热暴露对7A85铝合金微观组织和力学性能的影响

选用7A85-T74锻造铝合金为实验材料，研究室温至240℃内热暴露5 h后的合金微观组织、拉伸性能及冲击吸收能量，并结合透射电子显微镜分析微观组织对合金力学性能的影响机理。结果表明：在80～240℃热暴露温度范围内，7A85-T74铝合金晶粒尺寸变化不大，但沉淀相随温度升高有显著变化；在120℃以内，随热暴露温度的升高，析出物尺寸、拉伸性能和冲击吸收能量整体变化不大，沉淀强化机制为位错切过析出物和位错绕过析出物的混合机制；随着热暴露温度由120℃升高至240℃,析出物的平均半径由室温下的3.8 nm增加至12.3 nm,析出物由η′相向η相转变，合金的屈服强度和抗拉强度显著下降，较室温分别下降45.7%和33.5%,伸长率、断面收缩率和冲击吸收能量显著升高，沉淀强化机制转变为位错绕过析出物，断裂方式由沿晶断裂和韧窝型穿晶断裂组成的混合断裂转变为韧窝型穿晶断裂。基于沉淀强化理论讨论析出物尺寸对合金强度与冲击吸收能量的影响，理论分析结果与实验结果相符。     

加载路径对5A06铝合金力学性能和微观组织的影响

目的 通过力学性能测试和微观组织表征等手段研究预加载方向和双向加载对5A06铝合金组织性能的影响。方法 分别沿轧制方向(RD)和垂直于轧制方向(TD)施加预变形,然后沿RD进行拉伸试验,对比研究预加载方向对合金力学性能的影响。通过双向拉伸试验研究合金在双向加载时力学性能的变化情况;采用透射电镜观察预加载和双向加载条件下典型试样内的位错组态,分析加载路径对位错组态的影响。结果 预加载使5A06铝合金的屈服强度提高,伸长率下降。与RD预加载相比,TD预加载对屈服强度和伸长率的影响更小,TD预加载试样的抗拉强度更高。不同预加载方向下试样的位错组态不同:预加载与二次加载方向一致会使位错沿单一方向塞积;预加载与二次加载方向垂直时会出现平行位错列交错缠结现象。双向加载时,不同加载比例下合金的应力–应变关系不同,加载比例越接近等比例双向拉伸情况,加工硬化系数越大,在等比例双轴拉伸时达到最大。在应力状态从单拉状态变化到等双拉状态的过程中,不同阶段屈服点间隔不同,在等比例双轴拉伸时达到最大,在单向拉伸时最小。对于不同加载比例的试样,其位错密度随中心区应变量的增大而增大。结论 预加载方向会显著影响5A06...     

电磁悬浮熔炼对A356铝合金显微组织的影响

电磁悬浮熔炼是在依靠电磁力悬浮、加热合金的同时又搅拌熔液的一种材料熔炼技术.通过调节功率使A356铝合金分别在50A、70A、90A 3个不同输出电流下进行电磁悬浮熔炼,将所得试样与常规熔炼A356铝合金锭进行对比,分析该熔炼技术对A356铝合金显微组织和密度、硬度的影响.结果表明,电磁悬浮熔炼可以明显细化合金的微观组织,提高密度、硬度等性能,并且当输出电流为70A时,合金质量改善的效果最好.     

浇注温度对ZL210A铸造铝合金铸态力学性能和微观组织的影响

通过研究浇注温度对砂型铸态ZL210A合金力学性能、金相组织和断口形貌的影响.结果表明,浇注温度对ZL210A合金力学强度、硬度值和合金断口形貌影响不大,对合金延伸率略有影响,晶界上析出的共晶相随着浇注温度的提高而增多,合金铸态组织主要为α(Al)和θ(Al2Cu)相.     

变质细化和热处理对挤压铸造成形A356铝合金构件性能的影响

用Al-10Sr变质剂和Al-5Ti-B细化剂处理A356铝合金熔体,并结合挤压铸造和T6热处理工艺,研究变质细化与热处理对A356铝合金挤压铸造件的组织和性能的影响规律。结果表明,随着Al-10Sr变质剂加入量的增加,共晶Si的形貌由片状和长杆状变为颗粒状和蠕虫状,α-Al的晶粒尺寸先减少后增大。当Al-10Sr的加入量(质量分数)为0.3%时,挤压铸造成形件的最优抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为221.3 MPa、104.5 MPa和10.3%。Al-10Sr变质能提高形核率、细化α-Al晶粒尺寸和改变共晶硅形貌,使铸造件的力学性能提高。随着A-5Ti-B的增加,晶粒尺寸先降后增,力学性能先增后降。Al-5Ti-B的加入量为0.6%时,最优抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为215.6 MPa、106.6 MPa和9.0%。T6热处理(固溶540℃/4 h+时效190℃/4 h)使屈服强度和抗拉强度显著提高和延伸率降低。经过0.6% 的Al-5Ti-B细化处理,T6处理挤压铸造件的最优的抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为297.5 MPa、239.3 MPa和8.0%。共晶硅的球化和细化、成形件成分的均匀化以及Mg₂Si强化相在基体中弥散析出,是热处理后构件力学性能提高的主要原因。     

