低压铸造铝合金轮毂工艺参数对缩孔缺陷的影响

乘用车轮毂90%以上采用铝合金低压铸造工艺实现,轮毂铸造缺陷是影响其机械性能和服役安全性的主要因素之一,因此控制轮毂铸件的缺陷不仅是产品质量问题,也是关乎汽车整体的服役安全性问题。本文系统研究并总结了低压铸造工艺参数对孔洞缺陷的影响。针对低压铸造轮毂中可能产生的缩孔缩松缺陷,研究了浇注温度、模具预热温度、充型速度、保压压力等工艺参数对缩孔缺陷分布规律,发现在一定范围内,浇注温度与模具预热温度的上升,均可使金属液充型能力提高,减少缩孔缺陷;但当浇注温度或模具预热温度过高时,缩孔开始增加。在保证不发生欠充型的前提下,充型加压速度越慢,则充型过程越缓慢平稳,缩孔出现的概率越低。随着保压压力的提高,缩孔缺陷减少。

微合金化对铝合金高温析出相影响的研究进展

铝合金材料广泛应用于航空航天等领域,但其高温强度相对于钢铁材料还有一定的差距。通过添加过渡族金属和稀土金属元素可有效控制铝合金高温条件下的析出强化相(Al_(3)X),从而提升其高温力学性能。概述了微合金元素对铝合金高温强化影响的国内外研究进展,并结合第一性原理计算阐述了Al_3X强化相热力学参数及其性能方面研究的最新进展。

金属光固化3D打印研究现状

通过对金属光固化3D打印的研究结果和工艺流程进行总结,划分了四种主要的实现途径,即固化烧结法、固化镀膜法、混合固化法和固化模具法,其中固化烧结法是制备金属零件的主要方法,固化镀膜法常用于制备精密电磁设备元件,而混合固化法通常直接固化浆料而无需经过烧结使零件一步成型;归纳了金属光固化3D打印所使用的光敏树脂成分和所制备零件的性能;指出了该技术目前发展还存在浆料中金属与聚合物性质差异、工艺参数研究不足、光敏树脂配方较少等亟待解决的关键科学问题;从研究工艺参数对零件性能的影响、开发新型光敏树脂配方和发明更适用于金属光固化3D打印的设备方面展望了其未来的发展方向.

高性能镁合金的研究进展

追求更高强度的材料一直是结构材料研究人员的目标,尤其是轻质结构材料-镁合金,被誉为“21世纪最轻的结构合金”。低密度、高性能镁合金在各种技术应用中非常具有吸引力,特别是在镁合金中加入主要合金化元素后,其强度、塑性得到了极大提升,从而促进了不同合金体系的镁合金发展。本研究综述了铸造镁合金和变形镁合金的研究和发展现状。重点从合金体系、合金组成、制备工艺和力学性能等方面进行综述,旨在对未来设计强度更高、综合性能优异的镁合金提供参考。

ICME指导高强Al-Cu-Li合金设计

从热力学计算入手,分析了Al-Cu-Li系合金中温度与各物相之间的联系。基于有限元方法,分别模拟了2050合金在半连续铸造中的温度场演变和冷速,以及具有轧制织构的T34态2050合金的应力应变关系,确定了2050合金的预变形区间为7%~9%。并将上述计算结果集成至应力时效态2050合金的实际制备过程。利用室温拉伸、透射电镜表征了应力时效后2050合金的力学性能和析出相演变。结果表明,2050合金在9%的预拉伸和200℃×7 h的应力时效条件下能获得较好的强塑性匹配,屈服强度达到600 MPa以上,伸长率大于8%。

基于ICME研究Al_(2)Y相对镁合金局部变形和损伤的影响

近年来,集成计算材料工程(ICME)已成为设计新材料和制造工艺最强大的材料基因组工程(MGE)方法之一。采用基于位错密度的晶体塑性相场损伤模型定性和定量分析了Al_(2)Y相对镁基体局部应力、应变、位错密度、滑移系统以及损伤行为的影响。结果表明:镁合金在塑性变形过程中,损伤驱动力与晶粒基面滑移的施密特因子(SF)呈非常明显的线性关系,SF<3的晶粒,损伤驱动力较大,SF>3的晶粒,损伤驱动力较小。镁基体中损伤的起源和传播还取决于Al_(2)Y相的大小和位置。位于晶界处的Al_(2)Y相会引起较大的应力集中,导致损伤驱动力以倾斜的角度(约45°)传播;较小的和位于晶内的Al_(2)Y相的损伤驱动力较小,在变形过程中起到强化镁基体的作用。

高强、高导铝合金研发的机器学习策略

利用机器学习框架搭建材料研究设计平台对材料性能进行分析与预测,成为开发新型材料的重要手段。铝合金的导电率和强度往往是互斥的,导电率的提高,伴随着强度的降低。使用SVM、RF、ELM、BP和DNN五种机器学习方法建立6000系铝合金的导电率和强度的机器学习预测模型。发现以热力学数据和加工工艺为特征输入,在合金性能预测模型的构建方面表现出巨大潜力。并最终筛选出精确度高,泛化能力好的深度神经网络预测模型。经过与实验数据验证,证明了所提模型对于铝合金导电率、强度预报的可靠性。

可热处理铝锂合金专利技术分析

可热处理强化铝锂合金密度低、强度高、刚度好,作为航空航天结构材料而备受关注。但是,其生产制备技术难度大、良品率低、成本高,使其工业化大规模生产工艺要求比传统铝合金更高,需大量的技术积淀。在世界范围内,可热处理强化铝锂合金申报专利数量和质量,显示了一个国家的制造水平。因此,本文综述了铝锂合金专利技术的发展,比较了我国专利与欧美国家专利技术的差异,分析了各自的发展特色。发现,我国近10年在铝锂合金领域的专利申请数量已经处于世界领先,但在原型合金成分、专利转化等方面依然有待进一步的提升。

轻质金属的发展和应用:高强铝合金和镁合金

高强轻质合金在许多重要工程领域如汽车、海洋和航空航天应用占据重要的地位,Al/Mg-Li合金是最具代表性的高强轻质合金。Li的加入不仅减轻了铝/镁合金的质量,同时提高了强度和弹性模量。综述了最新的Al-Li和Mg-Li合金的微合金化、微观组织/缺陷以及先进的制造工艺和加工技术,旨在为未来轻质合金建立“成分-加工-微观结构-性能”的最佳组合提供参考。