Al-14Cu-7Ce铸造铝合金的高温拉伸及断裂行为研究

测试了Al-14Cu-7Ce(质量百分数)铸造铝合金在室温至450℃内的高温短时拉伸性能,并采用扫描电镜分析不同温度下试样断口形貌和断裂行为.试验结果表明:温度低于200℃时,强度缓慢下降,且200℃下抗拉强度达到343.4 MPa;在200～450℃,强度迅速下降,但450℃下其抗拉强度仍能达到142.5MPa,表明合金具有良好的耐热能力.随着变形温度的升高,合金逐渐由脆性断裂转变为韧性断裂,在250℃下合金表现出混合断裂特征.此外,裂纹萌生都由Al8CeCu4相引发,在应力作用下形成裂纹源,并从Al8CeCu4相内部扩展导致开裂,之后裂纹扩展至基体并与前方裂纹相互连接,最终导致试样发生断裂.     

Al-14Cu-7Ce合金中Al8CeCu4相的Ostwald熟化行为研究

本文采用硬度测试、扫描电镜、图像分析和物理建模,研究了Al-14Cu-7Ce合金中Al8CeCu4相的Ostwald熟化行为。研究结果表明,Al8CeCu4相的熟化过程受控于Ce元素在Al中的体扩散,其动力学满足体积修正的Lifshits-Slyozov-Wagner理论;基于通用速率公式,计算了Ce元素在Al中的体扩散系数以及Al8CeCu4与Al基体的界面能。     

Al-3.5Cu-7Si合金拉伸断裂行为研究

观察了Al—3．5Cu-7Si合金拉伸断裂试样横截面的断裂路径，并结合力学性能试验对该合金的断裂行为进行了研究，总结了该合金中各种相的数量及形态对力学性能的影响。结果表明，除了高铸造气孔率明显降低该合金力学性能外，针状的硅相及由杂质铁产生的针状铁相(FeSiAl5)是导致Al-3．5Cu-7Si合金力学性能下降的主要因素：固溶处理温度偏高造成的局部熔化微区会严重损害其力学性能，而少量未溶解块状θ相(CuAl2)对其力学性能无显著影响。     

Al-20Cu-4.5Si-3Ni-0.25RE合金的高温流变本构方程

在Gleeble-1500热模拟机上进行高温等温圆柱体压缩试验,研究Al-20Cu-4．5Si-3Ni-0.25RE合金在高温塑性变形过程中流变应力的变化规律。结果表明：应变速率和变形温度的变化强烈地影响Al-20Cu-4．5Si-3Ni-0．25RE合金的流变应力,流变应力随变形温度升高而降低,随应变速率提高而增大。可用Zener-Hollomon参数的双曲正弦形式来描述Al-20Cu-4．5Si-3Ni-0．25RE合金热压缩变形时的流变应力行为。     

微量Zn对Al-4.2Cu-1.4Mg合金应力腐蚀与微观组织的影响

通过慢应变速率拉伸、动电位极化曲线测试、透射电子显微分析(TEM)、背散射电子衍射(EBSD)等实验较系统地研究了微量Zn对Al-4.2Cu-1.4Mg合金应力腐蚀与微观组织的影响规律。结果表明,微量Zn的添加显著影响合金的腐蚀性能,且随着Zn含量增加,合金的抗应力腐蚀敏感性以及其对应的开路电位均呈峰值变化,含Zn量0.29%合金的抗腐蚀能力最佳。EBSD研究表明,含0.29%Zn的Al-4.2Cu-1.4Mg合金与其它合金相比存在较多的低能量小角度晶界,这可能是微量Zn显著影响该合金抗应力腐蚀性能的主要原因。     

铸造Al-7Si-2.5Cu-0.5Mg合金的固溶处理温度研究

通过相图计算、示差热(DSC)分析,结合显微组织观察方法对Al-7Si-2.5Cu-0.5Mg合金的固溶处理温度进行了研究。结果表明:非平衡凝固Al-7Si-2.5Cu-0.5Mg合金在505℃左右发生共晶组织转变,而平衡凝固合金在520℃附近发生共晶转变;500℃、3h的初始固溶处理可使铸态合金中的低熔点共晶物完全溶入铝基体,此时合金的熔点为540℃。     

