工艺参数对7075铝合金带筋壁板时效成形回弹的影响

目的 研究7075航空高强度铝合金带筋壁板时效成形过程中工艺参数对零件回弹的影响,以提高筋板类零件的产品质量。方法 利用正交试验开展不同工艺参数组合下的带筋壁板时效成形试验,并对带筋壁板时效成形后的回弹率进行极差分析和规律曲线分析。结果 带筋壁板时效成形后的回弹同时受到时效参数和筋板结构参数的影响,各因素按对回弹的影响程度由大到小的顺序依次为时效时间、筋条厚度、筋条高度和时效温度,筋条结构参数对调节构件回弹有重要作用,并且回弹率实测值基本处于回弹率随工艺参数变化的拟合曲线附近。结论 回弹率随时效时间和筋条高度的增加表现为非线性下降趋势,随筋条厚度的增加呈现线性上升趋势。7075铝合金带筋壁板时效成形后的回弹行为可以用回弹率回归方程进行较为合理的描述。     

铝合金时效成形及时效成形铝合金

介绍了铝合金时效成形的方法、基本原理、工艺特点及应用情况,概括了国外研究铝合金时效成形工艺及相关可时效成形铝合金的现状,重点阐述了时效成形对铝合金微观组织结构的影响.     

固溶后时效成形对7075铝合金FSW构件性能的影响

为评价搅拌摩擦焊(FSW)构件的可时效成形性,对7075铝合金FSW构件固溶处理后进行时效成形工艺,试验研究了固溶处理影响下FSW构件时效成形后构件性能的变化规律.试验结果表明,固溶处理后时效成形工艺有助于提高FSW构件的抗拉强度、延伸率和电导率.固溶处理后180℃时效成形时,FSW试样抗拉强度峰值显著提高,达到449.4 MPa,是仅时效成形工件抗拉强度的139.5%,为原始焊接试样抗拉强度的1.4倍,此时焊件延伸率达到峰值4.2%,固溶处理对试样延伸率有一定的提升作用.微观结构观察结果表明,固溶处理的引入对FSW构件时效成形过程焊缝区特征组织产生显著影响,有助于消除焊缝的不均匀组织特征的影响,从而有利于成形试样的性能均匀化和提高.     

保压压力对7075铝合金后续时效行为的影响

目的 探究温热成形中保压压力对7075高强铝合金后续时效行为的影响,结合铝合金固溶处理的特点,采用平板压淬实验来模拟实际热成形过程中的冷却条件。对7075高强铝合金进行不同保压压力的研究,以期得到7075铝合金板材固溶成形后的最佳保压压力参数,以及不同保压压力条件下的时效硬化行为和微观组织演变特征,进而为实际生产中的热成形-淬火一体化工艺提供理论指导和工艺优化参考。方法 首先对7075铝合金板进行固溶处理和平板压淬实验,再进行后续时效处理。通过金相观察、准静态单轴拉伸测试、显微维氏硬度计和扫描电镜等手段研究了不同保压压力对后续时效处理合金力学性能和组织的影响。结果 随着保压压力的升高,晶粒尺寸逐步减小,时效硬化响应显著,峰值硬度呈现逐渐下降的趋势。当保压压力为10 MPa时,经150 ℃/6 h的人工时效后,材料在强度和塑性之间取得了相对平衡,其抗拉强度为580.9 MPa,屈服强度达到538.6 MPa,断后伸长率达到12.2%。能获得这样较为理想的强塑性匹配是由于当保压压力设定为10 MPa时,合金中η′相数量增多且分布呈现相对弥散,可以阻碍位错运动进而达到强化的效果,但合金塑性会有一定的牺牲。拉伸断口分析结果表明,在保压压力一定时,同一时效制度下的合金韧窝数量随时效时间的延长而减少且深度变浅,材料的塑性下降。结论 保压压力对合金的晶粒尺寸、时效硬化及力学性能有显著影响。特别是在10 MPa保压压力下,合金表现出较好的强度与塑性平衡,为7075铝合金热成形-淬火工艺的优化提供了重要参考,尤其是在保压压力选择方面。     

蠕变时效对7050铝合金板材组织与性能的影响

通过金相显微、透射电子显微、电子拉伸和剥落腐蚀实验研究了7050铝合金板材蠕变时效与人工时效的微结构及性能.结果表明:蠕变时效过程中施加的应力使板材不断产生变形,为η ′析出相提供了大量形核点,析出相尺寸更加细小,特别是晶界无沉淀带较人工时效明显变窄,晶界析出相不连续.与人工时效相比,蠕变时效试样的抗拉强度和抗剥落腐蚀性能略有提高.     

