合金元素对A7N01铝合金组织及性能的影响

采用正交试验法设计出八种不同成分的A7N01铝合金,加工后通过光学显微镜观察合金铸锭的金相显微形貌;经自然时效一月后,借助拉伸试验机、SEM观察及EDS分析对合金的强度和塑性进行研究;并采用正交分析法中的极差分析法、方差分析法分析合金的力学性能。结果表明,微量元素Mn、Cr、Zr、Ti可细化合金铸锭晶粒,其作用依次是:Mn、Cr联合作用大于Ti大于Zr;合金的强度受Zn、Mg、Cu元素含量影响较大;合金的拉伸断口是以韧窝为主的韧性断裂,且断口中存在杂质元素Fe和Si。     

温度对7N01-T4铝合金疲劳行为的影响

开展了7N01-T4铝合金在实验室空气下室温、100 ℃和-60 ℃ 3种温度条件的疲劳S-N曲线测试,研究了不同温度对7N01-T4铝合金疲劳性能的影响.结果表明:-60 ℃环境对7N01-T4铝合金疲劳性能是有益的,而100 ℃环境会降低其疲劳性能;7N01-T4铝合金在室温、100 ℃和-60 ℃环境下的缺口敏感度系数分别为0.63、0.60和0.59,这3种温度环境对7N01-T4铝合金敏感度系数基本没有影响;100 ℃环境K_t=1和K_t=3下的DFR值比室温分别下降24%和16%;-60 ℃环境K_t=1和K_t=3下的DFR值比室温分别提高42%和14%.     

微合金元素对7N01铝合金板材组织与疲劳性能的影响

通过金相组织、力学性能、疲劳性能检测及透射电镜分析,研究了微合金元素对7N01-T4铝合金板材的组织和疲劳性能响。结果表明,低Zr、Cr含量的7N01-T4铝合金板材表层存在明显粗晶层,高Zr、Cr含量的板材没有粗晶层,且组织较均匀;自然时效30 d的低Zr、Cr含量的7N01-T4铝合金板材的抗拉强度比高Zr、Cr含量的约低30 N/mm~2,两种成分板材的纵向强度均高于横向强度10 N/mm2以上,伸长率则约低3%;低和高Zr、Cr含量的7N01-T4铝合金板材疲劳强度平均值分别为130 N/mm~2和142 N/mm~2;95%置信度、50%可靠度下的条件疲劳强度分别是124N/mm~2和135 N/mm~2;Zr和Cr元素显著影响合金的组织和综合性能。     

脉冲频率对A7N01P-T4铝合金微弧氧化膜微观结构和耐蚀性的影响

在硅酸盐和磷酸盐复合体系下,利用微弧氧化技术对A7N01P-T4铝合金进行微弧氧化处理。利用扫描电镜、EC-770涡流涂层测厚仪、sj-210便携式粗糙度仪和CS310电化学工作站等仪器研究了脉冲频率对A7N01P-T4铝合金微弧氧化膜微观结构和耐蚀性的影响。结果表明,随频率的增加,微弧氧化膜层表面孔径减小,熔融凝固物更加细小均匀,相应膜层表面粗糙度降低。厚度随脉冲频率的增加先增加后减少,500 Hz频率对应44μm最厚膜层。微弧氧化膜层能明显提高试样的耐腐蚀性,500Hz频率制备的膜层试样耐腐蚀性能最好。     

缺口对A7N01铝合金焊接接头疲劳性能的影响

由于熔化焊焊接接头中存在一定的焊接缺陷,造成缺陷部位应力集中,从而迫使应力集中部位成为微观裂纹的起源。研究了缺口效应对A7N01铝合金焊接接头疲劳性能的影响。研究结果表明,裂纹起始位置都是在缺口底部的应力集中最大处,并且沿着横截面扩展,材料缺口处存在缺口效应,开缺口降低了疲劳极限及疲劳性能。     

