7055铝合金厚板的淬透性

通过末端淬火的方法研究7055铝合金厚板的淬透性,采用透射电子显微镜对微观组织进行分析。结果表明:该合金板材的淬透深度可达45 mm,使其淬透的冷却速率需大于230℃/min;随着冷却速率的减小,淬火过程析出平衡相的数量和尺寸增加,时效后析出的η′沉淀强化相的数量减少,晶界无沉淀析出带宽度增加;在所研究的冷却速率范围内,时效后铝合金板材的硬度、晶界无沉淀析出带宽度与冷却速率的对数均呈线性关系。     

淬火介质对7055铝合金晶界析出行为的影响

采用透射电镜研究了淬火介质对7055铝合金晶界析出相及无沉淀析出带的影响。结果表明，空气淬火时，合金冷却过程在晶界上析出η平衡相。合金经室温水淬及沸水淬火合金时效后，晶界析出相尺寸差别小，呈链状连续分布；晶界无沉淀，析出带较窄，平均宽度分别约为33nm和43nm。空气淬火合金时效后晶界析出相尺寸差别较大，呈不连续分布；晶界无沉淀，析出带很宽，约102nm。对其原因进行了分析和讨论。     

AQ251淬火介质在铝合金厚板中的应用

采用AQ251聚合物对固溶后的7075铝合金厚板进行浸没淬火,运用X射线衍射仪、三坐标仪与维氏硬度仪分别测试各淬火板的表面残余应力分布、翘曲变形及显微硬度,研究不同温度、介质浓度下厚板残余应力场、表层零应力层位置、最大翘曲变形量及材料力学性能的演变趋势。研究结果表明:随淬火温度升高与介质浓度增加,试件表面残余应力降幅近90%,压应力区加深近90%,尺寸稳定性增加近5倍,但力学性能降低近14%。     

时效对7055铝合金厚板淬透性的影响

采用末端淬火实验、光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和差示扫描量热法,研究了时效制度对7055铝合金厚板淬透性的影响.结果表明:人工时效前进行长时间的自然时效可提高板材的淬透性,自然时效和人工时效的淬透深度分别约为78和45 mm,而自然+人工时效的淬透层深度可达100 mm.冷却速率减小时,析出了粗大的η平衡相,溶质和空位浓度降低,时效后的η′沉淀强化相数量减少,尺寸增加,因此硬度降低.人工时效前的长时间自然时效有利于慢速冷却处形成稳定的GP区,最终得到数量更多、分布更均匀弥散、尺寸更细小的η′沉淀强化相,硬度升高,提高了淬透性.     

铝合金厚板淬火-预拉伸应力预测与测试

采用非线性有限元软件MSC.Marc,结合淬火和预拉伸实验,建立厚板淬火-预拉伸应力预测模型时,运X射线衍射技术的层削测试方法验证了此模型。结果表明:应力场预测模型计算结果与实验测算吻合较好,其中淬火应力平均偏差小于10%;有效的实验测试可以对有限元预测模型的建立进行改进和检验;理想假设的存在使得预测结果与实际有所偏离,但应力预测趋势仍可有效揭示厚板的应力演变规律。     

热轧工艺对7055铝合金厚板组织的影响

通过多道次热轧、热处理试验和显微组织观察,研究了不同热轧工艺对7055铝合金热轧组织和热处理组织的影响规律,其中热轧工艺选取常规热轧工艺和大道次压下工艺.结果表明,大道次压下工艺可以使7055铝合金厚板芯部获得均匀变形,并充分破碎粗大第二相;经470℃×90 min单级固溶处理,大道次压下工艺获得的厚板芯部的粗大第二相获得了比较充分的熔接;120 C×24 h时效处理后,大道次压下工艺获得的厚板的再结晶体积分数较常规轧制工艺获得的厚板降低约15％.     

双重淬火对7055铝合金组织性能的影响

通过拉伸性能测试、晶间腐蚀和剥落腐蚀性能测试,金相显微镜、透射电子显微镜研究了双重淬火对7055铝合金组织及性能的影响.结果表明:合适的双重淬火可调控晶界和晶内析出状态,使合金时效后晶界上的析出相呈断续分布,晶内沉淀强化相均匀、弥散、细小析出,保证合金高强度的同时,提高晶间和剥落腐蚀性能.     

