A356铸造铝合金的疲劳裂纹萌生及短裂纹扩展研究

研究了A356-T6铸造铝合金的缺口疲劳裂纹萌生与早期扩展行为及机制.结果表明,热等静压试样的疲劳抗力优于非热等静压试样.对于钝缺口试样,疲劳裂纹萌生于缺口根部附近的多个平面,最终哪个裂纹源扩展成主裂纹取决于局部微观组织.对于缺口几何形状不同的热等静压和非热等静压疲劳试样,在疲劳过程中,不管是在高应力状态下,还是在低应力状态下,都出现了铝基体的循环塑性变形和共晶硅粒子断裂导致疲劳裂纹萌生.对于非热等静压试样,铸造缩孔在构件的疲劳过程中起着重要作用,但即使缺口根部存在较大尺度的铸造缩孔,导致了疲劳裂纹萌生,但也同时观察到疲劳裂纹从共晶硅粒子、金属间化合物、铝基体的滑移带和铁基金属间化合物等处萌生.对于脆性的A356铸造铝合金可采用修正的断裂力学参量ΔKn、局部应力范围Δσ或局部应变幅Δε/2作为控制参量来表征疲劳裂纹萌生行为,而缺口有效应力强度因子范围ΔKneff和ΔJs参量可用来表征缺口场中短裂纹扩展行为.     

热处理制度对2056铝合金微观组织和抗应力腐蚀性能的影响

采用光学显微分析、扫描电镜及透射电镜观察、慢应变速率拉伸测试等研究2056铝合金在T6、T851及T351热处理状态下的微观组织和抗应力腐蚀性能.结果表明:2056合金在T6态下,晶内析出相主要为粗大的S'相和少量粗大的含锰相,抗拉强度为445.13 MPa,晶界析出相粗大且呈非连续分布,无沉淀析出带(PFz)为0.1～0.2μm,应力腐蚀敏感性最大;T851态下,晶内析出相主要为细小弥散的S'相,合金具有最高的抗拉强度,达到502.01MPa,晶界析出相呈离散状分布,PFZ较窄,约为0.02 μm,抗应力腐蚀性能优于T6态的;T351时效状态下,晶内观察到大量的位错和位错塞积以及少量GPB区,抗拉强度为469.73MPa,介于T6和T851之间,晶界无粗大平衡相析出,无明显PFZ,抗应力腐蚀性能最好.     

Al-xMg-3.1Zn铝合金的应力腐蚀开裂行为及其机制

通过慢应变速率拉伸实验和动态电解充氢实验分别研究了Al-x Mg-3.1Zn铝合金的应力腐蚀开裂行为及其氢脆行为。结合宏观断口和微观断口形貌分析研究了合金发生应力腐蚀开裂的进程。通过对合金应力腐蚀开裂的机制进行分析阐明了合金中Mg元素含量对合金应力腐蚀开裂行为的影响。结果表明:在该合金体系中存在应力腐蚀开裂,且合金的应力腐蚀敏感性随合金中Mg含量的降低而降低,这与合金的阳极溶解行为与氢脆行为随Mg元素含量降低而减弱有着直接的关系。在这当中,合金中晶界析出相的数量随Mg元素含量降低而减少起到了至关重要的作用。     

铝合金应力腐蚀机理及研究方法

1前言铝合金在腐蚀介质和拉应力同时作用下产生的开裂,称为应力腐蚀开裂[1,2](SCC).自上世纪初开始使用铝合金以来,其应力腐蚀开裂一直广受关注.纯铝的耐蚀性非常好,但是其强度和硬度很低.采用Zn、Mg、Cu、Li等元素合金化后,铝合金的强度及硬度得以提高.然而,当Al处在海水中或工业环境中     

挤压铸造对A356铝合金组织的影响

以A1-Si系多元A356铝合金为研究对象,通过挤压铸造成形,研究了挤压铸造过程中A356铝合金组织变化规律。结果表明,在铸造压力为21.56 MPa、金属模具预热温度为350℃、浇注温度为700℃、挤压铸造时间为30 s的试验条件下,A356合金中气孔、裂纹等铸造缺陷大大减少或消除。压力使α（Al）初晶破碎,晶核增加,增加其过冷度,形核率增加,形成较细小的等轴晶,同时使共晶硅相更加细小弥散分布。通过挤压铸造,使铸件达到优于普通铸造A356合金的致密度,硬度得到了显著提高。挤压铸造后粗晶区硬度可达HRB25左右,细晶区硬度约为HRB40。     

