电磁搅拌对7075铝合金微观组织及力学性能的影响

研究了电磁搅拌对7075铝合金的组织及其力学性能的影响，对比分析了电磁搅拌连铸技术割备7075半固态坯料的可行性。结果表明，电磁搅拌能改善铸造舍金的微观组织，大幅度提高舍金的伸长率，铸态下提高了62％，热处理后提高了53%；热处理后，铸态舍金的抗拉强度达到438MPa，伸长率达到5．5％，中频感应二次加热能得到均匀的半固态组织。     

5wt% n-SiC对7075铝合金微观组织与力学性能的影响

采用高能球磨与热压烧结相结合的方法制备了5wt%n-Si C/7075铝基复合材料,研究了5wt%n-Si C对7075铝合金组织与性能的影响。结果表明:高能球磨后,5wt%n-Si C/7075铝基复合粉体较7075合金粉体明显细化。当转速350 r/min,球料比20:1,球磨时间20 h时,n-Si C均匀分布到7075合金颗粒中。由于n-Si C的均匀分布对7075铝合金产生细晶强化与弥散强化的作用,使得热压烧结温度为620℃,加压100 MPa,保温保压1h制备的5wt%n-Si C/7075铝基复合材料的致密度、硬度及抗压强度均优于相同工艺制备的7075铝合金,尤其抗压强度较7075铝合金提高约58.4%。     

固溶时效对7075铝合金微观组织和力学性能的影响

采用光学显微镜和扫描电镜(SEM)研究7075高强铝合金的固溶时效工艺,利用正交试验法对工艺参数进行了优化。结果表明:7075铝合金经570℃×4 h固溶,水冷+150℃×16 h时效处理后,屈服强度、抗拉强度和显微硬度分别提高约81.5%、92.1%和164%,伸长率几乎没有降低,综合力学性能较好。主要原因是随着温度升高第二相颗粒在α(Al)基体中溶解的量增加,而在随后的时效过程中大量Mg Zn2等第二相在晶界上析出起到了一定的强化作用。     

等温重熔7075铝合金微观组织演变及预测研究

以7075-T651铝合金挤压材为研究对象,研究半固态等温重熔过程中等温温度和保温时间对坯料微观组织的影响,并基于Deform-3D软件JMAK模块中Grain-Growth模型预测液固区间晶粒长大规律。结果表明,随着等温温度和保温时间的增加,晶粒尺寸随之增大,晶粒趋近圆整,液相含量增多。在高固相区间保温时,组织经历了再结晶、合并长大和部分重熔等过程;在低固相区间保温时,组织短时间内即再结晶完全,并迅速长大,长大过程主要以Ostwald熟化机制为主。等温重熔晶粒长大公式中指数值n值取n=3更符合液固区间等温重熔的实际情况。经计算,在不同等温温度下,晶粒长大速度依次为：55.1、295.3、817.9μm³/s。从能量的角度考虑,结合晶粒长大公式,测得试验材料晶粒长大的晶界移动激活能为118.6 kJ/mol,基于此预测了等温温度在550～620℃范围内的晶粒长大规律,预测结果和实际测量结果接近。     

流变挤压铸造7075铝合金的组织及力学性能

以7075铝合金为例,对变形铝合金流变成型的组织和力学性能进行了研究,探讨了采用流变成型方法生产高性能变形铝合金的可行性。试验证明,通过斜坡冷却法直接获得半固态浆料,结合特殊的挤压铸造工艺,获得了组织致密,无微观气孔、微观缩孔的优良工件。通过3个成形比压水平(80MPa,87MPa,95MPa)和3种热处理制度下7075铝合金的组织性能对比,发现流变成形工件的性能远优于同等材质的金属型普通铸造工件,最高抗拉强度达到502MPa,接近于锻件水平,随着比压增大,工件的致密度随之提高,但强度提高不明显。不同热处理对于流变成形7075变形铝合金的抗拉强度影响不明显,但时效作用对于伸长率影响很大。     

7075高强度铝合金多级时效处理及微观组织分析

以7075系高强度铝合金挤压材为研究对象,对比合金的力学性能(强度、韧性、断裂韧性)、微观组织,并重点研究了其固溶处理后的双级时效热处理工艺.结果表明,7075挤压材采用适宜的双级时效热处理工艺后具有良好的综合性能,其抗剥落腐蚀性能优于T6单级人工时效状态的性能,在保证强度满足设计要求的前提下,提高了7075型材的抗应力腐蚀性能.     

