A356铝合金车轮轮辋旋压成形工艺优化

目的 解决A356铸旋铝合金车轮内轮缘部位性能不足,满足客户的试验标准。方法 以某款车轮为研究对象,分析了现有成形工艺下导致内轮缘性能低的主要原因,提出了其性能提升的关键。在此基础上,更改旋轮形状、旋压成形轨迹和旋压参数,以获得内轮缘处更大的塑性变形量,并对该新的成形工艺进行了热旋压试验验证。结果 新的旋压工艺能增加旋压轮辋内轮缘处的变形量,变形组织更加均匀。结论 该旋压工艺的优化,大大提高了内轮缘的性能,力学性能提高10%以上,满足了主机厂的标准,已经应用于批量生产中。     

铸旋铝合金车轮旋压模具的优化设计

目的 保证铸旋车轮短流程制造工艺的实现,提高旋压模具与同一轮型不同铸造毛坯的配合能力,防止因旋压后毛坯尺寸变化过大,造成车轮机加成品率下降的现象。方法 以某款车轮旋压模具为研究对象,对其旋压模具结构进行重新设计,增加定位滑块、垫板等设计,提高毛坯与模具的定位与配合,增强模具对毛坯的自适应性。结果 对改进后的旋压模具进行试验验证,新结构的旋压模具能够满足不同铸造毛坯的旋压,且控制上模压力在4.5 MPa内,毛坯尺寸合格,性能无影响。结论 该旋压模具设计的方法已经应用到了其他铸旋车轮的设计中。     

感应加热在铸旋铝合金车轮中的应用

目的提升铸旋铝合金车轮的制造技术,探索铸旋车轮的制造短流程工艺。方法采用感应加热的方式取代传统工业炉对毛坯加热,并进行了试验研究。从感应加热理论、室温和200℃毛坯加热后的温度变化、旋压后的毛坯组织和机械性能方面进行了详细的分析。结果旋压后车轮的屈服强度能够达到180 MPa,抗拉强度能够达到280 MPa以上,温度能够满足目前360~400℃的旋压工艺需求。结论为今后实现铸旋铝合金车轮的制造短流程和工艺规划提供了重要参考。     

稀土Er对A356铝合金微观组织和力学性能的影响

针对传统的A356铝合金,添加稀土元素是改善其微观组织并提高力学性能的有效途径。本工作通过示差扫描量热分析(DSC)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等分析手段来研究稀土Er对铸态A356铝合金组织和性能的影响。结果表明,稀土元素Er是一种能够显著改善A356合金铸态组织的优良变质剂。Er的加入细化了初生α-Al相,二次枝晶间距降低,枝晶臂直径减小,同时对铸态组织中的共晶Si起到了变质作用。当Er含量达到0.4%(质量分数,下同)时,细化效果最为显著,二次枝晶间距由53.6μm减小到17.5μm,共晶硅形貌也由粗大的板条状转变为短棒或圆粒状。与A356合金相比,添加0.4%Er的合金样品的抗拉强度和伸长率分别提高了15.1%,29.8%。     

A356铝合金车轮T6热处理工艺的优化

以现有的T6热处理工艺作为依据,合理调整固溶和时效的温度及时间参数,进行了实验室、中试和车间生产的试验操作,比较、调整、修正和确定了最优化的工艺参数,改善了A356铝合金车轮的T6热处理工艺。研究表明:优化的工艺方案有535℃×6 h固溶,130℃×3 h时效;540℃×4 h固溶,140℃×2.5 h时效;540℃×5 h固溶,140℃×3.5 h时效;540℃×5 h固溶,140℃×4 h时效。这些方案可使A356铝合金的性能和组织达到标准要求,在保证原有性能的基础上,降低了成本,提高了企业的经济效益。     

