时效处理对泡沫铝动态力学性能和能量吸收性能的影响

采用分离式霍普金森压杆 (SHPB)技术 ,研究了时效处理对泡沫铝在高应变速率 (15 0 0s-1～ 2 6 0 0s-1)条件下力学性能的影响 ,并与准静态条件下 (1× 10 -3 s-1)的力学性能进行了对比。结果表明 :时效处理可提高泡沫铝材料的屈服强度 ,但远没有块体材料那么显著 ;时效处理对泡沫铝平台区长短几乎没有影响 ;时效处理可提高泡沫铝材料的能量吸收能力 ,这在泡沫铝用作冲击保护材料时 ,显得尤其重要。     

泡沫铝的动态力学性能研究

采用分离式霍普金森压杆(SHPB)技术,研究了孔隙率对泡沫铝在高应变速率(700s(-1)~~2600s(-1)~)条件下力学性能的影响,并与准静态条件下(1×10(-3)~s(-1)~)的性能进行了对比。实验发现泡沫铝在准静态和动态条件下呈现逐层破坏的特征,从而在应力-应变曲线上出现一平台区;由于铝合金本身存在的应变速率敏感性和多孔材料中气体的作用,使泡沫铝的平台应力随应变速率的增加而增大,当孔隙率较低时,增加尤为明显;泡沫铝的应变速率敏感度随应变的变化而变化。     

闭孔泡沫铝合金的力学性能和吸能能力

在闭孔泡沫铝合金压缩试验的基础上,研究了其压缩力学性能和吸能能力,提出可供工程使用的多孔泡沫金属吸能能力公式,为其工程应用提供理论支持.     

采用改进的SHPB方法对闭孔泡沫铝的动态压缩性能的研究

采用改进的分离式霍普金森压杆,分别对长度为10、16mm的闭孔泡沫铝试件在不同应变率下进行了动态压缩试验,得出了相应的应力-应变曲线,分析了应变率对闭孔泡沫铝的变形、应力以及能量吸收性能的影响.结果表明:在340～1350s-1下,两组试件均未能完全压实,动态压缩应力-应变曲线只存在弹性区和屈服平台区,缺少致密区;闭孔泡沫铝的变形、应力以及能量吸收性能均有明显的应变率效应.     

闭孔泡沫铝力学性能的尺寸效应研究

进行具有不同尺寸的闭孔泡沫铝试件的准静态单轴压缩试验,获得了名义压缩应力-应变曲线。实验结果表明,闭孔泡沫铝的力学性能具有较为明显的尺寸效应。当厚度不变时,闭孔泡沫铝的屈服应力会随着压缩横截面的增大而有所提高;当压缩横截面不变时,闭孔泡沫铝的屈服应力先是随着试件厚度的增大而减小,然后趋向稳定。最后,对造成尺寸效应现象的相关机理进行了解释。     

闭孔泡沫铝吸声性能的影响因素

利用熔体转移发泡法制备闭孔泡沫铝,从孔径大小、打孔率、背后空腔以及背后贴膜方面对其吸声性能进行研究.结果表明:孔径大的闭孔泡沫铝吸声系数要远好于孔径小的闭孔泡沫铝的吸声系数;打孔后闭孔泡沫铝吸声系数有了明显的提高,当分别打孔0.5%、1%和2%N,闭孔泡沫铝最高吸声系数从0.42分别增加到了0.53、0.75和0.96;打孔闭孔泡沫铝背后加空腔吸声曲线都表现出明显的亥姆霍兹共振器吸声特性,且随空腔厚度的不断增加,低频吸声系数逐渐增加,高频吸声系数逐渐降低,最高吸声系数向低频迁移;背后贴膜闭孔泡沫铝吸声特性曲线出现峰值吸声特征消失的现象,表现出吸声系数随频率增加而增加的特性.     