6082-T6铝合金大厚度板 搅拌摩擦焊接头应力腐蚀性能研究

采用单轴肩搅拌摩擦焊技术对6082-T4铝合金大厚度板进行双面焊接,焊后进行热处理整体达到T6的供货状态,然后分别比较在模拟海水溶液与空气中对其接头试样进行的慢应变速率拉伸试验结果,通过比较应力腐蚀开裂(SCC)指数来判定试样对应力腐蚀的敏感性。结果表明:6082-T6铝合金大厚板搅拌摩擦焊焊接接头(表层与中层)均具有良好的耐应力腐蚀性能,但是中层焊接接头的应力腐蚀敏感性大于表层。SEM扫描结果表明:在空气和腐蚀介质中,试验接头(表层与中层)断口形貌均呈纤维状,未出现明显的夹杂缺陷特征,边缘和中心区域包含大量韧窝,均属于典型韧性断裂。     

进口和国产A7N01S铝合金型材抗应力腐蚀性能的比对

为了研究A7N01S铝合金型材组织与应力腐蚀行为之间的关系,对合金成分与初始组织稍有差异的进口和国产A7N01S铝合金型材开展研究.在浓度3.5％(质量分数)的NaC1水溶液中进行恒载荷应力腐蚀试验,采用金相显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜对试样的组织和性能进行检测和研究分析.结果 表明:应力腐蚀后,在试样表面形...     

应变速率条件下第二相对7A52铝合金搅拌摩擦焊焊缝应力腐蚀性能的影响

采用慢应变速率拉伸试验,结合扫描电镜、能谱分析仪研究了第二相对7A52铝合金搅拌摩擦焊(FSW)焊缝应力腐蚀性能的影响.结果表明,FSW焊缝在3.5%NaCl溶液中,应力腐蚀开裂(SCC)均发生在后退侧的热影响区,断裂位置与显微硬度曲线中硬度最低区域相对应.焊缝的SCC敏感性在1×10-6s-1条件下最高,在1×10-5s-1条件下最低,不同第二相对FSW焊缝应力腐蚀裂纹形核和扩展的影响是不同的:Al9Fe0.84Mn2.16Si容易引发裂纹的萌生和扩展,Mg2Si被腐蚀留下的点蚀坑引发的裂纹相对较小.     

粗晶层对A7N01S-T5铝合金应力腐蚀性能的影响

通过四点弯梁应力腐蚀试验,研究不同截取位置的A7N01S-T5铝合金母材和焊接接头在3.5%Na Cl溶液中的耐应力腐蚀性能。运用光学显微镜、扫描电镜及激光共聚焦显微镜检测四种试样的显微组织和腐蚀形貌。结果表明,四种试样的腐蚀形式均由表面点蚀向内部沿材料的挤压方向扩展,最后呈现剥层腐蚀的特征。具有粗晶层试样的耐应力腐蚀性能明显优于去除粗晶层后的试样,焊接接头热影响区的耐应力腐蚀性能最差。     

液相线铸造A356铝合金结晶过程初探

采用液相线铸造法即在液相线温度附近铸造A356铝合金获得了金属半固态加工要求的细小、等轴的“非枝晶”组织,考查了铸造温度、保温时间对组织形成过程的影响。结果表明,由于过冷和扩散的共同影响,A356铝合金液相线铸造最佳保温温度605℃,在60min时间内,晶核数目随保温时间的延长而增加,且分布愈加均匀。     

A356铝合金中裂纹的萌生及其扩展

研究了A356铝合金在冲击载荷作用下的裂纹萌生及其扩展过程。结果表明：α-Al枝晶二次枝晶臂间板片状共晶体是材料中最薄弱的区域。该区域中尺寸最大的Si颗粒首先发生断裂形成裂纹源，而枝晶与枝晶间体积较大的块状共晶体强度相对较高，裂纹源不会首先在该区域;正确性同裂纹优先在板片状共晶体中传播，而块状共晶体对裂纹的传播有一定阻碍作用，要提高合金的力学性能就必须设法减少或消除薄弱的板片状共晶体的相对数量。建立了A356合金在啊大；和作用理生、长大及传播的模型，用这个模型解释了提高冷却速度以获得细晶粒的方法并不一定能提高合金的抗拉强度；相反，使用高效的晶粒细化剂能够减少或消除板片状共晶体，从而可能会提高合金的性能。     