稀土Er对Al-Mg合金组织和性能的影响研究

在Al-Mg合金的基础上,通过调整稀土元素Er的掺杂含量,制备了不同稀土Er掺杂量(0,0.3％,0.6％和0.9％)(质量分数)的Al-Mg合金.通过XRD、SEM、电子万能试验机和浸泡腐蚀试验研究了Al-Mg合金的晶体结构、微观形貌、力学性能和腐蚀性能.结果表明,所有Al-Mg合金的结晶性能都较好,未掺杂稀土Er的...     

半固态A356铝合金浆料的充填行为及组织分布

采用流变压铸方法研究了低过热度浇注和弱电磁搅拌制备的半固态A356铝合金浆料的充填行为和组织分布,结果表明：采用该技术制备的半固态A356铝合金浆料,其组织形态优良,经过感应均热后,浆料内部的温度场分布均匀,初生α—Al晶粒更圆整．半固态A356铝合金的浆料温度、压射比压和冲头速度对浆料的充填行为有较大的影响．较高的浆料温度、压射比压和冲头速度都有利于半固态铝合金浆料的充填．在本文的实验条件下,合适的浆料温度为585-595℃,压射比压为15-25MPa,冲头速度为0．072-0．12m／s．得到的流变压铸件的组织分布均匀,无明显的固液相偏析．     

铝合金搅拌摩擦焊接头微观组织和力学性能分析

目的 研究7020铝合金搅拌摩擦焊(FSW)的结构和机械性能。方法 采用搅拌摩擦焊对铝板进行对接焊试验,具体形式为单面焊双面成型。采用拉伸机和显微维氏硬度仪对试样进行力学性能测试;利用蔡司金相、光谱仪、扫描电子显微镜、X射线衍射仪研究母材和焊接接头的微观组织。结果 在硬度上,母材>热影响区>焊核区,热影响区平均硬度约为94HV,母材平均硬度为99HV,焊核区平均硬度最低为78HV,焊核区出现“S”缺陷,在一定程度上弱化了焊核区性能;7020铝合金搅拌摩擦焊接头的抗拉强度为235 MPa,屈服强度为158 MPa,屈强比为0.67,伸长率为7%,焊接系数可以达到73.8%;母材的抗拉强度为325 MPa,屈服强度为278 MPa,屈强比为0.86,伸长率为25%;焊接接头中心显微组织主要由胞状树枝晶体组成,显微结晶依次呈现为平面晶、胞状晶、树枝状晶、等轴晶;铝合金母材和焊接接头的金属相组成均为α?Al+Mg2Si;焊接接头断口呈现比较明显的韧性断裂特征。结论 铝合金搅拌摩擦焊可以获得性能比较优良的焊接接头,为其他铝合金材料的FSW焊接提供技术参考。     

热处理对热轧7075铝合金组织和力学性能的影响

目的 探究T6、T73和RRA热处理对不同道次压下量的热轧7075铝合金板材微观组织和力学性能的影响,确定不同道次压下量的热轧7075铝合金板材最优热处理工艺。方法 分别将11%和16%道次压下量的热轧7075铝合金进行T6、T73和RRA热处理,并对热处理后的试样进行微观组织表征和力学性能测试。结果 3种方式热处理后,11%道次压下量的热轧板材微观组织以拉长晶粒为主,伴随有等轴再结晶晶粒的生成,而对于16%道次压下量的热轧板材,等轴晶数量增多,故经3种方式热处理后,16%道次压下量热轧板材的屈服强度和抗拉强度均高于11%道次压下量热轧板材的相应强度。RRA热处理有效提升了16%道次压下量热轧板材的延伸率,而对于11%道次压下量热轧板材,RRA的预时效等过程会造成其晶粒粗化,从而降低延伸率,与T6和RRA热处理相比,T73热处理对力学性能的提升不显著。对于2种不同道次压下量的板材,T6热处理为最优热处理工艺。经过T6处理后,11%道次压下量的热轧板材抗拉强度达到589.8 MPa,屈服强度达到560.7 MPa,延伸率达到16.6%,16%道次压下量的热轧板材抗拉强度达到607.5 MPa、屈服强度达到580.9 MPa、延伸率达到13.6%。T6热处理后,<001>方向的织构占主导,原始板材内部存在较多的小角度晶界,热处理后大角度晶界含量增多且有静态再结晶出现。3种热处理后的拉伸试样断口形貌没有太大区别,存在大量韧窝和撕裂棱特征,说明热处理后板材塑性较好。结论 热处理能调控再结晶行为,优化亚晶等微观结构,与其他7系铝合金热处理后的力学性能相比,本文的7075热轧铝合金在16%道次压下量和T6热处理条件下获得了较为优异的力学性能,说明热处理工艺设计合理。     

