2024铝合金阳极氧化膜的结构和耐蚀性能

为促进2024铝合金的进一步应用,用动电位阳极极化和电化学阻抗方法研究了2024 Al合金阳极氧化膜的结构及其在3.5% NaCl水溶液中的耐蚀性.结果表明,经硫酸阳极氧化的2024 Al合金较未处理基体的腐蚀速度降低了2个数量级以上,表现出相当好的保护性能;用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜对阳极氧化膜的形貌观察发现,氧化膜表面平整,孔隙分布均匀,每个孔隙周围多含6个孔隙,也有5和7个孔隙结构,其孔隙尺寸细小,大小在10～30 nm之间.     

真空时效过程中常温冷轧2024铝合金微观结构演变

利用透射电子显微镜(TEM)系统地研究了常温大应变量冷轧的2024铝合金真空时效过程中析出相的类别、形态、尺寸和分布。结果发现,大应变量时效样品中析出相的演变序列不同于T351态样品。冷轧改变了合金样品时效时析出过程,激发Ω相析出。冷轧态合金时效时的析出序列为:SSSS→S(S’)相→Ω相。     

多级时效热处理对7056铝合金析出组织与耐蚀性的影响

利用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、力学性能测试、电导率测试以及剥落腐蚀、慢应变速率拉伸应力腐蚀(SSRT)、Tafel循环极化曲线等手段研究多级时效热处理对7056铝合金析出组织及耐蚀性的影响。结果表明:过时效再时效热处理后溶质原子二次析出,晶内析出相体积分数增大,晶界析出相粗化断开,无沉淀析出带宽化。与120℃/24h相比,采用120℃/6h预时效工艺有利于晶内细小析出相回溶和粗大相长大。再时效热处理可提高过时效合金的强度和电导率,与峰时效和回归再时效相比,合金的抗拉强度损失不大,电导率明显提升。过时效再时效热处理后,合金晶界处连续阳极溶解被有效避免,抗剥落腐蚀和抗应力腐蚀性能增强。     

2024铝合金的一种新时效制度

通过对２０２４铝合金在不同时效制度下硬度和导电率的测试及统计分析,提出了用于替代室温下自然时效的一种新时效制度,对两种时效制度下的２０２４铝合金进行了拉伸、疲劳、腐蚀、疲劳裂主展速率和扩展寿命的对比试验及统计分析,证明两种时效下的材料机械性能无显著差异,新时效制度的２０２４铝全金完全满足适航要求,这 新时效制度可大在缩短飞机结构停场修理时间,给飞机维修公司和航空公司带来较高的经济效益。     

硫酸浓度对2024铝合金表面陶瓷膜组织和性能的影响

将高强韧2024铝合金分别在质量浓度为100,200,300 g/L的硫酸溶液中进行60 min的表面陶瓷化处理后,在2024铝合金表面原位生成一层陶瓷膜层。对陶瓷膜层的显微组织、膜层厚度、显微硬度以及电化学性能等进行研究。研究结果表明：随着硫酸质量浓度的增加,陶瓷膜层显微硬度先增加后减少,当硫酸质量浓度为200 g/L时,陶瓷膜层显微硬度最大,为273.7 HV;而陶瓷膜层厚度受硫酸浓度影响不大,均为60 μm左右。随硫酸质量浓度的增加,陶瓷膜层表面粗糙度R_a先减小后增大,当硫酸质量浓度为200 g/L时,表面粗糙度为0.252 μm,磨损体积为0.103 mm³,只有硫酸质量浓度为100 g/L时所制备陶瓷膜层磨损体积的1/5左右。物相分析得到2024铝合金表面陶瓷膜层主要是γ-Al₂O₃相。用200 g/L硫酸制备的Al₂O₃陶瓷膜的自腐蚀电位和极化电阻均达到最大,分别为-0.604 V和48 152.9 Ω。综合分析陶瓷膜的耐磨性能和耐腐蚀性能,在...     

电脉冲对2024 铝合金力学性能的影响

目的研究电脉冲辅助作用下铝合金板材的力学性能。方法通过直流电脉冲辅助单向拉伸实验,研究25 Hz频率下,不同电流密度脉冲电流对2024-T4态铝合金的力学性能的影响规律。结果在所通频率及电流密度脉冲电流作用下,随着脉冲电流密度的增加,2024-T4铝合金板延伸率和流变应力均减小,说明所采用参数脉冲电流辅助可以起到降低成形载荷的目的,但不利于提高材料成形极限。结论 25 Hz频率下脉冲电流辅助不利于2024铝合金的塑性提高,却可降低材料的成形载荷,且塑性、成形载荷随电流密度的增加而降低。     

