超声振动对渐进成形件表面性能的影响

为了探究超声振动对渐进成形件的表面性能及表面形貌的影响,选取步距和超声振动作为实验变量,综合分析了超声振动对成形件表面形貌(波纹、凹坑和表面粗糙度)和表面性能(硬度和接触角)的影响。结果表明,超声振动使成形件的表面波纹高度降低,使凹坑深度发生变化。施加超声振动后,成形件的表面粗糙度明显下降,且随着步距的增加而减小,成形件表面出现规律性凹坑。与原始板材相比,渐进成形件的硬度大幅提升,但是施加超声振动的成形件的表面硬度小于传统成形件,且硬度随着步距的增加而增大。施加超声振动后,接触角可达112°,表现为疏水性。     

超声滚压强化对2D12铝合金疲劳性能的影响

通过对比分析2D12铝合金超声强化试样与抛光试样的疲劳性能,对表面硬化、残余应力和疲劳寿命进行了研究。残余压应力和梯度纳米晶结构对改善构件的疲劳性能起着至关重要的作用,可以有效减少疲劳裂纹的萌生和扩展。实验及分析预测结果表明,试样经超声强化后,轴向压应力提高了55%,显微硬度提高了20%。通过对表面强化规律的研究,为2D12铝合金的强化工艺和疲劳性能的影响提供了指导。     

渐进成形AA5754和AA6061铝合金的力学性能和显微组织演化（英文）

用单点渐进成形(SPIF)加工两种铝合金(AA5754和AA6061),且分析材料成形后的力学性能和显微组织演化,研究成形参数包括成形角(35°～55°)、进给速度(1～4m/min)、主轴转速(50～1000r/min)和润滑(润滑油、液压油)等的影响。分别通过拉伸试验和光学显微镜表征材料在SPIF前后的力学性能和显微组织演化。结果表明,成形角、进给速度和主轴转速的增大导致AA5754合金中晶粒和AA6061合金中第二相晶粒伸长。AA5754和AA6061铝合金的极限抗拉强度分别提高10%和8%。AA5754铝合金的延展性从22.9%下降到12%,AA6061铝合金的延展性从16%下降到10.7%。对于润滑效果,力学性能对润滑剂的种类不敏感。综上,SPIF过程能改善铝合金的显微组织、提高其强度,但降低其延展性。     

超声振动对铝合金搅拌摩擦焊焊缝成形的影响

通过超声工具头直接将超声振动施加在搅拌头前方的待焊工件上,在超声振动的条件下对工件进行搅拌摩擦焊,并开展了试验研究,考察了超声振动对6 mm厚6061-T6铝合金平板搅拌摩擦焊焊缝表面成形、截面轮廓、内部缺陷的影响。试验结果表明,施加超声使焊缝表面成形更加光滑美观,接头搅拌区的体积有所增大,在部分工艺参数下能够消除焊缝内部产生的孔洞缺陷。     

超声振动对6061-T4铝合金搅拌摩擦焊接头组织和性能的影响

利用自主研制的试验装置,通过工具头将超声振动能量施加在搅拌头前方的待焊工件上,研究了超声振动能量对减少焊接缺陷、改善搅拌摩擦焊接头组织和力学性能的影响.对6 mm厚度6061-T4铝合金板进行了超声振动强化搅拌摩擦焊工艺试验,并与相同工艺条件下的常规搅拌摩擦焊进行了对比.结果表明,超声振动能够减小焊速/转速比较大时的焊缝内部隧道型缺陷,增大材料对接混合区宽度和焊核区体积,细化焊核区和热力影响区微观组织,提高接头抗拉强度和焊核区显微硬度.     

冲压与渐进成形薄壁件的结构抗压与抗凹性分析

对冲压与渐进成形薄壁件的整体抗压和局部抗凹性进行对比分析,发现与冲压件相比,渐进成形凸台件的侧壁变形更严重并成为弱区,使渐进成形件的整体抗压和局部抗凹性有所降低。塑性变形后,SUS304板由于存在加工硬化,制件承载能力较不考虑加工的影响时更高;Al6061制件的承载能力则较不考虑加工的影响时有所降低,成形过程对薄壁件结构抗压与抗凹性的影响,取决于加载方式和材料性能的综合作用。     

超声振动对6061-T4铝合金搅拌摩擦焊接头组织和性能的影响

利用自主研制的试验装置,通过工具头将超声振动能量施加在搅拌头前方的待焊工件上,研究了超声振动能量对减少焊接缺陷、改善搅拌摩擦焊接头组织和力学性能的影响.对6 mm厚度6061-T4铝合金板进行了超声振动强化搅拌摩擦焊工艺试验,并与相同工艺条件下的常规搅拌摩擦焊进行了对比.结果表明,超声振动能够减小焊速/转速比较大时的焊缝内部隧道型缺陷,增大材料对接混合区宽度和焊核区体积,细化焊核区和热力影响区微观组织,提高接头抗拉强度和焊核区显微硬度.     

