3104铝合金织构的X射线衍射法测试误差

利用X射线衍射法对3种不同热处理状态的3104铝合金试样进行织构测试,并对其织构的体积分数测试误差进行分析。结果表明：X射线衍射法检测试样的倾斜角为50°时,利用任意单包法计算织构的体积分数误差基本趋于稳定,合理选择X射线衍射法的倾斜角可节省测试时间和保证体积分数测试误差在可接受范围内。     

Al-Zn-Mg-Cu系铝合金厚板冷轧过程中的织构演变

利用电子背散射衍射技术研究了Al-Zn-Mg-Cu系铝合金厚板冷轧过程中不同厚度处的织构演变.结果表明:厚板近表面处的剪切型织构{001}<110>,随着冷轧变形量的增加逐渐向轧制型织构Bs,S,Cu组分转变;厚板1/4厚度和中心厚度处的轧制型织构Bs,S,Cu组分,随着冷轧变形量的增加逐渐流向剪切型织构{001}<1...     

6082-T6铝合金搅拌摩擦过程中动态再结晶方式对焊核区织构类型的影响

采用电子背散射衍射技术,借助取向成像分析软件,分别研究了6082-T6铝合金搅拌摩擦焊焊核区后退侧、焊核区正中心、焊核区前进侧上表面晶粒形貌、晶界特征、织构组分的演化。结果表明,焊接过程中,焊核区后退侧金属产生热塑性变形、晶粒内位错塞积与重组,形成小角度晶界的亚晶粒,部分小角度晶界通过旋转转变为大角度晶界,发生"连续动态再结晶",母材粗大晶粒被细化。同时形成(111)[110]剪切织构,而在(111)[110]取向晶粒周围产生许多变形亚结构。(001)[100]立方取向亚结构在位错密度及位错组态上的优势,使其在焊接热循环作用下成为"非连续动态再结晶"的晶核,随后长大为(001)[100]立方取向晶粒。轴肩的旋转挤压作用,使焊核区晶粒沿ND方向旋转,故在焊核区正中心位置出现(001)[110]旋转立方织构,而在前进侧出现(111)[110]剪切织构和(001)[100]立方织构。     

3004铝合金晶格和织构演化的原位X射线衍射研究

为探究3004铝合金板材在拉伸变形过程中晶粒取向变化和晶格应变行为,明确两者在塑性变形过程中的竞争机制和作用,本文首次将原位拉伸方法用于铝合金织构演化和晶格应变行为的研究中,利用试验装置对3004铝合金进行定量应变拉伸,并在不同变形量下对样品进行X射线衍射物相和织构测试分析.实验结果表明:样品在弹性变形区晶格常数随应变...     

金属板材织构在线检测技术的研究进展

综述了金属板材织构在线检测技术的研究进展,介绍了基于X射线衍射技术织构在线检测的原理和方法。着重讨论了基于面探测器织构在线检测技术的基础和应用研究,分析了织构在线检测技术存在的问题。最后,展望了织构在线检测技术的未来。     

搅拌摩擦焊接件内部残余应力无损测试研究进展

搅拌摩擦焊是近年来发展的一种新型焊接技术,目前国内主要着力于搅拌摩擦焊工艺及应用方面的研究,但由于测试方法和相关设备的限制,关于搅拌摩擦焊接件内部残余应力的研究几乎是空白,而国外利用其先进的中子衍射和高能同步辐射装置已经开展了较多搅拌摩擦焊接件内部残余应力的无损测试。综述了近10余年来国外搅拌摩擦焊接件内部残余应力测试的研究进展,讨论了影响残余应力测试结果的各种因素;最后介绍了国内用短波长X射线衍射仪测试材料内部残余应力的探索,对未来准确、高效、经济而无损地测试搅拌摩擦焊接件内部残余应力的研究方向进行了展望。     