A6N01-T5铝合金焊接接头的组织与疲劳性能

为了确定A6N01-T5铝合金挤压型材MIG焊接接头发生疲劳断裂的原因,本文采用高频疲劳试验机对A6N01-T5铝合金MIG焊接试样进行低周疲劳拉伸试验,研究了A6N01-T5铝合金焊接接头低周疲劳行为、疲劳裂纹表面和断口表面以及缺陷对疲劳性能的影响。结果表明:在热影响区存在一个明显的软化区,该软化区在疲劳拉伸实验中变形较严重;A6N01铝合金焊接试样的疲劳裂纹源萌生于气孔及夹杂等缺陷产生应力集中处;焊缝近表面的气孔及内部的夹杂是裂纹快速扩展的诱因。     

7N01-T4铝合金搅拌摩擦焊接头的形貌及力学性能

对15 mm厚7N01-T4铝合金采用3组焊接工艺参数进行搅拌摩擦焊。焊接速度均为200 mm/min,倾角θ均为0.5°,转速ω分别为300 r/min,350 r/min,400 r/min。所用搅拌头采用马氏体时效不锈钢制作,轴肩直径为37 mm,搅拌针为圆台形,针长14.8 mm,针体表面带有细牙螺纹和3个斜切平面。焊后进行外观检验、射线探伤、宏观断面检验、横向拉伸和弯曲试验。结果表明,3组参数所得焊缝外观良好,内部无孔洞、弱结合和S线等缺欠;焊接接头的抗拉强度在351~370 MPa之间,断后伸长率为11.9%~15.4%,拉伸试样均沿45°方向断裂,断口位于距离焊缝边缘约30mm的区域;在弯曲180°的条件下,正弯和背弯试样均未产生裂纹。     

Zr、Cr元素对7N01铝合金板材组织及性能的影响

采用金相、扫描电镜、拉伸试验及轴向疲劳试验等分析检测方法研究了两种不同Zr、Cr含量的7N01铝合金板材的金相组织、拉伸性能与疲劳强度。结果表明,Zr、Cr含量高的7N01铝合金板材横、纵向表层组织均未发生再结晶,Zr、Cr含量低的7N01铝合金板材横、纵向表层组织中存在明显的粗晶层;自然时效初期两种合金板材的强度快速升高,伸长率降低,随着时间延长,强度增速减缓,且Zr、Cr含量高的合金强度一直相对较高;充分自然时效后,Zr、Cr含量高的合金疲劳强度达到136 N/mm~2,Zr、Cr含量低的合金疲劳强度仅达到124 N/mm~2。     

A7N01铝合金焊接接头的补焊性能分析

以高速列车用A7N01铝合金原始焊接接头和一次补焊接头为研究对象,通过残余应力测试、拉伸试验、硬度试验、金相分析以及断裂韧度测试等手段对补焊前后焊接接头力学性能进行了研究,基于断裂力学理论对补焊前后焊接接头进行了力学性能测试和显微组织分析,依据试验结果对补焊前后构件临界失稳断裂长度进行计算,由金相分析结果假定补焊前后初始裂纹长度,利用Paris公式对含有初始缺陷的补焊前后焊接接头进行疲劳剩余寿命计算,计算结果说明尽管补焊工艺一定程度造成了材料性能损失,在存在裂纹的情况下依然是一种有效的提高构件承载能力的方法.     

合金元素对G01压铸铝合金组织和性能的影响

运用一元回归正交试验法分析了Cu、Mg、Zn三种合金元素对G01压铸铝合金组织和性能的影响.结果 表明:Mg元素对此合金的抗拉强度和布氏硬度影响最为显著,Cu元素对冲击韧度的影响显著,Zn元素单独对力学性能作用效果一般.     

