Al—3Li—1Cu—Zr合金的收缩特性及热裂倾向的研究

研究结果表明，Ａｌ－３Ｌｉ－１Ｃｕ－Ｚｒ合金显示出较高的体收缩和线收缩特性，随着浇注温度和铸型温度的提高，该合金的体积收缩增加，其线收缩为１．６６８％，略高于ＺＬ１０９合金的１．２％，其值受浇注温度的影响不大；铝锂铜锆合金的热裂倾向性较大，浇注温度的影响没有简单的规律性；稀土Ｃｅ的加入，可使晶粒细化，降低热裂倾向性。     

合金元素对Al—Cu合金热裂倾向的影响

为寻求一种低热裂倾向的高强韧造铝合金材料,研究了Cu,Zr和V3种元素对Al-Cu合金热裂倾向的影响,结果表明,V明显降低材料的热裂倾向;Zr含量低时轻微增大合金的热裂倾向,含量高时强烈增大热裂倾向,在4．5％－5．5％范围内Cu增大热裂倾向,Zr和V对合金热裂倾向的不同影响在于V主要存在于晶内,而Zr则部分存在于晶界。     

Al－2．5Li－1．8Cu－1．4Mg－0．1Zr合金的热塑性研究

采用焊接热模拟技术，模拟焊接热循环温度效应，研究了Ａｌ－Ｌｉ合金的热塑性特性。改变模拟特性参数、应变速率对合金的热塑性行为有较大的影响。     

Sc对Al－Li－Cu－Mg－Zr合金组织与性能的影响

研究了Ｓｃ对Ａｌ—Ｌｉ—Ｃｕ—Ｍｇ—Ｚｒ合金的显微组织与拉伸性能的影响。结果表明，δ′（Ａｌ３Ｌｉ）和Ｓ′（Ａｌ２ＣｕＭｇ）仍为含Ｓｃ合金中的主要强化相，Ｓｃ细化了合金的晶粒，降低了δ′颗粒的长大速度，促进Ｓ′相的析出和均匀弥散分布，还使合金析出Ａｌ３Ｓｃ颗粒和Ａｌ３Ｌｉ／Ａｌ３Ｓｃ复合析出相颗粒，这两种颗粒都有益于合金的性能。因此，加入Ｓｃ后合金表现出良好的强塑性配合。     

新型铸造合金线收缩-应力-热裂特性综合测试系统的研制

介绍一种新型铸造合金线收缩-应力-热裂特性综合测试系统。该系统主要由定位单元、卸载单元、传感器组、造型单元和数据采集与处理单元五大部分构成。由于革新了传统仪器的机械结构和采用工控机采集与处理数据,因而使其操作更方便、工作更可靠。文中讨论了系统主要部分的设计方法,给出并分析了试验结果。     

Ce对铸造Al—Cu合金凝固过程影响的研究

为了探索改善高强度铸造Al-Cu合金抗热裂性能的途径,采用液淬的方法,通过测量热平衡曲线、溶质浓度分布及金相显微分析等手段,研究了0．2％,Ce对Al-4．5Cu和高强度铸造Al-Cu－Mn-Ti合金的凝固过程的影响;研究结果表明,Ce的加入,改变了试验合金的凝固特性影响了合金的枝晶生长行为,其综合作用使合金组织明显细化和均匀化,且二次晶臂发达,对提高高强度铸造Al-Cu合金抗热裂性能具有积极作用。     

Zn和RE对Mg-9Al合金热裂倾向性的影响

用热裂环法考察合金的热裂倾向性，并对合金的冷却曲线和铸态组织进行了分析。Zn加入Mg—9Al合金降低了合金的凝固结束温度，平均每增加0．1％，合金的凝固结束温度降低0．7℃。Zn促进了Mgl7Al12相在晶界的析出，降低了凝固结束温度，并显著增加了合金的热裂倾向性。RE对Mg—9Al合金的热裂倾向性和凝固结束温度影响很小。但当Zn含量超过0．8％时，RE的加入可以显著降低Mg—9Al-Zn合金的热裂倾向性。     

晶界状态对定向凝固Al—Cu和Renel25合金热裂倾向的影响

在ＨＲＳ定向凝固设备上进行了合金热裂试验,采用半定量方法评定了定向凝固Ａｌ－Ｃｕ和Ｒｅｎｅｌ２５合金热裂倾向。观察了合金的晶界,并分析讨论了其对合金热裂的影响。用晶界状态分析的结果与试验结果完全一致。证明了晶界状态对热裂纹的形成有重要影响,其影响包括对晶间结合力的破坏作用和对晶界凝固收缩的补偿作用。晶界状态对热裂影响的综合作用取决于晶界低熔点相的分布和数量。     

Al—Li—Zr合金的分级时效

用透射电镜研究了Al—2.31Wt％Li—0.34Wt％Zr合金的分级时效过程。通过控制Li含量、固溶温度和时效温度,探寻β′(Al_3Zr)和强化相δ′(Al_3Li)最佳弥散分布条件。Li的添加,在673K一级时效的初期,能促进β′相的析出并抑制过时效进程;在473K二级时效后,由于δ′(Al_3Li)相与β′(Al_3Zr)相形成复合析出组织,屈服应力达到280兆帕。分级日于效是提高Al—Li—Zr合金强度和韧性的新途径。     