不同温度下闭孔泡沫铝压缩性能研究

为了探讨不同温度下闭孔泡沫铝压缩性能,将不同孔隙率泡沫铝在-30℃到800℃的温度范围内进行处理,对处理后的试件进行静态压缩试验,分析加温温度对闭孔泡沫铝的力学性能影响.通过试验表明,不同温度处理的泡沫铝的压缩应力应变曲线与常温条件下相同,具有明显的线弹性阶段、屈服平台阶段和强化阶段;当温度低于600℃时,泡沫铝性能变...     

Al基和Al-6Si基闭孔泡沫铝的动态吸能性能

利用熔体转移发泡法制备不同基体成分不同密度的闭孔泡沫铝,从能最吸收能力、能量吸收效率以及能量吸收图等方面对其动态吸能性能进行研究.结果显示:无论是Al基还是Al-6Si基的闭孔泡沫铝,能量吸收能力随应变的增加而增大,且随相对密度的增加,能量吸收能力先增加后减小;能量吸收效率的变化具有明显的缓慢增加、趋于平缓和缓慢减小的特征;随着应力的增加,闭孔泡沫铝单位体积的吸能能力先快速提高,达到一定值后上升趋势减缓,出现明显的肩;对应此密度的闭孔泡沫铝可以提供最大容许应力σp,且随着相对密度的减小,最大容许应力σp逐渐减小;相同密度Al基和Al-6Si基的闭孔泡沫铝能量吸收能力相比,前者的要大一些,但Al-6Si基闭孔泡沫铝的吸能效率要比Al基闭孔泡沫铝的吸能效率高,且最高吸能效率比较稳定持久.     

闭孔泡沫铝的电磁屏蔽性能

采用粉末冶金发泡法制备闭孔泡沫铝,通过调整发泡剂含量、发泡温度、粘度、保温时间等手段,制得孔隙率可调、孔洞分布均匀的闭孔泡沫铝样品,并测试了不同孔隙率、孔径泡沫铝样品的电磁屏蔽性能.结果表明:在100～1000MHz内,泡沫铝的电磁屏蔽性能在60～90dB之间,且随着孔隙率、孔径的增加,泡沫铝的电磁屏蔽性能下降.     

SiC颗粒对粉末冶金泡沫铝的力学性能影响

本文在SiC颗粒增强粉末冶金泡沫铝压缩试验的基础上,研究SiC颗粒对其力学性能、吸能能力和吸能效率的影响。结果表明:SiC颗粒增强粉末冶金泡沫铝压缩应力应变曲线,呈现线弹性变形、屈服平台阶段、致密化阶段;其屈服强度随SiC颗粒的体积百分含量增大而增大。     

热处理对泡沫铝合金力学性能及吸能性的影响

研究了热处理(T6强化处理及纯时效硬化处理)对渗流法生产的3种开孔泡沫铝合金在动态(~2.1×103s-1)和准静态(1.0×10-3s-1)下的压缩力学性能及能量吸收特性的影响。分别在MTS810材料试验机和分离式Hopkinson压杆(SHPB)上对3种泡沫铝合金材料进行了准静态及动态压缩实验。实验结果表明:与制备态相比,经时效硬化处理及T6强化处理的泡沫Al-Mg-Si合金和泡沫Al-Cu-Mg合金的动、静态压缩强度提高、平台区缩短,在一定应变下单位体积吸收的能量提高,而且均表现出对应变率的敏感性。而热处理对泡沫Al-Mg合金的动、静态压缩性能均没有影响,表明热处理对泡沫金属的作用与构成泡沫的基体金属关系密切,但与对应的实体金属的情况不同。须注意的是泡沫Al-Mg-Si合金和泡沫Al-Cu-Mg合金的纯时效硬化处理,也可以在一定程度上提高其压缩强度及吸能能力,与T6强化处理相比不需要固溶处理,不仅可以降低热处理成本,而且还避免了在水中淬火时对泡孔结构的破坏。实验结果还表明,泡沫Al-Cu-Mg合金的应变率敏感性受热处理路线的影响,而泡沫Al-Mg-Si合金的却不受影响。由于不同合金经相同热处理后会产生不同的沉淀硬化相甚至没有硬化相,因此,可以得出热处理对泡沫金属性能的影响主要取决于制备泡沫的基体金属。     

