时效处理对铝锂合金断裂行为的影响

通过拉伸试验机、扫描电镜、透射电镜等设备对不同时效工艺下铝锂合金厚板的拉伸性能、微观组织以及断裂特征进行了系统研究。结果表明:随人工时效时间延长,合金的高向强度迅速增加,同时延伸率快速降低,合金的断裂方式也由穿晶滑移剪切+沿晶混合断口转变为单纯的沿晶断口。时效过程中晶内析出了大量的T₁相,提高了晶内强度,抑制了拉伸过程中晶内的协调变形,降低了合金的塑性并导致合金沿晶开裂。     

走向实用化的铝—锂合金

评述了美，欧，俄罗斯的Ａｌ－Ｌｉ合金开发现状，Ａｌ－Ｌｉ合金在世界范围内的应用情况及发展趋势。     

双级时效对1420铝锂合金超塑性的影响

采用金相、透射电镜、高温拉伸等检测手段研究了双级时效对1420铝锂合金组织及超塑性的影响,结果表明:与单级时效相比,双级时效处理得到分布更均匀、体积分数更大的析出相粒子.双级时效经过轧制和再结晶退火后,得到的晶粒尺寸为8～12μm;500℃条件下8×10-4s-1超塑性伸长率达到860%.第一级低温时效先在基体形成较均匀的细小粒子,这些粒子不仅在晶界,也在晶内大量析出.在高温时效时,这些粒子长大形成分布均匀,体积分数大的析出相粒子.     

1420铝锂合金激光焊接气孔形成机理

1420铝锂合金与传统的2000、7000系列铝合金相比，密度低12％，弹性模量高8％左右，具有优异的抗腐蚀性和高温性能。激光焊接作为一种快速高效的焊接方法，在焊接1420铝锂合金时存在一个问题，即具有严重的气孔倾向。针对1420铝锂合金激光焊接中气孔产生的原因进行了比较系统的分析。分析认为，表层物质是焊接过程中氢的主要来源，一定要采用适当的方法进行彻底的清除，而Mg、Li等合金元素不仅增加了熔池吸氢倾向，还增加了匙孔末端的不稳定性，应该采用合适的熔透模式，改善熔池的流动，将这种不稳定性降到最低。     

热处理对1420铝锂合金化学镀镍的影响

对1420铝锂合金进行固溶及固溶后欠时效、峰时效和过时效处理,并对热处理后的试样进行化学镀镍.结果表明,峰时效处理的铝锂合金试样化学镀镍过程容易进行,化学镀镍后在NaCl水溶液中的耐腐蚀性能有所提高.     

1420铝锂合金激光焊接特性研究

对3mm厚的1420铝锂合金进行了激光焊接试验。发现用3kWCO2激光,在激光功率密度未达到一般铝合金激光深熔焊阈值情况下,对1420铝锂合金却可获得较好的深熔焊效果,接头抗拉强度可达母材的80%,并分析了焊接效果和气孔形成机理。     

1420铝锂合金表面氧化膜特征分析

采用多种分析方法对1420铝锂合金表面氧化膜进行了分析。结果表明合金表面富集了元素Li和Mg，且表面主要为由Li和Mg的氧化物组成的疏松氧化膜，其厚度约为0.05mm。合金表面氧化膜的形成与温度密切相关，氧化膜从300℃开始形成速度较快，400℃以上迅速扩展并形成连续的氧化膜，且氧化膜的形貌发生明显变化。     

热处理对1420铝锂合金晶间腐蚀和剥蚀性能的影响

铝锂合金在相应的介质中存在晶间腐蚀和剥蚀倾向，组织结构不同导致合金的腐蚀性能不同。通过分别对经固溶（ST）、欠时效（UA）、峰时效（PA）和过时效（OA）处理后1420铝锂合金腐蚀性能的分析研究，表明经峰时效处理后的耐蚀性最差，固溶处理具有最佳的耐晶间腐蚀和剥蚀性能。     

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。     

1420铝锂合金动态低应力无变形焊接技术

针对1420铝锂合金平板对接和T形穿透焊接结构,开展了动态低应力无变形(DC-LSND,dynamically controlled low stress non-deformation)焊接技术的可行性研究;通过与常规TIG焊进行焊接应力和变形、接头组织以及拉伸性能的对比,分析了该技术实现应力和变形控制的原因.结果表明,采用动态低应力无变形焊接1420铝锂合金平板对接结构,能够有效地减小焊接应力和变形,并且对接头的拉伸性能没有影响,同时采用该技术可实现铝锂合金T形接头穿透焊的应力和变形的控制.     

