AA6082铝合金等温辊锻-模锻新工艺

铝合金等温锻件具有组织均匀和力学性能好等优点[1]。近些年来,AA6082铝合金越来越受到汽车和航空航天等工业的亲睐。在欧洲,AA6082铝合金等温锻件已经被广泛应用,与此同时,铝合金等温辊锻制坯技术也在被逐渐应用。经过等温辊锻-模锻复合工艺,AA6082铝合金锻件粗晶层厚度变薄,综合性能得到明显提高。本文主要介绍了AA6082铝合金等温辊锻-模锻新工艺和模具装置,讲述了AA6082铝合金等温锻造后的优越性能。     

自然时效对6061铝合金显微组织和力学性能的影响

采用拉伸试验、透射电镜分析等方法研究了自然时效对6061铝合金显微组织和力学性能的影响.结果表明:自然时效1个月后,铝合金基体中析出少量极细小的球状GP区,而人工时效6h则析出大量GP区和板条状β-Mg2Si平衡相;自然时效1个月后再进行人工时效的析出相较直接进行人工时效态的少;随着自然时效时间的延长,铝合金强度逐渐升...     

6061和6063铝合金真空钎焊后热处理强化工艺

随着电子对抗设备中散热冷板的壁厚越来越薄,通液压力越来越高,真空钎焊散热冷板的抗拉强度已经不能满足要求。文中研究了6061和6063铝合金真空钎焊后热处理强化工艺,寻求到合理的热处理强化工艺参数,使经过真空钎焊后的6061和6063铝合金母材抗拉强度值回复到了原始T6状态材料强度的75%以上,焊缝强度也得到了显著提升。该方法被应用到铝合金真空钎焊散热冷板中,成功提升了冷板的强度。     

时效强化2024铝合金的摩擦学性能

采用X射线衍射仪(XRD)对时效强化的2024铝合金进行分析;在MFT-R4000高速往复摩擦磨损试验机上考察强化与未强化铝合金在含二烷基二硫代氨基甲酸钼(Mo DTC)、二烷基硫代磷酸锌(ZDDP)和磷酸复酯铵盐(T391)添加剂的润滑油润滑下的摩擦磨损性能;采用扫描电镜(SEM)观察分析磨痕表面形貌;采用EDS分析磨斑表明元素含量。结果表明:时效强化2024铝不但提高了铝的表面硬度,也提高了2024铝合金的摩擦学性能。时效强化的2024铝合金润滑性能的改善归因于铝合金的时效强化及润滑剂的摩擦化学作用。     

切割速度对6061铝合金薄板激光切割温度场的影响

为了揭示切割速度对6061铝合金薄板激光切割过程中温度场的分布及工艺规律,利用有限元软件对2 mm厚铝合金薄板在不同激光切割速度下的温度场进行数值模拟,并通过实验对仿真结果进行验证。仿真结果表明：当激光切割速度为80 mm/s时,工件的热影响区宽且熔深大,切缝处较宽范围内的材料均已达到熔点温度,随着切割速度增大,热影响区宽度、切缝处材料熔化量及熔深均逐渐减小。当切割速度为120 mm/s时,工件的熔深刚好达到材料的厚度。实验结果表明,当切割速度过低时,切缝处材料熔化量过多,在底部形成较厚的挂渣,随着切割速度增大切缝质量得到有效改善,但切割速度过大则会导致切缝处材料熔化量减小,粗糙度增大,切割速度为120 mm/s时,切缝质量最好。实验结果与仿真结果一致性较好,证明了仿真结果的准确性。     

铜镍硅锌镁合金的时效析出动力学

分析了时效温度(400~550℃)和时效时间(0~8h)对铜镍硅锌镁合金导电率的影响,推导了导电率和新相析出率之间的关系,在此基础上,根据Avrami相变动力学经验方程推导出了试验合金在400~550℃时效时的相变动力学方程和导电率方程,并计算出该合金在不同温度下时效时的相变开始和结束时间。结果表明:在时效初期,试验合金的导电率迅速上升,之后趋于平缓;温度越高,时效相同时间后的导电率越高;导电率和新相析出率之间存在线性关系,可以用导电率的变化来间接反映相变过程;根据导电率方程计算得到的导电率与试验结果吻合;试验合金在500℃时效时的相变开始时间和结束时间最短,分别为0.34,7 083.23s。     

6061-T651铝合金动态力学性能及J-C本构模型的修正

为合理描述6061-T651铝合金的应力流动行为,利用万能材料试验机和霍普金森压杆,分别进行准静态、高温和高应变率下的材料力学性能测试,获得材料在不同条件下的应力应变曲线。基于试验结果,修正Johnson-Cook本构模型得到MJC(Modified Johnson-Cook)模型,并标定MJC模型各项参数。为校验MJC模型及参数的有效性,利用一级气炮发射直径为5.95mm的圆柱弹体冲击刚性靶的Taylor杆试验以及直径为12.68mm的刚性弹撞击厚度为2mm靶板的试验。最后,采用ABAQUS/Explicit有限元软件建立Taylor杆和弹靶冲击试验的三维模型,基于MJC本构模型进行Taylor杆冲击、以及结合MMC(ModifiedMohr-Coulomb)断裂准则进行弹靶冲击的数值模拟计算。研究结果表明,修正的MJC本构模型能够有效地描述6061-T651铝合金材料在大应变、高应变率和高温下材料的应力流动行为和变形行为。     

