁合金挤压试样会发生动态再结晶过程,且随着挤压温度升高晶粒的尺寸会增大;随着挤压温度的升高,试样的屈服强度和抗拉强度都会降低,伸长率会增加;在室温拉伸试验时试样发生韧性断裂。     

变形程度对6061铝合金大规格棒材组织和性能的影响

为了研究挤压变形程度对6061铝合金大规格棒材组织和性能的影响,通过金相(OM)、扫描电镜(SEM)、导电率、拉伸试验测试在不同变形程度条件下6061-T6铝合金棒材的组织和性能。结果表明,经过挤压变形后,棒材晶粒被细化,纵向组织被拉长。随着变形程度的增加,棒材边部、1/2半径处、芯部组织更加均匀,拉伸断口韧窝形貌逐渐均匀密集,导电率逐渐降低,而力学性能逐渐升高。随着变形程度的增加,棒材边部与挤压筒的摩擦力增大,当变形程度大于85.6%时,边部金属流动受摩擦阻力作用,其力学性能逐渐低于棒材芯部的。当变形程度小于73%时,边部金属流动与挤压筒接触,晶粒被破碎拉长,其力学性能和伸长率远高于芯部的。     

汽车用冷轧5183铝合金板材退火工艺研究

采用OM、室温拉伸试验、杯突试验等方法,研究了不同温度和时间的退火工艺对冷轧5183铝合金组织和力学性能的影响。研究表明,在退火温度300～450℃范围内,随着退火温度的升高,5183铝合金组织中晶粒逐渐变大。300、350℃时晶粒平均尺寸较小,分别为12μm和13.5μm。当退火温度350℃时,试样综合性能最佳。退火时间在0.5～8.0 h范围内,随着退火时间的延长,5183铝合金组织中晶粒尺寸无明显变化,力学性能基本不变,退火时间对5183铝合金组织与力学性能没有明显影响。因此,5183铝合金冷轧板的最佳退火工艺为350℃×(1～2)h。     

6061-T6铝合金板材热冲压成形极限图研究

自行设计并研制了一套获取板材热冲压成形极限图的试验系统,开展了6061-T6铝合金板材在不同应变路径及温度下的成形极限研究,获得了其在25~300℃的成形极限图。使用MSC.MARC软件对6061-T6铝合金板材的热冲压成形进行数值模拟,研究了失稳判断方法对不同温度下成形极限预测的影响。结果表明:6061-T6铝合金在室温下的极限应变值很低,塑性较差;变形温度升高到200℃时,极限应变值平均提高了99.5%;变形温度从200℃升高到300℃时,极限应变值进一步提高了23.5%,其塑性也显著提高。采用最大载荷判断法和应变路径判断法相结合的失稳状态判断准则能准确预测6061-T6铝合金的热成形极限,模拟结果和试验结果吻合较好。     

调修次数对铝合金焊接接头力学性能及微观组织的影响

采用火焰对铝合金焊接接头进行调修矫正是轨道车辆制造工厂普遍采用的工艺手段。A5083-H111,A6061-T6,A7075-T651等3种铝合金材料是轨道车辆制造的主要结构材料,不可避免地存在焊接残余应力及残余变形,因此需要大量地进行火焰调修以确保尺寸精度和残余应力的消除。以轨道车辆常用的A5083-H111,A6061-T6,A7075-T651铝合金焊接接头为研究对象,采用温度为200℃火焰对3种铝合金焊接接头进行多次调修,研究不同调修次数对铝合金焊接接头微观组织及力学性能的影响。研究结果表明:不同调修次数对A5083-T111铝合金焊接接头的各项拉伸性能及疲劳性能均无明显影响。不同调修次数对A6061-T6铝合金对接接头拉伸及疲劳性能均有显著的影响。随着调修温度的上升和调修次数的增加,A6061-T6铝合金对接接头拉伸及疲劳性能均呈一定幅度的下降。不同工艺条件下热影响区组织差异较大,热影响区晶粒的长大导致了焊接接头性能的下降。随着调修次数的增加,A7075-T651铝合金对接接头的抗拉强度和屈服强度下降均很明显,但伸长率几乎没任何变化,同时疲劳性能随着调修温度的上升和调修次数的增加而下降。     