热暴露对7A85铝合金微观组织和力学性能的影响

选用7A85-T74锻造铝合金为实验材料,研究室温至240℃内热暴露5 h后的合金微观组织、拉伸性能及冲击吸收能量,并结合透射电子显微镜分析微观组织对合金力学性能的影响机理。结果表明：在80～240℃热暴露温度范围内,7A85-T74铝合金晶粒尺寸变化不大,但沉淀相随温度升高有显著变化;在120℃以内,随热暴露温度的升高,析出物尺寸、拉伸性能和冲击吸收能量整体变化不大,沉淀强化机制为位错切过析出物和位错绕过析出物的混合机制;随着热暴露温度由120℃升高至240℃,析出物的平均半径由室温下的3.8 nm增加至12.3 nm,析出物由η′相向η相转变,合金的屈服强度和抗拉强度显著下降,较室温分别下降45.7%和33.5%,伸长率、断面收缩率和冲击吸收能量显著升高,沉淀强化机制转变为位错绕过析出物,断裂方式由沿晶断裂和韧窝型穿晶断裂组成的混合断裂转变为韧窝型穿晶断裂。基于沉淀强化理论讨论析出物尺寸对合金强度与冲击吸收能量的影响,理论分析结果与实验结果相符。     

变形条件对2519A铝合金动态力学性能与组织演化的影响

为研究温度与应变率对2519A铝合金动态力学行为及组织演化的影响,采用霍普金森压杆对2519A铝合金进行了不同温度(-90~350℃)、不同应变率下的动态冲击压缩实验,分析了该合金的动态力学性能,并结合金相显微镜与透射电镜对合金在冲击变形后的微观组织进行分析。结果表明:在250~350℃的高温环境冲击下,合金的流变应力迅速下降,组织以形变带为主,同时组织内伴随有明显的动态回复和动态再结晶。在20~150℃的环境中进行动态冲击,合金变形时组织出现了典型的绝热剪切带特征。在室温、应变率达到8200s-1时,应变率强化效果发生转变。随着温度降至-90℃,在绝热剪切带内的组织出现了长度较短、连续性差的微裂纹,同时组织内的长条状第二相粒子发生不同程度的脆性断裂。     

浇注温度对ZL210A铸造铝合金铸态力学性能和微观组织的影响

通过研究浇注温度对砂型铸态ZL210A合金力学性能、金相组织和断口形貌的影响.结果表明,浇注温度对ZL210A合金力学强度、硬度值和合金断口形貌影响不大,对合金延伸率略有影响,晶界上析出的共晶相随着浇注温度的提高而增多,合金铸态组织主要为α(Al)和θ(Al2Cu)相.     

两批次铝合金车轮的弯曲失效分析

铝合金车轮是使用范围广泛的汽车车轮,本文利用化学成分分析、金相分析、机械性能分析和断口分析等手段对两个批次的铝合金车轮进行了弯曲失效分析,探究了车轮的失效原因。     

焊接速度对 7A52 铝合金 FSW 组织及力学性能的影响

目的在保证搅拌速度一定时,针对8 mm厚的7A52铝合金,在不同焊接速度下采用搅拌摩擦焊(FSW)进行焊接试验,研究其焊接接头的显微组织及力学性能。方法利用搅拌摩擦焊机进行对接焊接,焊后制取金相试样观察焊接接头宏观形貌和显微组织,并测定其力学性能。结果7A52铝合金FSW焊接接头焊核区的面积随着焊接速度的增大而增大,当焊接速度为250mm/min时,焊接接头的焊核区面积最大,焊核区的显微组织都为细小的等轴晶,焊接接头横截面的焊核区呈明显"洋葱环"的形貌,而热力影响区的结构特征则呈现出了较高的塑性变形流线层。焊接接头显微硬度分布都呈现出"W"形变化,在焊接速度为150 mm/min时,焊接接头的平均抗拉强度能达到452 MPa,达到了母材抗拉强度的89%。结论通过对不同焊接速度下7A52铝合金FSW焊接接头的组织和性能进行研究,得到了不同焊接速度下焊接接头组织和力学性能。     

