水下搅拌摩擦焊接铝合金组织与性能研究

采用水下搅拌摩擦焊接(SFSW)技术对2024-T4铝合金板材进行连接,研究了焊接接头的微观组织和力学性能。结果表明:SFSW可以显著细化晶粒,焊核区的平均晶粒尺寸达到700nm,但焊核区的析出相明显粗化。焊接接头的抗拉强度为母材抗拉强度的86.9%,焊核区和热机械影响区交界处成为接头的薄弱区。沉淀强化对接头性能起到主要作用,细晶强化作用较弱。     

大冷变形对2024铝合金组织和性能的影响

通过力学性能检测、扫描电镜和透射电镜观察,研究了3种工艺下大冷变形对2024铝合金组织和性能的影响。结果表明,大冷变形后2024铝合金的伸长率随时效时间的延长呈台阶式变化,当时效时间≤40min时,δ5≥8％;时效时间≥160min时,伸长率急剧降低,δ5约为2％。研究表明,伴随S′相析出所产生的晶界无析出带及粗大的晶界平衡相,是2024铝合金伸长率急剧降低的主要原因。     

退火工艺对2024铝合金性能和化铣表面质量的影响

采用力学性能测试、表面粗糙度检测以及金相观察等方法,研究了退火工艺对2024铝合金力学性能和化铣后表面质量的影响。结果表明:随退火温度的升高和保温时间的延长,2024铝合金板材组织经历回复、再结晶及晶粒长大3个阶段,板材强度先减小后增大,伸长率先增大后减小,化铣后板材表面粗糙度亦先减小后增大。综合得到2024铝合金板材最佳退火制度为380℃保温3 h。     

喷射共沉积SiC_p/2024复合材料的显微组织与力学性能

利用喷射共沉积-热挤压-轧制工艺制备SiC_p/2024复合材料板材.研究该复合材料轧板热处理后的显微组织及力学性能,并确定其最佳的热处理工艺条件.结果表明:轧制态复合材料组织细小均匀,晶粒尺寸为3～4 μm,SiC颗粒均匀分布在基体合金中;采用490 ℃、1 h固溶处理和170 ℃、8 h时效后,SiC_p/2024复合材料轧板的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为480 MPa、358 MPa和6.4%,基体合金中存在大量细小的第二相颗粒,为Al_2MgCu及Al_2Cu相;峰时效状态时复合材料的布氏硬度值为228 HB,与轧板原始硬度相比较增幅达130%;喷射共沉积SiC_p/2024复合材料轧板到达峰时效时间比铸造2024铝合金的短,这主要是因为喷射沉积基体合金内细小均匀的晶粒组织、基体合金内高密度的位错组态以及SiC颗粒的引入,均有利于沉淀相的提前析出.     

冷变形及退火对船用5083铝合金板腐蚀性能的影响

为合理制定5083铝合金板材的生产工艺,对冷变形及稳定化退火后的5083铝合金板材的组织与晶间腐蚀性能进行了试验研究。结果表明,船用5083铝合金板材的晶间腐蚀性能与β相的分布、析出量密切相关。采用25%~35%冷加工变形并稳定化退火后,板材的力学性能满足相关标准要求,腐蚀性能优良,β相在晶粒内均匀分布,无连续的沉淀析出网状结构。     

轧制轧制方案对7075铝合金T6板的影响

以7075铝合金板为研究对象,采用“厚板坯多道次”和“薄板坯单道次”两种轧制方案,获得了厚度相近的轧制铝合金板,并对比了T6热处理后铝合金板的金相组织、拉伸性能和断口形貌,观察并分析了板中的未溶相和析出相,测量了固溶后水淬和T6热处理后的铝合金板的电导率,并分析了影响电导率的因素。结果表明：方案1中,铝合金板的晶粒伸长、晶界明显,拉伸断口中韧窝细小均匀,析出相粒子弥散分布,组织均匀性更优;方案2中,铝合金板断口中可观察到存在颗粒粗大的未溶相粒子。方案1中铝合金板的强度和电导率略高于方案2,而伸长率略低。方案1中铝合金板的性能更优,适用于追求性能指标的情况;方案2中铝合金板虽然性能略低,但生产效率更高、能量消耗更少,可在强调生产效率和能耗控制的情况下采用。     