Sc对6061合金组织与性能的影响

通过添加Sc对6061铝合金组织及性能进行改性。通过真空感应熔炼制备了6061和6061-0.2Sc铸锭并经550℃×12 h均匀化退火,随后进行了热挤压变形和570℃×1 h水淬+175℃×5 h空冷的固溶时效热处理,研究挤压变形前后Sc微合金化铝合金挤压型材的组织与性能演变。结果表明,Sc具有晶粒细化效应,均匀化后6061-0.2Sc晶粒尺寸为20～50μm。挤压并经固溶时效热处理后6061-0.2Sc晶粒相比于6061更细小均匀。添加Sc后,合金的抗拉强度和伸长率均得到提升,宏观断口平整,拉伸断裂模式由韧脆性混合断裂转为韧性断裂,腐蚀电流密度由946.62μA/cm²下降为568.05μA/cm²,耐腐蚀性能显著提高。     

7075-T6铝合金的高温成形性能和微观组织

采用等温拉伸试验,研究了温度对7075-T6铝合金板材力学性能的影响规律。通过金相观察和断口形貌分析,讨论了7075-T6铝合金板材高温拉伸变形的微观组织变化和断裂失效机制。结果表明,随温度升高,材料强度和硬度逐渐降低,断后伸长率总体上呈上升趋势,但在250 ℃时出现低值。温度低于200 ℃,应力随应变先快速增加后缓慢增加,应变硬化占主导作用,主要的软化机制为动态回复;200 ℃时,应力峰值后保持平稳,应变硬化和回复软化相互平衡;高于200 ℃,应力随应变快速增加到峰值后逐渐减小,动态再结晶软化占主导作用。250 ℃时,由于动态再结晶软化占主导作用,应力下降,塑性显著下降;300 ℃时,再结晶过程完成,且晶粒沿拉伸方向拉长,韧窝深度加深、平均尺寸增大,材料塑性提升。     

AZ61镁合金在不同挤压温度下的组织与力学性能

对变形镁合金AZ61铸态试样和不同温度下的挤压成形试样的微观组织结构、室温力学性能以及拉伸断口进行了研究.结果表明,360℃的热挤压温度不能成形试样,在370、385、400℃下进行热挤压可以得到外形完整、表面光洁的试样;随着挤压温度提高,AZ61挤压试样发生再结晶的晶粒数量显著增加,达到400℃时形成均匀细小的等轴晶组织;370、385、400℃下的挤压试样断口均表现为明显的塑性断裂特征,400℃时挤压试样的抗拉强度达到297.43 MPa,屈服强度达到221.42 MPa,伸长率为22.39%,具有较好的力学性能.     

挤压速度对等通道转角挤压6061铝合金力学性能的影响

用自行设计的内角90°,外角30°的等通道转角挤压模具对6061铝合金进行了室温挤压,分析了不同挤压速度对其力学性能的影响。利用金相显微镜和扫描电镜(SEM)观察了金相组织和拉伸断口的形貌特征。结果表明:6061铝合金的断裂特征是韧性断裂,在3道次ECAP变形过程中,随着变形道次增加,6061铝合金的显微硬度和抗拉强度增大。当挤压速度达到35 mm/min时,合金的强度和硬度是最好的。     

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。     

挤压态6061铝合金的力学性能及显微组织

对挤压态6061铝合金分别进行了固溶处理和时效处理,采用万能试验机测试了其力学性能,通过SEM和TEM表征了合金的微观组织,研究了不同热处理条件下挤压态6061铝合金的组织演变规律。结果表明:固溶和时效处理后的挤压态6061铝合金均表现出明显的力学性能各向异性,且时效处理能有效提升合金的强度;同时,经时效处理后的挤压态6061铝合金表现出应变速率敏感性,而固溶处理的挤压态6061铝合金则无明显的应变速率敏感性;固溶处理和时效处理的挤压态6061铝合金的晶粒形态为等轴晶,但是有大小两种晶粒尺寸等级,大晶粒尺寸可达200 μm,小晶粒尺寸则小于10 μm。固溶和时效处理的挤压态6061铝合金均由较强的{001}<100>立方织构和较弱的{011}<100>高斯织构组成,且种类和强度相同;拉伸变形后的6061铝合金出现了大量的位错堆积,而经时效处理的合金中均匀分布短棒状的析出相能有效阻碍位错的运动,提高材料的变形抗力。