固溶处理对7475铝合金组织和拉伸性能的影响

利用透射电子显微镜(TEM)和万能材料试验机,研究了单级固溶和双级固溶对7475铝合金微观组织和拉伸性能的影响.结果表明,7475铝合金最佳的固溶制度为470℃/40 min+500℃/25 min双级固溶.在此制度下固溶处理,随后进行120℃/5 h+163℃/18 h双级时效,σ_(b)、σ_(0.2)和δ分别为499 MPa、454 MPa和12.9%.与单级固溶相比,双级固溶后固溶度显著提高,时效时析出驱动力增加,析出相的临界形核尺寸减小,形核率增加.故时效处理后,基体析出相数量更多,且更细小弥散,达到时效强化效果.

双级时效对7475铝合金组织与性能的影响

采用室温拉伸和电子显微分析方法(TEM)研究了7475铝合金在107℃和163℃的双级时效过程中微观组织变化和时效强化特点。结果表明,二级时效时间不变(163℃×30h),随一级时效时间延长,合金的抗拉强度增加,至6h后合金的抗拉强度减小,到10h后变化趋于平缓;一级时效时间不变(107℃×8h),随二级时效时间延长,时效初期合金的抗拉强度变化不大,时效至15h抗拉强度开始下降,时效至25h后渐趋平缓。透射电镜(TEM)观察发现,随一级时效保温时间延长,无沉淀析出带增宽;随二级时效保温时间延长,与T76相比,T73的微观组织中的GP区的数量减少,亚稳相η′和平衡相η数量增加。

7475铝合金阳极氧化膜表面-界面组织与特征

利用阳极氧化法在7475铝合金表面制备一层氧化膜。通过SEM、EDS、XRD等手段分析其表面-界面形貌、化学元素组成和物相,对其表面和结合界面化学元素进行面扫描和线扫描分析,并对氧化膜界面结合形式进行表征。结果表明:阳极氧化膜主要是由Al和O元素组成,还含有板材中所不具备的C、K和S元素,主要来源于阳极氧化的电解液;生成的氧化膜为稳相α-Al2O3和亚稳相γ-Al2O3,其中以α-Al2O3为主;Al和O原子在氧化膜结合界面形成富集层,其界面为化合物型+扩散型形式。

7475铝合金ECAP的晶粒细化极限

将等径弯曲通道变形应用于7475铝合金,等效真应变达12。对7475铝合金在不同温度下ECAP变形后显微组织特征和晶粒细化极限进行了研究。结果表明:变形温度从273K到773K,7475铝合金的晶粒细化极限为0.29～1.90μm,且极限晶粒尺寸的倒数与变形温度的倒数成正比关系。在较高温度下,组织中产生大量的沉淀相粒子能有效钉扎晶界,阻碍晶粒长大,使合金具有较好的组织热稳定性。

微弧氧化对7475铝合金盐雾腐蚀性能的影响

对7475铝合金原始试样和微弧氧化试样进行了中性盐雾腐蚀试验,通过扫描电镜分析了原始试样和微弧氧化试样的表面-界面形貌和腐蚀后形貌,采用能谱仪对腐蚀后的表面和界面进行了面扫描和线扫描分析,通过X射线衍射测定了微弧氧化前后的物相,并利用PS-268A型电化学工作站测得了极化曲线。结果表明,盐雾腐蚀后原始试样表面被严重破坏,伴随着大量裂纹和剥落,腐蚀向纵深发展,腐蚀深度5～10μm,腐蚀产物为Al-O化合物;而微弧氧化试样盐雾腐蚀后仅表面间隙层有腐蚀造成的小球形貌,腐蚀止于致密层;氧化膜由间隙层、致密层和过渡层组成,物相为Al、α-Al2O3和γ-Al2O3,致密层的结构和稳定性是微弧氧化试样耐盐雾腐蚀性能提高的因素,极化曲线表明,微弧氧化试样比原始试样具有更小的腐蚀倾向和腐蚀速率。

7475铝合金的ECAP组织细化研究

研究了等径弯曲通道变形过程中７４７５铝合金的组织细化及超细化，在７４７５铝合金中实现了亚微晶组织，晶粒尺寸达到 ０．４～０．６ μｍ；提出的 ＥＣＡＰ－Ａ晶粒细化工艺，可将 ７４７５铝合金的晶粒尺寸细化到６～８μｍ，而且相当稳定，这一指标优于以前的ＴＭＰ工艺和ＪＴＭＰＡ工艺．

微量液相与7475铝合金的超塑性变形

采用扫描电镜、能谱分析仪和金相显微镜研究了7475铝合金的超塑性,探讨了拉伸温度对晶界附近液相的形成及其对孔洞的影响。研究表明:7475铝合金进行超塑性拉伸时,晶界处存在少量液相,且随拉伸温度的升高,液相的质量分数增加,液相中A l含量增加,而Mg、Zn元素的含量有所降低;液相的存在提高了材料对孔洞的承受能力,使材料断裂延缓,超塑性能提高。

