郑州轻研院成功开发超高强铝锂合金

正近日,郑州轻研合金科技有限公司(以下简称郑州轻研合金)成功开发出超高强铝锂合金并实现工业化批量生产,合金抗拉强度为695 MPa、屈服强度为566 MPa,伸长率超过6%。当前铝锂合金中主要应用的第二代Al-Mg-Li合金和第三代Al-Cu-Li合金强度分别在400-500 MPa和500～600 MPa,而郑州轻研合金采用具有自主知识产权的全新     

高强Al-Cu-Li-X铝锂合金形变热处理

采用拉伸试验、透射电镜和扫描电镜等手段,研究了淬火后形变时效对新型高强Al-Cu—Li—X铝锂合金2A97组织和性能的影响。结果表明：淬火后立即预变形引入的位错和随后双级时效过程形成的位错环增加基体T1相和θ’相数量,并使T1相细化,分布更均匀。双级时效合金θ’相、δ’相和T1相组成的混合组织强度低于单级时效以T1相为主强化的组织,但塑性高于单级时效。淬火变形后双级时效100℃,8h＋145℃,12h处理合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为553．5MPa,494．5MPa和10．4％,形变时效处理在一定程度上改善了合金的强塑性匹配。     

中国首套铝锂合金大型锻件下线

日前,中国首套应用于航空航天等高端领域的大直径铝锂合金棒材及管材(锻件),在河北宏润核装备科技股份有限公司挤压完成并成功下线。铝锂合金作为第三代铝基材料,相对于第一、二代铝基材料,质量减轻,强度及弹性模量显著提升,将逐步替代我国一代铝镁合金和二代铝铜合金。此前,铝锂合金大型锻件只有美国和俄罗斯具备较为成熟的生产制造能力,该铝锂合金材料的成功挤压,为中国铝锂合金行业发展及轻量化产业发展奠定了基础。     

高强和高温铝P/M合金锻件

自从本世纪70年代初期以来,预合金化铝粉末冶金合金就一直处于研制和试生产之中,特別是锻件产品。这些新的和先进的P/M(粉末冶金)合金,为宇航工业用户提供了极好的综合性能,它能满足现在和将来生产关键性零部件的需要。锻造对于高强和高温铝P/M合金部件的研制和使用来说,是一个关键的制造工艺。     

俄国轻合金研究所开发的铝-锂合金

俄国轻合金研究所即前苏联的全苏轻合金研究所(VILS),位于莫斯科,隶属航空工业部,对铝-锂合金作了大量的深入的研究与推广应用,其成就居世界前列。合金的成分列于表1,其中一些合金的成分与西方工业发达国家的很相似,俄国生产的铸锭冶金铝-锂合金半成品的规格示于表2。由于锂的密度小,所以向铝中每添加1％锂可使其密度下降约3％,而刚度则可增加6％左     

1420铝锂合金模锻件锻造工艺的研究

利用高温变形实验，研究了1420铝锂合金在不同变形条件下的变形行为，获得合金的塑性图、变形抗力图、晶粒尺寸－变形程度关系图，确定出合金的锻造工艺参数：锻烧温度为350－420℃，临界变形程度为8％－10％，变形速率以低速为宜。结合实际情况，制定出合理的、经济的1420铝锂合金模锻件成形工艺，即6000t水压机上多方锻开坯→车成锥体→8000t卧式挤压机上终压模成形。生产出的1420合金模锻件尺寸精度高，综合性能优良。     

新的轻合金模锻件

据美刊[材料工程]1989年第3期报道,美国国际镍公司在享廷顿建立了专门制造机械合金化轻合金锻件的新工厂.机械合金化方法能提供极好的显微组织和均匀的化学成分,其结果是材料各个方向的性能均匀,在短横向上抗应力腐蚀开裂性能好.Inco MAP合金A1-905×L是一种A1-Mg-Li机械合金化合金,取代7075-T73合金锻件时,比重减少8%,刚度提高15%.     

