TiO2纳米粒子对铝锂合金微弧氧化膜结构及性能的影响

为改善微弧氧化膜层的耐蚀性及力学性能,向电解液中添加TiO₂纳米粒子后对2297铝锂合金进行了微弧氧化。利用SEM、XRD、EDS、辉光放电表征技术及电化学测试技术,分析了TiO₂纳米粒子对微弧氧化膜结构、力学性能及耐蚀性的影响。结果表明：添加TiO₂纳米粒子后,微弧氧化膜层变得平坦致密。随着TiO₂纳米粒子添加量的提高,膜层表面放电通道的孔径逐渐减小,数量逐渐增多。TiO₂纳米粒子会抑制熔融Al₂O₃与电解液中$ {\rm{SiO}}_{\rm{3}}^{{\rm{2 ^- }}}$的接触,所以膜层中Si元素的含量随TiO₂纳米粒子添加量的增加而逐渐下降(原子数分数从初始的10.27%下降到了3.10%)。显微硬度测试结果表明,TiO₂纳米粒子的引入增加了膜层的致密度及平整度,所以膜层的硬度得到了提升(添加1 g/L TiO₂纳米粒子后硬度提高了15%)。电化学测试结果显示,当微弧氧化的其它条件相同时,TiO₂纳米粒子的适量添加会提升膜层的耐蚀性,但过量添加时,由于膜层放电通道数量的增多等原因,其耐蚀性下降。     

预拉伸对峰时效2297铝锂合金应力腐蚀性能的影响

在峰时效前对2297铝锂合金试样施加不同变形量的预拉伸,利用慢应变速率拉伸 (SSRT)、扫描电子显微镜 (SEM)、透射电镜 (TEM) 等手段,研究峰时效前不同预拉伸量对应力腐蚀敏感性的影响。结果表明,5组不同预拉伸量的样品经过峰时效处理后,预拉伸量为5%的样品应力腐蚀敏感因子为5.9%,抗应力腐蚀性能最好;预拉伸量为12.5%的样品,应力腐蚀敏感因子为41.4%,抗应力腐蚀性能最差;随着预拉伸量的增加,晶粒尺寸差逐渐减小,晶粒内部针状T₁相析出量逐渐增大,并且不断细化;T₁相的尺寸、数量以及分布的均匀性这3种因素的匹配度对合金强度及抗应力腐蚀性能有决定性的影响。     

时效工艺对纳米结构2297铝锂合金力学性能与微观组织的影响

采用535 ℃×2 h固溶制度,将热锻态2297铝锂合金固溶水淬后冷轧,冷轧压下量为95%,然后将轧制样品在不同温度(120~190 ℃)和时间(0~80 h)范围内进行时效处理。采用拉伸、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等测试方法,分析时效温度和时间对铝锂合金组织与性能的影响。结果表明:时效前的大塑性变形能获得纳米结构组织,能促进T₁相均匀细小地析出,缩短合金达到峰时效的时间,最终成功制备了高强高塑性铝锂合金。在120~140 ℃温区内时效时,时效温度越高,达到峰时效的时间越短、强度越高。140 ℃达到峰时效时间缩短为40 h,此时合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为525 MPa、478 MPa和7.7%,主要强化相为细小的T₁相。在170~190 ℃温区内时效时,时效温度越高,达到峰时效的时间越短,但抗拉强度与屈服强度迅速下降。170 ℃时效8 h达到峰时效状态,此时合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别是503 MPa、462 MPa和5.0%,主要强化相仍为T₁相,但已经明显粗化。     

Mg、Zn在2099铝锂合金中的微合金化作用

研究Mg、Zn添加对一种Al-Cu-Li合金微观组织演变及力学性能的影响。结果表明,Mg、Zn的添加促进了δ′相的形核析出,并且可以降低其长大速度,因而使得合金中的δ′相更加细小弥散。在时效早期,含Mg和Zn的合金中析出大量的GP区,而不含Mg只含Zn的合金中没有看到GP区的存在,只有少量粗大的θ′相;含Mg不含Zn的合金中也有较多的GP区生成,这说明Mg促进GP区的形成,Zn单独作用对GP区形成无太大影响,只有和Mg一起作用时起到加速GP区形成的作用。随着时效的进行,含Mg和Zn的合金中GP区转变成θ′/θ′′相,而不含Mg只含Zn的合金中θ′相无明显变化,含Mg不含Zn的合金中也有大量θ′/θ′′相生成。说明Mg是促进θ′/θ′′相形成的主要元素,而Zn只是在有Mg的存在下起到促进其形成的作用。     

铝锂合金管材热挤压变形特性

研究了２０９１铝锂合金的管材热挤压有时的回复与再结晶，挤压变形参数与挤压后亚晶尺寸间的关系，结果表明，铝锂合金热挤压时的主要恢复机制为动态回复和动态再结晶，但动态再结晶需在一定条件下才能激活，温度是决定亚晶大小的最敏感参数，线性发表明，温度补偿应变速率Ｚ和亚晶尺寸ｄ之间满足Ｈａｌｌ－Ｐｅｔｃｈ关系。     

Al-Cu-Li系铝锂合金的合金化与微合金化

综述了铝锂合金研发历程及成分设计的发展阶段,重点阐述了Al-Cu-Li系铝锂合金中主合金化元素Cu、Li含量对时效析出相类型、力学性能及耐腐蚀性能的影响规律及影响机理,详细论述了微合金化元素Zr、Mn、Mg、Ag、Zn、稀土和In等对Al-Cu-Li系铝锂合金力学性能、耐腐蚀性能及微观组织包括再结晶、时效析出相类型与分...     