转速对 7075-T651 铝合金搅拌摩擦焊接件内部残余应力分布的影响

目的掌握铝合金搅拌摩擦焊接板内部残余应力的分布,为控制焊接残余应力、改进焊接工艺和提高焊接件质量。方法以13.6 mm厚的7075-T651铝合金为研究对象,用短波长X射线衍射技术,对在不同搅拌头转速下搅拌摩擦焊接板内部的残余应力进行了无损测试,并对焊接接头在板厚中心层上的微观组织和显微硬度进行了研究。结果在垂直于焊缝截面上的显微硬度均呈"W"型分布,焊核区的显微硬度高于其两侧的热机械影响区和热影响区,但低于母材区的硬度;随着转速的增大,接头硬度的最小值减小,低硬度区的范围越大。横向残余应力绝对值整体小于焊接方向;焊核区为正应力,热机械影响区残余应力减小且变化梯度最大;残余应力的极大值位于热影响区和热机械影响区的交界处;残余应力极大值与硬度最小值的位置重合。结论通过残余应力的无损检测分析,不仅可以直接获得加工件内部应力分布,还可以间接获得加工件内部的加工缺陷情况,为改进加工工艺、提高成形精度提供依据。     

Ti6321合金板材织构及力学性能研究

应用EBSD技术研究了Ti6321合金板材的织构特征,并对其力学性能进行了实验分析。结果表明:退火态的Ti6321合金板材横向屈服强度和抗拉强度均略高于轧向的,但塑性和冲击韧性略低于轧向的。该24mm厚退火态Ti6321合金板材织构的主要组分为{0111}2110、{2120}3412和{2021}3414,织构是造成板材力学性能各向异性的主要原因。     

冷轧纯铜微观组织及织构演变的特征

介绍了电子背散射技术（EBSD）在材料织构方面的研究应用状况,并采用EBSD研究了纯铜在冷轧过程中晶粒的变化、晶粒取向及晶界角度分布的特征。结果表明,纯铜在经过大变形量后出现轧制织构,其轧制织构主要是{112}〈111〉和{011}〈112〉织构;在中小变形量下,随着变形量的增加大角度晶界逐渐减少,而到高变形量时逐渐增加。     

AA6111合金在热轧过程中保持时间对晶体织构的影响

使用EBSD研究了AA6111合金在两次热轧过程中不同保持时间对晶体织构演变的影响.结果显示:变形织构主要由α和β纤维组成.从主要织构组分的取向强度看出,随着保持时间的增加,Brass和Copper理想织构组分显著增加,S织构没有明显变化.     

A356Al/TiB2颗粒增强铝基复合材料的搅拌摩擦焊

采用纯机械化的固相连接技术--搅拌摩擦焊成功地焊接了应用原位反应合成法制造的铸态A356Al/6.5%TiB2(体积分数)颗粒增强铝基复合材料,与铝合金相比,铝基复合材料搅拌摩擦焊的焊缝质量对焊接参数更为敏感.该连接方法在较低温度下实现铝基复合材料的焊接,避免了基体铝合金与增强相之间的化学反应,同时在搅拌头机械搅拌、挤压和摩擦热的共同作用下,焊缝区基体材料的晶粒和增强相被破碎并形成再结晶晶核,细化了组织结构,增强相分布也更加弥散.焊缝区的硬度值波动范围很小,抗拉强度比母材增加约20%.研究表明,搅拌摩擦焊用于连接颗粒增强铝基复合材料具有明显的优势.     

7050高强铝合金搅拌摩擦焊典型宏观缺陷试验研究

目的 研究7050铝合金搅拌摩擦焊接头中隧道缺陷及未焊透缺陷的行程规律及其对接头性能的影响。方法 采用预制间隙、改变搅拌针长度等方法获得了搅拌摩擦焊隧道缺陷及未焊透缺陷,通过金相分析、力学性能测试对缺陷及接头性能进行了分析。结果 相比隧道缺陷,根部未焊透缺陷对接头性能的影响更大,压入量对隧道、未焊透缺陷有重要影响,板厚5 mm,搅拌针长度小于4.8 mm时,未焊透缺陷对接头性能将产生显著影响。结论 应严格控制搅拌针长度及压入量,避免根部未焊透缺陷对接头性能的影响。     

