时效工艺对2297铝锂合金组织与力学性能的影响

对热轧态2297铝锂合金进行530℃/1 h固溶处理后立即水淬,然后在不同温度(150~180℃)和时间(0~160h)条件下进行时效热处理,利用透射电镜观察合金的微观组织,并测定合金的抗拉强度(σb)、屈服强度(σ0.2)和伸长率(δ),研究时效温度与时间对2297铝锂合金组织与性能的影响。结果表明:合金的强度随时效时间延长而升高,达到峰值后趋于稳定。随时效温度升高,合金强度达到峰值的时间逐渐缩短,峰值强度先升高后降低,塑性则随时效时间延长或时效温度升高而逐渐下降。时效温度为160℃时,时效初期合金的主要析出相为δ′相,峰时效态合金是T_1相、θ′相和δ′相共同强化,过时效态合金的主要析出相为T_1相。时效温度为180℃时,合金的主要析出相为T_1相,θ′相和δ′相的数量非常少。     

铝锂合金高强化成分设计

总结了铝锂合金高强化成分设计的发展过程,综合了课题组主合金元素Cu、Li含量,微合金元素Mg、Ag、Zn及稀土(RE)元素等对Al-Cu-Li系铝锂合金力学性能及析出相影响规律的研究结果。铝锂合金中Cu/Li比例较低时有利于时效时δ′相(Al3Li)析出,但不利于强度的提高;而Cu/Li比增加则有利于时效时T1相(Al2CuLi)及θ′相(Al2Cu)析出,从而有效提高铝锂合金的强度。微合金化元素Mg能有效促进T1相形核析出,加速铝锂合金时效响应速度,提高T1相析出密度,进而提高铝锂合金强度;Mg+Ag及Mg+Zn复合添加能进一步促进T1相析出,提高T1相分布密度;Mg+Ag+Zn三元复合微合金化具有最好的促进T1相形核析出及提高铝锂合金强度的效果。在高Cu/Li比铝锂合金中添加微量RE元素将导致时效时含Cu强化相T1相及θ′相减少,降低铝锂合金强度。铝锂合金高强化成分设计的思路应是在Mg、Mg+Ag、Mg+Zn或Mg+Ag+Zn微合金化基础上,提高Cu+Li总量并保持较高Cu/Li比。     

铝锂合金

航空器每减少一磅重量可节约燃油15～20加仑,若整机采用铝锂合金代替传统的铝镁合金,则机重可减少15％,以20年寿命计,就可减少燃油消耗480万加仑。在铝合金中,每加入1％锂,可减少重量3％,增加刚性6％。一种名为2090的合金,可取代高强度7075-T6x合金,其σb=(82～88)×10~3磅/时_-~2,拉伸屈服强度=(75～81)×10~3磅/时_-~2,δ=9～12％,K1c=25～30千磅·时/时~2,     

2195铝锂合金焊接性能研究

采用手工氩弧焊焊接工艺,通过十字搭接裂纹敏感性试验方法来测定焊接裂纹敏感性,以此研究了焊丝成分变化对2195铝锂合金焊接结晶裂纹率、液化裂纹率的影响.试验过程综合优化了2195铝锂合金焊丝成分、焊接方式及焊接工艺参数,并对焊接接头的宏观形貌及微观组织、断裂特征和焊接接头力学性能等进行了测试和分析.研究结果表明:在焊接电...     

郑州轻研合金批量交付铝锂合金预拉伸板材

正日前,郑州轻研合金科技有限公司开发的铝锂合金预拉伸板材完成批量交付,板材宽幅1 m、长度6 m,厚度22～50 mm。与普通铝合金板材相比,该合金具有轻质、高强、弹性模量高、低温韧性和抗疲劳性能优异等优点。预拉伸可改善铝合金板内部的残余应力,即沿着新淬火铝合金板材的主变形方向进行适当的拉伸塑性变形来达到消除板材内部残余应力的目的。     

2195铝锂合金热处理工艺与性能

研究了固溶与时效处理制度对2195合金性能和组织的影响，结果表明：固溶温度，保温时间，淬火冷却速度对合金性能有很大影响，低温人工时效能够改善合金晶界状况和强化相T1的分布，提高合金强塑性，预变形时效时，能大大促进T1相析出，显著提高强度，选择合适的预变形量与时效时间搭配，可以获得良好的强塑性能，预变形前室温停留也影响合金性能。     

2197铝锂合金的组织和性能

通过力学性能测试和显微组织观察研究了2197合金组织和性能之间的关系。结果表明,2197合金具有中等强度,小的各向异性,强的热稳定性。该合金在T8状态下能获得最佳的强度和塑性配合,在T6峰时效状态以析出少量δ′相、θ′相和T_1相联合强化为主。在2197合金的相组成中,T_1相析出数量不占主导地位,Al_6Mn弥散质点的析出有利于减小各向异性。2197合金中Li含量较低,使其呈现较强的热稳定性。     

时效及预拉伸变形对喷射成形2195铝锂合金性能和组织的影响

采用透射电子显微镜、拉伸试验等分析检测手段研究了用喷射成形2195铝锂合金铸锭挤压型材的预拉伸变形工艺和热处理工艺。结果表明,当预拉伸变形达到3%时,工艺能够满足型材力学性能的要求,型材的时效主要析出强化相为T1相、δ′相和θ′相。     

