一种7075铝合金液压油缸的失效分析

采用扫描电镜和透射电镜对7075铝合金缸体出现的断裂现象进行了显微组织观察和失效分析.结果表明,7075铝合金缸体疲劳裂纹的萌生与阳极氧化膜有关,其表面的微孔洞在循环应力作用下容易产生应力集中,从而成为疲劳裂纹形核的场所.防止措施:建议将过渡圆弧半径加大以降低应力集中,减少疲劳裂纹萌生的可能性.     

2024铝合金制动臂火焰钎焊接头组织与性能研究

采用低熔点Al-Ag-Cu钎料,在火焰钎焊条件下,对2024铝合金进行钎焊连接,并对钎焊接头组织和性能进行了分析。结果表明,采用Al-Ag-Cu钎料成功实现了2024铝合金的钎焊,并获得了良好的钎焊接头。接头组织主要由黑色的Al2Cu相,灰色的α-Al相和亮白色的Ag2Al相组成。此外,钎焊接头界面处形成明显的反应层。钎焊接头强度测试结果表明,2024铝合金钎焊接头具有较高的抗剪切强度,达189.7 MPa。同时,钎焊接头也具有较高的显微硬度。     

深冷处理对2024铝合金挤压棒材组织及性能的影响

试验研究深冷处理对2024铝合金挤压棒材综合性能的影响。包括深冷处理对其显微组织、力学性能、疲劳性能、抗腐蚀性及残余应力等的影响。结果表明,2024铝合金挤压棒材采用495℃1 h固溶、淬火+(-196℃30 min)深冷处理+185℃7 h时效处理后,其综合性能最佳,具有高强度的同时,显微组织、疲劳性能、抗腐蚀性、降低残余应力等均有很大改善。     

2024锻造铝合金疲劳性能研究

本文着重研究了2024锻造铝合金经过T4及T6热处理后其单轴及多轴疲劳性能。采用了两种不同热处理方式制备出具有不同微结构的2024锻造铝合金,研究其在不同加载状态下的变形行为、疲劳机制及疲劳寿命。主要内容包括：对2024锻造铝合金进行单向拉伸、应力控制的单轴拉压疲劳及两种多轴拉扭疲劳试验,研究了加载状态与疲劳寿命的关系。结果表明,2024锻造铝合金材料的疲劳寿命对热处理和加载状态的敏感性很大,表现为在相同加载状态下2024-T4和2024-T6试样的寿命差别较大,以及同一热处理试样在不同应力幅值和不同加载路径下疲劳寿命差异大。     

腐蚀对2024铝合金板材力学性能的影响

2024铝合金常用于航空工业中,在海洋大气环境下服役时受到盐水环境的腐蚀,会显著缩短结构的使用寿命。本文以2024铝合金为研究对象,通过力学试验、电化学分析和扫描电子显微镜等分析手段,探讨2024铝合金在不同腐蚀时间下的力学性能变化、电化学腐蚀机理与断口裂纹演化特征。结果表明：2024铝合金在EXCO溶液中腐蚀0～9 h后,其腐蚀形貌表现为点蚀和晶间腐蚀的混合腐蚀模式;随着腐蚀时间的延长,腐蚀速率加快,蚀坑尺寸逐渐增大。腐蚀坑对2024铝合金的力学性能有较大影响。腐蚀时间在1 h内时,蚀坑导致的应力集中使试样的硬度、抗拉强度和伸长率迅速下降,蚀坑萌生的裂纹源诱发疲劳寿命显著下降69%;腐蚀时间超过1 h时,蚀坑在深度方向的缓慢扩展削弱了应力集中的影响,使硬度、抗拉强度、伸长率及疲劳寿命下降趋势减缓。2024铝合金在EXCO溶液中腐蚀后的疲劳断裂为沿晶断裂、解理断裂和韧性断裂的混合断裂模式。     

高密度脉冲电流对2024铝合金凝固组织的影响

研究了把高密度脉冲电流以外部瞬间能量和环境作功的形式注入到凝固过程中的高熔点2024铝合金熔体以细化其凝固组织，结果表明，高密度脉冲电流可以显著细化其凝固组织，讨论了高密度脉冲电流细化凝固组织的机理，指出了需要进一步解决的新问题。     

