多尺度铝合金变形组织演变模型研究进展

铝合金在热成形过程中,微观组织会发生晶粒长大、晶粒不均匀变形、动态再结晶等一系列复杂的演化,而这些材料内部微观结构的改变,会直接影响铝合金的综合性能。通过掌握变形过程中微观组织演变的物理本质,以达到控制微观组织及产品性能的目的,已经越来越受到材料研究者的重视。对铝合金变形组织演变模型的研究现状进行了综述,重点介绍了多尺度模拟方法,同时指出了研究中存在的问题,对铝合金变形组织演变建模的发展趋势进行了展望。     

LY12铝合金微观组织在交变磁场作用下组织变化研究

通过对LY12铝合金试件在交变磁场作用前后的微观组织变化研究,分析磁处理前后微观组织组成成份变化,进而得出交变磁场导致LY2铝合金组织细化的组织因素及作用机理,发现磁处理技术对铝合金的塑性有所提高,强度变化不人.     

电磁搅拌对铝合金材料微观组织的影响及其理论研究探讨

从电磁搅拌对铝合金材料微观组织的影响及其理论研究等方面做一综述,其中包括电磁搅拌器的工作原理,电磁搅拌的优点等,主要研究电磁搅拌工艺与铝合金微观组织的关系,分析不同搅拌工艺条件下铝合金微观组织的变化,阐明EMS工艺对铝合金微观组织的影响,初步探讨铝合金的制备工艺。     

不同充型条件下应力框铸件的力学性能

通过实验与数值模拟方法研究了自由充型和低压浇注两种充型方式对A357铝合金应力框铸件铸态组织的影响,并采用拉伸实验、SEM和EDS对T6热处理后两种铸件的力学性能及断口形貌进行了观察。结果表明:采用低压浇注可以减少铸件的区域缩松与微观缩孔,A357铝合金铸态断裂以沿晶断裂为主,裂纹起源于组织缺陷处并不断生长增殖直至铸件发生断裂;T6热处理后铸件主要发生韧窝断裂,断口上交错分布一定数量的沿晶断裂,华铸CAE数值模拟研究证实了低压浇注充型方案的优越性。     

2024铝合金筒形件流变挤压铸造研究

目的以2024铝合金为例,研究变形铝合金流变挤压铸造成形件的组织和力学性能,探讨采用流变挤压铸造的方法成形高性能变形铝合金结构件的可行性。方法采用机械搅拌法制备了2024铝合金半固态浆料,采用不同机械搅拌温度和时间进行半固态浆料的制备,并对半固态浆料进行流变挤压铸造。研究了机械搅拌温度和搅拌时间对筒形件组织和力学性能的影响。结果成功制备出了2024铝合金筒形件。随着机械搅拌温度和搅拌时间的提高,筒形件的微观组织能得到细化,同时组织中固液相分布更加均匀,因此筒形件的力学性能也有所提高。结论对变形铝合金2024采用半固态流变挤压铸造进行成形的方法是可行的。半固态浆料最佳制备工艺参数为625℃时机械搅拌25 min,在此工艺参数下,流变挤压铸造2024筒形件的抗拉强度可达264 MPa。     

铝合金深冷处理研究进展

深冷处理作为传统热处理的补充能够提高材料的耐磨性、尺寸稳定性和综合力学性能,广泛应用于钢铁材料。近年来,深冷处理在铝合金方面的研究和应用取得了一些进展,本文对铝合金深冷处理方面的研究进展进行了系统的综述,重点分析了深冷处理在改善铝合金力学性能、尺寸稳定性和耐腐蚀性方面的宏观效果及其与处理工艺之间的关系,并从微观相组织、位错、晶格结构等不同尺度对微观组织方面的研究成果进行综述和分析,从而为铝合金深冷处理的研究和应用提供一定的指导。     

铝合金线性摩擦焊研究现状

线性摩擦焊作为一种新型的固相焊接技术,热输入低、焊接应力小,适合于铝合金的焊接。介绍了线性摩擦焊的工作原理,主要综述了铝合金线性摩擦焊数值模拟、微观组织和力学性能等3个方面的研究进展。在此基础上,着重介绍了摩擦压力、焊接时间及振动频率等工艺参数对铝合金线性摩擦焊微观组织和力学性能的影响,介绍了工艺参数对铝合金与不锈钢、纯铜、镁合金等异种金属线性摩擦焊微观组织、力学性能及金属间化合物种类和分布的影响。最后,对铝合金线性摩擦焊在数值模拟、接头性能及金属间化合物调控方面存在的不足进行了总结,并对其主要发展方向进行了展望。     

铝合金牺牲阳极电流效率的损耗分析

用恒电流方法测定了60℃下Al-Zn-In-Sn-Mg-RE和Al-Zn-In-Sn-Si两种铝合金在3%NaCl介质中的腐蚀形貌、电流效率和析氢速率,对铝合金微观组织和主要析出相进行了扫描电镜和能谱分析.结果表明:析氢自腐蚀和机械脱落引起阳极电流效率下降;合金元素以粗大第二相形式析出和阴极性杂质Fe、Si共同导致了铝合金牺牲阳极的析氢和机械损失,影响了阳极性能,但析出相造成的机械损失较大,Fe、Si造成的机械损失相对较小.     