真空离心铸造7055铝合金的微观组织与力学性能

采用真空离心铸造工艺制备了7055铝合金铸管坯,通过金相观察(OM)、扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)分析以及硬度测试研究了铸管坯的微观组织与力学性能。结果表明：铸管坯组织呈梯度分布,从管坯的外层到内层金属间化合物面积比例、平均尺寸以及晶粒尺寸逐渐增加,晶粒形状由外层的细小等轴晶逐渐过度到内层的粗大枝晶,溶质元素浓度以及硬度逐渐增加;经均匀化热处理后,从管坯外层到内层析出相T相含量逐渐增加,合金外层和中层的硬度略有降低,而内层硬度大幅下降。为保证组织均匀性和性能的稳定性,该管坯厚度以不超过12 mm为宜。     

多级淬火工艺对7050铝合金组织及性能影响

利用金相显微观察、X射线衍射物相分析以及力学性能试验,分别研究了不同级淬火工艺条件对铸态7050铝合金的显微组织、第二相以及力学性能的影响规律。结果表明:经不同级淬火工艺处理7050铝合金的显微组织及力学性能有明显的不同。未淬火的铝合基体晶粒粗大,晶界处出现的细小晶粒及第二相组织较少,力学性能较低。淬火处理后,晶界处出现明显的细小晶粒以及较多的第二相组织;同时,随淬火次数的增多,晶界处析出的第二相组织及细小晶粒数量明显增多,且力学性能逐渐提高;当对7050铝合金采用三级淬火工艺时,晶界处析出的第二相组织及细小晶粒数量最多,且该工艺条件下力学性能最高。     

均匀化处理对6061铝合金棒材显微组织影响研究

应用金相显微镜和SEM研究了均匀化处理后6061铝合金的显微组织,结果表明铸态组织晶界上有较多的粗大析出相粒子。经过均匀化处理后,晶粒尺寸显著增加。存在的网状非平衡相和枝晶组织也已经基本回溶至铝基体内,晶界上的粗大析出相粒子数量有所减少。SEM分析表明,铸态中存在的析出相粒子是细长针状的Al(MnFe)Si相,经过均匀化处理后,针状Al(MnFe)Si相开始分段断裂,部分回溶至基体内,残留部分表现出球化特征。该类析出相粒子的存在有利于提高合金强度和塑性,提高了产品的后续加工性能。     

固溶时效对2524合金板材组织和性能的影响

采用金相显微镜(OM)、差热分析(DSC)、X射线衍射(XRD)、拉伸试验机等,研究了固溶时效处理对大应变轧制2524铝合金板材显微组织及力学性能的影响。研究表明,轧制态2524铝合金中轧制面组织呈纤维状且存在大量的Al_2Cu和Al_2CuMg相。合金在455～495℃之间,固溶处理温度越高,时间越长,粗大的第二相溶解越充分。2524铝合金经495℃×60min固溶处理后,析出相基本溶解,2524铝合金的抗拉强度,屈服强度和伸长率分别为412.6 MPa、350.7 MPa和17.9%,合金经505℃固溶处理后,出现过烧组织特征,力学性能降低。合金经时效处理后强化相均匀析出,合金性能得到强化。合金经190℃×6h时效处理后,2524铝合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为464.6MPa、395MPa和22%。     

摩擦堆焊AA2024-Ag复合材料的显微组织表征与力学性能（英文）

研究银对摩擦堆焊AA2024铝合金涂层显微组织、力学性能和电导率的影响。银添加方式为先在AA2024铝合金耗材棒横截表面钻孔,再在孔内填充银粉,其添加量为5.3、10.6和16.0%(质量分数)。结果表明,固溶强化、析出相和含银金属间化合物的形成降低晶粒生长的驱动力,从而降低涂层中的晶粒尺寸。经人工时效热处理后,含0%Ag(质量分数)涂层的电导率提高了4.15%(IACS),而含16.0%Ag(质量分数)涂层的电导率降低2.15%(IACS)。当考虑线性关系时,在银含量Ag增加1%(质量分数)的条件下,涂层的强度和硬度分别增加1.8%和1.0%。Al6(Cu,Ag)Mg4析出相的形成比富Ag金属间化合物的形成对强化的影响更大。     