铝合金车轮低压铸造充型工艺设计

目的运用科学计算的方法对铝合金车轮低压铸造充型工艺进行优化设计。方法通过对铸造铝合金车轮充型过程进行研究,分析在充型过程中各部位尤其是截面较小的浇冒口部位的铝液流动状态。结果运用数学计算的方法对充型工艺进行优化设计,既提高了铸造效率,又使铸造过程充型平稳,缩短了新产品的试制周期,使铸造工艺由通过试生产阶段的工艺摸索变为试生产阶段的工艺验证。结论经过科学计算可以使液态铝合金的充型按每个阶段预期效果进行,为优化铸造工艺、改进模具设计提供了有效的手段。     

铝合金表面冷喷涂铜涂层研究

目的 进一步提高铝合金构件的散热能力。方法 采用冷喷涂技术在铝合金试件表面上制备了纯铜涂层。借助光学显微镜、扫描电子显微镜、拉伸试验、三点弯曲试验和激光闪射法等试验,研究铝合金表面铜涂层微观组织和性能,并探究热处理铜涂层组织形貌、抗弯强度以及导热系数的影响。结果 铜涂层与铝合金基体形成了良好的结合,纯铜涂层导热系数能达到纯铜块材50%的水平。结论 经过热处理,铜涂层内颗粒发生静态再结晶,部分晶粒细化。涂层的抗弯曲强度下降,导热系数上升。     

Tribological Properties of A356.2/RHA Composites

Rice husk ash (RHA) is one of the industrial waste byproduct available abundantly in the world. In the present work, an attempt is made to incorporate the RHA particles in the molten aluminum A356.2 alloy. The RHA particles were added into the matrix melt by creating a vortex with the help of a mechanical stirrer and the melt temperature was maintained between 800 and 850 C. Dry sliding wear experiments were performed in a pin on disc wear equipment against a chromium steel disc at 30 C. Scanning electron microscopy is used to study the wear characteristics of the unreinforced Al alloy and the A356.2/RHA composites. From the experiments it is observed that the composites exhibit higher hardness and resistance to wear as compared to unreinforced Al alloy.     

铝合金搅拌摩擦焊接头微观组织和力学性能分析

目的 研究7020铝合金搅拌摩擦焊(FSW)的结构和机械性能。方法 采用搅拌摩擦焊对铝板进行对接焊试验,具体形式为单面焊双面成型。采用拉伸机和显微维氏硬度仪对试样进行力学性能测试;利用蔡司金相、光谱仪、扫描电子显微镜、X射线衍射仪研究母材和焊接接头的微观组织。结果 在硬度上,母材>热影响区>焊核区,热影响区平均硬度约为94HV,母材平均硬度为99HV,焊核区平均硬度最低为78HV,焊核区出现“S”缺陷,在一定程度上弱化了焊核区性能;7020铝合金搅拌摩擦焊接头的抗拉强度为235 MPa,屈服强度为158 MPa,屈强比为0.67,伸长率为7%,焊接系数可以达到73.8%;母材的抗拉强度为325 MPa,屈服强度为278 MPa,屈强比为0.86,伸长率为25%;焊接接头中心显微组织主要由胞状树枝晶体组成,显微结晶依次呈现为平面晶、胞状晶、树枝状晶、等轴晶;铝合金母材和焊接接头的金属相组成均为α?Al+Mg2Si;焊接接头断口呈现比较明显的韧性断裂特征。结论 铝合金搅拌摩擦焊可以获得性能比较优良的焊接接头,为其他铝合金材料的FSW焊接提供技术参考。     

热轧变形对5052铝合金组织与力学性能的影响

通过光学显微镜、扫描电镜、能谱和X射线衍射分析和拉伸实验等试验分析方法,研究不同热轧变形量(54％、75％)对5052铝合金微观组织和力学性能的影响.结果显示,变形量可显著影响5052铝合金的热变形组织及其力学性能.随着轧制变形量的增加,晶粒被显著拉长,晶界处粗大第二相沿晶界被拉长,甚至被破碎.但是其第二相的组成并没有随着轧制变形量的增加而变化,铸态和轧制态的5052铝合金均由α-Al、Al82Fe18和Mg2Si三相组成.同时随着轧制变形量的增加,其综合力学性能提高,即沿轧制方向且轧制量为75％时的5052铝合金呈现出最优的综合力学性能.     

