7050铝合金单峰时效热处理工艺及性能研究

利用材料相图及性能模拟软件JMatPro对7050铝合金进行模拟计算,得到7050铝合金的TTT和CCT曲线。合金的TTT曲线整体呈“C”形,GP区、亚稳相和稳定相鼻尖温度分别为140、330、380 ℃,对应的孕育时间为0.002、0.007、0.200 h,η′相无析出的临界冷却速率为2 ℃/s。采用力学性能和电镜组织观察的方法,研究7050铝合金单峰时效热处理工艺。结果表明:当温度达到485 ℃时,在DSC曲线上出现吸热峰;在120 ℃下进行时效处理,随着时效时间的延长,合金的强度硬度持续增加,合金断后伸长率先增加后减小,时效70 h未见过时效特征,当时效8 h时,合金强度和韧性有较好配合,抗拉强度为593 MPa,屈服强度为516 MPa,断后伸长率为12.6%,试样拉伸断口均呈现穿晶韧窝型断裂与沿晶断裂的混合式断口形貌。     

基于VIKOR法的7050铝合金锻造工艺参数优化

运用正交试验和VIKOR法相结合,对7050铝合金等温锻造工艺参数进行了多目标优化。以锻造温度、变形程度、锻造速率、固溶时间为优化工艺参数,以成形件的抗拉强度、表面硬度、伸长率、晶粒尺寸为综合工艺优化目标。首先通过正交试验获得数据样本,然后利用VIKOR法实现对工艺参数的优化。优化参数如下:锻造温度为400℃、变形程度为60%、锻造速率为15mm/s、固溶时间为2.5h。     

锻造工艺参数对铝合金机械铰链性能的影响

采用不同的始锻温度和终锻温度进行了6A02-0.5Cr铝合金机械铰链的锻造,并进行了力学性能和耐腐蚀性能的测试分析.结果 表明:随始锻温度和终锻温度的增加,试样的抗拉强度先增大后减小,断后伸长率和质量损失率先减小后增大,耐腐蚀性能先提升后缓慢下降.和450℃始锻温度的性能相比,始锻温度480℃锻造时试样的抗拉强度增大1...     

锻造工艺对机械轴承用铝合金性能的影响

采用不同的始锻温度、终锻温度和锻造变形量进行了机械轴承用铝合金Al-10Si-3Cu-0.5In-0.4Ce成形,并进行了室温和高温耐磨损性能的测试与分析。结果表明:随始锻温度、终锻温度和锻造变形量的增加,合金的室温和高温磨损体积先减小后增大,室温和高温耐磨损性能均先提高后下降。合金的锻造工艺参数优选为:450℃始锻温度、360℃终锻温度、30%变形量。     

LC52铝合金锻造工艺及性能

研究了ＬＣ５２铝合金锻件的锻造工艺，确定了锻造参数，制定了合理的工艺措施，通过锻件组织及性能的测试表明，该工艺方案切实可行。     

Er对多向锻造7050铝合金组织性能的影响

以7050铝合金及含Er7050铝合金(7E50)为研究对象,对两种铝合金自由锻件进行固溶、时效处理后,采用SEM、TEM与室温拉伸等测试手段研究铝合金锻件固溶及时效处理过程中组织和力学性能的演变规律。结果表明,两种合金经470℃×1 h固溶后,7050铝合金再结晶组织占比69.45%,而7E50合金再结晶占比仅为62.08%,Er元素的加入可以抑制合金的再结晶行为。最佳的单级时效工艺为120℃×24 h,经单级峰时效处理后7E50合金的强度、硬度、伸长率均高于7050合金,由此可见Er元素的加入可以有效提升合金的力学性能。7E50铝合金峰时效态下的析出相主要是η′相、GP区和Al₃(Er, Zr)颗粒。两种合金晶界上析出相都呈链状连续分布,但7E50铝合金晶界析出相尺寸明显小于不含Er的7050合金,这可能是7E50合金伸长率高于7050合金伸长率的原因之一。     

7050-T7452高强铝合金的开坯与锻造工艺研究

为了研究7050高强铝合金开坯工艺的变形均匀性及锻件的断裂韧性,采用数值模拟、微观组织分析及紧凑拉伸试样的KIC试验等,分析研究7050高强铝合金铸坯改锻和挤压坯锻造的变形均匀性、显微组织和断裂韧性,得到了两种开坯工艺条件下坯料的平均等效应变、变形均匀系数、晶粒尺寸大小及分布和断裂韧度值。结果表明:铸坯改锻工艺的变形均匀性较好,其平均等效应变约为7.2,变形均匀系数约为0.475;挤压坯锻造工艺的变形均匀性较差,其平均等效应变约为1.9,变形均匀系数约为0.954;铸坯改锻工艺的平均晶粒尺寸与挤压坯锻造工艺基本相当,约为7.5μm,但铸坯改锻工艺的晶粒尺寸比挤压坯锻造更均匀;铸坯改锻工艺下锻件的KIC满足AMS4108F标准要求,而挤压坯锻造工艺不满足,其原因是挤压坯锻造后脆性较大,并残留有挤压织构。     