合金化对泡沫铝压缩力学行为的影响

采用Si、Mg及Cu元素进行合金化处理，制备了几种不同力学性能的开孔泡沫铝，通过准静态压缩实验研究了合金化对泡沫铝压缩力学性能与吸能特征的影响。实验结果表明，Si、Mg及Cu元素合金化处理能显著改变泡沫铝的应力-应变行为与吸能特征，使泡沫铝的屈服强度提高，吸能性大幅度上升。     

热处理对多孔铝合金压缩吸能性能的影响

采用渗流铸造工艺 ,制备了Al Si系多孔铝合金 ,讨论了其压缩变形特征及能量吸收性能 ,分别对ZL10 1、ZL111两种多孔铝合金进行T6热处理 ,研究了热处理对这两种多孔铝合金压缩吸能性能的影响。研究结果表明 ,热处理能够提高多孔铝合金的能量吸收能力 ,对屈服强度及能量吸收效率也有显著的影响 ,为提高多孔铝合金的压缩性能 ,应尽可能施行热处理     

热处理对开孔泡沫Al-Cu-Mg合金力学性能及吸能性的影响

利用MTS810材料试验机及分离式Hopkinson压杆进行了准静态(1.0×10-3s-1)及动态(~2.0×103s-1)压缩试验,分别研究了热处理(T6强化处理和纯时效硬化)对渗流法生产的开孔泡沫A l-Cu-Mg合金准静态及动态压缩性能及吸能性的影响。结果表明,与制备态(F)相比,经纯时效硬化处理(A)及T6强化处理的泡沫A l-Cu-Mg合金的动态及静态压缩强度提高、平台区缩短,在一定应变下单位体积吸收的能量提高,而且均表现出对应变率的敏感性。纯时效硬化处理与T6强化处理相比不需要固溶处理,不仅具有经济上的利益,而且还避免了在水中淬火时对泡孔结构的破坏。     

泡沫铝层合圆管压缩和吸能性能的研究

以泡沫铝为夹芯,不锈钢圆管为面板制备层合圆管,研究了层合圆管在压缩条件下的变形行为和能量吸收性能.研究表明:层合圆管的压缩变形方式与空管相比发生了改变,由不对称变形模式变为轴对称变形模式,其所承受的载荷约为泡沫铝和不锈钢管所承受的载荷之和的1.5倍;层合圆管的载荷一位移曲线平台段锯齿形波动数与形成的曲屈圈数呈现对应关系,样品高度、直径、粘结方式对曲屈圈的形成数目有一定的影响;层合圆管的吸能能力远大于不锈钢圆管和泡沫铝吸收的能量之和,约为后者的1.5～2倍.     

用调压铸造改善ZL101A-T6合金力学性能

实验比较了重力铸造和调压铸造ZL101A-T6铝合金的力学性能。结果表明，在相同的熔铸工艺和热处理条件下，调压铸造试样的强度，特别是伸长率得到大幅度提高。     

Microstructure and Mechanical Properties of Multicomponent Aluminum Alloy by Rapid Solidification

Al₉₀Ni_2.5Ti_2.5La_2.5Mn_2.5 alloy with multicomponent alloying elements was prepared by rapid solidification. The hardness and the compression strength of the alloy reached 285 HV and 712 Mpa, respectively. The alloy exhibited good wear resistance, which was three times that of the conventional A309 aluminum alloy. The high strength and wear resistance of the alloy were attributed to the second-phase strengthening and the solid solution strengthening mechanisms.     

ZL114A铝合金铸件力学性能的计算机预测

为保证大型铝合金铸件的质量,本研究采用数值模拟方法对其力学性能进行了预测。试验中测定了对应于不同冷却速度的铸件各部位微观组织中的枝晶二次臂间距(DAS)和孔隙率(fv),通过数学回归推导得它们与力学性能关系的数学模型,从而在浇注前即可预测铸件的力学性能。铸件的计算机预测结果与实际浇注结果一致。