正交试验法优化铝锂合金表面处理工艺研究

通过正交实验设计,针对中国大型客机专用铝锂合金Al-Li-S4胶接技术中的关键技术--表面阳极化处理进行了参数设计优化.正交设计中以表面处理的参数,即磷酸溶液浓度、处理时间、电源电压、溶液温度作为4个因素,每个因素选择3种位级,进行了9组正交实验,以样品阳极化后的粗糙度作为评判标准,通过优化得出了最佳的阳极化处理方案....     

AA5083铝合金表面处理对AA5083/低温胶胶接性能的影响

目的为适应LNG船运输液化天然气时的低温工作环境,选择AA5083铝合金和外围保温材料,通过低温胶胶接的方式进行液货维护系统内部结构的搭建,保证满足基本强度要求的同时,降低生产成本。方法对AA5083铝合金进行喷砂和阳极氧化处理,对其表面形貌、表面粗糙度、表面能以及与低温胶的接触角进行表面性能表征,同时进行25、0、-60、-120℃四种不同温度下的单搭剪切力学性能测试,研究揭示不同表面处理方法对AA5083/低温胶胶接强度的影响。结果与AA5083铝合金原始试样对比,表面处理后的铝合金表面粗糙度变大,表面能升高,与低温胶的接触角变小,胶接接头强度显著提升,其中,阳极氧化后试样的胶接强度在0℃达到最大,为29.80 MPa,比原始试样提升了128.18%,比喷砂试样提升了29.90%。结论结合表面性能表征以及低温下的单搭剪切试验结果,喷砂和阳极氧化均能提高AA5083铝合金与低温胶的粘结强度,而且阳极氧化后的AA5083铝合金具有较好的综合性能。     

不同表面处理方法对环氧胶接接头老化性能的影响

    选用了LY12CZ铝合金和TA2钛合金两种基体,分别采用了两种不同的表面处理方法对其进行表面处理：砂纸打磨、磷酸阳极化(PAA)和砂纸打磨、阳极化(SHA);研究了不同表面处理方法对Al/Al环氧胶接接头、Ti/Ti环氧胶接接头老化性能的影响,结果表明,与砂纸打磨法相比PAA和SHA表面处理法能显著提高环氧胶接接头在介质中的老化性能,尤其是在低温介质中的耐久性.     

LY12铝合金表面铈转化膜处理及其对胶接性能的影响

为研究LY12铝合金铈转化膜工艺对胶接性能的影响,采用正交试验,以剪切强度为判定依据,确定了较佳的铈盐转化处理的工艺参数.考察了铈转化膜的微观形貌.对比分析了未经和经过转化膜处理的试样胶结后的剪切强度和剥离强度,结果表明:铈转化改性处理能使铝合金获得多孔性的活性表面,胶接时,胶粘剂能够渗透进入多孔膜,形成良好的机械啮合...     

胶接结构破坏模式及失效机理

以航空航天领域应用较为广泛的胶接结构为研究对象,以板-板胶接的拉伸剪切强度为评估指标,通过加速湿热老化试验对胶接结构的破坏模式和失效机理进行了研究。结果表明:胶接结构的断裂性质为韧性断裂,且随着老化时间的增加,其破坏模式为由内聚破坏向内聚破坏+界面破坏转变。在湿热老化试验前期,温度对拉伸剪切试样性能起主要作用,在老化后期,湿度起主导作用。     