时效对7055铝合金淬火敏感效应的影响

通过电导率、常温力学性能测试和透射电镜研究了时效对7055铝合金淬火敏感效应的影响。结果表明:合金固溶后慢速淬火时,晶粒内部和晶界上析出大量粗大的η平衡相,基体中的溶质过饱和度及空位浓度大大降低,不利于时效时强化相的均匀弥散析出,导致合金的力学性能下降;双级时效对快速淬火合金的力学性能影响不大,但提高了慢速淬火合金的力学性能,因而一定程度减少了合金的淬火敏感效应;这是因为相对单级时效而言双级时效可使慢速淬火合金中得到更多强化相,分布也更均匀弥散,从而减小空位浓度降低带来的不利影响;在本研究中,100℃,24 h 121℃,24 h是最佳的双级时效制度。     

7055铝合金超厚板组织与性能均匀性分析

采用ICP光谱仪、光学显微镜、电子万能试验机分析了 205 mm厚度7055铝合金超厚板不同厚度层的化学成分、显微组织及力学性能的均匀性.分析结果表明:板材不同厚度层的化学成分均满足标准要求,主要合金元素Cu、Mg、Zn沿板材厚度方向的偏析率分别为7.3％、7.4％、5.8％;板材经过475℃6 h的固溶处理及110℃...     

7075铝合金模锻件淬火残余内应力的消除

为了消除７０７５铝合金模锻件淬火残余内应力,采用模压冷变形方法并利用Ｘ射线衍射技术测试了淬火态及经过不同程度的模压冷变形后锻件的残余内应力。结果表明,模压冷变形是消除７０７５模锻件淬火残余内应力的一种有效方法;淬火态锻件表面为压应力,模压冷变形后的表面为拉应力;４．６％的模压冷变形是模拟消除残余内应力研究的最佳值。     

淬火水温对喷射成形7055铝合金性能的影响

采用电子散斑法残余应力测试、显微硬度测试、拉伸力学性能测试、剥落腐蚀、极化曲线分析等手段,研究了淬火水温对喷射成形7055铝合金淬火残余应力、力学性能、时效硬化行为及剥落腐蚀性能的影响。结果表明:室温(25℃)淬火后试样表层存在严重的淬火残余压应力,L和LT方向残余应力最大值分别可达到-352 MPa和-302 MPa,提高淬火水温至60℃、80℃,L方向最大残余应力降低14%、25%,LT方向最大残余应力降低12%、31%。随着淬火水温由室温提高至60℃、80℃,7055铝合金时效硬化行为无明显变化,T74时效态拉伸性能差异不大,腐蚀电流密度逐渐增大,剥落腐蚀性能发生轻微恶化,由PB降低至PC、PC+。     

微量锆对7055型铝合金淬火敏感性的影响

通过常温力学性能测试及用金相显微镜、扫描电镜和透射电镜研究了微量Zr对7055型铝合金淬火敏感性的影响。结果表明，Zr的添加增加了合金强度的淬火敏感性，减小了延伸率的淬火敏感性，这种影响在Zr含量〉10．1％时较明显。含Zr合金中部分再结晶的发生，不但增加了随机大角度晶界的数量，还导致Al3Zr粒子失去与基体的共格性，从而增加了合金缓冷时粗大平衡相析出的非均匀形核位置，是合金强度淬火敏感性增加的主要原因。Zr的添加阻碍再结晶，细化晶粒，是合金延伸率淬火敏感性减小的主要原因。     

淬火转移时间对7055铝合金抗晶间腐蚀能力的影响

采用光学显微镜和透射电镜等分析技术研究了淬火转移时间对含Zr和无Zr的7055铝合金晶间腐蚀抗力的影响.结果表明,随着淬火转移时间的延长,合金的晶间腐蚀深度增加,合金的晶间腐蚀抗力降低.含Zr合金较无Zr合金具有更好的抗晶间腐蚀能力.据组织观察认为淬火转移时间延长致使晶界无沉淀析出带宽化是合金晶间腐蚀抗力下降的主要原因,Zr的添加阻碍再结晶从而提高合金的抗晶间腐蚀能力.     