MICROSTRUCTURE OF MARTENSITE IN Cu-14Al-4Ni ALLOY AGED FOR A PROLONGED TIME AT ROOM TEMPERATURE

本文通过对室温时效二年的Cu-14Al-4Ni形状记忆合金进行电子显微研究,发现形状记忆合金中的马氏体在室温产生缓慢的亚结构变化,出现定向有序畴和晶界过渡区,孪晶界被破坏。矩形网格状有序畴产生并长大。首次观察到周期性反相结构与反相畴呈现在同一操作矢量下。用电子衍衬和能谱作原位观察,发现晶界出现溶质原子偏聚和位错缠结,晶内有序区出现周期性层错。基体、有序区和晶界的溶质原子Al的浓度呈现递增形式,其中基体贫Al,晶界富Al。     

MICROSTRUCTURE OF MARTENSITE IN Cu-14Al-4Ni ALLOY AGED FOR A PROLONGED TIME AT ROOM TEMPERATURE

The microstrueture in shape memory alloy Cu—14Al—4Ni aged for two years at room temper-ature has been studied,and the substructure slow change has been observed.The domains ofhighly ordered phase and the transition regions appear at grain boundaries,the twin bounda-ries damage.Furthermore,the microstructure also gives the appearance and growth ofantiphase domains like rectangular network.The long period antiphuse boundary structuresand the antiphase domains have bee.observed first at the single diffracted vector .The con-centration gradient of solute atom Al has heen found from the matrixes to the grain bounda-ries,the matrixe is poor in Al and the grain boundaries are rich in Al.     

Al-1.5Cu-3Zn合金的溶质分凝因数的实验和模型研究

采用液态金属冷却技术淬火得到了温度梯度在80K／cm时Al-1．5Cu-3Zn合金的固液界面,使用光学显微镜观察了界面形貌,发现在生长速度为0．1和7．1pμm／s时试样分别为胞状生长界面和枝晶生长界面。用SEM和EDS测量了溶质分配,计算出了A1-1．5Cu-3Zn合金中Cu和Zn的平衡分凝因数为0．31和0．58。采用活度模型和浓度模型进一步计算了平衡分凝因数,发现两个模型计算出的Cu和Zn的平衡分凝因数一致,并讨论了模型计算值和试验值之间的差异。     

7056铝合金高温热压缩流变应力行为

在Gleeble-1500热模拟机上对7056铝合金进行热压缩实验,变形温度为300～450℃,应变速率为0.01～10 s~(-1),研究其热压缩流变应力行为.结果表明:流变应力开始随应变的增加而增大,出现峰值后逐渐趋于平稳;应力峰值随着温度的升高而减小,随着应变速率的增大而增大;可用包含Zener-Hollomon参数的双曲正弦关系来描述合金热流变行为,其变形激活能为224.3826 kJ/mol.     

微量Mg和Ag在Al-5.8Cu-0.3Mn合金中的合金化作用

通过力学性能测试和显微组织观察研究了Al-5．8Cu-0．3Mn合金中微量Mg和Ag的合金化作用。结果表明,单独添加Ag和单独添加Mg均使合金θ′相的析出速度加快,析出的密度增加,合金的强化效果增强,但Mg的单独作用比Ag大;Mg和Ag共同加入产生的强化效应最大,这是由于Mg和Ag强烈相互作用在合金中析出Ω相强化所致。     

Constitutive Analysis to Predict High-Temperature Flow Stress in 2099 Al-Li Alloy

采用高温等温压缩试验并利用修正后的流变曲线,研究了2099 Al-Li合金在变形温度为300~500℃,应变速率为0.001~10 s-1,变形量(真应变)为0.7条件下的流变行为。结果表明:可用包含Z参数的双曲正弦形式来表征变形温度和应变速率对2099 Al-Li合金热变形行为的影响;将应变作为影响因素,求解了不同应变量下的材料常数,并构建了考虑应变的本构模型;统计分析结果表明,除了在变形温度为300℃,应变速率为10 s-1之外,该模型能够很好的预测2099 Al-Li合金高温流变行为。     

Al-3Cu-0.5Sc合金高温变形的本构关系(英文)

采用Gleeble-1500热/力模拟试验机研究Al-3Cu-0.5Sc合金在温度为350～500℃、应变速率为0.01～10s-1条件下的高温压缩变形行为。利用经摩擦修正和温度补偿修正后的流变应力曲线建立合金的本构方程,温度和应变速率对变形行为的影响可使用包含Zener-Holloman参数的指数方程来描述。通过考虑应变对材料常数的影响,建立包含真应变的本构方程;其真应变对本构方程的影响规律,可通过材料常数的四次多项式拟合来实现。     