超声振动因子对镁合金单点渐进成形板材性能影响规律研究

研究并掌握施加超声振动后镁合金板材在各成形参数下的成形规律,对解决温渐进成形带来的材料受热不均、随着温度的改变润滑薄膜在局部高温下引起的粘着、模具强度和寿命随温度升高而降低等问题,完善镁合金超声振动单点渐进成形工艺有着重要的理论和实际应用价值。以方锥盒形件为研究对象,以最大剪切应力、减薄率和成形精度为指标,分析不同参数:工具头尺寸、板厚和振幅对镁合金板材超声振动单点渐进成形性能的影响。结果表明:施加超声振动后,最大剪切应力和最大减薄率均有明显的降低,成形精度有明显的提高且在工具头直径D=10 mm,板厚h=1.0～1.3 mm,振幅A/2=0.04 mm,成形性能改善最为明显。     

2A12铝合金时效成形的微观组织和力学性能

对2A12铝合金进行时效成形和人工时效的对比实验,考察时效成形对其微观组织和力学性能的影响。结果表明：与人工时效相比,时效成形过程中由于应力的存在,使得合金在时效成形后晶粒被进一步压扁、拉长,沉淀相由取向随机分布的点状变为具有一定方向性的长条状,同时其位错形态由位错圈或蜷线位错向长直态位错转变。时效成形后,合金的拉伸性能、断裂韧性均比人工时效时的略有降低,疲劳裂纹扩展速率却有所提高。     

随焊超声搅拌对铝合金电弧增材制造组织及性能的影响

在5356铝合金电弧增材制造时,采用随电弧同步移动的搅拌针在熔池内施加不同频率（30、40、50kHz）超声搅拌,结果表明：增材层组织与未施加超声搅拌时相比,晶粒细化,柱状晶数目减少,等轴晶数目增加;且随着超声频率增加,晶粒细化更加明显;增材层孔隙率随超声搅拌频率增加呈降低趋势,在30、40、50 kHz时分别为0.73%、0.64%、0.59%,但均高于未加超声搅拌的试样（0.2%）;随着超声搅拌频率增加,增材层强度与塑性均有所提升：增材层的抗拉强度在0、30、40、50 kHz时分别为266.57、278、282、299 MPa,伸长率分别为30.67%、31.54%、35.53%、41.86%。     

喷射成形7475铝合金的显微组织与力学性能

采用全自动控制往复喷射成形工艺制备了大规格7475铝合金锭坯。研究工业规格喷射成形7475铝合金的初始组织、挤压工艺及热处理制度对显微组织和力学性能的影响。结果表明,喷射成形7475铝合金锭坯规格可达Ф360mm×1200mm,晶粒为等轴状,粒度宏观均匀,主要在30～40μm,组织无明显宏观偏析,锭坯致密度达到97%。喷射成形锭坯经小挤压比变形后达到全致密,T6态(480℃×4h+135℃×16h)合金性能最优,σb为625～635MPa,δ为12%～12.6%,表明控制往复喷射成形铝合金锭坯冶金质量优越。     

施振温度对超声振动-真空差压协同作用铝合金微观组织及力学性能的影响

通过金相、扫描电镜、力学性能测试等技术考察了施振温度对超声振动-真空差压协同作用铝合金初生相组织、共晶硅形貌及力学性能的影响。结果表明,施振温度对超声振动-真空差压协同作用铝合金的微观组织和力学性能影响显著。适当升高超声施振温度,初生相组织得到明显细化,最佳超声施振温度为720℃,合金初生相由部分树枝晶或蔷薇状晶变成细小的等轴晶,共晶硅形貌也发生了由粗大的针片状向纤维状的转变;同时合金的抗拉强度和延伸率达到最大值,分别为326.96 MPa和5.57%,较超声重力铸造铝合金抗拉强度和延伸率分别提高14.49%和22.15%,较真空差压铸造铝合金抗拉强度和延伸率分别提高6.33%和8.16%。     