真空感应电磁悬浮熔炼对A356铝合金组织和性能的影响

优化A356铝合金的组织和性能成为实现汽车轻量化、节能化、舒适化和多样化发展的需求之一。为进一步挖掘A356铝合金的性能潜力,本研究采用能量密度高、清洁和可控性好的真空感应电磁悬浮熔炼技术对其进行细化变质处理,并与常规复合细化变质处理进行对比。试验结果表明,真空感应电磁悬浮熔炼复合细化变质处理可使铝合金中的共晶硅相由粗大的板片状转变为细密的球形颗粒状,并在晶界均匀析出;α-Al相明显细化,呈规则圆整的等轴晶状。在真空感应电磁悬浮熔炼工艺条件下,形核功ΔG*的贡献远大于扩散激活能ΔG_A;过冷度不会出现极大值;形核率I随过冷度ΔT的增加而急剧增大,实现熔体爆发生核。同时,晶粒之间强烈的互相碰撞、对流运动致使枝晶臂被剪切而折断、破碎与增殖,导致形核率I更大,并最终遗传到凝固组织中。因此,真空感应电磁悬浮熔炼技术对A356铝合金的细化变质效果较常规工艺有显著提升,且所得合金具有更好的力学性能。     

焊接速度对 7A52 铝合金 FSW 组织及力学性能的影响

目的在保证搅拌速度一定时,针对8 mm厚的7A52铝合金,在不同焊接速度下采用搅拌摩擦焊(FSW)进行焊接试验,研究其焊接接头的显微组织及力学性能。方法利用搅拌摩擦焊机进行对接焊接,焊后制取金相试样观察焊接接头宏观形貌和显微组织,并测定其力学性能。结果7A52铝合金FSW焊接接头焊核区的面积随着焊接速度的增大而增大,当焊接速度为250mm/min时,焊接接头的焊核区面积最大,焊核区的显微组织都为细小的等轴晶,焊接接头横截面的焊核区呈明显"洋葱环"的形貌,而热力影响区的结构特征则呈现出了较高的塑性变形流线层。焊接接头显微硬度分布都呈现出"W"形变化,在焊接速度为150 mm/min时,焊接接头的平均抗拉强度能达到452 MPa,达到了母材抗拉强度的89%。结论通过对不同焊接速度下7A52铝合金FSW焊接接头的组织和性能进行研究,得到了不同焊接速度下焊接接头组织和力学性能。     

变形条件对2519A铝合金动态力学性能与组织演化的影响

为研究温度与应变率对2519A铝合金动态力学行为及组织演化的影响,采用霍普金森压杆对2519A铝合金进行了不同温度(-90~350℃)、不同应变率下的动态冲击压缩实验,分析了该合金的动态力学性能,并结合金相显微镜与透射电镜对合金在冲击变形后的微观组织进行分析。结果表明:在250~350℃的高温环境冲击下,合金的流变应力迅速下降,组织以形变带为主,同时组织内伴随有明显的动态回复和动态再结晶。在20~150℃的环境中进行动态冲击,合金变形时组织出现了典型的绝热剪切带特征。在室温、应变率达到8200s-1时,应变率强化效果发生转变。随着温度降至-90℃,在绝热剪切带内的组织出现了长度较短、连续性差的微裂纹,同时组织内的长条状第二相粒子发生不同程度的脆性断裂。     

热轧变形对5052铝合金组织与力学性能的影响

通过光学显微镜、扫描电镜、能谱和X射线衍射分析和拉伸实验等试验分析方法,研究不同热轧变形量(54％、75％)对5052铝合金微观组织和力学性能的影响.结果显示,变形量可显著影响5052铝合金的热变形组织及其力学性能.随着轧制变形量的增加,晶粒被显著拉长,晶界处粗大第二相沿晶界被拉长,甚至被破碎.但是其第二相的组成并没有随着轧制变形量的增加而变化,铸态和轧制态的5052铝合金均由α-Al、Al82Fe18和Mg2Si三相组成.同时随着轧制变形量的增加,其综合力学性能提高,即沿轧制方向且轧制量为75％时的5052铝合金呈现出最优的综合力学性能.     