直流脉冲电流对7475铝合金超塑性变形中位错运动的影响

研究了直流脉冲电流对7475铝合金超塑性拉伸时的力学性能的影响。结果表明:脉冲电流能显著提高7475铝合金的伸长率,稍微降低其变形流动应力。透射电镜观察发现晶内位错从杂乱无章的状态调整到顺电子流动的方向,各位错段相互平行排列;移动到晶界处的位错能继续以滑移 攀升的方式协调晶界处的变形。由于在超塑性变形中,晶界的变形占据主导地位,电子风在晶界处推动位错的运动,比在晶内的作用更能有效地提高7475铝合金的伸长率。

固溶处理对7475铝合金组织和性能的影响

采用力学试验、金相观察和热差分析等手段,研究了固溶处理对7475合金组织和性能的影响。研究结果表明,7475合金固溶处理时,固溶温度对常温力学性能的影响比较大,其时效后的强度随着固溶温度的增加而提高(500℃内),当基体有轻微过烧时强度并不降低;7475合金挤压带材的淬火过烧温度为490℃,较佳的固溶温度为470±5℃;7475合金淬火介质的性质及转移时间是影响淬火冷却速度的重要因素,淬火水温应尽量低(小于20℃),转移时间应尽量短(小于30 s),以获得高的强度;淬火至时效的停放时间对以后的时效有一定的影响,停放时间要加以控制,停放时间确定为小于4 h或大于48 h。

7475铝合金回填式搅拌摩擦点焊接头链状孔洞研究

7475铝合金具有出色的力学性能,被广泛应用于航空航天领域.使用回填式搅拌摩擦点焊进行焊接能够有效地消除传统搅拌摩擦点焊接头中的匙孔,使力学性能得到大幅提高.但是,对于如7000系高强铝合金进行回填式搅拌摩擦点焊实验时,依然存在力学性能不良、得不到良好焊点的问题,这是由于在对高强铝合金进行回填式搅拌摩擦点焊时,需要更大的热输入才能使母材受搅拌作用形成塑性材料.当焊接热输入较大时,焊点内易产生裂纹和孔洞等缺陷从而影响焊点的力学性能.本研究采用激光共聚焦显微镜、电子扫描显微镜(SEM)对链状孔洞的形貌特点进行了系统的分析,并对链状孔洞的产生原因进行了分析讨论,同时进行了一系列工艺参数实验研究工艺参数对焊点内链状孔洞的影响.研究结果表明,7475铝合金回填式FSSW焊点在较高热输入情况下搅拌区(SZ)内存在对称分布且呈现链状的孔洞,链状孔洞的方向与焊接过程中塑性材料的流动方向一致,这是由于焊接过程中焊具的搅拌以及焊接温度的不断提高,母材中原本存在的金属间化合物(IMC)被焊具打碎并随着材料流动方向汇聚在SZ内,当SZ内温度达到共晶温度时,IMC与Al发生了共晶反应造成了熔化.此外,随着搅拌套下压深度增加,链状孔洞密集程度上升;随着搅拌套运动速率增加,链状孔洞密集程度下降;随着焊具旋转速度的增加,链状孔洞密集程度上升.

盐雾腐蚀对7475铝合金疲劳寿命的影响

通过测定疲劳寿命来研究盐雾腐蚀对与TC18钛合金偶合的7475铝合金性能的影响;采用概论统计中的F检验分析处理了疲劳数据,分析了盐雾腐蚀和各种表面处理状态对7475铝合金性能的具体影响。结果表明:盐雾腐蚀对7475铝合金疲劳寿命的影响显著;不同的表面处理法对与TC18钛合金偶合的7475铝合金疲劳寿命影响各不相同。

Be对7475铝合金组织及性能的影响

采用再结晶退火和时效硬化两种热处理方式,研究了Be对7475铝合金组织及性能的影响。结果表明,0.023%的Be能细化7475铝合金晶粒,提高其综合力学性能,并能提高再结晶温度,延长再结晶孕育期,降低再结晶速度,同时还加快了该合金的时效硬化进程。

7475铝合金断裂韧性K_(IC)的各向异性

采用标准紧凑拉伸试样测定了7475铝合金T-L和L-T向的平面应变断裂韧性KIC值。利用扫描电镜分析了断口形貌,对7475合金KIC各向异性的程度和机理进行了研究。结果表明:7475合金的断裂韧性具有明显的各向异性,T-L向的KIC约比L-T向低10MPa·m1/2或25%左右。同一取向上,KIC的大小与时效制度及加工工艺有关。