同步冷却热成形+时效后AA2024铝合金的 显微组织及拉伸性能

在435～505℃下对H18态AA2024铝合金板料进行同步冷却热成形,并在150～230℃下时效处理4～12h,研究了时效后的显微组织和拉伸性能。结果表明:同步冷却热成形+时效后,试验合金中的主要强化相为Al_2CuMg相;随时效温度的升高,Al_2CuMg相的尺寸增大、数量变多,时效时间对该相的影响较小;试验合金的抗拉强度和屈服强度随成形温度的升高而增大,随时效温度的升高先增大后减小;在成形温度不高于475℃条件下,试验合金的抗拉强度和屈服强度随时效时间的延长呈先增大后降低的变化趋势,并在时效8h时达到峰值,在成形温度高于475℃条件下,时效时间对合金强度的影响很小。     

一种析出强化型Fe-C-Mn-Ni奥氏体合金钢的微观组织和力学性能

对Fe-C-Mn-Ni-X(X为铬、钒等元素)奥氏体合金钢锻材进行固溶和时效处理,研究了时效温度(650,700,750℃)和时效时间(0～25h)对合金钢显微组织与力学性能的影响。结果表明:固溶态和时效态合金钢显微组织形态相差不大,时效处理后,合金钢中析出大量与奥氏体基体呈共格或半共格位向关系的纳米VC相;固溶态合金钢表现出很强的时效硬化能力,随时效温度升高,硬度达到峰值的时间缩短,峰值硬度降低;时效处理后,合金钢的屈服强度和抗拉强度显著增加,断后伸长率和加工硬化指数则明显下降,拉伸失效模式由韧性断裂转变为韧脆混合断裂;随时效温度升高和时效时间延长,合金钢的强度有所降低,但加工硬化能力增强。     

6061铝合金材料焊接特性及焊接工艺研究

在低、中温的水冷堆中,606t铝合金具有较低的热中子俘获截面,在较低的温度下有一定强度,并具有较好的耐辐照性;有一定的抗水腐蚀的能力,加工性能良好,易成形,可焊接。在反应堆中子试验科研中,广泛利用6061铝合金作为中子探测器孔道及支架。     

6061-T651铝合金单颗磨粒磨削仿真

通过简化并建立单颗磨粒磨削模型,采用ANSYS LS-DYNA进行对6061-T651特种铝合金磨削过程的理论研究和仿真分析,总结了单颗磨粒的磨削速度、磨削深度等工艺参数对磨削力大小以及磨屑的影响。研究表明:随着磨削速度的增加,单个磨料颗粒的磨削力减小,并且递减速率呈先增大后减小的趋势;而磨削深度的增加则会使单个磨料颗粒的磨削力增大,且递增速率逐渐减缓。磨削过程中,磨屑形状受加工参数的影响,其中,磨削深度对磨屑形状的影响比磨削速度对磨屑形状的影响更大。     

6061铝合金断裂机理的原位拉伸研究

用SEM-520原位拉伸试验对不同应力状态下6061铝合金试件的断裂过程进行研究.结果表明,不同应力状态下的铝合金试样在拉伸过程中其表面均产生了大量的滑移带,但断裂机理不同.随着三轴应力度的降低,断裂从韧窝聚合型混合剪切机制向纯剪切断裂机制过渡,试件断口也由韧窝断裂模式向剪切断裂模式演变;6061铝合金晶界处为最薄弱环节,微裂纹形核于晶界,随载荷的增加,微裂纹长大和扩展.微裂纹之间通过扩展或剪切而连接导致试样断裂;试样最小断面上的三轴应力度越小,试样断口的两个面上韧窝的取向就越明显,断口越光滑.     