DP980表面氧化物对胶接性能的影响

目的 明确高强钢DP980表面氧化物的组成及含量对胶接性能的影响规律,从而改善双相高强钢的胶接性能。方法 通过采用1%(质量分数)的醋酸溶液对双相高强钢DP980表面进行不同时间的酸蚀处理,结合扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)对高强钢表面氧化物的微观形貌进行观察,通过电子探针(EPMA)表征酸洗前后高强钢表面元素分布变化,采用辉光放电发射光谱仪(GDS)对不同酸洗时间处理的高强钢表面元素的含量随深度变化进行分析,同时通过对Si、Mn元素的高分辨X射线光电子能谱(XPS)分峰拟合,表征高强钢表面不同氧化物成分。通过接触角测试分析酸洗处理对高强钢表面润湿性的影响。最后对不同酸洗时间处理的高强钢进行了胶接试验,探究高强钢表面氧化物含量、形貌及种类对胶接性能的影响规律。结果 DP980表面存在Si、Mn、O元素的富集,其中氧化物以SiO_x、Mn₂SiO₄、MnSiO₃、MnO等形式存在。随着酸洗时间的延长,DP980表面氧化物尤其是Si Ox含量显著降低,颗粒尺寸明显减小,同时表面纳米尺度...     

8090Al-Li合金的微观结构与力学性能SCIEI

本文系统地研究了8090Al-Li合金的微观结构与力学性能的关系。结果表明,合金性能的变化主要归因干δ′颗粒尺寸的变化和S′相的析出。δ′相容易析出并迅速长大,而S′相析出的孕育期较长,时效前冷变形可促进S′相析出。δ′相和S′相共同析出可改善合金强度和塑性,其最佳时效条件为190℃,20—30h。另外,在有平衡相析出的高角晶界容易形成无沉淀区,在峰值时效条件,其宽度可达200nm以上,但在亚晶界难以形成。     

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。     

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。     

热处理对铝锂合金在NaCl水溶液中腐蚀行为的影响

对铝锂合金在热轧、固溶淬火后自然时效和不同时间人工时效后测定了在３．５％ＮａＣｌ水溶液中的平均腐蚀速率，观察了腐蚀形成，结果表明，合金的平均腐蚀速率较大，在含Ｃｌ＾－介质中易发生局部腐蚀，透射电镜观察结果表明，延长时效时间，合金昌粒中Ｔ１相增多，δ＇相减少，晶界富铜相增多，无沉淀带加宽，因而加剧了点蚀和沿晶腐蚀。     

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     

时效处理对铝锂合金电子束焊接头耐蚀性能的影响

对铝锂合金电子束焊接头进行焊后热处理,研究了时效处理前后接头各区域的晶间腐蚀、剥蚀和电化学腐蚀行为。结果表明,接头经过时效处理后,焊缝晶界析出的T1(Al_2CuLi)相数量增加,并且形成了明显的晶界无沉淀带(Precipitate Free Zone,PFZ)。焊态下接头未出现晶间腐蚀,热影响区和母材区均出现了孔蚀;焊后时效处理增大了接头的晶间腐蚀倾向,热影响区同时发生了孔蚀和晶间腐蚀,母材区出现了严重的晶间腐蚀。焊态下焊缝和热影响区均具有优异的抗剥蚀能力,母材区对剥蚀的敏感性较高;焊后时效处理可提高接头母材区的抗剥蚀能力,但会增大热影响区的剥蚀敏感性。电化学腐蚀测试表明,与时效后的接头焊缝相比,焊态下焊缝的自腐蚀电位较高,腐蚀电流密度小,具有相对较好的耐蚀性。     

形变热处理对Al-Li合金组织和性能的影响

研究了形变热处理对2091型Al-Li合金显微组织和力学性能的影响,结果表明,固溶＋8％变形＋双级时效可以使合金获得良好的强塑性配合。合金中主要强化相δ（Al3Li）适宜的粒度、析出相S’（Al2CuMg）分散沉淀、晶界上平衡相析出量的减少以及δ＇无沉淀析出带（PFZ）的窄化,是合金强塑性改善的主要原因。     

