2A97 铝锂合金超塑变形规律及其本构方程

目的研究2A97铝锂合金在390~470℃温度范围和3×10-4~3×10-2s-1应变速率范围内的超塑变形行为,揭示温度和应变速率对延伸率和峰值应力的影响规律,并建立超塑拉伸变形本构方程。方法采用单轴超塑拉伸试验方法进行研究。结果当变形应变速率低于3×10-3s-1时,2A97铝锂合金真应力-真应变曲线呈现稳态流变特征;当应变速率高于3×10-3s-1时,则呈现软化特征。在450℃,应变速率为1×10-3s-1条件下,达到最大延伸率600%。结论 2A97铝锂合金具有良好的超塑变形性能,其应变速率敏感性指数m平均值为0.35,超塑变性激活能Q值为145.87 k J/mol,远高于纯铝自扩散激活能65.6 k J/mol,表明此时铝锂合金变形机制仍以晶内滑移为主。     

钛合金剪切旋压残余应力分布规律研究

应用X射线法测定了TC4钛合金残余应力分布,研究了剪切旋压变形温度、进给率和半锥角对残余应力分布的影响规律.试验结果表明,随着旋压进给比的增大,TC4钛合金工件表面残余压应力也随之增大;旋压变形温度对TC4合金表面残余应力的影响不显著,但当温度超过750℃,由于材料屈服强度的显著降低而导致坯料沿壁厚截面的变形不均,使残余应力急剧升高;合适的半锥角有利于降低工件的残余应力,半锥角过小或过大均会导致残余应力的急剧增大.从降低残余应力的角度,TC4合金旋压变形温度范围应控制在600℃～700℃,半锥角在30°～45°,并宜选用较低的进给比.     

氢化钛氧化处理及其热分解行为

在大气条件下进行氢化钛的氧化处理试验,利用扫描电镜和X射线衍射仪研究氧化处理后氢化钛的形貌与相组成,通过TG/DSC热分析,研究氧化处理对氢化钛热分解行为的影响规律。结果表明,氧化处理后氢化钛颗粒形貌无明显变化,随温度升高和时间延长,其颜色经历了灰黑色—蓝色—浅灰色的转变,且颗粒表面形成了Ti3O和TiO2的氧化物薄膜。与此同时,随氧化处理温度升高和时间延长,氢化钛热分解的质量损失率降低,但氢化钛的热分解温度显著提高,以AlSi12合金为基体,应用粉末冶金法制备泡沫铝,其氢化钛的氧化处理工艺为480℃/1h。     

置氢对TC4合金粉末物理性能和压制性能的影响

采用扫描电镜观察、粉末镶嵌试样、XRD和模压成形等方法,研究了置氢对TC4合金粉末颗粒形貌、表面状态、显微硬度、显微组织、相组成和压制性能等的影响.结果表明:置氢TC4粉末颗粒形貌为不规则状,粉末基本由亮相α相及暗相β相组成,颗粒显微组织呈片状、针状和板条状.随置氢量的增大,置氢TC4粉末显微硬度总体上趋于降低;α相逐渐减少,β相逐渐增多,置氢量达到0.32%(质量分数)时出现少量的针状α″相,置氢量为0.42%和0.46%时组织为明显的板条状(δ氢化物);粉末的压缩性能逐渐变好,成形性能逐渐变差,置氢量0.46%的TC4粉末的压制性能最好.     

稳恒强磁场对1420铝锂合金扩散连接性能及元素扩散的影响

采用金属镓作中间层,通过机械加压的方式制备了Al-Li/Al-Li和Al/Al-Li的扩散偶试样,在超导强磁场装置中对扩散偶试样进行真空热处理;通过剪切试验对经稳恒强磁场热处理后试样的连接强度进行了测试,通过EBSD和EDS对扩散偶界面处微观组织和界面附近Mg元素的含量与分布进行了观察与测量,并对1420铝锂合金中的Mg元素在1060纯铝中的扩散系数进行了计算. 结果表明,扩散连接接头抗剪强度随着磁感应强度的增加而增大,在热处理参数为:温度520 ℃、磁感应强度12 T、时间1 h时,接头抗剪强度达到最大188 MPa,为母材的94.2%,比无强磁场环境热处理的结合强度提高了168%;同时,随着磁感应强度的增加,1420铝锂合金中的Mg元素在1060纯铝中的扩散距离增加,扩散系数增大,12 T强磁场环境下比0 T(无磁场)环境下扩散系数提高了25%.     