汽车用7085铝合金轧制+双级时效后组织和性能研究

采用轧制+双级时效工艺处理汽车用7085铝合金板材,并利用SEM、力学拉伸测试等手段研究其微观组织和力学性能。结果表明:7085铝合金轧制后,基体晶粒出现破碎并在沿轧制方向上变长,随着晶粒长度不断增加后,最终形成了纤维状组织。晶粒内的沉淀相呈现出均匀分布形态,该沉淀相为η(Al3Zr)相。随着时效时间的增加,试样硬度和拉伸强度均表现出先上升后下降的趋势;在二级时效时间12 h时达到最大值,分别为168 HV和778 MPa。7085铝合金试样的断口区域形成了许多韧窝与塑性撕裂棱,发生穿晶韧窝断裂。试样的断口组织形貌受到时效时间的影响程度并不大。     

脉冲电流轧制对AZ31镁合金微观组织与力学性能的影响

对比研究脉冲电流轧制工艺与温轧工艺对AZ31镁合金板材的力学性能、织构、微观组织与沉淀相等方面的影响。结果表明：脉冲电流具有促进冷轧AZ31镁合金低温再结晶能力的作用。脉冲电流轧制后的镁合金板材组织由细小的等轴再结晶粒与析出相构成,没有发现孪晶组织,并且完全再结晶,原始晶粒均被细小的再结晶晶粒取代,再结晶晶粒内的位错密度低。而温轧镁合金组织则由稍拉长变形孪晶、粗大的再结晶晶粒和析出相构成,再结晶的晶粒内位错密度高。两种轧制方式下的镁合金析出相均为Mg17Al12。脉冲电流轧制后镁合金的织构具有典型基面织构的特征,而脉冲电流轧制镁合金的织构则出现横向偏转;脉冲电流轧制后镁合金的屈服强度与伸长率均比温轧镁合金的大,但抗拉强度正好相反。     

7A04铝合金均匀化退火工艺研究

研究了7A04铝合金Φ405 mm铸锭经两种制度单级均匀化退火后第二相的变化。研究结果显示：(460±5)℃12 h(随炉冷却)均匀化退火后，仍存在大量的小尺寸灰白色Al₇Cu₂Fe相以及大尺寸亮白色T(AlZnMgCu)相，冷却过程中析出的第二相粗大且数量多。(475±5)℃12 h(机械风冷)均匀化退火后，残留的可溶T(AlZnMgCu)相明显减少，合金中只有少量的剩余含Fe相，冷却过程中析出的第二相细小且数量少。采用(475±5)℃12 h(机械风冷)均匀化退火的铸锭挤压的棒材的力学性能比(460±5)℃12 h(随炉冷却)的提高8 MPa,伸长率可增加约1%。7A04铝合金单级均匀化退火最优工艺为(475±5)℃12 h(机械风冷)。     

2524铝合金均匀化过程中的组织演变

通过扫描电镜(SEM)、差热分析(DSC)、电子探针(EPMA)、波谱分析(WDX)和X射线衍射等方法,研究了2524铝合金铸锭均匀化过程中的组织演变。结果表明:合金铸锭由枝晶和非平衡相组成;300℃以上均匀化时,晶粒内析出大量的弥散相,延长保温时间,弥散相尺寸变大,分布逐渐变均匀;随着均匀化温度升高,非平衡相逐渐溶解、球化,残余相为Al12Cu Mn2,残余相周围存在PFZ,其形成机制为贫溶质机制;不同冷却方式影响合金的最终组织,冷却速度较快时析出相细小弥散,冷却速度较慢时晶界和晶内有粗大S相形成。     