搅拌头转速对YL113压铸铝合金FSW接头组织性能的影响

对4 mm厚的压铸态YL113铝合金进行了搅拌摩擦焊工艺试验研究,采用OM、SEM/EDS、XRD、万能拉伸试验机等分析研究了搅拌头转速对接头的微观组织和力学性能的影响。结果表明,当焊接速度为40 mm/min时,搅拌头转速在700~1 500 r/min范围内均可获得成形良好、无外观缺陷的焊缝,焊缝截面呈倒梯形,前进侧有明显分界线,而后退侧分界线模糊。热影响区保持铸态的枝晶形貌,但晶粒有一定程度的长大。热机影响区组织呈带状并遗传了母材组织的孔洞缺陷,其中前进侧的孔洞呈纤维状,其数量和尺寸随搅拌头转速增加而增加;后退侧除转速700 r/min时出现类裂纹状缺陷外,其余转速均有大尺寸孔洞缺陷出现,且数量和尺寸随搅拌头转速增加而增加。焊核区为典型变形组织,Si和其他第二相均呈细小颗粒状弥散分布。随搅拌头转速增加,焊接接头抗拉强度和伸长率均呈先增后减的规律,搅拌头转速为900 r/min时,抗拉强度和伸长率均达到最大值。     

稀土元素Nd对Mg-Zn-Y合金组织结构和力学性能的影响

通过制备Mg-6Zn-1.5Y-0.8Zr-xNd(x=0、1、2、3、4)系列合金,研究了稀土元素Nd对Mg-6Zn-1.5Y-0.8Zr合金组织结构和力学性能的影响。通过金相显微镜、扫描电镜、EDS、XRD等手段,观察和分析了合金的微观形貌和组织结构,测量了合金抗拉强度、屈服强度和伸长率等力学性能。结果表明:合金中添加稀土元素Nd后晶粒明显细化,随着Nd元素含量的增加,晶粒细化效果更为明显;通过XRD分析可知,添加Nd元素后,合金中并没有出现新的含Nd的物相;扫描电镜和EDS分析表明,合金中加入的Nd置换了部分Y,形成了Mg3(NdY)2Zn3、Mg3-(NdY)Zn6的相结构,Nd元素对Y的置换主要出现在Mg3(NdY)2Zn3结构中,在Mg3(NdY)Zn6相结构中出现较少;力学性能测试结果表明,随着Nd含量增多,合金晶粒细化,细晶强化作用明显,合金屈服强度逐渐增大,而抗拉强度和伸长率在Nd含量为3%(质量分数)时达到最大,比未添加Nd元素时提高约25%以上。     

冷轧前热处理对6016-T4P铝合金组织和力学性能的影响

通过拉伸试验、电子背散射衍射(EBSD)和透射电子显微镜(TEM)等检测手段,研究了在冷轧前分别进行固溶处理和过时效处理工艺对6016-T4P板材组织和力学性能的影响.结果表明:冷轧前进行固溶处理的6016-T4P板材比冷轧前进行过时效处理的6016-T4P板材塑性、强度和平面各向异性指数更高,晶粒度更小,晶界分布更均匀;而冷轧前进行过时效处理会弱化6016-T4P板材的再结晶织构强度并改变再结晶织构类型,进而改变板材平面内不同方向上的屈服强度并减小平面各向异性指数.     

冷轧前热处理对6016-T4P铝合金组织和力学性能的影响

通过拉伸试验、电子背散射衍射(EBSD)和透射电子显微镜(TEM)等检测手段,研究了在冷轧前分别进行固溶处理和过时效处理工艺对6016-T4P板材组织和力学性能的影响。结果表明:冷轧前进行固溶处理的6016-T4P板材比冷轧前进行过时效处理的6016-T4P板材塑性、强度和平面各向异性指数更高,晶粒度更小,晶界分布更均匀;而冷轧前进行过时效处理会弱化6016-T4P板材的再结晶织构强度并改变再结晶织构类型,进而改变板材平面内不同方向上的屈服强度并减小平面各向异性指数。     

焊后热处理对7A04铝合金水下搅拌摩擦焊接接头组织性能的影响

对7A04铝合金板进行水下搅拌摩擦焊接(Submerged Friction Stir Welding,SFSW),并对焊接接头进行焊后热处理(Post Weld Heat Treatments,PWHT),研究焊后热处理对接头组织性能的影响。结果表明:焊后热处理接头呈现出弥散分布的细小析出相形貌,明显优于SFSW接头呈现出的少量析出相分散分布的特征。与SFSW接头相比,焊后热处理明显改善接头的力学性能。接头焊核区的平均硬度值提高了39.7HV,抗拉强度提高了67MPa,达到母材抗拉强度的96.1%,接头的应变硬化能力增强,拉伸断口呈现微孔聚合和解理混合断裂特征。