回归再时效中预时效温度对7050铝合金应力腐蚀性能的影响

采用硬度测试、电导率测试、慢应变速率拉伸、透射电镜和扫描电镜等方法,研究了回归再时效热处理工艺中预时效温度对7050铝合金微观组织和应力腐蚀性能的影响。结果表明:随着预时效温度升高,回归再时效后7050铝合金晶内析出相从以GP区为主转变为以η′相为主,晶界析出相逐渐粗化,晶界变得不连续分布,合金应力腐蚀敏感性降低;但晶界无沉淀析出带宽度增加,120℃时达到140nm,易导致应力集中和阳极溶解,合金抗应力腐蚀性能下降。预时效温度为80℃,即稍微欠时效时,7050铝合金抗应力腐蚀性能较好,在缓慢应变速率(10-6s-1)和3.5%NaCl溶液腐蚀介质下,合金抗拉强度为473.5MPa,伸长率为10.67%,应力腐蚀指数为0.05824。     

反向占空比对铝合金微弧氧化膜组织结构和耐蚀性能的影响

反向占空比对微弧氧化膜组织结构和性能的影响很大。恒流条件下用不同反向占空比(10%～80%)对7075铝合金进行微弧氧化,研究了反向占空比对膜层厚度、粗糙度、致密层比例、耐蚀性、形貌的影响,并分析了膜层的相结构。结果表明:当反向占空比达到50%时膜层综合性能最佳,膜层最厚(83.4μm),粗糙度2.47μm,致密层比例最大,耐点滴时间最长,盐雾腐蚀1200 h仍未发生腐蚀;微弧氧化膜中有许多不均匀的"火山"喷发状孔洞,主要物相为γ-Al2O3。     

热处理对大截面7A04铝合金棒材力学性能的影响

研究了热处理对7A04铝合金力学性能的影响.结果表明,直径60mm的7A04铝合金棒材在200℃电流直接加热回归后再时效,从心部到表层的拉伸强度为620-640 MPa,延伸率均匀一致;在3%NaCl 0.5%H2O2水溶液介质中和375 MPa应力下的应力腐蚀断裂时间大于30 d,而辐射式加热回归的为575 MPa,延伸率从心部至表层表现极不均匀,应力腐蚀断裂时间只有19 d.电流直接加热实现了直径60 mm 7A04铝合金大截面棒材的快速均匀回归,再时效获得了最弥散的晶内析出粒子和尺寸及间距较大的晶界析出相,使合金在保持T6状态拉伸强度的同时,具有优良的抗应力腐蚀性能.     

低温时效对2091合金组织和性能的影响

本文用透射电镜、示差扫描热分析和Ｉｎｓｔｒｏｎ电子拉伸机研究２０９１合金在低温（８０℃）时效过程中的析出行为、位错组态及机械性能变化。结果表明，合金在低温时效过程中，伴随着ＧＰ区和δ相的析出以及位错环和蜷线位错的形成，产生了合金低温时效强化效果。合金在８０℃时效１－２ｈ内出现明显的强化现象，随时间延长，强化效果变化不大。     

回归时间对RRA处理超高强铝合金力学性能的影响

研究了回归时间对RRA处理后高Zn超高强度铝合金的组织和性能的影响.结果表明,以100℃/24 h为预时效和再时效参数,合金在200℃回归7 min的RRA(回归再时效)状态综合性能最好.其室温力学性能达到:σb=795 MPa,σ0.2=767 MPa,δ5=9.1%;抗应力腐蚀性能达到:在3.0%NaCl 0.5%H2O2腐蚀液环境及210 MPa拉伸应力下,断裂时间大于720 h.在200 ℃/7 min回归的RRA状态,其晶内的弥散粒子和再时效期间变窄的晶界无析出带保证了合金的超高强度.随着回归时间的延长,晶内粒子的弥散度下降,回归时形成的较宽的晶界无析出带不能再时效粒子填充而使强度大幅度降低.同时,处于该状态的合金具有优良的抗应力腐蚀性能,得益于晶界大尺寸,大间距粒子具有捕获氢原子、逸出氢气泡的作用,以及回归降低了晶界附近的位错密度、切断了氢原子向晶界迁移的通道.     

终轧温度对2024铝合金晶间腐蚀和力学性能的影响

对均匀化态2024铝合金进行不同终轧温度的热轧处理,经固溶后再进行为期4 d的自然时效。通过背散射电子衍射(EBSD)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电化学实验研究了终轧温度对2024铝合金力学性能和晶间腐蚀行为的影响。结果表明,轧态2024铝合金内存在剪切织构和少量再结晶织构,而固溶后出现了部分典型轧制织构。终轧温度影响合金组织和织构变化。终轧温度较低(207℃)时合金的平均晶粒尺寸和平均Schmid因子小,强度高;终轧温度较高(280℃)时合金小角度晶界和{111}面织构占比高,具有较大Schmid因子的织构含量少,抗晶间腐蚀性能优良。     

2024铝合金表面有色钛锆转化膜的制备与性能研究

为解决铝合金表面高耐蚀、无铬有色钛锆转化膜的制备难题,以2024铝合金为基体,采用钛酸盐、锆酸盐为主盐,单宁酸为着色剂并加入缓蚀剂,制备了一种有色钛锆转化膜.通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)、中性盐雾试验、动电位极化曲线和电化学阻抗对有色转化膜的表面形貌、成分及耐蚀性能进行了表征和分析.结果表明:制备的钛锆转化膜均匀平整,无明显缺陷;处理后的2024铝合金经168h中性盐雾试验,膜层颜色略有变浅,但无明显腐蚀产物生成,转化膜腐蚀电位升高了270 mV,腐蚀电流密度降低了2个数量级,极化电阻增加了1个数量级;转化膜在腐蚀过程中自钝化作用及腐蚀产物的封闭阻挡作用是膜层具有较好防护性能的主要原因.     