差温轧制对7055铝合金厚板剥落腐蚀性能的影响

采用强制调控轧制过程表层与心部温差的方法,实现了7055铝合金60 mm厚板的差温轧制。对轧制后的板材进行双级固溶处理(390℃0.5 h+470℃1 h)和回归时效处理(185℃0.5 h+125℃22 h);采用剥落腐蚀、金相、SEM、EBSD、透射电镜等方法研究了差温轧制对板材不同厚度层组织与剥落腐蚀性能的影响,并与常规轧制厚板进行对比分析。研究结果表明:与常规轧制相比,差温轧制通过改善板材心、表温差,增大了厚板心部的变形能力,提高了变形均匀性,使厚板再结晶程度、晶粒平均尺寸和大角度晶界占比均有所增加,但其各层耐剥落腐蚀性能有所下降。     

降低7075铝合金厚板淬火残余应力的工艺

7075铝合金可通过淬火时效获得高强度,但它在淬火过程中会产生淬火残余应力,本文对7075铝合金厚板在不同淬火水温下,以及某一水温下淬火后经不同预拉伸量和不同时效工艺制度下淬火残余应力大小及变化规律进行了测试与分析,结果表明：随着淬火水温的升高,残余应力明显降低;水淬后随着预接拉伸量的增加,残余应力逐渐从压应力转变为拉应力,当预拉伸量约2%时,残余应力基本上趋近于零;随着时效温度升高和时效时间延长,残余应力呈下降趋势,因此,合理的淬火水温,预拉伸量以及时效制度是降低7075铝合金厚板淬火残余应力的有效工艺措施,其中尤以适当的淬火水温和预拉伸量最为有效。     

Al-Zn-Mg-Cu系高强铝合金厚板淬火过程数值模拟

采用Simufact有限元分析软件,对4000 mm×720 mm×285 mm尺寸的Al-Zn-Mg-Cu新型高强铝合金厚板淬火过程进行了模拟分析。结果表明,淬火过程中厚板表面和心部存在很大的温度梯度,同时各部分温降速率不断变化,淬火26 s时表面平均温降速率由10.43℃/s急降至小于0.01℃/s,而心部温降速率则是缓慢减小。厚板残余应力,淬火初期表现为外拉内压,淬火后期则为外压内拉。淬火后,厚板表面最大残余压应力分量约为-175 MPa,心部最大残余拉应力分量约为199 MPa。     

铝合金淬火厚板体应力场的离散解析预测

为了能够准确获知铝合金淬火厚板任意位置上的应力场分布状况,可运用解析方法求取厚板全局应力场。本文利用层削法、XRD应力测试和有限元应力仿真,提出基于表面应力分布和能量守恒原理,对7075铝合金轧制厚板体应力场进行离散解析描述。研究结果表明:通过在材料均匀区域进行的层削法应力实验和表面XRD应力测试,可以构建一个适用于整个厚板应力场描述的体应力场函数,该函数完成了对厚板全局应力分布的描述和预测,计算偏差小于20 MPa。     

新型航空铝合金7055

美国铝业公司新近研制成一种制造飞机骨架用的新型航空铝合金,牌号为7055,已用于制造波音777型客机的上翼结构、货舱轨道和座椅轨道。这种合金的比强度与抗压强度比在飞机制造业获得广泛应用的超硬铝7150-T61、7150-T77合金的相应性能高10％。因此,用它制造飞机结构可以显著减轻重量。     

预拉伸变形量对7055铝合金厚板表面残余应力的影响

为了系统性地研究预拉伸变形量对淬火残余应力的消减规律,采用基于cosα法的μ-X360s型X射线残余应力分析仪,表征7055铝合金厚板经不同预拉伸变形量(0%、0.5%、1.2%、1.5%、2.5%、3.3%、3.9%)的表面残余应力水平,并通过基于sin²Ψ法的X射线衍射法和钻孔法验证测试结果。结果表明:7055铝合金厚板经过固溶淬火处理后,残余应力水平较高,轧向分应力略小于横向分应力,在厚板边缘区域残余应力水平波动较大,波动区域大约在距边部27mm的位置。当预拉伸变形量为1.5%时,轧向分应力的明显减小,继续增大拉伸量,残余应力稳定在-60～-70 MPa;而当预拉伸变形量大约为1.5%时,横向分应力由压应力状态转变为拉应力状态;经超过2.5%的预拉伸变形后,残余应力稳定在20～30 MPa。     

淬火温度对7075铝合金厚板残余应力的影响

对7075铝合金厚板进行固溶处理后,分别在不同的淬火水温下进行浸没淬火和喷淋淬火。运用X射线衍射法测试淬火板的表面残余应力,利用维氏硬度仪测试板表面显微硬度,研究淬火工艺及水温对铝合金厚板残余应力与力学性能的影响。结果表明:随淬火温度的升高,浸没淬火与喷淋淬火引入的表面残余压应力水平与表面显微硬度迅速下降,且在一定的温度下,前者比后者引入的残余应力水平大40%,而显微硬度仅大7%。