应变速率对2024铝合金拉伸性能的影响研究

研究了应变速率对2024铝合金拉伸性能的影响。结果表明,随应变速率的增加,抗拉强度略有下降,屈服强度增加,断面收缩率及伸长率下降,弹性模量增加。断口分析表明,应变速率越低,断口中韧窝组织越多,以韧性断裂为主;随着应变速率增加,以脆性断裂为主。随应变速率增加,断口纵剖面中晶粒伸长减小,并出现细小析出相。此外,基于Fields and Backofen本构方程模型,定量计算与分析了应变速率对合金力学性能的影响。     

晶粒尺寸对Al-Zn-Mg铝合金应力腐蚀敏感性的影响

采用慢应变速率拉伸试验、扫描电镜断口观察和透射电镜晶界微观结构观察及析出相统计等方法,研究了两种晶粒尺寸的Al-Zn-Mg铝合金在3.5%(质量分数)NaCl溶液(pH=6)中的应力腐蚀行为。结果表明:晶粒度大的Al-Zn-Mg铝合金的应力腐蚀敏感性比晶粒度小的合金要高;透射电镜的统计观察分析表明,小晶粒度小的合金的晶界析出相覆盖率高于大晶粒度合金的晶界析出相覆盖率。在一定的晶界析出相面积范围之内,析出相面积分数高的Al-Zn-Mg合金应力的腐蚀敏感性小于析出相面积分数低的Al-Zn-Mg合金。     

Al-Zn-Mg-Cu铝合金厚板搅拌摩擦焊接头搅拌区微观组织

采用搅拌摩擦焊接(Friction stir welding, FSW)技术对20 mm厚Al-Zn-Mg-Cu铝合金板材进行了焊接,随后采用热电偶、电子背散射衍射技术和透射电镜等手段研究了接头的温度分布和搅拌区沿厚度方向微观组织的不均匀性。结果表明,焊接峰值温度沿板材厚度方向逐渐降低。距焊缝中心10 mm处,板材表面焊接峰值温度最高为430 ℃,板材底面峰值温度最低为302 ℃。温度梯度是导致晶粒尺寸沿厚度方向逐渐减小的主要原因,晶粒细化是连续动态再结晶、不连续动态再结晶和几何动态再结晶综合作用的结果。搅拌区晶粒没有明显的择优取向,且该区域的析出相发生溶解再析出,析出相主要为η′相。     

激光选区熔化2024改性AlSi10Mg合金

本文首先制备了含有1.5%(质量分数)TiC的2024铝合金粉末,并将其加入AlSi10Mg合金粉末中,形成AlSi10Mg-2024(TiC)混合粉末,然后采用激光选区熔化工艺对混合粉末成形,并对其沉积态和T6热处理态的显微组织及力学性能进行了表征。结果表明：激光选区熔化过程中2024铝合金中的TiC颗粒可作为异质形核点,促进Al形核,进而抑制粗大柱状晶的形成,显著细化铝合金的显微组织,并弱化了〈100〉//BD(Build direction,生长方向)丝织构的形成。经过T6热处理(520℃固溶2 h,190℃时效10 h)后,AlSi10Mg-2024(TiC)合金仍保持较高的力学性能,抗拉强度达到400 MPa。而经T6热处理后AlSi10Mg合金的强度仅为260 MPa。这是因为添加2024合金可以引入Cu元素,在时效过程中析出第二相粒子,强化铝合金基体。另外,时效过程中析出的纳米Si颗粒也可对T6热处理后的AlSi10Mg-2024(TiC)合金起到一定强化作用。     

固溶温度对6061铝合金组织和性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等分析手段,研究固溶温度对6061铝合金热挤压板材的显微组织、力学性能及拉伸断口形貌的影响.结果表明,实验合金的强度和硬度随着固溶温度的升高而提高,当基体有轻微过烧时强度并没有降低;实验合金的最佳固溶工艺为565℃×40 min.XRD物相分析表明,在固溶处理过程中发生溶解的析出相粒子主要为Mg2Si,而残留的粗大析出相则主要是富Fe化合物.通过基体点阵常数的精确测量可以很好的表征合金的固溶程度.固溶处理后残留的析出相粒子是影响合金拉伸断口形貌的主要因素.当固溶温度低于535℃时,合金的断裂属于单一的韧窝断裂;当固溶温度高于535℃时,合金的断裂是由沿晶脆性断裂和韧窝断裂组成的混合断裂.