2219和2195铝合金焊接接头的腐蚀行为差异研究

目的 研究运载火箭贮箱用2195新型铝锂合金搅拌摩擦焊接头和熔化焊接头相对于传统的2219铝合金焊接接头耐腐蚀性能的差异,分析耐蚀性的演变规律,为贮箱制造及表面防护提供理论指导。方法 以传统的2219铝合金为对照,采用盐雾腐蚀试验、动电位极化曲线测试等方法系统研究2195铝锂合金焊接接头的腐蚀电位、腐蚀电流密度、腐蚀速率等方面的性能,进而判断新型铝合金材料与传统铝合金材料耐蚀性能的差异。结果 2种铝合金焊接接头各个亚区的耐蚀性均呈现相同的变化规律,其中搅拌摩擦焊接头的耐蚀性能按照热影响区、母材区、热机影响区、焊核区的顺序依次增加;TIG焊接头的耐蚀性能按照热影响区、母材区、焊缝区的顺序依次增加,且在热影响区存在晶间腐蚀的现象。此外,2219和2195铝合金TIG焊接接头热影响区自腐蚀电位分别为?0.653 V和?0.667 V,腐蚀电流密度分别为7.35 mA/cm²和7.55 mA/cm²。结论 2219和2195铝合金搅拌摩擦焊和TIG焊接头的耐蚀性差别不大,且均在热影响区耐蚀性最差;采用同种合金进行焊接时,TIG焊接头的耐蚀性能比FSW接头的差。     

铝合金搅拌摩擦焊接头微观组织和力学性能分析

目的 研究7020铝合金搅拌摩擦焊(FSW)的结构和机械性能。方法 采用搅拌摩擦焊对铝板进行对接焊试验,具体形式为单面焊双面成型。采用拉伸机和显微维氏硬度仪对试样进行力学性能测试;利用蔡司金相、光谱仪、扫描电子显微镜、X射线衍射仪研究母材和焊接接头的微观组织。结果 在硬度上,母材>热影响区>焊核区,热影响区平均硬度约为94HV,母材平均硬度为99HV,焊核区平均硬度最低为78HV,焊核区出现“S”缺陷,在一定程度上弱化了焊核区性能;7020铝合金搅拌摩擦焊接头的抗拉强度为235 MPa,屈服强度为158 MPa,屈强比为0.67,伸长率为7%,焊接系数可以达到73.8%;母材的抗拉强度为325 MPa,屈服强度为278 MPa,屈强比为0.86,伸长率为25%;焊接接头中心显微组织主要由胞状树枝晶体组成,显微结晶依次呈现为平面晶、胞状晶、树枝状晶、等轴晶;铝合金母材和焊接接头的金属相组成均为α?Al+Mg2Si;焊接接头断口呈现比较明显的韧性断裂特征。结论 铝合金搅拌摩擦焊可以获得性能比较优良的焊接接头,为其他铝合金材料的FSW焊接提供技术参考。     

预拉伸厚铝板内 部残余应力 与晶粒取向均匀性的研究

目的消减预拉伸铝板内部残余应力。方法利用短波长X射线衍射仪(SWXRD),分别对某公司国产25 mm厚2024-T351预拉伸铝板,以及美国铝业公司(ALCOA)20 mm厚7075-T651预拉伸铝板的内部残余应力、内部织构及其沿板厚的分布,进行了无损测定。结果 ALCOA的20mm厚7075预拉伸铝板内部残余应力小于25 MPa,其内部晶粒取向沿板厚均匀分布;而某公司原工艺生产的25 mm厚2024预拉伸铝板,内部残余应力高达100 MPa左右,其内部晶粒取向沿板厚分布很不均匀。结论源自于轧制的内部织构沿板厚分布的不均匀性,使得以消减残余应力为目的的预拉伸处理中的铝板塑性变形不均匀,导致某公司国产预拉伸铝板内部残余应力的消减效果差,在其后续加工中容易产生加工变形超差的问题,需要抑制强剪切织构的产生,减小织构在整个板材厚度上的不均匀分布程度。     

2524同质铝合金回填式搅拌摩擦点焊耐蚀性研究

目的 研究2524铝合金回填式搅拌摩擦点焊接头不同焊接区域的耐腐蚀性能。方法 采用晶间腐蚀实验结合电子扫描显微镜（SEM）及能谱仪（EDS）技术,分析了焊缝处不同区域的微观形貌、腐蚀形貌及腐蚀深度,并对腐蚀机理进行了讨论。结果 搅拌区内的晶粒最为细小,热影响区的晶粒尺寸最大。搅拌区主要为点蚀,最大腐蚀坑深度为2.45 μm;热影响区则发生剥落腐蚀,最大腐蚀深度为45.65 μm。结论 热影响区的耐蚀性最差,腐蚀程度最为严重。     