加载路径对5A06铝合金力学性能和微观组织的影响

目的 通过力学性能测试和微观组织表征等手段研究预加载方向和双向加载对5A06铝合金组织性能的影响。方法 分别沿轧制方向(RD)和垂直于轧制方向(TD)施加预变形,然后沿RD进行拉伸试验,对比研究预加载方向对合金力学性能的影响。通过双向拉伸试验研究合金在双向加载时力学性能的变化情况;采用透射电镜观察预加载和双向加载条件下典型试样内的位错组态,分析加载路径对位错组态的影响。结果 预加载使5A06铝合金的屈服强度提高,伸长率下降。与RD预加载相比,TD预加载对屈服强度和伸长率的影响更小,TD预加载试样的抗拉强度更高。不同预加载方向下试样的位错组态不同:预加载与二次加载方向一致会使位错沿单一方向塞积;预加载与二次加载方向垂直时会出现平行位错列交错缠结现象。双向加载时,不同加载比例下合金的应力–应变关系不同,加载比例越接近等比例双向拉伸情况,加工硬化系数越大,在等比例双轴拉伸时达到最大。在应力状态从单拉状态变化到等双拉状态的过程中,不同阶段屈服点间隔不同,在等比例双轴拉伸时达到最大,在单向拉伸时最小。对于不同加载比例的试样,其位错密度随中心区应变量的增大而增大。结论 预加载方向会显著影响5A06...     

显微共晶偏析对ZL205A合金力学性能的影响

对ZL205A合金中显微共晶偏析按轻重程度进行了分级,研究了各级偏析对试样室温力学性能的影响,并对试样断口进行了分析.结果表明:ZL205A合金Ⅰ级偏析对该合金试样室温力学性能无明显影响,满足一般力学性能(切取)设计使用要求;与Ⅰ级偏析相比,Ⅱ级偏析对合金试样室温力学性能有影响,其合金σb,σ0.2和δ5值分别下降了1%,3%和52%,主要表现为对延伸率影响程度较大.     

热处理对热轧7075铝合金组织和力学性能的影响

目的 探究T6、T73和RRA热处理对不同道次压下量的热轧7075铝合金板材微观组织和力学性能的影响,确定不同道次压下量的热轧7075铝合金板材最优热处理工艺。方法 分别将11%和16%道次压下量的热轧7075铝合金进行T6、T73和RRA热处理,并对热处理后的试样进行微观组织表征和力学性能测试。结果 3种方式热处理后,11%道次压下量的热轧板材微观组织以拉长晶粒为主,伴随有等轴再结晶晶粒的生成,而对于16%道次压下量的热轧板材,等轴晶数量增多,故经3种方式热处理后,16%道次压下量热轧板材的屈服强度和抗拉强度均高于11%道次压下量热轧板材的相应强度。RRA热处理有效提升了16%道次压下量热轧板材的延伸率,而对于11%道次压下量热轧板材,RRA的预时效等过程会造成其晶粒粗化,从而降低延伸率,与T6和RRA热处理相比,T73热处理对力学性能的提升不显著。对于2种不同道次压下量的板材,T6热处理为最优热处理工艺。经过T6处理后,11%道次压下量的热轧板材抗拉强度达到589.8 MPa,屈服强度达到560.7 MPa,延伸率达到16.6%,16%道次压下量的热轧板材抗拉强度达到607.5 MPa、屈服强度达到580.9 MPa、延伸率达到13.6%。T6热处理后,<001>方向的织构占主导,原始板材内部存在较多的小角度晶界,热处理后大角度晶界含量增多且有静态再结晶出现。3种热处理后的拉伸试样断口形貌没有太大区别,存在大量韧窝和撕裂棱特征,说明热处理后板材塑性较好。结论 热处理能调控再结晶行为,优化亚晶等微观结构,与其他7系铝合金热处理后的力学性能相比,本文的7075热轧铝合金在16%道次压下量和T6热处理条件下获得了较为优异的力学性能,说明热处理工艺设计合理。