相同速度比搅拌摩擦加工对Al-Mg-Si合金搅拌区微观组织演变、力学性能和腐蚀行为的影响

采用搅拌摩擦加工技术对2 mm厚Al-Mg-Si（6061-T6）合金板材进行加工。研究了具有相同速度比的搅拌摩擦加工对搅拌区微观组织演变、显微硬度分布、拉伸性能和腐蚀行为的影响。结果表明,加工区微观组织如晶粒形貌、平均晶粒尺寸、晶界分布和析出相演变特征具有明显差异,进而对力学性能和腐蚀行为产生显著影响。加工区等轴再结晶晶粒平均尺寸随着加工速度增加而逐渐减小。转速8000 r/min和加工速度800 mm/min工艺下制备的加工区平均晶粒明显细化,析出相分布也更加接近于母材分布特征。最终,该加工区除了耐腐蚀性能轻微改变之外,展现出了较优的力学性能。加工区最大抗拉强度和延伸率分别达281.5 MPa和34.8%,分别为母材的86.3%和122.1%。高速搅拌摩擦加工对腐蚀性能改善不明显,但可有效改善Al-Mg-Si合金的力学性能。     

多道搭接FSP6061铝合金的组织与性能

采用50%搭接率不同冷却方式的多道搭接搅拌摩擦加工技术,对厚度为4 mm的6061铝合金板材进行改性加工。通过拉伸试验、维氏硬度试验、晶间腐蚀试验、金相显微镜、扫描电镜和透射电镜等分析加工区域材料的力学性能、晶间腐蚀性能和显微组织。结果表明:多道次水冷搅拌摩擦加工晶粒细化最显著,得到超细晶组织;相比于空冷搅拌摩擦加工,水冷可明显减小加工区的软化程度;在满足力学性能的基础上,母材经多道次水冷搅拌摩擦加工后,耐晶间腐蚀性能有了显著提高。     

加工道次对FSP制备高熵合金增强铝基复合材料组织和性能的影响

采用搅拌摩擦加工制备了以AlCoCrFeNi_2.1高熵合金为增强相的6061铝合金复合材料(AlCoCrFeNi_2.1/6061Al),重点研究了加工道次对复合材料组织均匀性、界面结合以及力学性能的影响。结果表明,随搅拌摩擦加工道次的增加,AlCoCrFeNi_2.1/6061Al复合材料组织均匀性及力学性能均得到明显改善.复合材料中基体与增强相界面结合良好,界面处扩散层厚度随加工道次增加而增大。相较于不添加增强相的6道次搅拌摩擦加工铝合金,AlCoCrFeNi_2.1增强相颗粒的引入可进一步细化晶粒并提高抗拉强度,且随着加工道次增加,复合材料抗拉强度及断后伸长率均显著升高。2,4道次下的断口存在明显的颗粒聚集区,而6道次下断口表面颗粒分布均匀且呈现大量韧窝,为典型的韧性断裂。该现象主要归因于载荷传递效应、弥散强化和细晶强化3大强化机制。     

加工道次对FSP制备高熵合金增强铝基复合材料组织和性能的影响

采用搅拌摩擦加工制备了以AlCoCrFeNi_2.1高熵合金为增强相的6061铝合金复合材料(AlCoCrFeNi_2.1/6061Al),重点研究了加工道次对复合材料组织均匀性、界面结合以及力学性能的影响. 结果表明,随搅拌摩擦加工道次的增加,AlCoCrFeNi_2.1/6061Al复合材料组织均匀性及力学性能均得到明显改善. 复合材料中基体与增强相界面结合良好,界面处扩散层厚度随加工道次增加而增大. 相较于不添加增强相的6道次搅拌摩擦加工铝合金,AlCoCrFeNi_2.1增强相颗粒的引入可进一步细化晶粒并提高抗拉强度,且随着加工道次增加,复合材料抗拉强度及断后伸长率均显著升高. 2,4道次下的断口存在明显的颗粒聚集区,而6道次下断口表面颗粒分布均匀且呈现大量韧窝,为典型的韧性断裂. 该现象主要归因于载荷传递效应、弥散强化和细晶强化3大强化机制.     