7N01铝合金时效析出行为及其对性能的影响

通过DSC差热分析、硬度和电导率测试,室温拉伸及显微组织的分析,研究了时效对7N01铝合金型材组织与性能的影响。结果表明,自然时效过程中,过饱和固溶体析出GP区使得电导率下降而硬度上升,在自然放置10 d后逐渐趋于稳定;在110℃4 h+140℃(0~30)h下进行人工时效,在6 h强度达到峰值,14 h后,硬度及电导率的变化趋势减弱,20 h后,电导率达到峰值并趋于稳定。     

变形温度对7A04-T5铝合金组织与性能影响

研究了不同变形温度下7A04铝合金组织与性能的变化规律.结果表明,在320和360℃下变形,7A04铝合金以动态回复为主要软化机制;在400℃以上变形时,发生动态再结晶,温度升高有利于动态再结晶进行.随着变形温度升高,合金中的粗大第二相减少,T5态铝合金强度、硬度、塑性均升高;7A04铝合金的断裂方式以韧窝断裂为主,随着变形温度提高,断口中的韧窝数量逐渐增多,晶粒变细.     

焊接环境湿度对A7N01S-T5铝合金MIC焊接接头性能影响

采用单脉冲MIG焊,在环境焊接实验室内对高速列车用铝合金材料A7N01S-T5进行焊接,焊接环境相对湿度为50％、60％、70％、80％、90％,对所焊接头进行拉伸、冲击、硬度等力学性能研究.结果显示接头强度随着相对湿度的增加先降低后有所回升;接头硬度随湿度增加无明显变化规律.分析原因:随湿度变化,焊缝内气孔的数量、大小及分布形态变化是导致接头性能变化的主要原因.     

焊接环境湿度对A7N01S-T5铝合金MIG焊接接头性能影响

采用单脉冲MIG焊,在环境焊接实验室内对高速列车用铝合金材料A7N01S-T5进行焊接,焊接环境相对湿度为50%、60%、70%、80%、90%,对所焊接头进行拉伸、冲击、硬度等力学性能研究。结果显示接头强度随着相对湿度的增加先降低后有所回升;接头硬度随湿度增加无明显变化规律。分析原因:随湿度变化,焊缝内气孔的数量、大小及分布形态变化是导致接头性能变化的主要原因。     

结构缝隙宽度对6A01-T5铝合金腐蚀行为的影响

目的 研究6A01-T5铝合金缝隙腐蚀行为规律,为6A01-T5铝合金缝隙腐蚀的防治提供理论依据。方法 采用常温常压浸泡法对缝隙深度恒定、缝隙宽度不同的6A01-T5铝合金缝隙腐蚀试样在碱性NaCl溶液中进行不同时间的腐蚀试验,采用数码相机、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)检测分析腐蚀后试片宏观形貌、腐蚀产物形貌和成分,采用白光干涉仪检测试片表面微观轮廓和腐蚀坑深度,采用电子天平检测腐蚀失重。结果 缝隙宽度为0.15 mm和0.3 mm的试片沿缝口产生腐蚀沟,并在缝内产生局部腐蚀坑,浸泡45 d后腐蚀沟宽度和最深腐蚀坑深度分别约为2 500 μm、60 μm,和1 200 μm、80 μm。而缝隙宽度为0.5 mm的试片在缝口处并未检测到明显的腐蚀沟,腐蚀45 d后最深腐蚀坑深度约40 μm;试片腐蚀失重随腐蚀时间的延长呈上升趋势,且在腐蚀过程中均表现为缝隙宽度为0.3 mm的试片腐蚀失重最大,缝隙宽度为0.15 mm的试片次之,缝隙宽度为0.5 mm的试片最小。结论 在碱性NaCl溶液中,6A01-T5铝合金缝隙腐蚀程度随缝隙宽度的增加呈先增大后减小的趋势,并随腐蚀时间的延长腐蚀程度逐渐上升;缝隙腐蚀会在缝口处产生沿缝口方向的腐蚀沟,并随着缝隙宽度的增加腐蚀沟孕育周期延长,腐蚀沟宽度减小,当缝隙宽度达到0.5 mm时,不再产生明显的腐蚀沟。     