喷射成形7075+TiC铝合金的半固态组织研究

制备具有不同原位TiC颗粒含量的喷射成形7075铝合金，在610℃和620℃二次加热并保温30min，淬火固定其半固态组织后采用扫描电镜进行观察，利用平均截线法统计其平均晶粒尺寸，分析不同颗粒含量对喷射成形7075铝合金半固态组织的影响规律。结果表明，当原位TiC颗粒含量达到2．91％(体积分数，下同)时已经产生良好的钉扎效果，使得合金基本保持喷射成形组织特征，能够满足后续的半固态成形工艺要求，与7075铝合金相比，抗拉强度提高4．2％，TiC颗粒的含量减少至1．73％和1．15％时，局部区域发生晶粒的异常长大现象，使合金组织的均匀化程度下降。     

深冷-时效复合处理对7075铝合金的显微组织和力学性能的影响

对7075铝合金进行深冷-时效复合处理(DCT-T6),使用TEM、SEM和拉伸测试等手段对其表征,研究了深冷-时效复合处理对其显微组织和力学性能的影响。结果表明,与T6处理相比,DCT-T6处理可提高晶内析出相密度、减小析出相的尺寸、提高位错密度和生成亚晶。在深冷时间为3～6 h时,随着深冷时间的延长η’相的密度先提高后降低,晶界析出相(GBP)的尺寸、两相间距、线缺陷数量、η相密度、位错密度以及亚晶数量增大,合金的伸长率降低,抗拉强度先提高后降低。深冷4 h为拐点。深冷时间为4 h时合金的抗拉强度达到最大值645 MPa,比T6样品提高13.1%;深冷时间为3 h时合金的伸长率达到最大值13%,比T6样品提高了44.4%。     

二次时效对铝合金气瓶性能的影响

通过微观组织分析、力学性能检测和断口形貌分析,研究了铝合金气瓶的二次时效对其微观组织和力学性能的影响。研究发现,二次时效后,铝合金的析出相更细小弥散均匀,其屈服强度和抗拉强度都会有所提升。     

时效成形对2324铝合金组织及性能的影响

研究了时效成形对2324铝合金力学性能的影响,利用透射电镜观察了时效成形过程中的微观组织.研究了时效成形产生的\"应力位向效应\"及其对力学性能的影响,对\"应力位向效应\"的特征和产生原因进行了分析.结果表明:由于外加应力造成了平行应力方向和垂直应力方向扩散系数的差异,导致析出相择优生长.无应力时效时析出相沿{201}晶面族均匀析出,时效成形过程中析出相沿平行(111)方向择优生长,择优生长方向主要取决于外加应力的方向.     

预处理对2124铝合金板材蠕变时效微结构与力学性能的影响

研究了预处理(15%预变形+100℃×5h预时效)对2124铝合金板材蠕变时效成形微结构与力学性能的影响。结果表明,富Fe(Si)杂质相粒子在蠕变成形过程中会因应力集中效应而破碎,从而改善材料性能,固溶-淬火后直接进行蠕变时效处理,θ′相在{100}面上的析出行为呈现出明显的应力位向效应,但基体中存在的弥散第二相粒子周围存在着很大的晶格畸变能,能促进析出第二相的形核、长大,局部降低应力位向效应。在本研究条件下,预处理使得{111}面上析出了Ω强化相,显著提高了2124铝合金蠕变时效后的强度,但不会显著降低延伸率。     

筒形件充液热拉深及冷却对性能影响的研究

目的研究筒形件充液热拉深及冷却对性能影响。方法在自主开发的RJ50实验机上进行了7075筒形件充液热拉深实验。在210℃下,对不同成形缺陷及影响因素进行了分析,并对成形的零件选择两种冷却介质进行冷却,并研究了宏观力学性能及微观组织演化。结果与温热成形相比,充液热拉深零件具有更高的尺寸精度;在充液热拉深条件下,水冷较空冷对筒形件成形后屈服强度及强度极限有轻微提高,对延伸率影响不大,水冷导致的第二相粒子要比空冷多,但水冷致晶粒粗化缓慢。结论充液热拉深可以显著提高零件的尺寸精度;充液热拉深后并及时冷却的方法,在维持材料力学性能及防止材料劣化方面是有利的。     

7050铝合金蠕变时效成形本构模型研究

为研究7050T451铝合金蠕变时效本构模型,在160℃、不同应力条件下进行单轴拉伸蠕变试验,分析了蠕变应变、屈服强度和微观组织随时间的变化规律.基于高强铝合金析出强化理论,建立了能描述蠕变时效成形宏观及微观变化的本构方程,并运用遗传算法对材料常数进行拟合优化.研究表明,该模型在不同应力水平下与试验结果吻合良好,能够用来模拟分析蠕变时效成形过程.     