基于灰色关联分析的7050铝合金轮毂锻造工艺优化

为改善7050铝合金轮毂锻件的质量,对其锻造工艺进行研究。以模具温度、坯料温度、成形速度及摩擦系数为研究对象,以平均晶粒尺寸和平均再结晶百分数为优化目标,基于灰色关联分析将多目标优化转化为单目标优化,利用主成分分析确定平均晶粒尺寸和平均再结晶百分数对灰色关联度的影响权重,从而确定最优工艺参数;通过对试验数据的回归分析,建立灰色关联度与锻造工艺参数的二阶预测模型。结果表明,由δmax值可知,铝合金7050轮毂锻造过程最优工艺参数是模具温度为450℃、坯料温度为460℃、成形速度为8 mm·s-1、摩擦系数为0.1,并在实际生产中验证了该组工艺参数的合理性和所提方法的有效性。     

等温锻造温度对7050铝合金组织与性能的影响

在300～480℃之间的7个不同温度下对7050铝合金进行了等温压缩试验.对压缩及热处理后的试样进行了室温力学性能测试和显微组织观测.实验研究结果表明,在420℃等温压缩时,该合金基本上实现了完全再结晶,晶粒最细,强度最高,抗拉强度达到605MPa,屈服强度达到565MPa:在450℃下该合金的晶粒开始长大,强度稍有下降,伸长率最高,达到13.75%.综合考虑显微组织、强度与塑性等因素,确定435℃为该合金的较佳等温锻造温度.     

新型铝合金机械涡旋盘的挤压铸造工艺及性能研究

对ZL111+0.5V新型铝合金涡旋盘进行了挤压铸造成型,并进行了磨损性能和表面硬度的测试与分析。结果表明:随浇注温度和挤压铸造压力的提升,试样的磨损性能先提高后下降。710℃浇注温度下试样的磨损体积较680℃浇注时减小了44.9%,表面硬度提高了34.7%;24 MPa挤压铸造压力下试样的磨损体积较18 MPa时减小了34.1%,表面硬度提高了26.7%。ZL111+0.5V铝合金涡旋盘的挤压铸造工艺参数优选为:浇注温度710℃、挤压铸造压力24 MPa。     

新型热机械处理对7050铝合金微观组织与性能的影响

通过力学、抗腐蚀等性能测试,XRD、透射电镜等微观组织分析,研究了一种基于固溶热轧连续处理的新型热机械处理对7050铝合金微观组织与性能的影响规律。结果表明:通过新型热机械处理后的铝合金在保证良好塑性的同时,强度显著提高,最高屈服与抗拉强度分别达608.10MPa和651.24MPa,较T6态的分别提高了82 MPa和51 MPa;其电导率介于T6与RRA状态的电导率之间,其抗晶间腐蚀性能优于T6态的而接近于RRA态的。铝合金综合性能的改善,是新型热机械处理过程所形成的位错组态及晶界析出相形态分布所致。     

新型铝合金机械零件的锻造工艺优化

以不同的等温锻造温度和变形量成形了6082-0.5Ti新型铝合金件,并进行了力学性能和显微组织的测试与分析。结果表明,与420℃等温锻造相比,采用480℃等温锻造的试样抗拉强度和屈服强度分别增大29 MPa和26 MPa,断后伸长率减小1.6%,平均晶粒尺寸减小5.7μm;与变形量40%相比,采用60%变形量锻造的试样抗拉强度和屈服强度分别增大25 MPa和19 MPa,断后伸长率减小1.8%,平均晶粒尺寸减小6.1μm。6082-0.5Ti铝合金的等温锻造温度和变形量分别优选为480℃和60%。     