6101铝合金时效过程中析出相对电阻率的影响

采用硬度测试、原位电阻测试及TEM等手段,研究了6101铝合金在175~195℃下时效析出相对相对电阻率(Δρ%)的影响,利用修正的马蒂森定则计算了175℃时不同时效时间析出相对相对电阻率的影响,得到了影响合金力学性能和导电率的温度时间判断依据。结果表明,随着温度的升高,时效初期团簇形成的时间越短,相对电阻率越低,硬度峰值也越低;175℃时效后期,析出相的密度增加,相间距减小,析出相对相对电阻率的影响基本稳定,导电率基本稳定。借助研究结果,确定了以力学性能优先和导电率优先的时效制度175℃/680min和195℃/220min,性能测试显示选取依据合理。     

多道次镦-挤大变形对2024铝合金组织性能的影响

研究了室温多道次镦-挤大变形对2024铝合金组织性能的影响.结果表明,随着镦-挤道次的增加,组织晶粒向等轴态转变,显著改善了起始组织的织构倾向,同时晶粒随之逐渐细化至约200nm,硬度相应提高近一倍,达484HV,且多道次镦-挤大变形并不改变材料加工前后的块体形状.     

电磁铸造与普通连续铸造2024铝合金的组织性能对比

采用电磁铸造技术和普通连续铸造技术铸造了2024变形铝合金，采用光学显微镜和扫描电镜分析了其显微组织，而且对其进行了固溶处理加人工时效。结果表明电磁铸造锭内部组织细小均匀，有高的硬度和良好的疲劳性能，电磁铸造试样的硬度大约是普通连续铸造铸坯的2倍，疲劳性能是普通连续铸造铸坯的3倍。电磁铸造铸坯还有良好的耐磨性，磨损失重量是普通连续铸造的一半。     

定量研究2024-T351铝合金搅拌摩擦焊过程中的时效相行为

采用差示扫描量热法研究了2024-T351铝合金搅拌摩擦焊接过程中时效相回溶或粗化的相对值,给出了一种定量研究搅拌摩擦焊接过程中时效相行为的方法.结果表明:相对于母材,焊缝不同区域时效相的回溶或粗化值可通过公式f=Sx/SBM-1来计算;当搅拌摩擦焊搅拌头转速为700r·min-1,焊接速度为200mm·min-1时,...     

潮湿空气环境对2024-T3铝合金疲劳性能的影响

采用2024-T3铝合金含中心孔试件进行了实验室空气环境和潮湿空气环境下的疲劳寿命实验及升降法实验,研究了潮湿空气环境对2024-T3铝合金疲劳性能的影响.结果表明,潮湿空气环境显著降低了2024-T3铝合金的疲劳性能,潮湿空气环境对其疲劳寿命特征值和疲劳强度均值的影响系数分别为0.6059和0.8722;在潮湿空气环境中疲劳寿命的分散性变大,用疲劳寿命的中值或特征值得到的腐蚀影响系数进行可靠度95%的腐蚀环境下的寿命修正,将得到偏危险的结果.用潮湿空气环境对基本可靠性寿命的影响系数由标准S-N曲线折算得到的对疲劳强度的影响系数与升降法测得的对疲劳强度的影响系数基本一致,在潮湿空气环境下标准S-N曲线参数仍然适用.     

铝合金阳极氧化膜的耐蚀性能

为了更好地了解铝合金型材经阳极氧化处理后的耐腐蚀情况,在相同条件下对6063型铝合金和阳极氧化样做铜加速乙酸盐雾腐蚀试验(CASS)并进行了对比.用电子天平测定腐蚀失重,用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对腐蚀微观形貌及腐蚀产物成分进行了分析.结果表明:阳极氧化膜为由阻挡层和多孔层组成的多孔性膜,能阻碍Cl-等的侵入,从而大幅度提高了铝合金的耐蚀性能;阳极氧化膜的腐蚀从晶界开始,蚀孔小且分布均匀,腐蚀质量损失与时间呈幂函数关系,在一定时间内腐蚀速率会呈现短暂增大趋势,随着腐蚀时间继续延长会出现再钝化过程,直至氧化膜完全腐蚀破裂,腐蚀产物由O,Al,P3种主要元素及少量的Cl,S元素组成.