7075高强铝合金激光填丝焊接组织与力学性能研究

采用光纤激光器对4mm厚的7075铝合金进行激光填丝焊接,对焊接接头的显微组织、相结构、断口形貌、力学性能进行观察和分析。结果表明:焊缝(FZ)边缘组织为柱状枝晶组织,焊缝中心为等轴晶组织;热影响区(HAZ)保留了母材(BM)的轧制长条状形态,但晶粒有所长大。母材的相组成主要为α-Al固溶体、S-Al_2CuMg强化相和η-MgZn_2强化相,焊缝无强化相析出。焊缝区硬度值为各区中最低,热影响区显微硬度呈阶梯式增长。焊接速度为2~4m/min的接头拉伸试样均在焊缝处断裂,抗拉强度最大为母材的67.5%。接头拉伸试样均出现了颈缩现象,断口由大量的等轴状韧窝构成,为韧性断裂。     

喷射沉积7075铝锭的部分熔融及半固态触变成形性能研究

目的 探索喷射沉积7075铝合金在半固态触变成形过程中的微观组织演变规律及工艺参数对成形性能的影响,为优化触变成形工艺提供理论支持和实践指导。方法 选取直径900 mm、高度600 mm的喷射沉积7075铝锭为研究对象,通过热模拟试验平台设计等轴压缩模具,开展不同温度(510、540、570、600 ℃)、不同保温时间(60、120、300 s)及不同压下量条件下的半固态触变成形试验。在试样触变成形结束后快速水冷并分割,利用光学显微镜分析微观组织特征。同时,结合有限元模拟对不同区域的等效应变量进行计算,研究应变分布与微观组织之间的关联。结果 随成形温度与保温时间的增加,喷射沉积7075铝合金的晶粒逐渐粗大并趋于球形化,晶界区域液相体积增加并形成网络状结构。在较高温度(570 ℃)条件下,液相从中心区域向边缘流动,引发液相偏析现象。此外,孔隙数量减少但孔隙体积有所增大。结论 喷射沉积7075铝合金在半固态触变成形过程中表现出显著的微观组织演变特征,成形温度对液相分布及晶粒球化的影响显著。570 ℃和60 s的成形参数能够有效平衡晶粒球化与共晶物溶解过程,提升成形性能。为解决裂纹与孔隙问题,建议采用闭式模具设计以促进液相填充并抑制液相外流导致的偏析现象。     

高强铝合金断裂韧性的研究现状及展望

通过对三种裂纹模式的概述,引出了铝合金断裂韧性的概念及断裂判据,重点评述了影响高强铝合金断裂韧性的内在与外在因素,以及断裂韧性与其它力学性能间的关系,最后提出了几个在今后的研究及应用中需要重点解决的问题。     

轧制温度对IMI550钛合金棒材组织和力学性能的影响

研究了3种轧制温度对IMI550钛合金22 mm棒材组织和力学性能的影响。实验对具有相同初始状态的原材料采用相同的轧制变形量,轧制温度分别为Tβ-60℃、Tβ-25℃、Tβ+15℃。试验结果表明:IMI550钛合金棒材经Tβ-60℃轧制后的组织为等轴组织,Tβ-25℃轧制后为双态组织,Tβ+15℃轧制后的组织为网篮组织;等轴组织、双态组织和网篮组织的室温和400℃高温拉伸强度没有明显变化,并且等轴组织和双态组织的塑性也相当,但网篮组织的塑性较差,网篮组织的蠕变性能最好,双态组织的其次,等轴组织的最差。     

铸态Ti40阻燃钛合金高温拉伸力学性能及断裂行为研究

研究了不同试验温度下铸态Ti40合金的高温拉伸力学性能变化规律,并采用光学显微镜和扫描电子显微镜对拉伸样断口形貌进行观测,确定其断裂机制。结果表明:合金的抗拉强度随着试验温度的升高而显著下降,而塑性则分别表现出两个塑性较优区和脆性区,即400℃以下低温和900~1000℃高温的较好塑性区以及500~800℃的热脆区和1000℃以上的高温脆性区。脆性区试样断口形貌均呈现为沿晶脆性断裂,这一断裂机制与合金粗大晶粒以及严重的氧化相关。高温塑性区断口形貌为穿晶韧性断裂,则合金具有较高的塑性和较低的变形抗力,可作为较好的热加工温度区间。