均匀化退火对Mg-4Zn-4Y合金显微组织和力学性能的影响

对铸态Mg-4Zn-4Y合金进行了不同温度(440,460,480℃)和不同保温时间(4~24 h)下的均匀化退火,研究了均匀化退火对合金组织及性能的影响。结果表明:铸态合金中存在α-Mg相、W相Mg_(3)Zn_(3)Y_(2)、LPSO相Mg_(12)ZnY和富钇相;随着退火温度的升高,大部分LPSO相逐渐溶入基体;随着退火保温时间的延长及退火温度的升高,富钇相含量减少,枝晶偏析得到改善;与铸态合金相比,440,460℃均匀化退火后合金的抗拉强度略微降低,断后伸长率变化较小,480℃均匀化退火后抗拉强度和断后伸长率较高,但出现烧损现象。该合金的最佳均匀化退火制度为440℃×12 h。

某车型铝合金前副车架拓扑优化概念设计

首先采用虚拟路面整车模型动态提载的方法确立了原钢制副车架各硬点在典型工况下的载荷,以此载荷作为铝合金副车架拓扑优化概念设计阶段的载荷输入。在Hypermesh的Optistruct模块对原副车架包络体进行拓扑优化,将体积百分比和加权柔度作为优化响应,以最小化加权柔度为目标,以体积百分比为约束条件,并引入对称约束与制造约束,进行多工况拓扑优化,获得了副车架最佳受力结构。采用材料替换的方法以铝代钢,拓扑优化概念设计后的副车架在不低于原副车架性能目标的前提下实现减重1.84kg,轻量化率达11.5%。通过对概念阶段的铝合金副车架进行性能分析,结果表明,铝合金副车架满足设计要求,此方法对于副车架概念设计阶段具有一定的可行性。

轧制温度对Al-4.5Cu-1.5Mg-0.5Zr合金显微组织及性能影响

目的优化加工工艺,改善合金的组织,提高合金的力学性能。方法采用金相(OM)观察、拉伸试验和X射线衍射,分析在大应变轧制下冷轧结合T6态处理后板材的成形性能,引入Williamson-Hall模型和Taylor函数,分析合金内部位错密度的变化规律及其对力学性能的影响。结果随着前期轧制温度从350℃升高到400℃,合金晶粒得到明显细化,再结晶充分,晶粒尺寸细小,晶界处第二相粗大;冷轧后晶粒破碎严重,晶粒的碎化方向与轧制方向垂直;在350℃时,合金内部的位错密度为1.62×10^(15)m^(-2),位错密度对强度的贡献值为219.5MPa,其抗拉强度最大为602MPa、屈服强度为512MPa、伸长率为12.6%。结论Al-4.5Cu-1.5Mg-0.5Zr合金的晶粒组织明显细化,其力学性能得到提升。

轧制温度对大应变轧制Al-4.5Cu-1.5Mg-0.1Sc合金组织与性能的影响

在不同温度下对Al-4.5Cu-1.5Mg-0.1Sc进行大应变轧制,采用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析及拉伸试验等研究轧制温度对合金显微组织与力学性能的影响。结果表明,热轧温度400℃时,Al-4.5Cu-1.5Mg-0.1Sc铝合金再结晶充分,晶粒尺寸细小均匀,结合热处理可有效改善基体中第二相分布不均现象;400℃热轧并T6态处理后合金综合力学性能较好,抗拉强度为455 MPa,伸长率为21.8%;合金断裂形式为韧性断裂,断口上分布着大量细小的韧窝。

降温轧制对ZK60镁合金显微组织及力学性能的影响

采用4道次降温轧制方法制备了ZK60镁合金板材,研究了降温轧制对ZK60镁合金显微组织和力学性能的影响规律。结果表明:4道次降温轧制的平均晶粒尺寸约为2.56μm,晶界上有大量的孪晶产生,孪晶界为动态再结晶提供大量的形核位置,这些孪晶组织同时产生加工硬化现象,(0002)基面双峰织构向轧面法线方向“收拢”,降温轧制能有效提升ZK60镁合金的力学性能;4道次降温轧制的合金抗拉强度为330.6 MPa,断后伸长率为16%,硬度值达71.93 HV。

Mg-4Zn-2Y合金的高温拉伸流变本构关系

通过对轧制态Mg-4Zn-2Y合金在不同热变形温度以及应变速率下进行高温拉伸试验,研究了Mg-4Zn-2Y合金在不同工艺参数下进行热变形时流变应力的变化规律,并绘制了热加工图。结果表明,流变应力与变形温度以及应变速率均有关系,热变形温度不变时,材料的最大流变应力会随着应变速率的提高而增大;在应变速率不变时,材料的最大流变应力随着变形温度的升高会逐渐下降。采用双曲正弦修正的本构模型确定了轧制态Mg-4Zn-2Y合金的变形激活能Q=242 233.2 J·mol^(-1),应力指数n=8.09。通过热加工图确定了Mg-4Zn-2Y合金的可加工区域为472.15~545.00 K,10^(-3)~10^(-4)s^(-1)和545.00~672.15 K,10^(-4)~10^(-1)s^(-1)。

轧制变形量对Mg-Zn-Y合金组织和性能的影响

使用光学显微镜、动态机械热分析仪、X射线衍射仪和扫描电镜研究了不同轧制变形量对Mg-4Zn-2Y和Mg-4Zn-4Y合金显微组织、力学性能及阻尼性能的影响。结果表明,经轧制后合金中出现片层状的LPSO相;两种合金阻尼性能中与应变振幅无关的阻尼性能Q_(0)^(-1)随着轧制变形量的增加,其变化趋势基本一致,与应变振幅相关的阻尼性能Q_(h)^(-1)随着轧制变形量的增加而降低,Mg-4Zn-2Y合金以及Mg-4Zn-4Y合金的阻尼机制为位错型阻尼;随着轧制变形量的增加,合金断口中的韧窝数量增加,解理面减少,主要断裂方式由脆性断裂转变为韧性断裂;相同轧制变形量下,Mg-4Zn-4Y合金的强度优于Mg-4Zn-2Y合金,而阻尼性能要低于Mg-4Zn-2Y合金。