6061铝合金锻压温度的智能控制研究

采用模糊PID(比例-积分-微分)控制的智能控制技术对6061铝合金锻压温度进行了控制,并进行了合金力学性能和磨损性能的测试与分析。结果表明,与常规PID控制相比,使用模糊PID智能控制能使合金抗拉强度增大28MPa,屈服强度增大33 MPa,室温20 min磨损体积减小13×10~(-3)mm~3(从36×10~(-3)减小到23×10~(-3)mm~3),合金强度和磨损性能得到提高。     

异种铝合金搅拌摩擦焊工艺研究

以厚度为5 mm的铸造铝合金ZL114和变形铝合金6061为研究对象进行搅拌摩擦焊对接试验,设计正交试验研究了焊接参数对ZL114/6061异种铝合金搅拌摩擦焊接头形貌和力学性能的影响。结果表明,搅拌头转速对焊接接头强度影响最大,搅拌头行走速度次之,下压量影响最小。当搅拌头转速为1 200 r/min、行走速度为200 mm/s、下压量为0.1 mm时可获得较好焊接接头性能,接头平均抗拉强度为285 MPa,达到母材强度的89%以上,接头伸长率为9.17%,达到母材伸长率的54%以上;焊核区晶粒呈细小分布,热力影响区晶粒呈细长分布,硬度最低。焊接接头拉伸断裂形式呈现韧-脆混合断裂。     

Er含量对铸态6061铝合金组织和性能的影响

借助光学显微镜、扫描电镜(SEM)、万能拉伸试验机、电化学工作站和X射线衍射(XRD)等研究了不同含量Er添加对铸态6061铝合金组织和性能的影响。结果表明：当Er添加量为0.2～0.6 mass%时，6061铝合金的晶粒细化效果明显，针状的β-AlFeSi相转变为颗粒状AlFeSiEr相，Er的添加抑制了Mg₂Si相析出，并使得其形貌由针状改变为颗粒状，合金的抗拉强度和耐腐蚀性能得到共同提高；当Er添加量超过0.6 mass%时，AlFeSiEr相逐渐粗化为块状，Mg₂Si相含量增加，这对6061铝合金的力学性能和耐腐蚀性能产生不利影响。当Er含量为0.6 mass%时，6061铝合金的综合力学性能最佳，其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为161.1 MPa、84.2 MPa和8.47%,此时，合金的氧化膜也更稳定且均匀，表现出较好的耐腐蚀性能。     

压下量及时效对搅拌摩擦加工6061铝合金组织和力学性能的影响

对6061-T6铝合金板材进行搅拌摩擦加工,研究搅拌摩擦加工压下量和时效热处理对合金的宏观形貌、显微组织、显微硬度和拉伸强度的影响。结果表明:当搅拌头转速为1200 r/min,进给速度为90 mm/min,压下量为1 mm时,搅拌区由细小等轴晶组成,硬度约74 HV,抗拉强度达346 MPa,伸长率为24.7%;经过180℃时效处理后,搅拌区硬度达到107 HV,抗拉强度为397 MPa,伸长率为13.2%。断口形貌分析表明搅拌区拉伸断裂为韧性断裂。     

电磁搅拌制备的Al-5Ti-1B对6061铝合金显微组织和力学性能的影响

采用电磁搅拌连续铸挤工艺制备Al-5Ti-1B晶粒细化剂,研究了Al-5Ti-1B添加量对6061铝合金显微组织与力学性能的影响。结果表明:添加质量分数为0.1%的Al-5Ti-1B,6061铝合金的显微组织从171μm的粗大枝晶细化成平均直径为70μm的等轴晶,合金的抗拉强度提高了26.47%,伸长率提高了50.91%。随着Al-5Ti-1B的质量分数从0.1%逐渐增加到0.5%,6061铝合金的晶粒进一步细化,抗拉强度和伸长率进一步提高,但晶粒细化效应逐渐减弱。当Al-5Ti-1B添加量为0.5%时,6061铝合金被细化为平均直径为37μm的等轴晶,合金的抗拉强度和伸长率分别为243 N/mm2和10.5%。与未添加Al-5Ti-1B的6061铝合金相比,抗拉强度和伸长率分别提高了42.95%和90.91%。     

半固态改性6061铝合金流变压铸试样组织及力学性能

采用石墨质蛇形通道浇注复合流变压铸工艺进行半固态改性6061铝合金流变压铸成形。对比分析了传统液态压铸和流变压铸的改性6061铝合金试样的显微组织;研究了Si含量对半固态改性6061铝合金流变压铸试样组织及力学性能的影响。结果表明,相比于传统液态压铸,半固态改性6061铝合金流变压铸试样组织中的初生α-Al晶粒明显细化和球化,由粗大的枝晶演变为细小的球状晶或近球状晶。增加Si含量可以有效细化试样组织中的初生α-Al晶粒,并提升流变压铸试样的力学性能,当Si含量由0.6%增加至2.6%时,初生α-Al的平均晶粒直径由58μm左右逐渐减小至31μm左右,抗拉强度由（107±4） MPa逐渐增加至（209±14） MPa,伸长率由2.2%±0.3%逐渐增加至5.5%±0.5%。