新型铝-锂合金

英国伦敦市金迪魁有限公司发明了一种铝锂合金，其成分（质量％）为：Li2．0～2．8，Mgo．4～1．0，Cu2．4～3．0，Mn0．1～1．2，Zr〈0．2，晶粒控制元素小于2．0，其余为铝。这种合金用于板材轧制，其生产工艺如下：首先进行均匀化处理，形成均匀的Al—Cu-Mn相的次生相质点，以改善合金的强度与硬度，然后进行常规的热轧、固溶处理、淬火、拉伸和时效。     

铝锂合金的发展

铝锂合金作为一种新型铝合金材料,由于具有低密度、高强度、高模量以及良好的抗腐蚀性能,成为兵器工业中最具潜力的新型金属结构材料。随着成本的降低,性能的逐步提高和使用经验的积累,这种新型合金在商业飞机上对应替代传统铝合金的目标,可望在21世纪初的年代里得到实现。     

铝锂合金发展现状

据美国铝业公司技术报告称,位于匹兹堡附近的美国铝业公司实验室铸造的商品规格的2090铝锂合金扁锭,即将由印第安纳州拉裴特市美国铝业公司所属挤压管材厂加工成大型挤压件,还将由洛杉矶弗农(Vernon)厂加工成锻件。 127毫米厚的铝锂合金厚板和挤压件已交付海军倡导的试验与评价计划的29位成员。1.27厘米厚板系由美国铝业公司所属达汶波特(Davenport)厂轧制,其物理及化学性能达到铝锂合金研究计划所规定的目标。     

航空用铝锂合金

铝基合金含有(wt％):Li2.3～2.9、Mg0.5～1.0、Ca1.5～2.4、Zr0.05～0.25、Ti≤0.5、Ni>0.5、Cu≤0.5、Zn≤2,余为Al。板材或带材的生产方法包括:a.热轧铸锭。b.保持热轧时的温度,使锂、镁、铜、锌达到固溶。c.冷却热轧料。d.     

提高成形性能的铝锂合金热处理方法

正美国专利US 9365917本专利提供了一种能提高成形性能的铝锂合金热处理方法。将合金加热到第一温度,在第一温度下保持第一次时间段;第一阶段结束后加热至第二温度,并在该温度下保持第二时间段;第二阶段保温结束后积极冷却至第三温度,然后在第三温度下保持第三个时间段;最后在第三阶段保温结束后被动冷却至室温。     

铝锂合金的层内与层间强化韧化的耦合机制

从宏观性能与微观结构角度研究了２０９０＋Ｃｅ铝锂合金的时效过程中的强化和韧化机制。１５０℃时效过程中，延长时效时间可加强层内与层间两种强化机制的作用，从而使合金强度升高，塑性下降。经１５０℃时效和１６３℃时效的合金具有相同水平的拉伸性能，而前者韧性更优，窄的ＰＦＺ和无稳定相存在的晶界以及塑变迹象明显的断口，是其具有高Ｋｃ的主要机制。     

厚板2195铝锂合金搅拌摩擦焊缝组织及性能研究

采用搅拌头转速800r/min、焊接速度150mm/min、搅拌头倾角2.5°的工艺参数焊接了10mm厚2195铝锂合金,并对接头组织及性能开展分析研究。结果表明:厚板2195铝锂合金搅拌摩擦焊接头组织分为焊核区、热机影响区、热影响区及轴肩影响区四个区域,且焊核中心也有明显的"洋葱环"结构;接头抗拉强度及延伸率分别达到母材的70%与60%,力学性能良好;接头各区域受搅拌作用及热循环影响的不同,晶粒组织尺寸存在差异,焊核区硬度最低,热机影响区次之,母材区硬度最大;接头断口以等轴韧窝为主,属于典型韧性断裂。     

航空航天用铝锂合金研究进展及发展趋势

航空航天用Al-Li合金因具有突出的低密度、优异的综合性能和广阔的应用前景,已逐步成为与2×××、7×××系合金并列的新一代高性能铝合金.概述了近百年来国内外铝锂合金的研发历史和工业应用情况,分析了第一代至第三代铝锂合金的研发和性能改进思路,同时也总结了我国铝锂合金产业化大规模应用需要进一步克服的技术难点.最后针对未来...     

稀土铝锂合金的外强化和内韧化机制

本文研究了时效对２０９０铝锂合金外强化效应的影响机制以及Ｃｅ的微合金化机理。研究工作发现，该合金的峰值时效对应着最强的外强化效应，过时效状态，外强化效应丧失。添加微量Ｃｅ可显著改善合金的塑性，增塑效应在峰值时效状态最佳，在欠时效和过时效状态有所减弱。Ｃｅ有抑制再结晶、细化晶粒、细化和弥散化Ｔ１相作用，因之，可增强外强化效应和具有明显的内韧化作用。     

2055铝锂合金热拉伸的显微组织与流变应力行为

用Gleeble-1500热模拟机对2055铝锂合金进行高温拉伸,研究合金在温度为480～540℃、应变速率为0.000 1～0.1 s~(-1)区间内的热变形行为,并通过光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)观察和分析合金的显微组织。结果表明:热拉伸过程分为3个阶段,各阶段的变形机制不同。热拉伸过程中表现出明显的流变稳态,合金的主要变形机制由动态回复向动态再结晶转变。在应变速率0.001 s~(-1)下,变形温度为480℃时,很难观察到再结晶晶核,变形温度为510℃和540℃时出现锯齿状晶界,且温度越高,锯齿状晶界越明显,该现象属于典型的几何动态再结晶;温度一定时,应变速率越低,合金的峰值应力越小,表明2055铝锂合金具有正应变速率敏感性。采用Sellars和Tegart提出的包含变形激活能Q和温度T的双曲线正弦函数本构方程来描述合金的热激活行为,热变形激活能为226.783 kJ/mol。