热锻对喷射成形7055铝合金组织性能的影响

利用喷射成形技术制备了7055高强铝合金。借助拉伸性能测试,电化学工作站、金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM) 等手段研究了热锻对挤压合金显微组织和性能的影响。结果表明：挤压合金的纵向抗拉强度达到642 MPa,屈服强度达到598 MPa,而锻造合金的抗拉强度和屈服强度却下降了,但延伸率、电导率和硬度有所上升,断口形貌均体现为韧性断裂;合金的主要元素在晶界和晶内的分布没有明显差别,但有所波动,且锻造后合金元素波动更明显;合金经过时效后晶内都均匀分布着GP区和η＇析出相,晶界η析出相则是断续的点状分布,但锻造后晶内析出相粗化,晶界析出相变多;锻造合金的耐蚀性比挤压合金有所提升。     

回归再时效对喷射成形7055铝合金组织和力学性能的影响

材料经过热挤压和双级固溶处理后,在不同的回归再时效工艺条件下进行了回归再时效处理,测试了时效态合金的抗拉强度、屈服强度、硬度和导电率,并观察其显微组织,研究回归温度和时效对合金组织和性能的影响。结果表明:采用温度160℃回归3 h的回归再时效处理可以使试样抗拉强度达到695 MPa,屈服强度达到680 MPa,硬度达到224.08 HV,导电率达到29.66%IACS。     

喷射成形7055铝合金的显微组织和力学性能

采用全自动控制往复喷射成形工艺制备了7055铝合金的大规格喷射成形锭坯.通过显微组织分析和力学性能测试,研究工业规格喷射成形7055铝合金的初始组织、挤压工艺及热处理制度对显微组织和力学性能的影响.结果表明,喷射成形7055铝合金锭坯规格可达d 260 mm×1600 mm,晶粒为等轴状,粒度宏观均匀,主要在20～30 μm,组织无明显宏观偏析,锭坯致密度达到98.2 %.喷射成形态材料的T6态σb为500～543 MPa,显示控制往复喷射成形铝合金锭坯冶金质量优越.喷射成形锭坯经过小挤压比变形后达到全致密,大规格产品的T6态纵向σb提高到745 MPa,δ为12.8 %.     

7055喷射成形高强铝合金激光焊接头组织及性能

采用激光焊接对2 mm厚喷射成形的7055-T76511铝合金进行焊接试验。通过显微硬度和拉伸试验测试焊接接头的力学性能,通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、背散射电子衍射技术(EBSD)以及X射线衍射(XRD)分析焊接接头的微观组织。结果表明,7055铝合金激光焊接头无明显的软化区,焊缝显微硬度最低,约为130~140 HV,接头的抗拉强度372 MPa,伸长率4.1%。焊缝组织有明显的三个区(热影响区、熔合区和焊缝区)。热影响区组织是产生了部分再结晶的等轴晶粒;熔合区由于非均匀形核形成了等轴非枝晶区(non-dendritic equiaxed grain zone,EQZ),晶粒尺寸3~8μm;焊缝区靠近熔合线为柱状枝晶,中心为胞状枝晶。     

挤压态喷射成形8009耐热铝合金组织性能的研究

采用喷射成形和挤压工艺制备了8009耐热铝合金,通过金相显微镜、扫描电镜和力学性能测试等试验,对挤压件的组织和性能进行了分析。结果表明:挤压态合金在室温下的抗拉强度达到415MPa,屈服强度达到345MPa,伸长率达到22.5%;在250℃时,合金抗拉强度为221MPa,屈服强度为208MPa,伸长率为13.33%。挤压态8009合金经400℃暴露24h后对合金的中温力学性能没有影响。     

喷射成形7055铝合金FSW焊工艺与性能

采用搅拌摩擦焊接方法对厚度为4 mm的喷射成形7055铝合金板进行焊接试验.分析了焊接速度和旋转频率对接头力学性能的影响,对焊缝的显微组织和断口进行了微观分析.结果表明,当焊接工艺参数选择合适时,可得到外形美观,无缺陷的焊缝.另外焊接接头力学性能与焊接工艺参数存在一定的关系,在旋转频率为1 000r/min,且焊接速度为100 mm/min时,可以获得较好的焊接性能,抗拉强度可以达到455MP,断裂形式为韧性和脆性的混合型断裂;焊缝中存在3个组织变化区,其中焊核区内是细小均匀的等轴晶;焊缝显微硬度的最低值出现在前进侧,说明前进侧是焊缝的薄弱环节.     