时效工艺对7475铝合金锻件组织和性能的影响

通过对不同时效工艺状态下 74 75铝合金锻件常规力学性能、断裂韧度、电导率和微观组织的观测 ,研究比较了几种双级时效和三级时效 (RRA)工艺 ,结果发现 RRA工艺虽然能使合金获得最高的强度 ,但断裂韧度较低 。

7475铝合金与TC18钛合金接触腐蚀研究

为了研究7475铝合金接触腐蚀性能,测定了7475铝合金和TC18钛合金组成的电偶对的电偶电流,利用扫描电镜和光学显微镜对腐蚀表面形貌和深度进行分析,研究了7475铝合金和TC18钛合金在使用中接触时产生电偶腐蚀的敏感性.结果表明:7475铝合金不同表面处理状态与TC18接触时,7475铝合金与TC18接触腐蚀严重,电偶腐蚀的敏感性为C级.7475阳极化与TC18阳极化处理后接触腐蚀敏感性降低,电偶腐蚀的敏感性为A级,对7475阳极化后进行涂漆可进一步降低电偶腐蚀电流.

海洋大气腐蚀对7475铝合金疲劳性能的影响

针对海洋大气环境下金属腐蚀严重的问题,研究了海洋大气腐蚀对7475铝合金疲劳性能的影响。提出了7475铝合金的腐蚀防护措施。首先对在海南暴晒1年的7475铝合金不同表面状态的疲劳寿命进行测定。其次运用概论统计中的T检验和F检验处理疲劳数据,并采用扫描电子显微镜(SEM)观察疲劳断口形貌。分析海洋大气腐蚀对7475铝合金疲劳性能的影响。最后得出了7475铝合金腐蚀防护措施。结果表明:在海南海洋大气环境中暴晒1年后,涂漆的7475铝合金疲劳寿命最长,不涂漆的7475铝合金表面出现明显的点蚀,从而降低材料寿命。不涂漆胶结装配的7475铝合金主要在与TC18钛合金连接处发生严重腐蚀,疲劳寿命略有降低。7475铝合金表面涂漆,可以有效防止其在海洋大气环境中的严重腐蚀。

7475铝合金高温高应变速率压缩变形的流变应力

在G leeble-1500D热模拟试验机上进行高温高应变速率热压缩变形试验,研究了7475铝合金在340℃～420℃温度范围及0.1～10s-1应变速率范围内的流变应力变化规律。结果表明,流变应力随应变速率的增加而增加,随温度的增加而降低;当在较高应变速率10s-1时,随变形的进行,其流变应力甚至会低于应变速率为1s-1时的流变应力;确定了合金的应变硬化指数n以及变形激活能Q,得到了适于所有应力状态的流变应力本构方程。

7475铝合金ECAP变形后的组织和性能

等径弯曲通道变形(简称ECAP)具有获得超细晶组织和改善力学性能的潜力。对7475铝合金在523K和573K下进行了ECAP变形,等效真应变达12左右,ECAP后平均晶粒尺寸约为0.29μm和0.5μm。拉伸试验的结果表明:ECAP大大改善了合金的塑性,同时也提高了合金的屈服强度和拉伸强度。

海洋大气环境下7475铝合金的疲劳寿命及断裂机理

为了研究海洋大气腐蚀条件下7475铝合金疲劳寿命及疲劳断裂机理.对不同表面处理的7475铝合金试样在海南暴晒1年,测定对比试样和经1年暴晒试样的疲劳寿命.对疲劳断口形貌进行扫描电子显微镜观察,分析了海洋大气腐蚀对7475铝合金疲劳寿命的影响程度及疲劳断裂机理.试验结果表明:7475铝合金经海南海洋大气环境暴晒1年后,其疲劳寿命下降了一个数量级,表面涂漆试样寿命高于不涂漆试样的寿命,不涂漆的7475铝合金表面出现明显的点蚀,降低疲劳寿命;7475铝合金经硼硫酸阳极化后涂漆,一定程度上可防止其在海洋大气环境中的腐蚀.

激光热处理对7475铝合金阳极氧化膜表面-界面性能的影响

利用阳极氧化法在7475铝合金表面制备一层氧化膜,通过激光热处理(LHT)对氧化膜进行改性处理,采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)分析氧化膜表面-界面形貌、化学元素分布和物相,并对其表面和结合界面化学元素进行面扫描和线扫描分析,研究激光热处理对氧化膜组织和性能的影响。结果表明:激光热处理后,7475铝合金氧化膜表面孔洞增多,界面形成致密热影响区;氧化膜主要由Al_2O_3和SiO_2组成,而热影响区主要由Al_2O_3组成;Al、O、Si原子在结合界面发生富集现象,其界面为化合物型+扩散型形式。