不同初始组织材料超塑性m值模型与验证

为确定超塑性机理和本构方程,需要计算m值.采用铸造、轧制和退火方法获得细晶AA7075铝合金板材,采用高温拉伸机和图像分析仪研究了合金m值的变化,针对等轴晶粒和带状晶粒的材料超塑性变形,建立了m值与应变关系模型.模型证明等轴晶粒组织恒速度超塑性变形m值随应变增加而减小和带状晶粒组织超塑性变形m值随应变增加而增大.理论预测得到等轴细晶AA7075铝合金和AA7475+0.7Zr铝合金和带状晶粒的Mg-8.5%Li合金和包含小角度晶界的AA7475铝合金超塑性实验结果的支持.模型预测与实验结果吻合,内在组织变化是m值变化的根本原因.     

先进钣金成形技术在航空航天领域的应用（上）

由于飞机、发动机和导弹等的结构承载与功能特点,钣金结构件在航空航天领域获得了广泛的应用,如飞机壁板、导弹壳体、导弹舵翼面及发动机叶片等。据统计,塑性加工零件占整架飞机零件总重的40%,加工工时占全机重量的10%,其数量在战斗机中超过1万件,在轰炸机中超过4万件,大型运输机和干线客机中则达6万件之多。随着航空航天技术的发展,先进飞行器对可靠性、效费比及服役性能等提出了更高的要求。     

置氢TC4钛合金线性摩擦焊接头组织

采用线性摩擦焊技术对置氢TC4钛合金进行了焊接。利用金相显微镜、扫描电镜和透射电镜等对不同氢含量试样接头各区的显微组织进行分析,并探讨氢致钛合金高温塑性的微观机理。结果表明:置氢钛合金试样接头的焊缝宽度比未置氢试样的明显减小;随着氢含量的增加,试样母材和热力影响区组织中β相的含量增加;氢使得钛合金试样焊缝附近的位错密度降低,说明氢促进了位错运动;置氢钛合金接头组织中层错和孪晶的数量明显增加;在氢含量为0.4%和0.6%(质量分数)的TC4钛合金接头组织中发现了面心立方结构(FCC)的片状氢化物δ。氢主要是通过改变钛合金中的两相比例,促进位错运动和动态再结晶等机制来增强钛合金的高温塑性,从而改善线性摩擦焊的连接性能。     

超高强钢大型卷焊毛坯圆筒旋压工艺研究

论述了超高强钢大型薄壁圆筒的变薄旋压试验过程，并对卷焊毛坯设计、热胀校形及旋压工艺参数进行了分析。该工艺与原卷焊工艺相比，可以提高产品的精度和力学性能，同时又不需要采用昂贵的环轧毛坯或离心铸坯，降低了成本，对大型圆筒的加工有一定的参考价值。     

氢辅助气体捕捉法制备泡沫Ti-6Al-4V及其机理研究

对气体捕捉法制备泡沫Ti-6Al-4V过程中未发泡的坯料进行置氢处理,然后再进行等温发泡。运用阿基米德原理对发泡后坯料孔隙率进行测量。通过OM和SEM对坯料内部微观特征进行观察。研究氢对坯料等温发泡过程的影响规律及作用机制。结果表明:质量分数为0.15%的氢能将坯料最佳发泡温度降低60℃,即在890℃下孔隙率可达到32.88%(体积分数),孔径达到160μm,孔洞分布弥散的泡沫Ti-6Al-4V。主要机理:氢以降低坯料(α+β)/β相转变温度的方式,提高基体内塑性较好的β相比例,并能在一定程度上软化α相,降低坯料高温流变应力,进而降低最佳发泡温度。