Sc元素对ZL205A合金组织和力学性能的影响EI北大核心CSCD

利用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜等手段,研究Sc含量对砂型铸造ZL205A合金的组织和力学性能的影响规律。结果表明,Sc含量低于0.12%(质量分数,下同),未发现晶粒细化效果;Sc含量为0.06%,热处理态的合金晶界出现残留颗粒状W(AlCuSc)相,随Sc含量增加,W相由颗粒状转变为连续条带状;ZL205A合金热处理后弥散析出少量Al 3(Zr x,Ti 1-x)相,添加Sc后弥散相转变为Al 3(Zr x,Ti y,Sc 1-x-y)相,弥散相的数量随Sc含量的增加而增加;由于弥散相数量的增加,Sc含量为0.06%时,合金的时效响应速率和硬度峰值均略有增加,合金的屈服强度提高了4%;Sc含量为0.12%时,晶界残留相增加,Cu在α(Al)中的浓度降低,θ′相密度明显降低,合金的时效响应速率、硬度峰值以及力学性能各项指标均大幅下降;ZL205A合金中添加0.06%的Sc,即可明显地抑制θ′相的长大。     

时效工艺对ZL101A合金组织及力学性能的影响

航空工业是一个国家工业发展的重要体现,随着经济的快速发展,我国的航空航天工业步入了高速发展期,各种新型材料的使用使得航空工业正在向着轻量化、可靠性高、性能强以及成本低等的方向发展。以往航空航天工业中所使用的各种铸、锻件、钣金件等通过焊接、铆接等连接而成的航空航天等零部件正在逐渐被整体铸造并经过后期复杂机加工的零部件所替代,这就对材料的力学性能提出了新的要求和挑战,不同的加工工艺会对材料的性能造成不同的影响,应当在做好对于材料各种力学性能检测的基础上对各种不同的工艺会对材料所造成的不同的力学影响进行分析,从而为更好的做好对于材料的使用奠定良好的基础。     

ZL205A合金高强优质铸件在大飞机上的应用

本文综述了高强ZL205A合金铸造特性、成分和性能特点,介绍了该合金优质铸件在飞机、导弹等武器上的应用,对大飞机设计时选用ZL205A合金优质铸件提出几点体会.     

Al-Cu-Mg-Ag合金与ZL205A合金性能与微观组织对比

采用半连续铸造法分别制备了Al-Cu-Mg-Ag合金与ZL205A合金。对两种铝合金的流动性能、室温及高温拉伸性能、拉伸断口形貌、晶间腐蚀性能和微观组织进行了对比分析。结果表明:浇铸温度为720℃和740℃时,Al-Cu-Mg-Ag合金的流动性能均优于ZL205A合金的。室温、150℃、200℃、250℃下,Al-Cu-Mg-Ag合金的强度均高于ZL205A合金的,且随着温度的升高,其强度降低的幅度要明显低于ZL205A合金的,两种材料的室温伸长率基本相当。Al-Cu-Mg-Ag合金的晶间腐蚀深度在182～246 μm之间,优于ZL205A合金的274～337 μm。Al-Cu-Mg-Ag合金无析出带的宽度要窄于ZL205A合金的。     

稀土La对ZLIO1A组织、性能的影响

本文研究了稀土La在不同的加入量和不同的保温时间下的变质效果,在T6热处理下,对ZL101A的显微组织和力学性能的影响。结果表明：La是铝硅合金的一种优良的长效变质剂,改善合金组织和性能的效果显著,特别是细化共晶硅。在一定La加入量范围内,保温时间的长短影响其变质效果t在较大的冷却速度下可得到细小的显微组织,随着合金中La加入量的增加合金的力学强度（Rm）和延伸率（A）增加。     

时效工艺对ZL101A合金性能的影响

采用不同的时效工艺,研究了时效温度和时间对ZL101A合金性能的影响,得出了该合金较理想的时效制度,在此制度下,ZL101A合金的金属型典型性能达到σb≥330MPa,δ5≥10%,为满足航空、航天等领域对高性能铝合金精密铸件的需求奠定了材料基础.     

