热处理对新型Al-Mg-Si合金微观组织及性能的影响

对4种通过热力学计算优化选出的Al-Mg-Si合金进行了电磁搅拌及热处理试验研究。通过微观组织和性能的分析比较发现，电磁搅拌能显著改善合金的显微组织结构，为后续的热处理提供有利的显微组织条件，进而增强合金的时效强化效果，改善合金的塑性。同时发现，Mg、Si含量对合金的显微组织和性能具有不同的影响。这与合金不同的平衡凝固过程有关。该试验研究为进一步优化适合半固态成形的低成本高性能铝合金提供了依据。     

Joint formation mechanism of high depth-to-width ratio friction stir welding

High depth-to-width ratio friction stir welding is an attractive method for the joining demands of aluminum profiles, which is sparked with its extremely low heat input and high mechanical performance. In this study, the joint formation mechanism was studied by a numerical model of plastic flow combined with experimental approaches. A fluid-solid-interaction algorithm was proposed to establish the coupling model, and the material to be welded was treated as non-Newtonian fluid. The thread structure and the milling facets on tool pin promoted drastic turbulence of material. The thread structure converged the plasticized material by its inclined plane, and then drove the attached material to refill the welds. The milling facets brought about the periodic dynamic material flow. The thread structure and the milling facets increased the strain rate greatly under the extremely low heat input, which avoided the welding defects. The condition of the peak temperature of 648 K and the strain rate of 151 s⁻¹ attributed to the lowest coarsening degree of precipitate. The tensile strength of the joint reached 265 MPa, equivalent to 86% of base material. The amelioration via the material flow model inhibits the welding defects and optimizes the parameter intervals, providing references to extracting process-structure-property linkages for friction stir welding.     

Al-Mg-Si基合金方板对角拉伸临界失稳及应力应变场模拟

基于弹塑性板壳失稳理论,采用虚功原理和非线性弹塑性有限元方法,模拟了Al-Mg-Si基合金方板对角拉伸的皱曲特性,得出了方板临界失稳的物理判据和临界状态下的应力、应变场.结果表明:Uz和εx急剧变化的突发点为起皱的失稳点,拉伸失稳的临界载荷为7780牛顿.拉伸载荷达临界载荷前表现为面内变形,达临界载倚时方板发生分叉失稳.继续拉伸,演变成起皱带.临界状态下横向应变和横向应力的分布不均匀,最大值都发生在方板中心.可把失稳状态下方板中心点的横向压应力作为描述YBT模型皱曲失稳的特征值.     

Influence of Si on Interfacial Combination of SiCp/Al-Mg-Si Composite

The scanning electron microscopy (SEM) analysis results of Si distribution in the interface between SiC reinforcements and aluminum matrix of a stir casting SiCp/Al-Mg-Si composite were presented. Results show that there is Si precipitation deposit on the interface of the composite and Si connects with SiC reinforcements in one side and connects with aluminum matrix in the other side. Si phase plays as a connecting bridge, which contributes to the interfacial combination of SiCp/Al composite.     

6061合金吊钩时效强化工艺研究

研究了实际生产中的时效热处理工艺对6061合金吊钩强度的影响,对产品采用机械加工后直接人工时效及先固溶再时效的两类时效工艺;测定了强度及硬度值;用光学显微镜和透射电子显微镜进行了显微组织观察;比较了不同时效工艺的试样在性能和组织方面的变化;提出了相对较为经济有效的时效强化工艺．     

Al-Mg-Si合金线导电率演变规律与机制

通过不同温度退火处理模拟架空输电用Al-Mg-Si合金线的热服役环境,对不同退火温度下Al-Mg-Si合金线的导电率演变规律与机制进行了研究。结果表明,Al-Mg-Si合金线的导电率随着退火温度的升高呈现3阶段特征,第一阶段温度为90~150 ℃,Al-Mg-Si合金线导电率略微增大,缺陷的回复是本阶段Al-Mg-Si合金线导电率增大的原因;第二阶段温度为150~200 ℃,析出相的长大和固溶原子的析出导致Al-Mg-Si合金线导电率大幅增大;第三阶段温度为200~300 ℃,晶粒长大是Al-Mg-Si合金线导电率缓慢增大的主要原因。     

