喷丸处理对7A85-T7452铝合金锻件疲劳性能的影响

研究不同喷丸强度对7A85-T7452铝合金锻件高周疲劳性能的影响,对比喷丸处理前后1×10~7疲劳寿命条件下的疲劳强度,利用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观察了疲劳断口的形貌特征以及强化层微观组织的变化,用X射线(XRD)检测了强化层残余应力的分布。结果表明:喷丸后7A85铝合金试样的疲劳寿命是未喷丸的7.3倍,疲劳强度提高18%。喷丸在材料表面形成了厚度约为0.09 mm的残余压应力层,最大压应力为-231 MPa,该强化层平衡部分外加载荷中的瞬时拉应力,残余压应力层内的高密度位错可以阻碍位错的滑移,导致晶内位错迁移困难,从而阻碍了疲劳裂纹的萌生和扩展。     

7A04-T73铝合金锻件电导率与力学性能稳定性的研究

针对7A04-T73铝合金锻件生产中出现的电导率与力学性能不匹配问题,通过对该合金锻件锻压工艺及热处理工艺的试验研究,确定了影响电导率与力学性能的因素。结果表明,7A04铝合金锻件的最佳锻造温度为400℃～420℃,淬火温度为469℃～475℃,双级时效制度为(115±5)℃8 h+(180±5)℃12 h。     

2219-T852铝合金锻件的显微组织与力学性能

采用拉伸力学试验、光学显微镜、扫描电镜以及透射电镜分析手段,研究2219-T852合金锻件的显微组织与力学性能。结果表明：锻件变形比较充分和均匀, θ′强化相细小分布弥散,纵向力学性能满足美国标准的要求,横向和高向的力学性能优于美国标准的要求;锻件的三向力学性能均满足σb≥400 MPa、σ0.2≥300 MPa、δ5≥5%,无明显的各项异性,有利于其在多向承载结构件中的应用。     

双级时效处理制度对7 A85铝合金组织性能的影响

通过金相显微镜、扫描电镜和透射电镜,研究了双级人工时效处理对7A85铝合金固溶处理后微观组织、力学性能和电导率的影响。结果表明:7A85铝合金经120℃×12 h单级时效后硬度达到214 HV0.2,经120℃×6 h+160℃×2 h的二级时效处理后硬度达到216 HV0.2,抗拉强度达到715 MPa,保证性能的同时时间缩短了33%;在140、160和180℃的温度下,电导率均呈现逐渐增大的趋势,且时效初期电导率的增加速率快,随后变得平缓; 160℃×2 h的二级时效处理后,晶内主要析出细小弥散的GP区; 6 h后,主要为与基体呈半共格关系的η'相; 10 h后处于典型过时效状态,为与基体完全不共格的η相。其拉伸断裂方式均为典型的韧窝断裂机制。     

7050-T7452锻件模拟高温服役环境下组织性能的演化

通过拉伸试验和微观组织观察等方法对经过不同温度和时间模拟高温服役环境热暴露处理后7050-T7452锻件的室温拉伸性能以及合金金相组织、析出相的变化情况进行系统研究。结果表明：7050-T7452锻件在100~175℃下热暴露处理后,合金的强度随热暴露温度的提高和时间的延长而降低,伸长率随之增加;当热暴露温度超过125℃后,变化更为明显;随热暴露温度和时间的变化,合金的晶粒尺寸以及再结晶程度没有明显改变;当热暴露温度≤125℃时,合金晶粒内部析出相的尺寸和种类没有明显变化;随热暴露时间的增加,晶界无析出带的宽度略有增宽;当热暴露温度超过125℃时,合金晶内的析出相随温度以及热暴露时间的增加而迅速粗化,η相的体积分数增加,晶界无析出带加宽,合金的强度明显下降。     

时效状态对7A85高强铝合金力学性能和晶间腐蚀性能的影响

采用拉伸试验、电导率测试、晶间腐蚀实验、金相显微镜观察等方法研究不同时效制度对7A85高强铝合金的力学性能和晶间腐蚀性能的影响。研究结果表明：时效温度为110~140 ℃时,7A85铝合金的电导率随着时效温度的升高而增加,晶间腐蚀深度逐渐变浅,合金的抗晶间腐蚀性能提高;在120 ℃时效温度下,时效时间为30 h时达到第1个峰值硬度;在时效温度为120 ℃时,电导率随着时效时间的延长而增加,合金的晶间腐蚀深度减小,即合金的晶间腐蚀敏感性随时间的延长而降低。经过470 ℃/2 h +120 ℃/30 h时效工艺处理后,7A85铝合金的抗拉伸强度为710.3 MPa,屈服强度为655.46 MPa,伸长率为11.25 %,电导率为30.7 % IACS,平均晶间腐蚀深度为0.100 mm;该热处理制度可以使合金在保持良好力学性能的同时,有高的耐晶间腐蚀性能     