A7N01P-T4铝合金对-搭接结构的搅拌摩擦焊技术研究

通过采用不同的搅拌针偏移位置,对A7N01P-T4铝合金对-搭接结构进行搅拌摩擦焊接(FSW)试验,研究该工艺的桥接性,并分析其对接头组织和性能的影响。结果表明,在不同偏移位置下,均可获得成形良好的焊接接头,其组织主要由母材区、焊核区、热影响区以及热机影响区构成,但接头中存在钩状(hook)缺陷、S线和冷搭接缺陷,从而影响接头质量。当搭接贴合面置于后退侧时,若搅拌针向内偏移,S线对接头的危害显著增加,极大降低了接头的力学性能(最大载荷仅2.03kN);若搅拌针向外偏移,则冷搭接尺寸增加,但对接头性能(最大载荷为15.86～15.96kN)的影响不明显;当搭接贴合面置于前进侧时,S线对接头性能无明显影响,且搅拌针偏移对钩状缺陷尺寸与形状的影响较小,因而对接头性能影响不大(最大载荷为12.76～12.94kN),虽然该方式下最大载荷低于前者,但接头性能稳定性更好。此外,FSW技术在铝合金对-搭接结构的焊接中表现出了较好的桥接能力。     

能量密度对A7N01 铝合金激光清洗 表面形貌的影响

为了获得激光清洗后铝合金表面形貌的变化规律,利用脉冲宽度150 ps的激光清洗铝合金表面氧化膜后,分别采用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、粗糙度仪等观察和测试了激光清洗后的铝合金表面形貌、微观组织、成分和粗糙度等,结果发现,铝合金表面氧含量、粗糙度均有所降低,油污和氧化膜被清洗掉后形成了由潮水状组织和微小颗粒组成的规律的...     

不同焊丝对A7N01铝合金焊接接头力学性能的影响

采用ER5356、ER5183和ER5087焊丝对A7N01S-T5铝合金进行MIG焊接,分析接头力学性能。试验结果表明,三种焊丝的接头焊接残余应力大小基本相当;采用ER5183焊丝焊接的接头抗拉强度和断后伸长率最高,且弯曲性能良好,原因是接头内气孔量较少;采用ER5356焊丝焊接的接头焊缝和热影响区的冲击功最高,ER5087焊丝接头焊缝和热影响区冲击功则低得多。综合来看,ER5183焊丝与A7N01S-T5铝合金的匹配性更好。     

焊接气孔缺陷对A7N01铝合金焊接接头腐蚀疲劳性能的影响

在不同环境湿度条件下制备了不同焊缝气孔率的A7N01铝合金焊接接头,并通过条件腐蚀疲劳强度和断口微观形貌研究气孔缺陷对焊接接头腐蚀疲劳性能的影响。结果表明,当焊接环境的湿度由常湿增至70%时,焊缝的平均气孔率由0.07%增大为0.16%,接头的条件腐蚀疲劳强度由110 MPa降为100 MPa,焊接气孔缺陷对A7N01铝合金焊接接头的腐蚀疲劳性能有明显影响。焊缝中的气孔会造成严重的缺口效应,引起应力集中,导致裂纹在气孔处优先萌生,并在应力和腐蚀介质的共同作用下形成沿晶与脆性疲劳条带的混合断裂形貌。     

微弧氧化电参数对A7N01S-T5铝合金耐腐蚀性能的影响

采用单因素法,对微弧氧化的主要电参数对A7N01S-T5铝合金微弧氧化膜层性能的影响进行研究。结果表明,随电流密度和脉冲频率的增加,膜层厚度和粗糙度均增加。随占空比的增加,膜层厚度和粗糙度均先降低后增加。腐蚀电流和腐蚀电位变化较复杂。选择电参数为电流密度5 A/dm2,脉冲频率200 Hz,占空比22.5%。微弧氧化处理后试样的耐腐蚀性明显优于未氧化处理的试样。