基于人工神经网络与遗传算法的Al-Mg-Si系合金抗拉强度预测模型

为了研究Al-Mg-Si系合金热处理制度和合金成分对力学性能的影响规律,采用人工神经网络（artificial neural network, ANN）和遗传算法（genetic algorithm, GA）相结合的方法,构建了Al-Mg-Si系合金强度预测模型（ANN-GA模型）。通过单因素和双因素分析,研究了合金元素含量和热处理工艺参数对铝合金抗拉强度的影响规律。结果表明,随着Si含量的增加,铝合金的抗拉强度呈现先降低后升高的趋势;随着Mg含量的增加、Cu含量的增加或者Fe含量的减少,铝合金的抗拉强度整体上呈现升高的趋势。双因素分析更能反映输入参数对铝合金抗拉强度的影响。Mg/Si比、Mg+Si总量和时效时间对Al-Mg-Si系合金力学性能的影响显著。铝合金的硬度随时间的变化趋势与ANN-GA模型的计算结果一致,峰值时效时间为29 h,相对误差为11.86%。     

多重时效析出第二相对Al-Mg-Si合金电导率的影响

电导率的变化能够灵敏地反应Al-Mg-Si合金的时效析出过程,然而溶质原子及时效析出第二相对电导率的单独影响尚不清楚。Al-Mg-Si合金中含有3种成分和形貌不同的第二相。通过实验及模型化系统地研究Al-Mg-Si合金中多重析出第二相对其电导率的影响。结果表明:由于棒状β″相或针状β′相能够分别在473和523 K时有效地阻碍传导电子的移动,因此Al-Mg-Si合金的电导率主要依赖于棒状β″相(T=473 K)或针状β′相(T=523 K)的影响。模型预测结果与实验结果吻合良好,验证了模型的有效性。     

微量Mn对A1-Mg-Si合金微观组织与拉伸性能的影响

研究了微量Mn对Al Mg Si合金的微观组织与拉伸性能的影响。结果表明 :微量Mn在Al Mg Si合金中主要以粒状α Al15(FeMn) 3 Si2 弥散相的形式存在 ,尺寸为 12～ 2 10nm ,均匀、弥散分布在基体中 ,有效地钉扎位错和亚晶界 ,抑制合金热挤压变形过程中的再结晶 ;均匀化处理过程中微量Mn可促进长针状 β Al9FeSi相向粒状α Al15(FeMn) 3 Si2 相转变 ,这种含Mn的α相弥散颗粒可作为合金时效强化相 β′(Mg2 Si)的非均匀成核位置 ,促进 β′相的析出 ,从而强化合金 ,使合金获得较好的强塑性配合     

Cu含量对一种新型Al-Mg-Si合金晶间腐蚀的影响

采用浸泡腐蚀实验和电化学实验研究了Cu含量变化和热处理条件对一种新型舰载飞机用Al-Mg-Si合金的耐腐蚀性能的影响.结果表明,添加Cu后,实验合金的 腐蚀方式由点蚀转变为晶间腐蚀,且腐蚀程度随Cu含量的增加而严重;与欠时效和过时效状态相比,T6态对晶间腐蚀较敏感,与晶界析出相的连续分布有关.电化学实验表明,所有实验合金均较快进入钝态;随Cu含量的增加,实验合金的自腐蚀电位向正向变化,腐蚀电流密度增加;随时效时间的延长,点蚀电位、晶间腐蚀的临界点位和自腐蚀电位逐渐向负向变化.而点蚀电位和自腐蚀电位随时效时间呈抛物线变化,晶间腐蚀的临界电位则呈直线变化.   