2024铝合金光纤激光焊接头力学性能研究

分别采用光纤激光焊和光纤激光填丝焊对2024铝合金进行焊接工艺研究,并对两种工艺下获得的接头力学性能进行测试分析.研究结果表明:采用合理焊接工艺参数,可以改善2024铝合金的焊缝成形,焊接接头抗拉强度能达到母材的85％左右;激光填丝焊能够改善焊缝表面凹陷、咬边等缺陷;断裂发生在焊缝熔合线附近,微观断口呈现拉长的浅韧窝,同时可见二次裂纹、撕裂棱,是典型的韧窝一解理混合断口.     

2024-T351铝合金方形光斑激光喷丸残余应力场数值模拟

为了分析激光喷丸作用后,以2024-T351铝合金为代表的高强航空铝合金材料表面和内部残余应力的分布情况,并为后续板料激光喷丸变形分析打下基础,在ABAQUS软件平台上,构建了一种方形光斑激光冲击的有限元计算模型,对方形光斑激光冲击诱导的残余应力场进行了数值模拟,分析了在无搭接和搭接率为25％的两种情况下,激光冲击产生...     

2024/3003铝合金圆锭的自由压制变形研究

提出一个简化的分层模型，研究2024／3003梯度铝合金圆锭自由热压条件下的塑性变形特征，并与试验结果进行比较，数值模拟结果与实验结果基本吻合。     

基于纳米压痕技术研究2024-T4铝合金力学性能

采用纳米压痕连续刚度技术(CSM)对铝合金在不同压痕深度以及不同压头半径下的力学响应进行分析。通过不同分析方法将载荷-压痕深度关系转换为压痕应力-应变(σ-ε)关系,并与宏观性能对比得到最优方法。结果表明,半径为250μm的压头在最大压痕深度为550 nm时测得的平均弹性模量为66.4 GPa,其值与宏观拉伸弹性模量相差2.3%;采用限制因子1.6作为应力转换系数,通过几何接触半径与Tabor方法相结合可得到准确的塑形性能,名义屈服应力为290 MPa,与宏观拉伸屈服应力误差约为1.4%。     

低液位铸造2024铝合金扁铸锭工艺研究

对低液位铸造原理和现场试验进行了简要介绍,探索了现有条件下2024铝合金扁锭的铸造工艺,并将普通模与低液位铸造的铸锭质量进行了对比分析。     

2024铝合金粉末选区激光熔化成形工艺研究

采用自主研发的金属增材制造设备对2024铝合金粉末进行了选区激光熔化成形,研究了不同工艺参数下该合金的显微组织及室温拉伸性能。结果表明,激光功率为260 W,扫描速度900 mm/s,扫描间隔0.12 mm时,2024铝合金显微组织细小,结构致密,抗拉强度为372 MPa,伸长率为6.1%,具有较高的室温力学性能。     

2024/3003铝合金的高温退火研究

采用双流浇注连续铸造方法获得了在过渡层上具有宏观成分梯度分布的2024/3003铝合金.通过组织观察和力学性能测试研究了该合金高温退火后的组织和性能变化.结果表明,2024/3003铝合金经480℃高温退火后,内层合金的洛氏硬度比铸态时的大幅提高,但随退火时间的延长,硬度的增幅很小,这种硬度变化是由于合金元素在α基体中固溶强化引起的.外层合金的硬度随退火时间的延长则明显降低,这是由于基体组织发生了再结晶和晶粒长大,而合金的固溶强化效果有限;高温退火对2024/3003合金的宏观成分梯度分布影响很小.     

异厚度铝合金薄板激光拼焊应力应变场数值模拟

利用ANSYS软件对异厚度铝合金激光拼焊的应力应变场进行三维瞬态有限元分析。为了提高计算精度和效率,采用过渡网格划分形式以保证焊缝处网格足够细小。定义弹性模量E,线膨胀系数al,泊松比μ等随温度变化的材料力学参数值。指定塑性分析选项为经典的双线性随动强化（BKIN）,边界条件约束焊件的自由度以模拟夹具的作用。结果表明,由于厚度不同,薄厚两板应力应变场存在差异,薄板焊缝附近的应力场范围较大,变形比厚板复杂且比厚板大。利用小孔释放法检测异厚度铝合金激光拼焊板的残余应力,将模拟值与实测值进行对比分析,结果显示模拟值与实测值吻合良好。     