再生7050铝合金热处理工艺研究

利用光学显微镜、直读光谱仪、万能试验机等手段,研究了再生7050铝合金铸锭均匀化热处理、板材固溶及时效处理工艺。结果表明,再生7050铝合金中主元素Cu、Mg、Zn偏析率均保持在8%以下,低倍组织无裂纹、气孔等铸造缺陷;铸锭经470℃×20 h的均匀化热处理后,晶界处非平衡凝固条件下形成的共晶组织消失;板材经过475℃×0.5 h的固溶处理后,晶界处第二相回溶较彻底,伸长率达到34%;再经过120℃×24 h的时效处理后,晶内弥散析出颗粒状析出相,板材的力学性能达到最高,其中抗拉强度为608 MPa、屈服强度为539 MPa,同时伸长率为17.5%。     

多级淬火工艺对7050铝合金组织及性能影响

利用金相显微观察、X射线衍射物相分析以及力学性能试验,分别研究了不同级淬火工艺条件对铸态7050铝合金的显微组织、第二相以及力学性能的影响规律。结果表明:经不同级淬火工艺处理7050铝合金的显微组织及力学性能有明显的不同。未淬火的铝合基体晶粒粗大,晶界处出现的细小晶粒及第二相组织较少,力学性能较低。淬火处理后,晶界处出现明显的细小晶粒以及较多的第二相组织;同时,随淬火次数的增多,晶界处析出的第二相组织及细小晶粒数量明显增多,且力学性能逐渐提高;当对7050铝合金采用三级淬火工艺时,晶界处析出的第二相组织及细小晶粒数量最多,且该工艺条件下力学性能最高。     

7050铝合金淬火残余应力及消减工艺研究

采用盲孔法测定了7050铝合金试样在不同淬火水温和不同淬火停留时间下的残余应力。进行了冷压缩变形和时效处理,研究了其对淬火残余应力的消减效果。结果表明:随着淬火水温的升高,残余应力明显降低,且工件表面残余应力由压应力逐渐转变为拉应力;淬火停留时间对残余应力的影响较小;冷压变形能够消除试样大部分的淬火残余应力,增大变形量能进一步消减残余应力,在试验条件下,3%的变形量最为恰当;时效处理工艺也能有效降低淬火残余应力,在40℃水温中淬火时,试样的消减效果最好。     

热处理工艺对7050铝合金组织与性能的影响

研究了温度(290～350℃)、保温时间(1～4℃)和冷却介质(空气、水)对7050铝合金组织和性能的影响,并分析了原因。结果表明:水冷时,合金晶粒较空冷时细小,晶界较清晰,水冷时合金的性能优于空冷时合金的性能。随着保温时间的延长,合金的硬度先降低后逐渐升高,在3～4 h时硬度基本不变。3 h前其晶粒由大变小,随后晶粒出现融合而粗化,晶界部分消失。随着温度的升高,合金的显微组织先变细小,后变粗大,在310℃时晶粒最小,晶界最清晰,合金的硬度先增加后逐渐降低,硬度最高。     

工艺参数对7050铝合金胀形性能的影响

采用伺服压力测试系统对1 mm厚的7050铝合金薄板进行了杯突试验。主要研究了变形速度和温度对7050铝合金胀形性能的影响。结果表明:杯突值随胀形温度的增加呈现出先增加后降低的趋势;杯突值随变形速度的升高表现出先降低后增加的趋势;试件不同位置的晶粒结构经过杯突试验后有所不同。     

铝合金连杆锻造工艺设计及模拟研究

通过分析铝合金模锻工艺的特点,确定合理的铝合金连杆模锻工艺并绘制了模具图。同时利用DEFORM软件对锻造过程进行模拟研究,预测出锻件上的缺陷位置,为实际锻造生产提供理论依据。研究发现,锻压过程中合金的流动性整体较好,在锻件头部和杆部边缘处充填性稍差,主要的缺陷也易在这些部位产生。锻压过程中应力总体呈增加的趋势,在锻件结构较复杂的地方,应力值较大,且变化无明显规律;相反,在变形较简单的部位其应力变化较平缓。其次,应力值较大的地方应变值较小,符合锻造过程中的应力应变变化规律。     

钛合金机械盘件锻压工艺的模糊PID控制

对TC4钛合金机械盘件的锻压过程进行了常规控制和模糊PID控制,并进行了两种控制的机械盘锻件的力学性能、耐磨损性能和显微组织的测试、分析和比较。结果表明,与常规控制相比,模糊PID控制的锻件的抗拉强度和屈服强度分别增大了32 MPa和38 MPa。当磨损时间分别为5、10、15、20、25 min时,磨损体积分别减小了~3×10~(-3)、7×10~(-3)、11×10~(-3)、14×10~(-3)、17×10~(-3)mm~3。经模糊PID控制后,机械盘锻件的晶粒细化,组织较均匀,力学性能和耐磨损性能均优于常规控制。采用模糊PID控制提高了机械盘锻件的质量。