6082-T6铝合金搅拌摩擦焊接接头的微区腐蚀行为

国内外有关铝合金的搅拌摩擦焊接(FSW)接头腐蚀性能的研究主要涉及接头的宏观腐蚀行为,对焊缝微区腐蚀行为的报道很少。通过电化学测试、静态失重试验、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等试验手段研究6082-T6铝合金搅拌摩擦焊接头不同区域的耐腐蚀性能,发现搅拌摩擦焊接试样在焊缝中间区域的耐腐蚀性能最好,其次依次是搅拌针后方和搅拌针前方,母材的耐腐蚀性能最差。6082-T6铝合金母材、搅拌针前方和搅拌针后方发生腐蚀的类型主要为晶间腐蚀和剥落腐蚀,随着时间增加,晶间腐蚀和剥落腐蚀程度加剧,焊缝中间区域基本不发生腐蚀。母材和搅拌针前方晶内沉淀相为针状沉淀相,在晶界附近存在沉淀无析出相;晶界析出相富含Mg和Si元素,晶界析出相和沉淀无析出带之间以及晶内基体与沉淀无析出带之间存在腐蚀原电池,导致腐蚀较严重;搅拌针后方和焊核区由于受到轴肩和搅拌针作用,焊后位错减少,组织细化,降低形成局部腐蚀原电池倾向,导致耐腐蚀性能较好。通过对腐蚀后FSW接头铝合金的微观组织形貌观察,结合试验所得到的微观组织,确定了影响接头腐蚀行为的原因和相应的腐蚀机理,为拓展6082-T6铝合金的运用范围提供理论依据。     

2219铝合金搅拌摩擦焊接头微观组织对微弧氧化膜生长的影响

采用微弧氧化方法在硅酸盐电解液里在2219铝合金搅拌摩擦焊接头表面均匀生长一层50 μm陶瓷膜, 分析了铝合金基体和焊缝区陶瓷膜的形貌、相组成和显微硬度分布, 探讨了合金显微组织和微弧氧化膜生长过程的相互影响. 结果表明, 铝合金显微组织对微弧氧化膜的生长影响较小, 铝合金基体和焊缝区的微弧氧化膜特性几乎相同, 陶瓷膜都是由α-Al₂O₃、γ-Al₂O₃和莫来石(3Al₂O₃·2SiO₂)相组成; 不同区域膜层的显微硬度相等, 其平均硬度约为HV 1500. 另外, 微弧放电高温过程对膜/基界面附近的铝合金显微组织没有影响.     

7075铝合金高速搅拌摩擦焊材料流动行为及性能研究

目的 针对7075–O铝合金高焊速、高转速搅拌摩擦焊接缺陷多、质量差等问题,研究焊接接头材料流动对焊缝性能的影响。方法 选用焊接速度1 000 mm/min,搅拌转速分别为1 000、1 200、1 600、1 700 r/min的条件对7075–O铝合金板进行搅拌摩擦焊接,分析不同焊接工艺参数下焊接接头的显微组织及力学性能。同时,利用Fluent软件模拟7075–O铝合金搅拌摩擦焊接过程中的材料流动场分布,分析焊接材料流动与缺陷形成的关系。结果 利用7075–O铝合金三维流动模型,预测出高焊速条件下焊缝前进侧形成一个低压区,孔洞等缺陷易出现在此区域,数值模拟预测与试验结果吻合。在高焊接速度1 000 mm/min、焊接转速1 200 r/min时,焊缝表面光滑平整,焊核区域的硬度分布更加均匀。结论 随着搅拌转速从1 000 r/min增大到1 700 r/min,热输入量逐渐增大,孔洞缺陷由隧道型孔洞转变为不连续的小孔。同时,随着搅拌转速的增大,焊缝高硬度区域的宽度先增大而后降低。当搅拌转速为1 200 r/min时得到了优质的焊接接头,焊缝焊核区硬度分布均匀,硬度值最高为176HV。