10%冷变形对7A85铝合金时效微观组织性能的影响

采用半连续铸造工艺制备了7A85铝合金铸锭、挤压工艺制备截面尺寸为50mm×300mm的挤压带板,并对挤压带板进行固溶处理、10%冷压缩处理以及120℃人工时效处理。通过TEM观察、力学性能测试等手段,研究了10%冷变形对7A85铝合金时效微观组织演变规律的影响。结果表明,固溶处理后,10%冷变形处理使合金中产生大量位错,从而提高了合金强度;时效初期,10%冷变形处理的7A85合金中析出相数量较未冷变形处理7A85合金明显增多,起到一定预时效作用;时效末期,10%冷变形处理的7A85铝合金析出相与位错数量均高于未冷变形处理的7A85铝合金,使得合金抗拉强度与屈服强度提升,而伸长率降低。     

分级时效热处理对7A85铝合金结构壁板组织性能的影响

以7A85铝合金结构壁板为研究对象，结合力学性能测试与微观组织分析，研究了分级时效热处理温度与时间对7A85铝合金结构壁板组织性能的影响。结果表明，7A85铝合金单级时效热处理析出相主要为Al₂Cu相、Mg₂Zn₁₁相与G.P.Ⅱ区，与α-Al基体呈半共格关系，在保持较高强度的基础上兼具了良好的塑性。双级时效处理后合金析出相为Mg₂Zn₁₁相、Mg_3.5Zn_1.5相与MgZn₂相，强化机制为G.P.Ⅱ区和Mg₂Zn₁₁析出相与α-Al基体的半共格晶格畸变强化，屈服强度与硬度有所上升，塑性随之下降。随着时效保温过程的持续进行，析出相转变为Mg₂Zn₁₁相、MgZn₂相与Al₂CuMg相，且MgZn₂为主析出相，与α-Al基体的晶格关系转变为完全非共格，强度随之下降...     

压弯半径对7A85铝合金结构壁板尺寸与组织性能影响

以7A85铝合金结构壁板为研究对象，采用ABAQUS软件与材料组织分析手段，研究了压弯半径对其成形尺寸与组织性能的影响，并对比分析了结构壁板纵向(L向)与横向(T向)的力学性能。结果表明，壁板T4态L向与T向的强度基本相同，LT向伸长率略低；内置加强筋条结构蒙皮与立筋压弯成形时的应力分布、理论型面高度误差与型面误差随压弯半径增加先下降后上升，外置时则随压弯半径增加连续上升，成形尺寸精度小于1.6 mm。与常规T6处理相比，T4态压弯成形+T6处理L向与T向的强度一致，伸长率均大于10.0%,纤维状晶粒组织转变为多边形状与短棒状，强化相的依次析出保证了合金的强度与塑韧性。     

7075-T6铝合金的高温成形性能和微观组织

采用等温拉伸试验,研究了温度对7075-T6铝合金板材力学性能的影响规律。通过金相观察和断口形貌分析,讨论了7075-T6铝合金板材高温拉伸变形的微观组织变化和断裂失效机制。结果表明,随温度升高,材料强度和硬度逐渐降低,断后伸长率总体上呈上升趋势,但在250 ℃时出现低值。温度低于200 ℃,应力随应变先快速增加后缓慢增加,应变硬化占主导作用,主要的软化机制为动态回复;200 ℃时,应力峰值后保持平稳,应变硬化和回复软化相互平衡;高于200 ℃,应力随应变快速增加到峰值后逐渐减小,动态再结晶软化占主导作用。250 ℃时,由于动态再结晶软化占主导作用,应力下降,塑性显著下降;300 ℃时,再结晶过程完成,且晶粒沿拉伸方向拉长,韧窝深度加深、平均尺寸增大,材料塑性提升。     

挤压态6082-T6铝合金的高温拉伸力学性能及微观组织

通过Gleeble3500热模拟试验机研究了变形温度和应变速率对挤压态6082-T6铝合金高温拉伸力学性能的影响,采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)分析了合金在高温拉伸过程中的微观组织演变。结果表明：在恒定的应变速率下,挤压态6082-T6铝合金的拉伸强度随着拉伸温度的升高而下降;在恒定的拉伸温度下,其拉伸强度随着应变速率的升高而上升。挤压态6082-T6铝合金在高温(300～450℃)拉伸条件下表现为韧性断裂,在较高的变形温度和较低应变速率条件下,合金的韧窝增大且更深,表现出较好的塑性。在高温变形过程中,随着拉伸温度的升高,合金内部的位错密度下降,并出现了析出相粗化现象,导致合金的变形抗力下降。     

7A04铝合金高温固溶的微观组织和力学性能

以7A04铝合金为例,通过高温预热装炉和高温短时固溶处理,结合金相组织观察和力学性能测试,研究了高温固溶处理对高强铝合金组织和性能的影响。结果表明：固溶时间相同时,随着固溶温度的提高,合金的强度提高,塑性变化不大;高温短时固溶合金强度的增加,主要得益于高温固溶时空位浓度的增加;采用500℃高温预热装炉、510℃20min固溶和140℃6h 150℃1h时效,使7A04铝合金的Rm,Rp0．2和A值分别达到了652．3N／mm^2、553．7N／mm^2和12．6％,而未见明显的过烧组织。     