温轧对6061铝合金铸轧板材显微组织和力学性能的影响

文主要是研究温轧对双辊铸轧6061铝合金板材进行处理,观察不同温轧温度及累积压下量对铸轧板材的影响。采用光学显微镜(OM),扫描电镜(SEM),X射线衍射仪(XRD),显微硬度仪和万能拉伸机等设备,观察了铸轧板材及温轧板材的显微组织,获得了材料的硬度、强度和延伸率等力学性能。研究表明,铸轧6061合金中主要含有耐热相Al0.7Fe3Si0.3、Al9Fe0.84Mn2.16Si及少量强化相Mg₂Si。合金中第二相随温轧道次的递增逐渐由网格状、片状转变为沿轧制方向的线条状,最终变为细小的颗粒状。经过温轧后,产生新的析出相Al0.5Fe3Si0.5且Mg₂Si析出相增多。铸轧板材温轧后,硬度随压下量的增大呈线性递增,且当温轧温度为370℃时,硬度曲线斜率最大为2.42114。此时细小的AlFeSi类析出相及Mg₂Si强化相均匀弥散分布于合金中,板材的硬度最大,可达84.28 HV,抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为209.34 MPa、79.09 MPa和20.11％。     

二维超声振动车削6061铝合金圆筒表面粗糙度研究

目的 研究分析二维超声振动车削加工中切削参数和声学参数对6061铝合金圆筒表面粗糙度的影响。方法 结合二维超声振动特性,建立二维超声振动车削表面粗糙度理论模型,采用四因素四水平正交试验,获得二维超声振动车削6061铝合金圆筒过程中切削参数和声学参数对工件表面粗糙度的影响规律,选取其中4组进行二维超声振动车削与普通车削对比实验,并通过白光干涉仪和超景深显微镜对加工后的工件表面进行观测。结果 正交试验结果表明,切深对加工表面粗糙度的影响不明显,超声振幅、转速、进给量对加工表面粗糙度的影响程度分别为84.35%、11.36%、4.29%。超声和无超声对比实验表明,二维超声振动车削相较于普通车削能显著降低车削表面的粗糙度,最大下降率为47.65%,最小下降率为11.27%;相比于普通车削加工,二维超声振动车削表面具有均匀分布的鱼鳞状微织构。结论 加工参数对表面粗糙度影响的显著从高到低为超声振幅>转速>进给量>切深,最优加工参数为f_r=0.15 mm/r、n=400 r/min、A=2μm、a_p=0.2 mm。采用二维超声振动车削的加...     

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.     

含钪铸造铝合金组织和力学性能的研究

试验了含钪铸造铝合金的熔炼工艺和热处理工艺,分析了合金的化学成分,观察了合金的金相组织,测试了合金的力学性能.结果表明,熔炼和热处理工艺合理,含钪铝合金具有较高的综合力学性能,远超过2A16变形铝合金标准的要求.     

时效处理对AZ81镁合金组织与力学性能的影响

通过对挤压坯预成形AZ81镁合金进行模压成形及随后的时效处理,研究了形变及时效过程中显微组织及力学性能的变化规律.结果表明:时效温度埘AZ81镁合金力学性能及显微组织的影响较大,随时效温度升高至200℃,第二相的析出速度加快,且析出相分布变得均匀,细小析出相呈弥散状态分布于晶界上;随时效时间的延长.β-Mg17Al12析出相逐渐增多,当时效温度为200℃、时效20h时,晶界大多被析出物所掩盖,晶粒内充满大量点针状析出相,合金显微组织的各向异性得以消除,成分较为均匀,进一步提高了模压成形镁合金的力学性能,经400℃模压成形及200℃×20 h的时效处理后,其抗拉强度可达358.5 MPa,屈服强度达到260.7 MPa,伸长率为9.8%.     

超声对AZ80镁合金显微组织演化及力学性能的影响

研究超声处理对AZ80镁合金微观结构演化及力学性能的影响。 研究表明,经超声处理后,初生α-Mg相由粗大的树枝晶变为细小的球状等轴晶,且β-Mg17Al12相明显细化,由连续网状分布变成不连续分布。此外,合金经超声处理后,力学性能得到明显提高,屈服强度、抗拉强度和伸长率分别由87MPa, 118MPa and 2.1% 提高到107MPa、170MPa 和 5.4%。     

挤压态喷射成形Mg12Al1.5Zn6.5Ca1Nd镁合金组织及力学性能

利用喷射成形技术制备了Mg12Al1.5Zn6.5Ca1Nd镁合金,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等测试手段,研究了挤压态实验合金的微观组织及力学性能。结果表明:挤压态实验合金组织主要由α-Mg和Al2Ca组成,合金组织为等轴晶,晶粒大小约为2μm,第二相Al2Ca颗粒主要弥散分布在晶界处,颗粒平均尺寸小于1μm;基体内存在位错网及位错塞积,Al2Ca相中存在孪晶结构;合金抗拉强度(σb)、屈服强度(σ0.2)、延伸率(δ)分别为470 MPa、350 MPa、4.7%,主要强化方式为细晶强化、弥散强化、固溶强化;断口存在微孔聚合形成的孔洞,孔洞底部的杂质相或孔洞周围硬脆相与基体之间易萌生微裂纹,合金断裂机制为微孔聚合型沿晶断裂。