激光冲击光整对2024铝合金铣削平面表面质量的影响

目的 减小铝合金铣削平面的表面粗糙度,满足工程应用中对构件高质量表面的需求。方法 通过铣削加工获得3种具有不同初始表面粗糙度的平面试样,试样的Ra分别为1.439、0.614、0.220 μm。采用短脉冲、高功率密度激光对表面进行光整处理,利用激光共聚焦显微镜观察光整后试样的表面形貌,采用粗糙度仪检测试样的表面轮廓和表面粗糙度,分析光斑搭接率和激光能量对铝合金铣削平面表面质量的作用规律。结果 在脉冲宽度为12 ns、波长为1 064 nm、工作频率为1 Hz、光斑直径为2 mm的平顶光束作用下,试样的表面形貌发生重塑。当光斑搭接率为30%、50%、70%时,对于Ra=1.439 μm的试样,在冲击后其表面轮廓变化幅值分别为6.88、6.71、6.20 μm,表面粗糙度变化率分别为−70.8%、−72.9%、−73.2%;对于Ra= 0.614 μm的试样,在冲击后其表面粗糙度变化率分别为−58.0%、−58.8%、−66.1%。当激光能量为1.5、2.5、3.5、4.5 J时,对于Ra=1.439 μm的试样,在冲击后其表面轮廓变化幅值分别为6.92、6.71、5.22、6.18 μm,表面粗糙度变化率分别为−68.1%、−72.9%、−74.6%、−73.8%;对于Ra=0.614 μm的试样,在冲击后其表面粗糙度变化率分别为−49.2%、−58.8%、−54.4%、−58.1%。结论 合理增大光斑搭接率和增强激光能量,能够有效去除铣削刀痕,改善试样表面形貌的均匀性。光斑搭接率和激光能量对表面粗糙度的影响与试样的初始表面粗糙度有关。对于Ra=1.439 μm和Ra=0.614 μm的试样,增大光斑搭接率和增强激光能量均能显著降低其表面粗糙度;对于Ra=0.220 μm的试样,在文中的激光冲击参数范围内均不能有效提高其表面质量。     

固溶前退火对2024铝合金薄板组织与性能的影响

采用热分析、拉伸试验、EBSD等分析手段,研究了固溶前退火对2024铝合金薄板组织和力学性能的影响。结果表明:固溶前进行350℃高温退火,再结晶晶粒长大,力学性能相对直接固溶时效大幅降低。固溶前进行250℃低温退火,再结晶晶粒特征与直接固溶处理的较为接近,再结晶Cube织构得到强化,力学性能相对直接固溶时效仅有小幅下降。     

2024铝合金搅拌摩擦焊焊缝表面腐蚀机理探索

在分析2024铝合金FSW焊缝表面组织及析出相种类的基础上,采用腐蚀类原位观察揭示了焊缝表面的腐蚀演变行为,结合透射电镜、示差扫描量热分析及电化学分析对焊缝接头的腐蚀机理进行了探索。结果表明：FSW后,焊缝区的耐蚀性能下降,SAZ腐蚀最严重,点蚀的起源为S相。焊缝区晶体缺陷增加,导致晶粒和晶界在电化学性能上的不均匀性增大。在FSW过程中SAZ的S相粒子被打碎,并发生部分回溶。当腐蚀发生时,被打碎的S相加大了 SAZ的点蚀密度;溶入基体的Mg元素,提高了轴肩作用区的活性。     

BONDING PROCESS AND MECHANISM OF ALUMINUM ALLOY BONDING SHEET

１ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｔｈｒｅｅｌａｙｅｒａｌｕｍｉｎｕｍａｌｏｙｂｏｎｄｉｎｇｓｈｅｅｔ（ＡｌＳｉ／ＡｌＭｎ／ＡｌＳｉ）ａｓｏｎｅｏｆｔｈｅｋｅｙｍａｔｅｒｉａｌｓｆｏｒａｌｕｍｉｎｕｍｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒｓｈａｓａｗｉｄｅａ...     

车用5A02铝合金薄板激光焊接性及接头力学性能研究

针对5A02铝合金薄板进行了CO2激光焊接性研究,并对接头组织和力学性能进行了测试.通过与常规钨极氩弧焊及搅拌摩擦焊接头组织和力学性能的对比研究发现,CO2 激光焊接接头焊缝及热影响区窄,晶粒细小,但在熔合线附近仍存在粗晶过渡和软化区.接头微区组织及化学成分不均匀性、β强化相的缺损以及焊缝中气孔等焊接缺陷是造成CO2激光焊接头性能下降的主要原因.     