钛铝合金制备技术现状及新进展

简要介绍了国内外钛铝合金制备工艺的研究开发情况以及发展趋势:开发无污染熔炼、制粉工艺,降低氧、氮等杂质元素的有害作用,研究钛铝合金领域热等静压的条件、方式对压块的影响,确定合理的热处理工艺参数,改善合金微观组织,解决其室温脆性问题;结合攀枝花丰富的钛资源和钛原料条件,提出了低成本、市场竞争力强的铝热还原法制备钛铝合金新工艺。     

热等静压对ZL111—T6铝合金叶轮组织和性能的影响

通过对比试验研究了热等静压处理对ZL111-T6铝合金增压器叶轮显微组织、拉伸性能及疲劳性能的影响。结果表明：热等静压处理可有效消除ZL111-T6铝合金叶轮内部的铸造疏松和缩孔缺陷;热等静压使ZL111-T6铝合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率都略有提高,同时使各项性能数据的离散度大幅度减小,提高了铸件产品性能的稳定性;相比未经热等静压处理的ZL111-T6铝合金叶轮,热等静压处理使其疲劳寿命提高了一倍以上。     

7xxx系铝合金的研究现状及发展趋势

评述了国内外7xxx系铝合金的研究及工业应用概况,讨论了热处理工艺对7xxx系铝合金微观组织与性能的影响,介绍了相关的表征技术.针对目前7xxx系铝合金在研究以及产业化应用中存在的问题,指出实现7xxx系铝合金的高强、高韧以及低应力腐蚀(SCC)敏感性将成为今后研究和开发工作的主要方向,并提出了具体的建议.     

Numerical simulations of cyclic behaviors in light alloys under isothermal and thermo-mechanical fatigue loadings

In this article, numerical simulations of cyclic behaviors in light alloys are conducted under isothermal and thermo-mechanical fatigue loadings. For this purpose, an aluminum alloy (A356) which is widely used in cylinder heads and a magnesium alloy (AZ91) which can be applicable in cylinder heads are considered to study their stress–strain hysteresis loops. Two plasticity approaches including the Chaboche’s hardening model and the Nagode’s spring-slider model are applied to simulate cyclic behaviors. To validate obtained results, strain-controlled fatigue tests are performed under low cycle and thermo-mechanical fatigue loadings. Numerical results demonstrate a good agreement with experimental data at the mid-life cycle of fatigue tests in light alloys. Calibrated material constants based on low cycle fatigue tests at various temperatures are applied to models to estimate the thermo-mechanical behavior of light alloys. The reason is to reduce costs and the testing time by performing isothermal fatigue experiments at higher strain rates.     

Al-Zn-Mg-Cu系超高强度铝合金的研究现状与发展趋势

分析了近年来超高强度Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的成分设计、工艺优化、显微组织分析、力学性能测试及微量元素的作用，对今后的发展动向提出了一些新的看法：采用传统铸造技术得到的铝合金，Zn含量的最大值在8wt％左右，抗拉强度低于700MPa；采用喷射成形技术，Zn含量最大值能够超过12wt％，同时抗拉强度可达800MPa以上，大大提高了铝合金的强度；超高强度铝合金的固溶强化相主要为MgZn2相；经回归时效处理(RRA)后，合金同时具有T6的强度和T7X的抗应力腐蚀性能；微量元素对超高强度铝合金的组织和性能具有显著的影响。     

形变热处理工艺对2519A铝合金动态变形行为的影响

通过霍普金森压杆实验研究2519A铝合金T87,T8,T9和T9I64种形变热处理状态在1040~5900s^-1应变率范围的动态冲击变形行为,并利用金相、透射电镜等手段分析在动态变形中合金微观组织的演变规律,研究不同形变热处理工艺对2519A铝合金动态变形行为的影响。结果表明:与T87态合金相比,强冷变形的T8和T9态合金高速冲击的动态屈服强度大幅提升,但是合金的绝热剪切敏感性也显著增加,更容易发生绝热剪切开裂。断续时效T9I6工艺可以提高2519A合金强化析出相的密度,使θ'相(Al₂Cu)更细小弥散分布。这样降低了θ'析出相在高应变率下被位错切割分解的速率,提高合金在高速变形过程中的稳定性。2519A-T9I6铝合金在高应变率下拥有较高的动态屈服强度和较低的绝热剪切敏感性,在高速变形过程中表现最佳。     