7075-T6高强铝合金CMT焊接头微观组织和力学性能研究

使用ER5356焊丝,对2.7 mm厚的7075-T6高强铝合金进行了CMT焊接试验,通过光学显微镜、扫描电镜和能谱仪对接头的显微组织及断口形貌进行了分析。结果表明,焊缝成型美观,明显焊透,无气孔等缺陷。焊缝区组织主要是α固溶体和T相(Al Zn Mg Cu)组成,热影响区存在GP区。焊缝区的硬度最低,约为70~80 HV0.1,从焊缝边缘到母材,显微硬度逐渐增加,距离焊缝边缘5 mm处存在软化区。焊接接头拉伸断裂于熔合区,为韧性断裂,接头的抗拉强度为354 MPa,约为母材的61%。     

7075铝合金搅拌摩擦焊接头组织与力学性能研究

利用搅拌摩擦焊方法对7075铝合金板进行焊接,探讨了焊接速度和搅拌头旋转速度等焊接工艺参数对焊缝成形及接头力学性能的影响,并对焊接接头的显微组织进行了分析.结果表明:采用搅拌摩擦焊焊接7075铝合金时,焊接接头具有较好抗拉性能.当旋转速度为750r/min、焊接速度为95 mm/min时,焊接接头的强度最高,达到母材抗拉强度(487 MPa)的97.4％,并且其伸长率也较高(为3.1％);当旋转速度为950 r/min、焊接速度为150 mm/min时焊接接头的伸长率最好,为4.7％.总体上看,焊接接头的伸长率和母材相比较低.     

原位纳米ZrB2颗粒增强7085铝合金的微观组织与力学性能研究

本文通过原位合成技术,成功制备了纳米ZrB₂颗粒增强7085铝合金基复合材料。采用金相显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪进行表征,并进行力学性能测试,研究了ZrB₂纳米增强体对7085铝合金的显微组织和力学性能的影响。结果表明,ZrB₂纳米增强体可以显著提高7085铝合金的强度。但是随着增强体体积分数增大,ZrB₂颗粒团聚现象加剧,不利于复合材料的塑韧性提高。同时,在复合材料中引入微量稀土元素Sc可使纳米ZrB₂颗粒团聚现象得到改善,并进一步细化基体晶粒,使复合材料的强度和延长率都得到提高。当ZrB₂含量为2%(体积分数)、Sc含量为0.4%(质量分数)时,复合材料的抗拉强度为534 MPa、伸长率为10.2%,相较于7085铝合金基体分别提高了17.4%、14.6%。     

6016铝合金板材微观组织及力学性能的试验研究

采用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和拉伸试验等分析检测方法,研究了6016铝合金板材和冷冲压成形后的汽车B柱零件的微观组织和力学性能。结果表明:在0°,45°和90°方向上,汽车B柱侧壁的伸长率和应变硬化指数n与原材料相比有显著降低,在冲压成形过程中产生了加工硬化,其塑性和应变硬化效果降低;汽车B柱侧壁沿垂直方向的大变形使各向异性明显增加;汽车B柱大变形区有大量的位错累积,产生位错缠结现象,位错密度显著高于未变形区。6016铝合金板材在冲压成形后第二相粒子尺寸减小,弥散强化的作用明显,力学性能发生变化。     

7075铝合金半固态坯料的热轧组织与力学性能

采用热轧+半固态热处理+热轧的工艺制备出7075铝合金半固态板材,并对该板材进行了显微组织观察与力学性能测试。结果表明:7075铝合金半固态坯料热轧后,显微组织的α-Al固相颗粒沿RD(轧向)与TD(板宽向)方向拉长,而"液相"则变化不明显。半固态坯料热轧时,α-Al固相颗粒有较好的塑性变形能力,"液相"的塑性变形能力较差。最终得到的半固态板材力学性能为:屈服强度125 MPa,抗拉强度256 MPa,弹性模量6250 MPa,伸长率5.3%。拉伸断裂类型为准解理断裂,断口存在少量二次裂纹和孔洞,韧窝底部存在引起裂纹源的夹杂物或第二相粒子。     

脉冲电流处理对7075铝合金显微组织及力学性能的影响

对7075铝合金进行T6时效处理和不同电流密度(50～125 A/mm²)、不同通电时间(480～600 ms)的脉冲电流处理(EPT),采用扫描电镜、透射电镜及万能试验机等研究了合金经不同工艺处理后的显微组织和力学性能。结果表明：与传统的T6时效处理相比,采用合适的电流密度和通电时间的脉冲电流处理,合金的析出相数量、尺寸减小,但能提高位错密度和亚晶数量;且随电流密度和通电时间的增加,第二相回溶数量和亚晶数量不断增加,但位错密度随着电流密度的增加先增大后减小,随着通电时间的增加而不断减小。合金的抗拉强度和伸长率随电流密度和通电时间的增加均为先升高后降低,经固溶+EPT(470℃×3 h+100 A/mm²×560 ms)后合金的抗拉强度和伸长率达到最高,分别为555 MPa和18%,与T6时效处理相比,抗拉强度下降了2.6%,但伸长率提高了100%。脉冲电流处理的合金的强化机制是固溶强化、位错强化和细晶强化的复合强化机制。     