航天用大型铝锂合金锻件表面线性缺陷分析

1420铝锂合金锻件经机加工后发现表面有一条沿主变形方向的线性缺陷。本文采用便携式显微镜对缺陷形貌进行了放大观察,对缺陷处进行了能谱分析,对生产关键工序进行了检查。结果表明,缺陷内部存在较多的灰黑色物质,缺陷为氧化铝夹杂。锻件中的缺陷为铸造阶段插入铝液中的斜插管出现漏气导致液面波动而使氧化膜卷入熔体产生的。     

高强铝锂合金的搅拌摩擦焊工艺研究

研究了不同焊接工艺参数下高强铝锂合金搅拌摩擦焊接头的力学性能、断口形貌及显微组织。接头强度和伸长率均随焊速的增加先增加后减小，在焊速为200mm/min时，接头强度最高，接头强度系数为67％；伸长率也最高，达14.4％。经过时效处理接头强度系数提高到72.5％。分别对强度最高和最低的接头断口形貌、显微组织进行对比，分析两个参数下接头强度不同的原因。     

大规格高强铝厚板淬火实验问题研究

大规格铝厚板淬火温度-应力场演变规律的揭示需要实验来研究和验证,特别是对大试件.通过实验来获得和控制这些条件参数就显得尤为重要.但淬火实验会受到试件、实验硬件和淬火介质等的约束.从而影响到淬火过程的仿真建模.为了使仿真分析与实验结果相吻合,本文充分考虑了实验外场条件的影响,从试件保温和转移、换热系数的求取和边界条件的确定三个方面分析了存在的问题.并给出了解决方案,以便通过实验来完善对淬火模型的准确描述.     

结构铝锂合金

在苏联的合金1420已给工业上广泛应用铝锂合金奠定了基础。在1960～1965年,和发现了具有较大的热处理强化效应的Al-Li-Mg系的合金有很宽的浓度区 (见图     

高强铝锂合金炉中钎焊及接头组织分析

采用CsF-AlF3钎剂和Ag-Al-Cu-Zn钎料,实现了高强铝锂合金的炉中钎焊.结果表明,在氮气保护的条件下,钎焊接头的抗拉强度最高可达到390 MPa,强度系数接近0.89;抗剪强度最高可达到380 MPa,强度系数约为0.86,均高于现有文献报道的高强铝锂合金的焊接接头强度系数值.对试验结果的理论分析表明,在530 ℃左右有效地去除铝锂合金表面的氧化膜是实现钎焊连接的关键,而氮气保护则是改善和提高钎缝力学性能的有效手段.     

高强2A97铝锂合金板材的微观织构

利用拉伸试验机和EBSD技术分析研究了2A97铝锂合金力学性能的各向异性与不同热处理状态的微观织构变化。结果表明,合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率随取样方向呈现一定的各向异性。合金微观织构的变化引起了其各向异性。在TDND截面上,时效0 h和16 h的立方织构{001}100含量比时效0.5 h多,降低合金的各向异性。随着时效时间的增加,合金各个截面上的再结晶织构含量都有所增加。时效16 h时,试样再结晶织构与变形织构的百分含量相差最小,且在各个截面上分布比较均匀,其强度各向异性指标最小,改善了各向异性。     

第二代铝锂合金

在过去的十五年中,Al-Li合金的优点,如低密度,高弹性等都已被充分证明。但是,Al-Li合金在航空领域中的应用却并不如原先所预料。部分原因是由于Al-Li合金与传统的航空铝合金相比,塑性、韧性、抗应力腐蚀性较低。另外,Al-Li合金在室温下长期暴露或在稍高温度下短时暴露,都会使其韧性下降。后者还会使Al-Li合金不适用于超音速飞机,因为高的空气摩擦温度会使机体温度升高。     

新型铝-锂合金

据美国专利US6 991 689 B2号报道，英国伦敦市金迪魁有限公司（Qinetiq Limited）发明一种铝锂合金，其成分（质量％）为：铝2．0～2．8，镁0．4～1．0，铜2．4～3．0，锰0．1～1．2，锆小于0．2，晶粒控制元素小于2．0，其余为铝。     

预变形对高强Al-Cu-Li-X铝锂合金组织和性能影响

采用拉伸试验、扫描电镜和透射电镜等测试手段，研究了固溶淬火后预变形程度对新型高强Al-Cu-Li-X铝锂合金2A97组织和性能的影响。结果表明：随预变形量增加，135℃时效48h合金强度明显提高，塑性缓慢下降，变形量为4．7％合金的抗拉强度为584MPa，延伸率为12．6％，淬火后的预变形量控制在4％-6％得到比较理想的强塑性匹配。预变形促进基体乃相析出，并使其显著细化和均匀分布。