6061铝合金低温快速流变行为的研究

采用圆柱体试样，在Gleeble-1500型动态热模拟试验机上进行低温快速压缩试验，研究了6061铝合金低温下快速变形的流变行为，并分析了其变形组织。结果表明，6061铝合金的流变应力随变形温度升高而降低，随应变速率提高而增大；在高应变速率下，发生了不连续动态再结晶；温升强烈地受变形程度的影响；低温快速变形可获得晶粒细小的组织。     

AZ61镁合金高温变形应力修正及本构方程的建立

有限元模拟日益成为金属成形工艺优化的有力工具，而工程材料变形行为本构方程的精确描述是保证模拟精度的关键之一。通过热模拟实验对AZ61镁合金的高温压缩变形行为进行研究，实验设备为Gleeble3500热模拟实验机，实验采用的温度为250、300、350、400和450℃，应变速率为0，01、0，1、1、10和50s^-1。研究发现，AZ61镁合金流变应力随变形温度的升高而降低，随应变速率的升高而升高。在高应变速率下，变形热引起的试样温升非常显著。为了真实地反应AT61镁合金高温压缩变形时的力学行为，对流变应力作出相应修正，并根据修正后的流变应力建立高温变形本构方程。     

A1-4.5Cu合金半固态坯料制备研究

研究了稀土Ce对铝铜合金微观组织的影响以及A14.5Cu合金半固态坯料的制备工艺.实验表明:在Al-4.5Cu合金中加入稀土Ce,细化了合金的微观组织,固液两相区间变窄,改善了合金的凝固性能.浇注温度和浇注方式对合金坯料制备也有明显的影响.在700℃采用斜坡振动铜模水冷浇注可制备性能优良的稀土Al-4.5Cu半固态坯料,其组织为细小均匀的等轴球状晶,且制备工艺简单.     

T6态Al-10Si-5Cu-0.75Mg合金干滑动摩擦磨损性能的研究

利用UMT-2 型摩擦磨损试验机研究了T6态Al-10Si-5Cu-0.75Mg 合金的干滑动摩擦磨损性能,采取SEM、XRD、EDS等方法分析了合金在不同转速和载荷下的摩擦磨损行为。结果表明：合金的磨损率随转速和载荷的增加而增大,但在800 r/min的高转速下仍具有良好的耐磨性,15N高载荷时的磨损率相对于5N低载荷时只增加了291%,属于轻微磨损;摩擦系数的平均值在0.35-0.40范围内变化,且随时间的变化不大,具有较高的稳定性;另外,磨损机制由低速轻载时的磨粒磨损、粘着磨损向高速重载时的剥层磨损、氧化磨损转变。     

Al-4.5Cu-3.5Zn-0.5Mg铸造铝合金的均匀化工艺及组织演变

对Al-4.5Cu-3.5Zn-0.5Mg铸态合金进行不同双级均匀化处理,采用扫描电镜、电子探针显微分析仪、差示扫描量热仪和光学显微镜等,研究了该合金的铸态组织及其在均匀化过程中的组织演变。结果表明:铸态组织主要由α-Al、粗大Al₂Cu相以及少量AlZnMgCu、Al₇Cu₂Fe相组成,合金元素枝晶偏析严重。经470 ℃×12 h均匀化处理后,AlZnMgCu相已基本回溶至基体;第二级均匀化温度由490 ℃逐渐升高到520 ℃或者延长保温时间,Al₂Cu相逐渐回溶至基体,合金元素分布趋于均匀。合金过烧温度为520 ℃,最佳双级均匀化制度为470 ℃×12 h+510 ℃×32 h,该制度与均匀化动力学计算结果基本一致。     

热处理温度对Ti-6Al-7Nb合金组织与性能的影响

为揭示Ti-6Al-7Nb合金显微组织、力学性能及相组成随热处理温度的变化规律,研究了合金在650～1 030℃热处理空冷条件下的组织演变,并进行了室温力学性能测试与XRD分析。结果表明:对于Ti-6Al-7Nb合金,经650℃热处理后,热加工得到的原β转变组织中析出了细小的α相,合金的强度和弹性模量有所提高。在700～850℃之间进行热处理,可以获得良好的综合性能,满足医用钛合金相关标准要求。在950～1 030℃范围内,随着热处理温度的升高,析出二次针状α相或生成α''马氏体相,呈现强度上升、塑性下降的趋势。经650、850℃热处理后,XRD图谱中均为α相的衍射峰,未出现β相的衍射峰。1 030℃热处理后,α''相具有较强的(002)、(101)衍射峰,其他晶面的衍射峰强度很弱,合金弹性模量可达108 GPa。