喷射成形2618铝合金组织及性能的研究

采用喷射成形和传统铸造方法分别制备2618(Al-Cu-Mg-Fe-Ni)铝合金,并通过扫描电镜、能谱分析仪、硬度测试和拉伸测试等设备和手段对时效后的合金微观组织及力学性能进行对比分析。结果表明喷射成形工艺对合金常温和高温拉伸性能有明显提升。喷射成形2618铝合金中Al9FeNi耐热相形态较为圆整,Al2CuMg强化相细小、弥散,故合金性能提升明显。     

挤压工艺对喷射成形6061铝合金组织与性能的影响

在2 000 kN四柱液压机上对铸态、喷射态6061铝合金进行挤压处理,研究了挤压温度、挤压比对喷射态合金微观组织及力学性能的影响,分析了挤压态合金的断裂机理,并对比了铸态、喷射态合金挤压后的力学性能.结果表明,当挤压比为6.25时,随着挤压温度的升高,合金试样发生再结晶的晶粒数量增加,到250 ℃时形成均匀细小的等轴晶组织;合金的硬度和抗拉强度随挤压温度的升高而降低;但伸长率却随挤压温度的升高而升高.当挤压温度为250 ℃时,合金晶粒尺寸随挤压比的增大而减小;伸长率和抗拉强度随挤压比的增大而升高;而硬度受挤压比变化的影响则不大.挤压态合金的断裂机理为微孔聚集断裂."喷射+挤压"态合金的抗拉强度和伸长率都比"铸造+挤压"态合金的高.     

回归再时效处理对喷射成形7055铝合金挤压厚板组织与性能的影响

采用力学性能测试、抗剥落腐蚀性能测试、透射电镜(TEM)观察等方法,研究了回归再时效(RRA)处理对喷射成形7055铝合金挤压厚板微观组织与性能的影响。结果表明:厚板采用到温装炉的方式进行回归加热时,试样升温过程仍较长,提高回归加热温度有利于缩短试样在低温阶段的停留时间。试样经120 ℃×14 h预时效+(185 ℃×130 min、190 ℃×118 min)回归+120 ℃×24 h再时效两种RRA工艺处理后纵向屈服强度分别为649.3 MPa和652.6 MPa,高于T76试样的621.5 MPa;而抗剥落腐蚀性能与T76试样接近,达到EB级。试样经RRA处理后基体沉淀析出相主要为η′相+少量GP区,其尺寸为3~10 nm,晶界析出的η相呈断续分布。提高厚板试样在回归低温阶段的加热速率有利于提高试样再时效后的强度,而提高试样回归温度有利于提高RRA试样的抗剥落腐蚀性能。     

时效制度对7055铝合金弯曲蠕变时效成形的影响

采用自制的单曲率弯曲蠕变成形装置,针对7055铝合金板材进行系列蠕变时效成形试验。测得不同时效制度下试样的回弹量、力学性能与微观组织,并与人工时效试样进行了对比分析。结果表明,回弹量随着时效时间的延长和时效温度的升高而降低,但回弹极限基本不受影响;弯曲蠕变时效试样较人工时效试样具有较高的强化效果和电导率;弯曲蠕变时效后试样的晶粒尺寸和形状与人工时效试样无明显区别,但其析出相则比人工时效试样细小和密集。     

喷射成形7055高强铝合金的热处理工艺优化及其应用

基于两次挤压处理后的喷射成形7055铝合金,采用SEM、光学显微镜、硬度仪和拉伸试验机等分析手段研究了试验合金在不同时效工艺下的组织和性能。结果表明,相较于单级时效工艺,经过120 ℃×6 h+160 ℃×2 h双级时效处理后,析出相呈短棒状均匀分布于基体,其沿长度方向上的平均尺寸为500 nm,宽度方向平均尺寸为10 nm,时效峰值硬度达196.4 HV0.05。采用双级时效工艺处理的试验合金在298、398、498和598 K的抗拉强度分别为855、792、688和360 MPa,断后伸长率分别为14%、11%、9%和8%。采用该双级时效处理工艺处理的喷射成形7055铝合金应用于轮毂紧固件产品的制备,并对其进行硫酸阳极氧化处理,可使得紧固件试样同时兼具高强度、高硬度以及高耐蚀性能,有望得到更广泛的应用。     

喷射成形7055铝合金试样表面起泡原因分析

喷射成形7055铝合金拉伸试验件在进行固溶处理的过程中,不同批次的试验件表面均出现了不同程度的起泡现象。通过对起泡试样表面、截面以及拉伸断口起泡区域处进行宏微观观察,以及对起泡试样进行拉伸性能检测、H含量测试以及金相组织分析,结果表明,7055铝合金在进行固溶热处理后表面发生起泡现象是由于热处理炉内湿度过大,发生高温氧化反应所致。建议对已发生起泡的拉伸试验件,采用机械加工的方法消除起泡。     

变形次数对喷射成形超高强铝合金组织和性能的影响

对喷射沉积7055铝合金沿轴向进行挤压,研究了不同变形次数对喷射沉积7055铝合金的组织与性能的影响,以观察变形后微观组织及力学性能的变化。结果发现,随变形次数的增加,晶粒不断细化,抗拉强度和硬度逐渐升高,伸长率降低。     

基于响应面法的喷射成形7055铝合金飞机轮毂锻造工艺优化北大核心CSCD

针对由于飞机轮毂形状复杂而导致的轮毂锻件充填不完整和模具磨损等问题,在某型号飞机起落系统的轮毂锻造中,采用喷射成形7055铝合金挤压棒,并采用热模锻方式和增加锻件预成形设计,建立以锻件的终锻充填率和终锻力为优化目标、以坯料预锻压下量、坯料加热温度、模具预热温度和模具下压速度为设计变量的响应面模型。利用二阶响应面法与Design Expert软件相结合,对轮毂锻件的工艺参数进行优化,确定最佳参数为:坯料预锻压下量为45.30 mm、坯料预热温度为430℃、模具预热温度为447℃、模具下压速度为5.00 mm·s。生产验证表明,改进后的预成形方案与工艺参数可以在较低的终锻力下,解决充填不完整的问题,生产出合格的产品。     