表面形貌对TB8钛合金/环氧树脂粘结性能的影响

目的 通过在基体表面构建出不同的微观结构,提升环氧树脂与钛合金的粘结强度。方法 采用等离子刻蚀设备,调节气体流量、处理时间、RF功率对TB8钛合金样品进行处理,并对处理过的样品进行单搭接接头制备。利用扫描电子显微镜对等离子刻蚀前后的样品表面形貌进行研究,利用XPS分析刻蚀前后样品表面化学成分变化,利用水接触角表征样品表面润湿性,利用电子万能试验机对等离子刻蚀处理后的样品与环氧树脂的粘结强度进行研究。结果 采用CF4对样品进行等离子化学刻蚀,不同的刻蚀时间形成了不同类型的表面微观结构,其中圆粒状结构比蜂窝坑结构表面的粘结性能优越。采用Ar对样品进行等离子溅射刻蚀,样品表面形成纳米级片状微坑结构。等离子刻蚀后,基体表面更加洁净,活性增强,水接触角基本降为0°,润湿性显著提升。等离子刻蚀处理前,样品与环氧树脂的粘结强度为5.32MPa;等离子刻蚀处理后,样品与环氧树脂的粘结强度可达23.25 MPa,而经喷砂后,等离子刻蚀处理的样品与环氧树脂的粘结强度高达30.29 MPa。最佳等离子刻蚀处理工艺参数为RF功率540 W,气体流量120 mL/min,处理时间50 min,喷砂后最佳等离子刻...     

预拉伸对峰时效2297铝锂合金应力腐蚀性能的影响

在峰时效前对2297铝锂合金试样施加不同变形量的预拉伸,利用慢应变速率拉伸 (SSRT)、扫描电子显微镜 (SEM)、透射电镜 (TEM) 等手段,研究峰时效前不同预拉伸量对应力腐蚀敏感性的影响。结果表明,5组不同预拉伸量的样品经过峰时效处理后,预拉伸量为5%的样品应力腐蚀敏感因子为5.9%,抗应力腐蚀性能最好;预拉伸量为12.5%的样品,应力腐蚀敏感因子为41.4%,抗应力腐蚀性能最差;随着预拉伸量的增加,晶粒尺寸差逐渐减小,晶粒内部针状T₁相析出量逐渐增大,并且不断细化;T₁相的尺寸、数量以及分布的均匀性这3种因素的匹配度对合金强度及抗应力腐蚀性能有决定性的影响。     

搅拌摩擦焊接Al-Li合金接头的微观组织及力学性能

采用锥形带螺纹搅拌头搅拌摩擦焊接5mm厚的Al—Li合金轧制板材，并对接头组织、力学性能及断裂特性进行了研究．结果表明，焊核区组织发生动态再结晶，形成细小的等轴晶晶粒，在等轴晶的晶界处析出大量的偏析相．热影响区组织发生回复和粗化反应，形成粗大的棒状回复晶粒；热机影响区组织发生弯曲变形，但整体上仍保留带状组织形貌，前进侧热机影响区组织变形程度高于后退侧，该区同时还发生回复反应，且后退侧热机影响区内的回复晶粒数量多于前进侧．拉伸实验结果表明，焊接速度v=40mm／min时，接头强度达到最大值，为345MPa；v=60mm／min时，接头延伸率达到最大值，为9．6％．硬度测试结果表明，搅拌摩擦焊接头发生软化，前进侧的软化区宽度大于后退侧．断口形貌分析表明，接头断裂模式为韧-脆混合型断裂．     

电镀Al-Mn合金及后续阳极氧化对镁合金防护性能的影响

为提高镁合金的耐腐蚀性能,采用无机熔盐电镀技术在镁合金表面电镀铝锰合金,其后在草酸溶液中对铝锰合金镀层进行阳极氧化处理,以制备耐蚀性优良的阳极氧化膜。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)等对阳极氧化膜的微结构进行表征,采用电化学测试方法对阳极氧化膜的耐腐蚀性能进行评价。结果表明,Al-Mn合金镀层在草酸溶液中形成的阳极氧化膜主要由稳态的α-Al2O3和亚稳态的γ-Al2O3所组成,并含有少量的MnO2及Al(MnO4)3,该阳极氧化膜具有很强的绝缘特性,其腐蚀电流密度较Al-Mn合金镀层下降了约3个数量级,较基体镁合金下降了约6个数量级,极大地提高了镁合金的耐腐蚀性。