激光选区熔化成形高强铝合金晶粒细化抑制裂纹研究现状EI北大核心CSCD

高强铝合金(2×××,7×××等)因具有比强度高、加工性好等优点而被航空航天、汽车等领域广泛应用。随着大推重比飞行器设计及汽车轻量化技术的发展,轻质结构材料的需求日益增加,同时零部件也面临着“薄壁化、中空化、复合化”的发展趋势,高强铝合金的传统加工方法越来越难以满足要求。近年来,激光选区熔化成形(selective laser melting,SLM)作为一种常见的金属增材制造技术(additive manufacturing,AM)在复杂零部件成形领域受到关注,有望成为进一步拓宽高强铝合金应用领域的新兴技术。然而,SLM成形高强铝合金因易产生周期性热裂纹和粗大柱状晶不良组织等问题而发展缓慢,晶粒细化是克服增材制造高强铝合金这一固有热裂问题的关键所在。本文综述了近年来SLM成形高强铝合金显微组织和力学性能调控等方面的研究进展,归纳了不同体系合金的力学性能,重点阐述了抑制SLM成形高强铝合金中热裂纹形成的主要策略,包括SLM工艺参数优化以及通过微合金化或添加纳米颗粒细化晶粒等方法。指出当前研究存在的主要问题是合金成分的改变对材料综合性能以及热处理制度的影响规律尚不清晰等,并展望了未来的发展趋势,如SLM成形新型高强铝合金成分设计与综合性能评价、利用后处理工艺等手段进一步提升合金综合性能以及专用晶粒细化剂的设计与细化机制探究等。     

Enhancing electrical conductivity and strength in Al alloys by modification of conventional thermo-mechanical process

Although aluminum alloys can be made as excellent conductors, their applications to electrical and electronic industries are often limited because of their relatively low strength. A new strategy of micro-structural design for improving combination of electrical conductivity and strength in Al alloy is developed based on modification of the sequence of conventional cold-deformation and artificial aging. The proposed thermo-mechanical process could enhance the removal of solutes from the Al matrix and properly utilize the work-hardening effect to compensate the loss of age-hardening effect due to the coarsening of the hardening precipitates in the material, such that an excellent combination of good electrical conductivity and enhanced strength as well as reasonable ductility can be achieved in an Al–Mg–Si–(Cu) alloy. The featured microstructure of the alloy was examined in order to understand the obtained properties of the material.     

电弧熔丝增材制造铝合金研究进展EI北大核心CSCD

电弧增材制造因其独特的无模壳快速近净成形特点而备受关注,有望成为突破铝合金材料研发与工业应用瓶颈的先进制造技术。电弧增材技术在传统电弧焊接的基础上发展而来,二者均以高能电弧为热源、以金属丝材为原材料进行成形。本文综合分析了电弧增材制造工艺与设备研发现状、凝固与固态相变特性、显微组织特点、冶金缺陷概况以及力学性能特点,论述了热丝及多丝增材制造技术前景和电弧增材制造独特的成形方式与相变显微组织特征。针对电弧增材制造铝合金制造精度及稳定性较差、气孔及热裂缺陷严重、材料力学性能优势不突出的问题,提出了电弧增材制造专用设备开发、熔丝累加快速凝固冶金缺陷控制专用方法研发、专用材料成分及显微组织设计、专用热处理工艺制定等发展方向,为加快电弧增材制造铝合金高端化、定制化、专属化发展提供重要参考。     

稀土在铝、镁合金中的应用

稀土元素作为微量元素加入铝、镁合金中,可以净化合金熔体,细化、变质微观组织,减少夹杂.随着稀土元素加入量的增加,可以显著提高铝、镁合金的综合性能特别是高温力学性能.综述了含稀土铝合金和稀土镁合金的研究、发展和应用现状,着重介绍了稀土对铝镁合金冶炼、工艺和合金化的影响.展望了稀土铝、镁合金的发展前景.     

The effects of thermo-mechanical parameters on the microstructure of Thixocast A356 aluminum alloy

In general, semi solid Thixocast (A356) alloys are consisted of extensive globular -Al regions, which are surrounded by eutectic (β) phase. The better formability, higher toughness and structure free porosities, gas cavities and shrinkages are the important advantages of this globular structure. In addition the thermo-mechanical processing is known as one of the most effective processing techniques to control the final mechanical properties. Accordingly, in present work the effects of strain rate and the deformation temperature on the microstructure (morphology of Si phase) of Thixocast aluminum (A356) alloy have been studied. In this regard, hot compression tests at 450, 500 and 540 °C with strain rate of 0.0001, 0.0005, 0.001 and 0.01 s⁻¹ have been performed. The results showed an extensive change in the morphology of eutectic Si fibers through breaking and spheroidization processes.