Al-Cu合金热裂倾向性评价

本文采用树脂砂型，开展了Al-Cu合金热裂倾向性试验，分析了试样热节处金相组织、热裂纹萌生时的温度和收缩力变化。结果表明，Cu含量小于5wt.%时，随着Cu含量升高，平均晶粒尺寸减小，靠晶界处析出呈连续网状分布的θ相增多，热裂倾向性减小。随Cu含量升高，热裂纹初始萌生温度降低，裂纹萌生时的固相体积分数先升高后降低。提出用热裂纹初次萌生时的温度减去完全凝固时的温度与合金结晶温度区间的比值判定Al-Cu合金热裂倾向性。该值越小，合金的热裂倾向性越小。     

凝固收缩补偿与合金的热裂倾向

在总结前人热裂纹研究的基础，提出了热裂纹形成的凝固收缩补偿模型，该模型将合金凝固过程按收缩补偿方式分为准液相区，可补缩区，不可补缩区，晶间塔桥四个阶段，热黎明纹形成于不可补缩区，晶间液相收缩产生孔洞，并在进一步收缩过程中扩展为热裂纹，利用等径圆柱和等径圆球模型计算出理想状态下柱状晶和等轴晶不可补缩区液相体积分数范围分别为０．３１％－９．３％和０．８３％－２６％，对Ａｌ－Ｃｕ合金和Ａｌ－Ｓｉ合金不可     

化学成分对定向凝固Al－Cu合金热裂倾向的影响

本文提出了热裂倾向评定的半定量等级标准，并进行了不同成分Ａｌ－Ｃｕ合金定向凝固热裂试验。理论计算与试验结果比较，证实了化学成分时定向凝固合金热裂倾向的影响符合凝固过程的收缩补偿理论，以及柱晶组织对形成晶间搭桥的影响。     

Al—2.5Li—1.3Cu—0.9Mg—0.13Zr合金断裂行为及断裂韧性

本文研究了不同热处理状态下Al-2.5Li-1.3Cu-0.9Mg-0.13Zr合金的断裂行为及其韧性,并结合显微组织进行了分析.结果表明:降低固溶温度,合金断口中沿晶分层及颈缩断裂将增多,剪切断裂减少,合金的韧性有较大幅度的改善。     

喷射沉积Al－3．8Li－0．8Mg－0．4Cu－0．13Zr合金的拉伸断裂行为

采用新型的喷射沉积工艺制备了Ａｌ－３．８Ｌｉ－０．８Ｍｇ－０．４Ｃｕ－０．１３Ｚｒ合金，对合金的拉伸性能及断裂行为进行了研究，实验结果表明，喷射沉积Ａｌ－Ｌｉ合金经１９０℃，１０ｈ时效后达到峰时效状态，此时材料的综合性能最优（ＵＴＳ为５３４ＭＰａ，０．２ＹＳ为４８０ＭＰａ，延伸率为１０％）．固溶淬火态实验合金拉伸断口为完全穿晶韧窝型。时效态合金的断裂方式为穿晶和沿晶混合型实验合金沿晶断裂的主要原因是晶界无析出区和晶界平衡相的析出。     

脉动磁场对Al—Cu合金热裂的影响

用对比的方法，研究了脉动磁场对ＡｌＣｕ合金热裂倾向性的影响。实验结果表明：脉动磁场具有缩小ＡｌＣｕ合金有效结晶区间、减小有效结晶区间线收缩之功能，有效地降低了ＡｌＣｕ合金热裂倾向性；磁场频率的影响为：ｆ＝１９５Ｈｚ时热裂纹最小，ｆ＞３７．５Ｈｚ时影响不大。     

Al－Li合金的发展与应用

对Ａｌ－Ｌｉ合金的发展历史、开发现状与趋势、生产方法和应用情况等进行了综述。Ａｌ－Ｌｉ合金是一种综合性能好、有巨大开发潜力的轻合金，但也是技术难度大的高新技术，应继续改进生产工艺和产品性能，拓宽应用领域，使其成为下世纪航空航天的重要选用材料。     

Mg-Gd-Y-Zr合金的热裂性能

分别采用约束热裂棒法、热裂环法以及热裂综合测试系统来评定Mg-10Gd-3Y-Zr合金的热裂倾向性,并与常用AZ91D镁合金的热裂性能进行了比较.研究发现,Mg-10Gd-3Y-Zr合金和AZ91D合金的热裂倾向性为:约束热裂棒法评定的热裂倾向系数分别为8和32,热裂综合测试系统测定其抗热裂力分别约为340 N和40 N,热裂环法测定Mg-10Gd-3Y-Zr合金和AZ91D合金的临界断裂直径分别为53 mm和48 mm.试验结果表明,Mg-10Gd-3Y-Zr合金的热裂倾向性低于AZ91D合金的热裂倾向性.     

Al－Li合金的组织及强韧化途径

本文对Ａｌ－Ｚｉ二元及多元合金的组织结构、强化机理和塑韧性问题做了简介。对强度贡献最大的是δ＇质点的短程有序强化．Ａｌ－Ｌｉ合金塑韧性低的主要原因在于δ＇相引起的共面滑移。在此基础上本文提出了Ａｌ－Ｌｉ合金的强韧化途径。     

Al—Li—Cu—Mg合金应力腐蚀性能及机理研究

利用恒应变速率方法研究了Al—Li—Cu—Mg合金的应力腐蚀开裂,包括时效条件及外加电位对应力腐蚀的影响,同时研究了试样表面相对氢浓度与外加电位及应力腐蚀时间的关系,实验结果表明,合金的应力腐蚀性能取决于时效条件,其中峰时效条件下最差,自然时效条件下最好,应力腐蚀敏感性及试样表面氢浓度与外加电位有关,阳极电位增加应力腐蚀敏感性,阴极电位低于临界电位时加速应力腐蚀,认为合金在应力腐蚀过程中阳极溶解与氢脆机制联合作用。