Ti、B、Sr、RE联合细化及变质对A356铝合金微观组织的影响

采用金相显微镜、SEM、EDAX等试验方法,研究添加Ti、B、Sr、RE元素细化及变质对A356铝合金显微组织的影响,得出RE的添加并未与合金中的Mg形成高Mg含量化合物,Mg的分布仍很均匀,同时含铁相得到细化;对于0.10%Ti细化的A356铝合金,RE的添加使二次枝晶间距明显减小;0.01%Ti与0.03%B联合细化对A356铝合金的细化作用明显优于0.10%Ti的细化作用,晶粒为细小等轴晶,且Al-Fe-Si-Mg、Al-Si-RE相得到明显的细化;Ti、B、Sr、RE联合细化及变质的合金获得了最佳的硅颗粒变质效果。     

5A06铝合金板材腐蚀性能的研究

试验研究了不同稳定化处理制度对5A06合金板材剥落腐蚀和晶间腐蚀性能的影响。结果表明,为提高5A06合金在海水中的使用寿命,可采用稳定化处理。     

熔体混合处理对A356铝合金组织的影响

采用熔体混合技术处理A356铝合金,并通过再次重熔加热研究熔体混合处理细化效果的稳定性。利用光学显微镜观察合金组织,用Image Pro金相分析软件测定了初生α-Al相的平均直径。结果表明,熔体混合技术能较好地细化A356铝合金中的初生α-Al相,且A356铝合金的熔体混合处理在650℃下具有较好的一次重熔稳定性。     

7A04-T6铝合金中金属间化合物对其阳极氧化膜耐蚀性的影响

为研究7A04-T6铝合金中金属间化合物对其阳极氧化膜耐蚀性的影响,采用激光共聚焦显微镜对热挤压7A04-T6铝合金棒材不同方向截面的金相组织进行观察,并借助背散射和能谱鉴别组织中尺寸较大的金属间化合物颗粒,然后观察试样上含有金属间化合物区域在阳极氧化前、后和腐蚀不同时间后的形貌,并对腐蚀不同时间后的试样进行电化学阻抗谱(EIS)测试。结果表明,7A04-T6铝合金中尺寸较大的金属间化合物颗粒导致的阳极氧化膜孔洞是阳极氧化膜底部腐蚀、氧化膜破裂和最终完全失效的原因。     

不同冷却工艺下A356铝合金轮毂的缺陷分析及其对力学性能的影响

采用低压铸造的方法,通过两种不同的冷却工艺制备出了A356铝合金轮毂.论文主要研究了两种不同冷却工艺下,所制轮毂的缺陷分布、缺陷种类和缺陷比率,以及缺陷比率对轮毂力学性能的影响,并分析了二次枝晶间距对轮毂力学性能的影响.研究表明,完全水冷工艺(同时凝固)所制轮毂缺陷较为严重,几乎在轮毂各个部位均生成了缩松或夹杂,但由于完全水冷工艺使合金较快的冷却,所制备合金的晶粒十分细小,这使得合金的力学性能比顺序凝固工艺所制样品更为优良.     

合工艺制备半固态A356铝合金浆料的研究

将晶粒细化处理引入低过热度浇注和弱电磁搅拌技术中,形成了制备半固态合金浆料的复合工艺.应用复合工艺制备了半固态A356铝合金浆料,研究了复合工艺对所制备的半固态初生0相形貌和尺寸的影响.研究结果表明,细化处理的液态A356铝合金经低过热度浇注和弱电磁搅拌可制备具有颗粒状和蔷薇状初生α相的半固态浆料,并且浇注温度可适当提高.与未经细化处理的A356铝合金试样相比,细化处理可显著改善A356铝合金中初生α相的晶粒尺寸和颗粒形貌及其沿铸锭径向上的分布.     

硅酸钠对5083铝合金点蚀性能的影响研究

通过循环阳极极化曲线、电化学阻抗谱的测试以及浸泡腐蚀试验,研究了硅酸钠对5083铝合金在3.5%氯化钠溶液中的点蚀性能的影响。极化曲线结果表明,硅酸钠的加入使得5083铝合金在3.5%氯化钠溶液中的点蚀电位正移。通过EIS试验和浸泡腐蚀试验可进一步得出:体系中硅酸钠水解使得溶液中OH-浓度增加,铝合金表面钝化膜和Al2(SiO3)3沉淀膜增厚,从而较好地抑制了铝合金表面的点蚀,基体得到保护。     

Sr变质对A356合金细化效果的影响

Sr变质处理后,A356合金初晶形核温度略有提高,共晶温度明显降低,从而通过影响初晶凝固过程提高晶粒细化效果;不添加细化剂,Sr本身对晶粒细化的影响并不明显;添加细化剂后,变质处理不仅可以激活更多的形核核心,而且由于明显增加了枝晶凝聚后二次枝晶的生长过冷度,从而减小了二次枝晶臂间距.