脉冲电流对2091铝锂合金再结晶动力学的影响

研究了脉冲电流对２０９１铝锂合金再结晶动力学的影响。金相观察结果表明,脉冲电流加速再结晶,并减小完全再结晶晶粒尺寸。透射电镜观察表明,通电试样在保温１５ｍｉｎ的组织为几乎无晶内位错的再结晶组织,而未通电试样却是混乱位错的亚结构,研究表明,脉冲电流提高再结晶形核率和降低再结晶长大速率而减小完全再结晶晶粒尺寸。     

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。     

析出相对铝锂合金回复与再结晶的影响

研究了时效析出相对8090铝锂合金回复与再结晶的影响。透射电镜观察表明320℃/8 h时效的试样在350℃温轧后形成的是有残余位错存在的位错胞结构,而450℃/8 h时效的试样中对应的组织是边界整齐的亚晶结构。经500℃/15 min保温,前者是带有混乱晶内位错的亚晶组织,后者是无混乱晶内位错,且具有可动性晶界的亚晶组织。晶界角度测试结果表明,保温后亚晶的平均晶界角度随析出相间距而增大。研究表明,析出相通过对位错的钉扎而影响回复过程,最终影响再结晶核心的形成。     

Al—Li合金高温扭转变形行为

在Ｇｌｅｅｂｌｅ２０００热模拟机上对一种２０１９Ａｌ－Ｌｉ合金进行高温扭转试验,研究了合金扭转时的等效应力－应变关系和扭转变形组织特征,研究结果表明：合金表现出与压缩变形类似的稳态流变特征,扭转等效应力随变形温度的升高和应变速率的降低而减小;其变形过程属于受位错速率机制控制的热激活过程,等效应力、等效应变速率和温度之间基本上满足以曲正弦函数关系,扭转等效应力随变形温度的升高和应变速率的降低而减小。     

Zr和Mn对Al-Ti-B中间合金的影响

验证了铝合金中微量Zr及Mn对Al-Ti-B中间合金细化效果的影响。发现Mn对Al-Ti-B中间合金的细化效果无中毒作用,而Zr在一定浓度范围内显著降低其细化效果;而且提高熔炼温度会加剧Zr对Al-Ti-B中间合金的中毒作用。研究还发现,微量Al-Ti-B及Al-Ti中间合金也会使Zr对铝的细化效果产生中毒作用。     

过时效工艺对AA2195铝锂合金微观组织的影响

采用扫描电子显微技术（SEM）、透射电子显微技术（TEM）、背反射电子衍射技术（EBSD）等分析手段对AA2195铝锂合金过时效对析出相粒子组态、细晶组织的影响进行了研究。结果表明：时效过程中析出的球状粒子为富Cu相,板条状相为富CuFe相;在相同的时效时间下,越高的处理温度可以得到更大的析出相粒子体积分数;在600K以下时效时,粒子沿原始晶界呈连续分布,并几乎占满所有晶界,这种网状分布的粒子在最终快速退火中不仅无法提供足够的形核位置,还将成为大角度晶界移动的障碍,导致大尺寸扁平状晶粒组织的形成,而600K以上的样品则可以得到球状粒子,晶界上无连续分布的粒子,得到了比较理想的晶粒组织。600K／24h炉冷是AA2195铝锂合金超塑性预处理的最佳时效工艺。     

Al-Li合金强韧化机理及途径

概述了Al-Li合金强韧化的内部机理和外部机理，并在此基础上阐述了提高Al-Li合金强韧性的主要途径。     

8090Al—Li合金焊缝金属形核机制

８０９０Ａｌ—Ｌｉ合金焊缝凝固组织中除了柱状枝晶和等轴枝晶外，还有一种极细小的等轴非枝晶，它主要分布在熔合区边缘，有时也能呈带状出现在焊缝中部．等轴枝晶与柱状枝晶的结晶核心是平衡态四方Ａｌ_３Ｚｒ粒子，而等轴非枝晶的结晶核心是亚稳态立方Ａｌ_３Ｚｒ粒子．     

钪对铝锂合金时效硬化行为的影响

通过对190℃时效不同时间的含钪和不含钪Al—Li合金维氏硬度测量和合金中强化相析出行为的透射电镜观察,研究了钪对铝锂合金时效硬化行为的影响。结果表明,钪可以加快铝锂合金的时效硬化速度,使合金达到峰值时效的时间明显缩短;钪明显抑制了铝锂合金中δ’(Al3Li)相的长大速度,促进了S’(Al2CuMg)的析出,还可形成Al3Sc、Al,Li／Al3Sc和Al3Li／Al3(Sc,Zr)等新的析出相,这些都对铝锂合金的时效硬化行为产生影响。     

2099铝锂合金腐蚀性能

通过光学显微镜观察、透射电镜分析和慢应变速率拉伸试验,研究了2099铝锂合金在不同时效条件下的晶间腐蚀行为、剥落腐蚀行为、应力腐蚀行为和微观组织。结果表明:随着时效时间的延长,合金的耐腐蚀性能得到改善。在欠时效条件下,晶界上残余AlCuFeMn相的存在,导致合金耐腐蚀性能较差;峰时效条件下,大量T1相在基体的均匀析出,改善了合金的耐腐蚀性能;在过时效条件下,大量T1相保持峰时效状态的形貌特征,晶界析出相呈粗大不连续分布,从而使合金的耐腐蚀性能进一步提高。