La对Al—Mg—Li合金组织和性能的影响

Al-5Mg-2.4Li(01420)合金中加入稀土元素 La 后,峰值时效时间后移,合金强度增高,延伸率增加。微观组织观察表明:产生上述现象的原因是 La 细化了过渡族元素质点和 Al_2MgLi相,抑制了再结晶,使δ′相尺寸减小、PFZ 宽度减小、合金沿晶破断比例减小。     

热处理对ZL205A铝合金焊接接头组织与性能的影响

目的 改善25 mm厚ZL205A铝合金TIG堆焊接头的组织性能,提高接头的力学性能并明确接头的强化机制。方法 通过光学显微镜、扫描电镜、万能拉伸试验机及硬度计等手段,系统研究了T5热处理前后焊接接头显微组织的演变规律及力学性能特征。结果 在未经过T5热处理的焊接接头熔核区晶界处,存在大量呈网状分布的白色物质,经过T5热处理后晶界处的白色物质基本消失。热处理后熔核区晶粒间区分明显,晶界清晰可见,晶粒尺寸为25 μm左右。晶界处的白色物质主要是Cu原子偏聚后生成的Al2Cu化合物;热处理后,晶界处的Cu原子经过扩散溶解进入铝基体中,达到固溶强化和第二相强化的效果,使接头拉伸强度从196.8 MPa升高为431 MPa,接头显微硬度从80HV升高为150HV。热处理前后,接头断口处Al2Cu化合物含量变化显著,在未经过热处理的焊接接头断口处,Al2Cu化合物分布较多;而在经过热处理的接头断口处,Al2Cu化合物仅零星出现。最终,接头的断裂类型呈现脆性和韧性混合的断裂方式。结论 经过T5热处理后,ZL205A铝合金TIG堆焊接头组织特征得到改善,力学性能得到明显提升,拉伸性能提升了约119%,硬度提升了约87.5%。     

室温大气环境下不同时效态2A12合金的疲劳行为

在拉-压疲劳试验机上对室温大气环境下欠时效态、峰时效态、过时效态和自然时效态2A12合金的疲劳行为进行研究,并采用扫描电镜(SEM)分析室温大气环境下不同时效态对疲劳断口形貌的影响.结果表明:在室温大气环境下,四种时效态2A12合金的疲劳断裂循环次数均随着循环应力的减小而明显增加.循环应力水平越低,疲劳寿命提高越明显;各时效态的疲劳断口均为穿晶断口.断口中均出现疲劳条纹、台阶和韧窝,并在较低循环应力下,疲劳条纹出现的区域较多;欠时效态和峰时效态断口上还可观察到轮胎花样.自然时效态表现出最好的疲劳裂纹扩展阻力,其次是欠时效态、峰时效态,过时效态的疲劳裂纹扩展阻力最低.对室温大气环境下各时效态2A12合金疲劳行为进行了讨论.     

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.     

ZL205A铝合金动态力学性能及其本构模型

目的 研究ZL205A铝合金在不同温度和不同应变速率下的流动应力行为,为材料数值模拟提供参数依据。方法 利用高低温电子万能材料实验机和霍普金森压杆设备,在不同变形温度(20~400 ℃)和应变速率(10⁻⁴~2 200 s⁻¹)下进行准静态拉伸实验、高温拉伸实验以及高应变率动态压缩实验。对实验所得真应力-应变曲线进行力学性能分析,考虑到霍普金森实验下的材料绝热温升,构建了ZL205A铝合金的Johnson-Cook本构模型,并将该模型与实验数据进行比对验证。结果 在室温低应变率(20 ℃、10⁻⁴~10⁻¹ s⁻¹)条件下,随应变率的增大,材料的流动应力变化不明显;当材料屈服后,随着应变的增大,材料流动应力增大的趋势变大,应变硬化作用占主导。在室温高应变率(20 ℃、500~2 200 s⁻¹)条件下,材料的屈服强度和流动应力与室温低应变率时的数据变化不大,考虑到高应变率下的实验时间短、变形大,材料变形产生的热量来不及散出,受温度升高的影响,材料在高应变率范围内的应变率强化效应不明显。在高温低应变率(100~400 ℃/0.001 s⁻¹)条件下,材料的屈服强度和流动应力随温度的升高而迅速降低,表现出较高的温度敏感性,当温度高于200 ℃时,材料产生拉应力回调现象。结论 根据材料真应力-应变曲线,获得了材料的Johnson-Cook本构参数,该模型能较准确地预测材料在不同状态下的流动应力行为。     