Dry sliding wear behaviour of Saffil-reinforced AA6061 composites

The steady-state wear of aluminium alloy AA6061 and AA6061-based Saffil fibre-reinforced composites, manufactured by a PM route, was investigated with a pin-on-disc configuration under dry sliding conditions. Using a constant sliding velocity, the wear rates of the monolithic alloy and the composites increased proportionally with the applied load. The benefit of Saffil reinforcement at volume fractions of 5, 10 and 20% was not substantial at loads ranging from 4.9 to 48.3 N. As the applied load decreased to 1.1 N, the composite showed a promising improvement in wear resistance as the volume fraction of Saffil reinforcement increased. At loads of 19.2 N and above, the wear resistance of the AA6061 composite was slightly impaired when the volume fraction of the Saffil reinforcement was increased from 5 to 20%. Compared with over-aged samples, the improvement of the wear resistance due to peak-ageing was not significant, although the Vickers hardness of the peak-aged samples was double that of the over-aged samples. The surface morphology of both the monolithic alloy and the composites after testing under loads of 9.8 or 48.3 N revealed a compacted layer which comprised mainly aluminium and iron. The amount of iron transferred increased with the applied load and with the volume fraction of Saffil in the composite. Energy Dispersive X-ray (EDAX) analysis indicated that the wear debris was generated mainly from the compacted layer. On the basis of the experimental observations, delamination was considered to be the controlling wear mechanism for the monolithic specimens tested at all loads and the composite specimens tested at loads ranging from 4.9 to 48.3 N. At a load of 1.1 N, surface fatigue, which caused surface cracking, was evident for the composite specimens.     

航空铝合金激光激波强化工艺

用激光激波强化工艺对LY2航空铝合金进行了表面强化试验研究,测试了强化前后材料的性能.结果表明:经激光激波强化后材料表面残余压应力提高了约100 MPa,强化深度达1.5mm,是普通喷丸强化的2～5倍.     

工艺参数对6061-T6铝合金真空扩散焊接接头形貌和性能的影响

在不同工艺参数下对化学清洗去除表面氧化膜的6061-T6铝合金进行真空扩散焊接,研究了焊接温度(500~560℃)、焊接压力(1.0~5.0MPa)和保温时间(0.5~3h)对焊接接头界面形貌和剪切强度的影响,得到了优化工艺参数。结果表明:随着焊接温度的升高、焊接压力的增大和保温时间的延长,接头焊缝变窄并最终消失,剪切强度和焊合率增大;但当保温时间延长到3h时,焊缝附近晶粒发生粗化,导致剪切强度降低,且接头发生较大变形;不同工艺参数下接头的剪切断裂形式均为脆性断裂;较优的真空扩散焊接工艺参数为焊接温度540℃、保温时间2h、焊接压力4.0MPa。     

AA6061铝合金正方形截面管胀形工艺研究

AA6061铝合金挤压管材在常温下强度高但塑性差,难以成形复杂形状零件。基于此,提出了固溶处理+固体颗粒介质胀形+人工时效的工艺流程,通过固溶、淬火和时效等热处理工艺调整铝合金变形前后的力学性能,应用固体颗粒介质胀形技术实现管件塑性成形。以AA6061挤压铝合金管为研究对象,分析了固溶处理工艺参数对合金力学性能的影响,发现管材经固溶温度560℃且保温120min处理后,其延伸率提高3倍以上,强度和硬度也大幅降低,使合金管材的成形性能指标显著提高,具备了固体颗粒介质胀形管件的条件;对合金固溶处理后再人工时效处理的试验研究表明,人工时效温度180℃且保温360min时合金塑性下降,强度和硬度等性能指标均可恢复至初始状态。基于铝合金热处理工艺特征的研究,采用固溶处理+固体颗粒介质胀形+时效处理的工艺流程,成功试制了AA6061铝合金典型的正方形截面管件,其环向最大展长率可达34%。     

铅-钙-锡-铝合金基于时效脱溶机制的二次硬化行为

采用硬度测量和场发射扫描电镜(FESEM)观察等方法研究了Pb-0.05?-1.5%Sn-0.026%Al(质量分数)合金在310℃固溶、100～200 ℃时效的二次硬化行为.结果表明:其时效硬化曲线呈双峰状;时效温度越高,时效硬化峰和二次硬化峰值越低.     

基于BCJ本构模型的高速切削过程数值模拟

在高速切削过程数值模拟中,材料本构模型影响着数值计算精度。基于有限元软件Abaqus平台,引入基于位错动力学的BCJ本构模型,实现铝合金高速切削过程更为精确计算。研究了BCJ本构模型嵌入Abaqus的关键技术及其高速切削过程有限元模型建立方法,完成了铝合金6061-T6直角高速切削过程模拟,对比分析了基于BCJ本构模型和JC本构模型的差异。结果表明,数值计算结果与文献数据具有良好的一致性,BCJ模型能够更全面准确地描述高速切削过程中材料的动态性能,进而说明文中基于BCJ本构模型的高速切削数值计算是可靠的。     

拟稳态条件下AA6061铝合金和TC4钛合金的电化学清理磨削

电化学清理磨削工艺（ECCG）可有效解决延塑性金属磨削时的砂轮黏附问题,该工艺成功应用的关键是使砂轮表面黏附物的形成率与其电解率相平衡。基于电化学原理和磨削机理分析,提出一种利用电解电流定量评估砂轮黏附率的新方法,确定了不同磨削参数下ECCG工艺所需的工作电压。在拟稳态条件下,利用该工艺对AA6061铝合金和TC4钛合金工件进行磨削加工。研究结果表明,ECCG工艺具有较强的可扩展性,可用于加工大型延塑性金属零件。