1420铝锂合金激光焊接工艺研究

对2.5 mm厚1420铝锂合金板材进行了YAG激光焊接,重点研究了YAG激光焊接工艺参数对焊缝成形的影响和接头的拉伸、疲劳性能及其影响因素.研究结果表明,焊接工艺参数中离焦量对焊缝成形的影响为抛物线趋势,存在最佳离焦量值;焊接速度对它的影响为直线下降趋势;激光功率对它的影响为直线上升趋势.热处理的影响较大,热处理后接头的抗拉强度有很大提高.     

1420铝锂合金电致超塑性本构方程

变形温度为480℃时,对1420铝锂合金进行了不同应变速率、脉冲电流密度和脉冲频率的电致超塑性拉伸试验;通过对现有超塑性本构方程进行修正,建立了耦合脉冲电流密度和脉冲频率的超塑性本构方程,并对其进行了试验验证。研究结果表明:变形温度为480℃、应变速率为0.001 s-1时,在1420铝锂合金的超塑性拉伸试验中施加脉冲电流后,材料的流动应力比未施加电流时有所降低,伸长率有所增加;当脉冲电流密度为192 A·mm-2、脉冲频率为150 Hz时,材料的流动应力最小,伸长率最大。通过耦合脉冲电流参数的本构方程计算的流动应力值与试验数据吻合较好,能够准确预测1420铝锂合金在电致超塑性变形中流动应力的变化趋势。     

细晶1420铝锂合金超塑变形行为

通过单轴超塑性拉伸试验,研究细晶1420铝锂合金在440℃⁵00℃温度范围和1×10-4s-1500℃温度范围和1×10-4s-1¹×10-2s-1初始应变速率范围内的超塑性变形行为,揭示其变形性能与工艺参数的相关性。结果表明,细晶1420铝锂合金超塑变形真应力-真应变曲线呈现两种典型的流变特征,即当变形初始应变速率低于0.0003s-1时,表现为稳态型;当初始应变速率高于0.0003s-1时,以软化型为主,且随着变形温度的升高和应变速率的降低,峰值应力降低。合金的最佳超塑性变形条件为480℃、1×10-4s-1,在该条件下,延伸率达到550%。随着应变速率的升高,延伸率降低;随变形温度的升高,延伸率则呈先升高后降低的趋势。利用多试样法进行线性拟合,获得试验条件下细晶1420铝锂合金的应变速率敏感性指数m值在0.411×10-2s-1初始应变速率范围内的超塑性变形行为,揭示其变形性能与工艺参数的相关性。结果表明,细晶1420铝锂合金超塑变形真应力-真应变曲线呈现两种典型的流变特征,即当变形初始应变速率低于0.0003s-1时,表现为稳态型;当初始应变速率高于0.0003s-1时,以软化型为主,且随着变形温度的升高和应变速率的降低,峰值应力降低。合金的最佳超塑性变形条件为480℃、1×10-4s-1,在该条件下,延伸率达到550%。随着应变速率的升高,延伸率降低;随变形温度的升高,延伸率则呈先升高后降低的趋势。利用多试样法进行线性拟合,获得试验条件下细晶1420铝锂合金的应变速率敏感性指数m值在0.41⁰.48范围内,超塑变形激活能Q在43.5kJ/mol0.48范围内,超塑变形激活能Q在43.5kJ/mol⁷9.7kJ/mol范围内。     

1420铝锂合金激光焊接气孔抑制技术

分别采用气体和固体两种类型、三台激光器对1420铝锂合金消除气孔的焊接工艺进行了试验研究.结果表明,1420铝合金表面氧化膜对产生气孔有很大影响,化学清理可以获得气孔较少的焊缝.保护气体种类、气体流量、焊接速度对1420铝锂合金气孔都有影响.适宜的双激光束焊接工艺可以获得成形美观且无气孔的优质1420铝锂合金焊缝,是1420铝锂合金焊接较为理想的焊接工艺.     

1420铝锂合金激光焊接接头拉伸性能分析

针对2.5 mm厚1420铝锂合金板材,研究了修饰焊和焊后热处理对激光焊接接头拉伸性能的影响,并且分析了轧制方向对接头拉伸性能的作用.试验结果表明:修饰焊对接头拉伸性能影响不大,但可明显改善焊缝成形,减少焊缝缺陷;热处理工艺对接头的拉伸性能影响最大,能显著提高接头的抗拉强度;轧制方向对接头的拉伸性能没有影响.