不同时效状态2024铝合金组织与性能

对T42和T62两种典型状态下2024合金进行室温拉伸、稳定化后室温拉伸、高频疲劳、晶间腐蚀性能及微观组织特征的研究表明,T42和T62状态下,合金的抗拉强度基本相当,但T62状态合金由于S′相析出物的弥散强化作用,其屈服强度高于T42状态,而塑性则低于T42状态;T42和T62状态合金在温度125℃、175℃以下,均具有良好的力学性能与组织稳定性,但T62状态合金的热稳定性整体优于T42状态合金;T62状态合金与T42状态合金的高频轴向疲劳性能及晶间腐蚀性能无明显差异。     

2024铝合金小边距点焊行为分析

"小边距"点焊2024铝合金是航空、航天器点焊生产过程中经常遇到的情况,不可避免。研究此种条件下点焊过程动态参数的行为特征与接头形貌、力学性能以及显微组织之间的对应关系,为实现在线判识焊点质量提供可靠的理论依据。研究发现小边距焊点的外观与标准焊点相比无明显异样,但其熔化核心的形状以及显微组织存在明显区别。力学性能试验结果表明:随着边距的减小,焊点的负荷能力有所下降。在边距足够小的条件下点焊,容易产生喷溅或未焊透缺陷。分析所采集的动态参数行为特征,得知小边距点焊时的动态电阻减小、焊接电流增加、热膨胀位移量减小等监测信息与上述焊点质量信息之间存在必然的关联。     

超声振动功率对2024铝合金显微组织、显微硬度及耐腐蚀性能的影响

研究了不同超声功率(0、700、1400和2800W)对2024铝合金显微组织、显微硬度及耐腐蚀性能的影响.结果 表明:2024铝合金在经过超声处理后,其显微组织、显微硬度以及耐腐蚀性能均得到了较好的改善.这是由于超声波在熔体中产生的空化作用对熔体中的固体颗粒产生了强烈作用,击碎了初生枝晶,促进了形核,使晶粒得到了细化...     

2024铝合金搅拌摩擦焊接头组织结构及力学性能

采用搅拌摩擦焊工艺实现3 mm厚的2024铝合金焊接,对接头搅拌区的组织结构及力学性能进行分析。研究表明,焊核区主要由再结晶和搅拌的双重影响而形成的细小等轴晶组织构成;热机影响区受焊核区剪切力及热循环的影响,晶粒大小不均匀并伴有晶粒变形的现象。力学性能分析表明,接头显微硬度分布特征与金相组织结构一致;当焊接速度为300 mm/min时,接头的抗拉强度达到294 MPa,为母材的69%,接头的断裂形式为韧窝和沿晶断裂特征的韧性和脆性断裂;接头的焊接残余应力以纵向应力为主,纵向残余应力峰值出现在前进侧轴肩作用的边缘处,焊接速度为300 mm/min时峰值达到164.5 MPa。     

Corrosion-induced hydrogen embrittlement in aluminum alloy 2024

The present paper focuses on the observed corrosion-induced embrittlement of alloy 2024 and tries to answer the key question on whether the observed embrittlement is attributed to hydrogen uptake and trapping in the material. Hydrogen is produced during the corrosion process and is being trapped in distinct energy states, which correspond to different microstructural sites. The formation of a hydrogen-affected zone beneath the corrosion layer is supported by fractographic analysis. Removal of the corrosion layer leads to complete restoration of yield strength but only partial restoration of ductility. Additional heat treatment to release the trapped hydrogen leads only to complete restoration of ductility.     

Double-peak age strengthening of cold-worked 2024 aluminum alloy

The microstructure and mechanical properties of a 2024 Al alloy subjected to different levels of cold-rolling at room temperature and their evolution upon ageing at 453 K were investigated by means of microhardness measurements, tensile tests and transmission electron microscopy. The cold-worked 2024 Al alloy showed double-peak age strengthening behavior. After ageing for 120 min, the samples reached the first peak strength with quite low ductility. However, simultaneous high strength and ductility were achieved by prolonged ageing of 720 min. The first strengthening peak is due to the precipitation of fine S′ precipitates. The optimized mechanical properties of high strength and suitable ductility are attributed mainly to the precipitation of Ω-phase particles at the expense of S′ precipitates after ageing for 720 min. The Ω precipitates are effective in dislocation pinning and accumulation, and they can undergo plastic deformation to some extent, leading to simultaneously improved tensile strength, work-hardening ability and ductility. The present finding sheds light on the development of processing techniques to optimize the mechanical properties of 2024 Al alloy.     

2024-T4铝合金摩擦搅拌焊接头显微组织分析

摩擦搅拌焊接过程各区域所经历的焊接热循环不同,而且伴有搅拌头的机械作用,必然导致各区域组织结构的不均匀变化,将接头分为不同的区域,各个区域的显微组织有明显差别.通过对2024-T4铝合金摩擦搅拌焊接头的金相观测,分析了各区域组织形态、形成原因和强化相分布,研究了热塑性材料流动情况对孔洞缺陷形成的影响.     