7075铝合金搅拌摩擦加工区域的微观结构和力学性能

利用光学显微镜、扫描电镜、电子背散射衍射技术(EBSD)、显微硬度测试和拉伸试验研究了7075铝合金搅拌摩擦加工后的微观组织和力学性能。结果表明,加工区域硬度分布曲线呈"W"型分布,硬度最低值出现在后退侧的热影响区,加工后的材料经拉伸试验后,断裂面与加工表面呈45°夹角,且断裂位置出现在硬度最低处。焊核区中搅拌区的平均晶粒尺寸最大,漩涡区次之,轴肩影响区晶粒尺寸最小。轴肩影响区,第二相在晶界分布较多,搅拌区和漩涡区第二相的分布差异并不明显,热影响区的第二相含量最少,第二相的分布和硬度的变化规律有关。搅拌区、轴肩影响区和漩涡区均发生了动态再结晶,但这三个区域小角度晶界的含量均存在差异。     

浇注温度对7075铝合金组织和力学性能的影响研究

主要研究了7075铝合金铸轧过程中不同浇注温度对铝合金的微观结构和力学性能的影响。结果表明:浇注温度对7075铝合金试样的晶粒尺寸、分布有重要影响。7075铝合金的抗拉强度和屈服强度随着浇注温度升高先增加后降低,当浇注温度为710℃时,试样的抗拉强度达到最大的206 MPa;伸长率随着浇注温度的升高而不断增加,当浇注温度为720℃时达到最高的2.8%。试样的显微硬度在浇注温度为700℃时最高。     

5086铝合金CMT焊接接头微观组织及力学性能研究

采用冷金属过渡焊接技术(CMT)对中低速磁悬浮列车用1 mm厚的5086 H32铝合金进行平板对接焊试验,对不同工艺下的接头进行微观组织观察和力学性能测试,并利用透射电镜(TEM)对接头不同微区中位错和沉淀相进行观察。结果表明:在焊接电流52~61 A,焊速60~90 cm/min的工艺下获得质量可靠的焊接接头;CMT焊接接头由焊缝区(WZ)、热影响区(HAZ)和母材组成,WZ由细小等轴晶和柱状晶组成,熔合线附近出现宽度约为100μm的细晶区;与母材相比,HAZ晶粒存在不同程度的减小;WZ显微硬度最低,HAZ次之;母材位错密度大,缠结严重,HAZ位错密度较低,WZ几乎没有位错;与沉淀相相比,位错密度对CMT接头不同微区的显微硬度影响较大。     

高锌超高强铝合金微观组织及力学性能研究

采用光学金相显微镜、扫描电镜、能谱仪、X射线物相分析仪和透射电镜等研究了Al-10Zn-1.77Mg-1.0Cu-0.13Zr铝合金的微观组织演变和力学性能。结果表明:合金铸态组织为枝晶结构,主要存在α(Al)和η相(Mg Zn2)。双级均匀化处理后,铸态枝晶组织完全消除,非平衡共晶组织几乎完全回溶进基体。时效处理后,晶内析出相为针状η′相和球状GP区,晶界沉淀相η相沿晶界断续分布,晶界无析出区宽约23nm。基体沉淀相、晶界沉淀相以及晶界无析出区的良好匹配,使Al-10Zn-1.77Mg-1.0Cu-0.13Zr合金不仅具有超高的抗拉强度,同时还拥有良好的塑性。     

7075铝合金高温力学性能及本构方程研究

在变形温度为440、460和480℃,应变速率为0. 001、0. 01和0. 1 s~(-1)的条件下,依次沿0°、45°和90°的轧制方向,对7075铝合金板材进行热拉伸试验,研究7075铝合金的高温力学性能。结果表明:7075铝合金的力学性能受变形温度、应变速率及轧制方向的影响,7075铝合金的抗拉强度随变形温度的升高而降低,随应变速率的增大而增加,且抗拉强度的增长率比较大;抗拉强度在轧制方向为0°时最高,45°时次之,90°时最低。通过对7075铝合金热拉伸获得的试验数据进行参数拟合,建立了在不同轧制方向上的Arrhenius型本构方程。     

电磁振荡强度对半连铸7075铝合金微观组织的影响

在 70 75铝合金半连铸过程中 ,通过同时施加一个稳恒磁场和一个交变磁场 ,使金属熔体产生受迫振荡的方法。实验研究了电磁振荡强度对晶粒细化的影响规律。结果表明 :电磁振荡法获得的铝合金晶粒尺寸较CREM法的小 ,且随着电磁振荡强度的增加 ,铸锭微观组织变得更加细小和均匀。对在电磁振荡作用下 ,合金凝固组织的细化机理进行了探讨。     

7050铝合金动态冲击力学性能及微观组织观察

通过SHPB设备进行动态压缩试验,分析了动态压缩下7050铝合金的动态力学行为,建立了7050铝合金的J-C本构方程,通过TEM微观组织照片分析了动态冲击后7050铝合金的微观组织。