热暴露对7A12-T7352锻件组织和性能的影响

采用室温拉伸力学性能测试和透射电镜观察等研究热暴露对7A12-T7352自由锻件微观组织和力学性能的影响。结果表明,热暴露温度显著影响合金的力学性能;当热暴露温度不高于125℃时,合金的强度略有且升高,且可以在较长时间内保持稳定;当热暴露温度高于150℃时,合金的强度随着热暴露时间的延长持续下降,热暴露温度越高,强度下降幅度越大。在高于150℃热暴露过程中,η′相和η相的快速粗化是导致7A12自由锻件强度下降的内在原因。     

RRA过程中预时效时间对7A85铝合金组织性能的影响

系统研究了RRA处理过程预时效时间对7A85铝合金微观组织演变和性能的影响。利用Jmat-Pro软件计算了相变规律和TTT图,测试了硬度和拉伸性能指标,利用TEM表征了微观组织。结果表明,热力学平衡状态下,410 ℃开始析出MgZn₂相,体积分数达到9.5%左右;等温过程最先析出GP区,析出温度为室温~175 ℃,鼻尖温度在150 ℃左右;随着预时效时间的延长,硬度先升高后降低,20 h时达到峰值硬度192 HV;RRA处理过程,预时效时间为12 h时,屈服强度和抗拉强度达到峰值,分别为625 MPa和675 MPa;120 ℃保温20 h峰值时效状态下,η′-MgZn析出相尺寸在5~10 nm;预时效时间为12 h时,RRA处理后晶界处的Al-Zn-Mg-Cu四元相粒子呈不连续分布,尺寸在50~125 nm范围。     

焊接参数对7A04铝合金搅拌摩擦焊接头组织与力学性能的影响

采用不同的焊接参数对3 mm厚7A04铝合金板进行焊接,并对接头的组织、沉淀相、力学性能及断口形貌进行了分析. 结果表明,焊核区组织发生动态再结晶,形成细小的等轴晶粒,热影响区晶粒发生明显粗化. TEM分析结果显示,经搅拌摩擦焊后,焊核区部分沉淀相溶解. 焊核区晶粒尺寸随焊接速度增大而减小. 当焊接速度为120 mm/min,旋转速度为800 r/min时,接头强度达到最大值 454.2 MPa,为母材的95%,断后伸长率为3.97%,为母材的70%. 硬度测试显示搅拌摩擦焊接头发生软化,焊缝区域硬度低于母材,硬度值最低点出现在热影响区;拉伸断口形貌SEM图像表明接头断裂方式为韧性和脆性混合型断裂.     

影响2A14铝合金锻件力学性能的因素

针对生产中2A14铝合金壳体热处理性能不稳定，对2A14锻件进行了热处理工艺试验，测定了经不同工艺热处理后合金的力学性能。结果表明，影响该铝合金锻件力学性能的主要因素为原材料状态，锻造变形程度及热处理工艺。     

中厚板7A52铝合金光纤激光焊接接头组织与性能

采用光纤激光对8 mm厚度的7A52铝合金板材进行对接焊接试验，分析焊缝上下组织及性能差异. 采用能谱仪（EDS）分析焊缝不同区域合金元素的烧损情况，并对焊缝和母材分别进行拉伸试验，测量焊缝显微硬度.结果表明，焊缝上部区域的显微组织比下部区域小，焊缝上部Mg，Zn 元素含量低于下部边缘；焊缝上部中心的显微硬度高于下部中心，焊缝上边缘的显微硬度小于下边缘； 焊接接头以韧性断裂为主要特征，抗拉强度为325 MPa，为母材的65.9%. 焊缝抗拉强度的降低与Mg，Zn元素的烧损、焊接应力、气孔缺陷等因素密切相关.     

锻造次数对7A04铝合金组织和力学性能影响

采用拉伸试验、冲击试验、硬度检测、金相分析等方法测试和分析了7A04铝合金在不同的锻造次数下的强度、硬度、冲击功和金相组织.结果表明:随着锻造次数的增加,由于晶粒不断细化,强度和硬度逐渐升高,当锻造次数为四次时,晶粒发生了完全动态再结晶,强度和硬度达到最大,继续增加锻造次数强度降低;因为组织中微裂纹的存在,随着晶粒的细化塑性反而减小;冲击功随着锻造次数的增加而减小,三次时达到最小,之后又增大.确定一次和四次为7A04铝合金合适的锻造次数,为该类铝合金零件的锻造工艺的制定提供理论基础.     

温度与保温时间对2519A铝合金高温力学性能的影响

利用高温拉伸力学性能测试、扫描电镜与透射电镜等分析手段对2519A铝合金在不同温度与保温时间下的高温力学性能进行研究。结果表明：合金在保温10 min后进行拉伸,从室温至400℃,随着温度的升高,抗拉强度从471 MPa下降至55.5 MPa,屈服强度从440.3 MPa降至50.3 MPa,延伸率由11.6%提高至21.3%。300℃时,随保温时间的延长,合金的抗拉强度先由171.6 MPa下降至151.4 MPa,屈服强度由139.4 MPa降至130.5 MPa,1 h后基本上稳定不变。高温条件下,该合金力学性能的下降主要是由于析出相的粗化与转变引起的。