2024铝合金相变的体积分析新方法及其应用

以一种新的材料相变体积定量测量的方法,即比容差法,对2024铝合金热处理过程进行了测量与分析。结果表明：该方法对铝合金的固溶及时效热处理工艺的相转变,都可精确测量与分析。文中对该新方法进行了其他测量方法的定量验证,结果表明：该方法精确,两者的误差在15%以内。在此基础上,以一个具体实例,应用比容差法对铝合金淬透性进行了测量研究。比容差法得到淬透层深度为49 mm,而硬度法得到2024铝合金的淬透层深度为45 mm,两者基本相同,相对差值约9%。由此可见,比容差法可用于铝合金不同冷速的固溶热处理工艺研究,这就为其热处理相变提供了一种新的精确且定量的分析测量方法。     

7A04铝合金壳体失效分析

7A04铝合金壳体在使用过程中发生开裂失效,通过对失效件的外观、断口宏微观形貌观察,以及对失效件和库存件材质、显微组织、力学性能和表面应力等方面的测试,对壳体的开裂原因进行了分析。结果表明,失效壳体为沿纵向脆性断裂,壳体横向力学性能较低,使用过程中承受较大的工作应力是导致开裂的主要原因。     

2024铝合金浸锌工艺研究

试验研究了浸锌工艺及溶液组成对2024铝合金基体浸锌层及电镀镍层外观和结合力的影响,优化了浸锌液的组成及工艺条件.发现良好的浸锌层是提高镀层与基体结合力的关键.     

2024/3003铝合金的高温退火研究

采用双流浇注连续铸造方法获得了在过渡层上具有宏观成分梯度分布的2024/3003铝合金.通过组织观察和力学性能测试研究了该合金高温退火后的组织和性能变化.结果表明,2024/3003铝合金经480℃高温退火后,内层合金的洛氏硬度比铸态时的大幅提高,但随退火时间的延长,硬度的增幅很小,这种硬度变化是由于合金元素在α基体中固溶强化引起的.外层合金的硬度随退火时间的延长则明显降低,这是由于基体组织发生了再结晶和晶粒长大,而合金的固溶强化效果有限;高温退火对2024/3003合金的宏观成分梯度分布影响很小.     

2024铝合金硬质阳极氧化工艺的改进

分析了影响2024铝合金硬质阳极氧化质量的因素,通过试验改进了铝合金硬质阳极氧化工艺,从而解决了含铜铝合金硬质阳极氧化的质量问题.经检测,采用新工艺加工的零件达到了硬质氧化的要求.     

Effects of pre-bulging on 2024 aluminum alloy complex-shaped components

To improve the poor plasticity of 2024 aluminum alloy sheet, which causes wrinkle and fracture in conventional deep drawing of complexshaped components, hydromechanical deep drawing (HDD) with pre-bulging was investigated. The loading paths of chamber pressure and pre-bulging pressure were designed and optimized by numerical simulations and experiments, and effects of loading paths were obtained and analyzed for thickness, stress and defects. A reasonable loading path was determined. Thickness is more uniform when pre-bulging pressure is 2 MPa and chamber pressure is 15 MPa. The suspending area of a blank wrinkles easily between the punch and the die when pre-bulging pressure is smaller than 1.5 MPa; fracture occurs for the suspending area of blank between the punch and the die when pre-bulging pressure is larger than 8 MPa. The results show that a helpful friction can be generated, the stress state can be improved, and fracture and wrinkle can be avoided by a reasonable pre-bulging in the suspending area of the blank for a complex-shaped component. The uniformity of thickness and forming limit can be enhanced.     

2024铝合金圆柱形组合的FHPP试验分析

在国内首台摩擦叠焊设备上实现了2024铝合金/2024铝合金摩擦液柱成形(FHPP)连接,金属棒消耗段的直径为14 mm,预钻孔深为25 mm,孔径为16 mm,主要研究了转速和保护气体对FHPP成形质量的影响,通过金相显微镜、显微硬度仪等测试手段分析了试样的微观组织性能.结果表明,转速过低导致母材和金属棒无法接合甚至出现马达不能正常工作现象,采用转速为5 000 r/min,进给速度为0.5 mm/s的组合,可得到较好的焊缝;施加保护气体能更进一步改善FHPP的成形质量,接合线较未加保护气体时明显细化,金属棒上端材料和母材达到了良好接合.