过时效-重固溶-再时效处理对 7055铝合金组织与性能的影响

采用拉伸试验、电导率测试及透射电镜观察等方法,研究了重固溶温度和过时效处理时间对7055铝合金组织与性能的影响.结果表明,120℃×3h+180℃×8h过时效处理后,经过不同温度(440℃～490℃)重新固溶处理以及120℃/24h再时效后,7055铝合金的电导率随重固溶温度的上升而降低,但强度升高;延长过时效时间(120℃×3h+180℃×4h～20h),470℃×1h重固溶处理后,合金电导率略微上升,而强度逐渐降低.组织观察表明,过时效处理形成的粗大析出相在不同温度重固溶时的重新溶解程度不同,重固溶温度越低,粗大析出相溶解越不充分,从而形成与回归再时效处理相类似的组织结构;同时,过时效及重固溶处理也有利于Fe、Si和Zr等残留固溶原子以化合物的形式充分析出,因此利用该工艺可以在保持强度不降低的前提下,提高合金的电导率,并最终提高合金的抗应力腐蚀性能.     

喷射成形7055铝合金热处理工艺与力学性能的研究

主要研究了喷射成形7055铝合金经过反挤压成型以及热处理后的金相显微组织和力学性能.对挤压态合金进行固溶处理和时效处理后得到了时效硬化曲线并进行了力学性能测试.结果显示:480℃×2h的固溶制度为最佳固溶制度;通过测试硬度值确定最佳单级时效制度为120℃×18h,其硬度可达209HV.抗拉强度为692.12MPa,伸长率为3%.为了进一步提高该合金的伸长率,又对固溶处理件进行双级时效处理(120℃×3h 160℃×4h),其硬度为205HV,抗拉强度为683MPa,伸长率为9.5%.     

超声振动对7075铝合金板材时效成形性能的影响北大核心CSCD

基于自制的超声振动时效成形装置对7075铝合金板材进行了超声振动时效成形,研究了超声振动作用对该铝合金板材时效成形性能的影响。结果表明:超声振动的作用能显著改善时效成形构件的成形效果,而对合金的拉伸性能影响不大;随着超声波施加时间的延长和施加功率的增加,试样回弹率降低,强度(屈服强度、抗拉强度)和伸长率略微增加,与未施加超声波时相差不大。经超声作用的试样晶粒特征无明显差别,但随着超声波施加时间的延长和超声波施加功率的增大,第二相粒子的数量和尺寸出现逐渐减小的现象,晶内位错密度减小,拉伸断口韧性断裂特征更显著。     

喷射成形Al-Zn-Mg-Cu合金挤压态的组织和力学性能

研究了利用喷射成形辅以挤压制备Al-5.72Zn-2.36Mg-1.66Cu合金后优化的组织结构特征和力学性能。结果表明,合金基体组织均匀细化,晶粒形貌趋于圆整,平均晶粒大小达到10 μm左右。当合金的冷却条件通过快速凝固技术改变时,会产生不同程度的固溶强化效果和第二相弥散强化效果,从而改善了合金的整体性能。合金的屈服强度和抗拉强度分别平均提高了20%左右,且伸长率也略有提高。     

预变形及时效处理对7055铝合金组织和性能的影响

通过拉伸试验、金相观察、X射线衍射以及TEM观察，研究了7055铝合金固溶处理后，经不同程度冷变形和时效后的力学性能和电导率的变化以及相应的微观组织变化特点。实验结果表明，对于冷变形再T6时效的7055铝合金，随变形量的提高，强度先略有上升，而后缓慢下降。RRA态合金强度随变形量增加而持续下降。随变形量的增加，冷轧态7055铝合金的电导率逐渐下降，而T6和RRA态合金的电导率却逐渐上升。在同样变形量条件下，RRA态合金具有最高的电导率。这些变化与变形引入的位错所产生的晶格畸变以及位错促进粗大平衡相析出有关。     

热处理对喷射成形7xxx系铝合金TIG焊接头组织与性能的影响

采用7055焊丝对喷射成形7xxx系铝合金进行TIG焊接,接头经450℃×1 h＋475℃×1 h的双级固溶后水淬,再进行120℃×24 h的时效处理后,焊缝组织均匀、晶粒有所长大,但没有出现过烧现象.经复合固溶处理后合金元素充分溶入基体,使得基体中的合金元素含量高于固溶前的含量,而固溶之前分布在晶界的合金元素经固溶之后降低了,固溶过程使合金成分区域趋于均匀化,后续的时效过程中过饱和固溶体析出强化相,使得接头强度得到了显著提高7,055达到了母材强度的65%,7475达到了母材强度的91%.结果表明,试验拟定的热处理工艺是合理的.