EFFECT OF LOW-FREQUENCY ELECTROMAGNETIC FIELD ON THE AS-CASTING MICROSTRUCTURES AND MECHANICAL PROPERTIES OF HDC 2024 ALUMINUM ALLOY

The influences of the low frequency electromagnetic field on the horizontal direct chill casting process were investigated experimentally. Ingots of 2024 aluminum alloy with a cross size of 40 mm× 200 mm were produced by the conventional horizontal chill casting process and low frequency electromagnetic horizontal chill casting processre- spectively. The as-cast structures and the mechanical property of the ingots were examined. The results showed that the low frequency electromagnetic field could sub- stantially refine the microstructures and pronouncedly reduce the macrosegregation in the horizontal direct chill casting process. Moreover, the surface quality of the ingot was prominently improved by the low frequency electromagnetic field. The fracture strength and elongation percentage of the ingot was increased with the low frequency electromagnetic field.     

STUDY ON THE HOT DEFORMATION BEHAVIORS OF Al-Zn-Mg-Cu-Cr ALUMINUM ALLOY

The hot deformation behaviors and mierostructures of Al-Zn-Mg-Cu-Cr aluminum alloy have been studied using thermal simulation test, optical microscopy and transmission electron microscopy. As a result, the true stress versus true strain curves and the microstructures under various deformation conditions are obtained. The microstructures gradually incline to dynamic-recrystallization with the deformation temperature rising and the recrystallization grains refine with the decrease of deformation temperature or with raising the strain rates. The quantitative relationship between the Zener-HoUomon parameter (Z) and average recrystallization grain size in the subsequent heat treatment is set up.     

FINEMET非晶合金激波晶化中Cu和Nb作用的失效

应用ＸＲＤ,ＤＳＣ及ＴＥＭ等技术,将ＦＩＮＥＭＥＴ非晶合金的激波晶化与退火晶化及不含Ｃｕ,Ｎｂ的Ｆｅ－Ｂ－Ｓｉ和Ｆｅ－Ｍｏ－Ｂ－Ｓｉ合金的激波晶化作了对比研究。结果表明：该合金的激波晶化除了具有极高的转变速率和转变速率相当完全的晶化度外,合金元素Ｃｕ和Ｎｂ在退火晶化时具有的细化晶粒,阻止晶粒长大和稳定非晶态的三个作用均失效了,采用激波作用下非晶固体转变成流体状态的模型可以定性地解释这一现象。     

2024-T3铝合金初始不连续状态的研究

在探讨了材料初始不连续状态的计算方法的基础上建立了基于断裂力学的估算模型,并用AFGROW软件对2024T3铝合金的初始不连续状态值进行了估算.结果表明,2024T3铝合金材料的初始不连续状态符合双参数威布尔分布,并给出了初始不连续状态分布在预腐蚀试件疲劳寿命估算时的应用实例,其结果与试验值较为吻合.     

A STUDY ON MICRO-PLASTIC DEFORMATION BEHAVIOR OF 2024 A1 ALLOY

1.~hon2024Alalloyusedincomponentsofaprecisiondeviceishighlyrearredfordimensionalstability.althoughdimensionalstabilityhadbeenstudiedinseverallit.rat~.[l--3),therelationshipsbetweenndcrostructureanddimensionalstabilitypropertiesandAnsotmpofmicro--plasticdeformationresistanceforhotextruded2024Alalloybarwerenotinvestigatedindetails.SOInanyengineeringproblemsPertinentto2024hialloyremaininsuspense.Additionallytheconventionalevaluationfordimensionalstabilityinunloadingconditionisobtainedbyend--len…     

STUDY ON THE SHOCK WAVE CRYSTALLIZATION OF AMORPHOUS ALLOYS BY DSC

Shock wave and annealing crystallization of amorphous alloys FeSiB, FeMoSiB and FeCuNbSiB were studied by isothermal and non-isothermal DSC technique. It was found that the shock wave crystallization is very perfect, the fraction crystallized is very close to 100%, though the period of crystallization is very short, only about 10-4-10-6s. Their produced phases differ from the parent phase in structure and composition. The high velocity of the transformation is very difficult to explain by the diffusion theory of solid state phase transition.     

ZL111 Al合金激光熔覆中的非晶组织及其半定量测定

利用5kWCO2激光器激光熔覆Al合金表面的Ni－Cr－Al涂层,SEM与TEM分析结果表明,在激光熔覆层中的非晶组织呈空间扭曲薄片或杉叶状,它们分别存在于熔覆层颗粒间白色网状组织与颗粒中,利用差热分析（DTA）半定量测定熔覆层中的非晶含量,功率密度,扫描速度对非晶含量有较大的影响