稀土镁合金热变形行为和组织演变研究

目的 通过热模拟试验研究Mg-3.94Gd-2.0Y-0.78Zn-0.56Mn(质量分数)合金的高温变形特性,建立合金的本构方程,并分析变形条件对显微组织的影响。方法 在Gleeble3500热模拟机上进行单向压缩试验,变形温度为350~500 ℃,变形速率为0.0005~0.5 s^?1,变形量为60%。结果 流变应力受到应变速率与变形温度的共同影响,计算得到了合金的本构方程。当变形速率一定时,随着变形温度的升高,动态再结晶比例逐渐提高,而再结晶晶粒尺寸也逐渐增大,在变形速率为0.0005 s^?1时,当变形温度从350 ℃增大到500 ℃时,动态再结晶晶粒尺寸从1.2 µm增大到51.3 µm;当变形温度一定时,随着变形速率的升高,再结晶比例逐渐降低,而再结晶晶粒尺寸也逐渐减小,在变形温度为500 ℃时,当变形速率从0.0005 s^?1增大到0.5 s^?1时,动态再结晶晶粒尺寸从51.3 µm减少到11.0 µm。结论 得到了合金的本构方程,再结晶晶粒尺寸随温度的升高而逐渐增大,随变形速率的升高而逐渐减小。     

高强度ZL205A铝合金飞机挂架铸造工艺

根据某飞机挂架在结构特点和使用要求,结合高强度铝合金ZL250A的工艺特性,分析和讨论ZL205A合金飞机挂架的砂型铸和工艺。结果表明：立式浇注位置设计,可保证挂架整体性能、成分均匀合理：帖面冷铁式半金属型激冷,配以合理冒口补缩,保证铸位组织致密,性能优良; 直浇道、横浇道和内浇道截面比为1：3：5,并配合带缓冲结构的合理缝隙,可保证型腔内液面上升平稳,减少铸件内部二次氧化夹杂和混入性气体;砂芯整体设计,可保证挂架尺寸的稳定。     

ZL205A热壳精密铸造工艺研究

ZL2 0 5A合金以其优良的综合力学性能在航空航天工业中得到广泛的应用 ,但ZL2 0 5A合金的铸造工艺性能较差 ,一般适用于带冷铁的砂型铸造 ,在热壳精密铸造生产铸件时 ,对浇注工艺的要求很高 ,否则很容易出现疏松、缩松、气泡、表面缩陷等铸造缺陷 ,导致铸件质量和力学性能不合格 .本研究结合ZL2 0 5A的铸造性能特点 ,进行了ZL2 0 5A合金的热壳精密铸造研究 ,总结了浇注工艺参数和加压凝固工艺对ZL2 0 5A热壳精密铸件质量的影响 .     

ZL205A铝合金铸件偏析缺陷的断口形貌和化学成分

以实际生产过程中铝铜系ZL205A铸件的偏析缺陷为研究对象,研究了偏析缺陷对铸件本体力学性能和断口形貌的影响,同时研究了偏析面积与试样性能的关系.结果表明:偏析缺陷对试样抗拉强度和伸长率影响较大,对试样屈服强度影响较小,且偏析缺陷试样伸长率均值为3.7%,略低于I级指标4%要求,而抗拉强度和屈服强度均值分别为391.3MPa和343.5MPa,均高于I级指标360MPa和280MPa要求;无缺陷试样断裂为韧性断裂,偏析缺陷试样断裂为沿晶脆性断裂,偏析相呈网络状并连成片均布在晶界上,其主要成分为Al2Cu低熔点共晶相;试样抗拉强度σb值与其偏析面积能较好地满足线性关系.