6061铝合金储氢气瓶疲劳断口分析

6061铝合金储氢气瓶在批量应用前的疲劳试验中发生失效断裂。本试验通过宏微观形貌观察,对该疲劳失效断口进行深入分析,并提出了具体的改进措施。结果表明,裂纹萌生于气瓶的自由表面或粗晶相位置,且加工过程中的压入物加速了试件的断裂过程。在旋压工序增加清洁生产措施,做好表面检查与防护措施,提高了6061铝合金的使用寿命。

7A04铝合金球铰失效分析

7A04铝合金球铰在疲劳试验过程中发生断裂失效。通过对失效件断口的宏微观形貌观察、能谱分析以及有限元模拟计算等,分析了7A04铝合金球铰疲劳裂纹形成原因及其失效机制。结果表明,疲劳裂纹萌生于气孔、氧化夹杂物等冶金缺陷位置,并在后续起桥接连通作用进一步加速裂纹扩展,造成试件断裂失效。

不同应力下7B04铝合金的疲劳断口

采用金相、电镜扫描显微技术对不同应力下铝合金的疲劳断口显微组织进行分析和对比研究,揭示该合金疲劳裂纹萌生与扩展的微观特征。研究结果表明:疲劳裂纹一般在材料表面或近表面处萌生,与表面的距离随加载应力升高而减小,在应力为285MPa时裂纹于距表面约250μm处萌生,而在430MPa时裂纹萌生于材料表面;在裂纹源附近观察不到疲劳辉纹,且加载应力越高,这个区域的面积就越小,而裂纹扩展区的疲劳辉纹间距随应力的增大而增大;裂纹形成后,微裂纹沿着与应力轴呈45°角的最大切应力方向向纵深扩展,然后转向与拉应力轴正交的方向扩展,最后瞬断,且随着应力的增大,断口上疲劳裂纹扩展区的面积减小,瞬断区的面积增大。

航空用高强高韧铝合金疲劳断口特征的研究

采用金相显微镜、扫描电镜及能谱分析对T7451状态7B04铝合金疲劳断口进行了研究,揭示了该合金疲劳裂纹萌生与扩展的微观特征。合金的疲劳断口可明显划分为疲劳裂纹源区、裂纹稳定扩展区及瞬断区三个区域：疲劳裂纹从材料夹杂（大小约为（7～10）μm×（11～14）μm的富铁脆性金属间化合物粒子）处萌生,在样品表面或近表面区域形成后呈放射状扩展;疲劳裂纹扩展区可以观察到疲劳破坏的一些典型特征;瞬断区的断口形貌跟静载断裂相似,形成不平坦的粗糙表面。

固溶处理对7B04铝合金组织和性能的影响

通过显微组织观察、拉伸力学性能测试、XRD衍射物相分析以及α(Al)基体点阵常数的测量等方法研究了固溶处理对7B04铝合金组织和性能的影响.结果表明:在410～470℃范围,随固溶温度升高和时间延长,由于粗大的平衡相逐渐回溶,合金的强度逐渐升高;进一步提高固溶温度或延长固溶时间,合金强度逐步降低.7B04铝合金的优选固溶处理制度为470℃×60 min.

航空用高强韧Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的研究进展

简述了传统铸造超高强Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的发展历程、成分设计、制备与加工工艺、热处理制度、微量元素的作用,研究了其微观组织和性能,并提出了超高强铝合金以后的发展方向。

固溶-时效处理对7B04合金组织和性能的影响

通过拉伸力学性能、微观组织观察、X射线衍射物相分析及晶格常数精确测量等方法,研究固溶-单级时效处理条件对7B04合金组织和性能的影响。实验结果表明:采用合适的固溶-时效温度和时间,能使合金的力学性能得到明显的改善,经过470℃×60 min+120℃×24 h处理后,合金的拉伸性能分别达到σb=568 MPa,σ0.2=542 MPa,δ=12%;通过XRD衍射物相分析及α(Al)基体晶格常数的精确测量,能更好地表征溶质相的回溶以及时效后第二相的析出程度,指导合金固溶-时效热处理制度的选择。

大规格B93铝合金棒材的淬透性研究

通过硬度测试、X射线衍射分析、有限元模拟以及TEM微观组织观察等手段研究了大规格B93铝合金棒材的淬透性。研究结果表明,淬火后,越靠近棒材中心,晶内和晶界析出的平衡相(MgZn2)数量越多,尺寸越大,120℃/24h时效后的强化效果就越低;而棒材表面则处于完全固溶状态,组织均匀,时效后析出大量细小弥散的η'沉淀相,合金的硬度最高。棒材的淬透层深度为30mm左右,临界淬火冷却速率为15℃/s。

高强高韧B93铝合金的热变形行为

采用圆柱试样在Gleeble21500热模拟机上进行恒温和恒速压缩变形实验,研究B93铝合金在高温塑性变形过程中流变应力的变化规律,确定合金的变形激活能Q和应力指数n,构建适于所有应力状态的流变应力本构方程。研究结果表明:应变速率和变形温度的变化强烈地影响B93铝合金流变应力,流变应力随变形温度升高而降低,随应变速率提高而增大;此合金适宜的热加工温度为450℃左右。

铝镁合金板材MIG焊接接头组织与性能研究

通过拉伸、弯曲、硬度试验,金相及透射电子显微分析等方法,对铝镁合金板材熔化极惰性气体保护焊(MIG)焊接接头的力学性能和显微组织进行了研究。结果表明:采用铝镁锆合金焊丝焊接铝镁合金板材时,焊接效果良好,且焊接接头具有较好的力学性能,焊接强度系数达85%;显微硬度值在84～104之间,其中焊缝中心硬度最低。通过添加微量Zr细化焊缝晶粒及其Al3Zr粒子的析出,能显著改善焊接接头的力学性能和抗热裂性。

铝镁锆合金焊丝制备工艺研究

采用均匀化处理-热挤压-拉拔退火-微刮削焊丝制备方法，结合硬度、电导率、拉伸等性能测试和微观组织观察手段，试验优化铝镁锆合金焊丝的生产工艺参数，并成功制备出铝镁锆合金焊丝、、研究结果表明，在470℃保温24h均匀化退火，挤压温度控制在420～430℃，挤压比为50～60，拉拔后中间退火制度为410℃／90min，这样制备出来的铝镁锆合金焊丝表面光亮，质量良好，且焊接性能优异，能满足实际使用要求。

B93合金的时效析出特性研究

对B93合金进行了X射线衍射物相分析及晶格常数的精确测量,定性地表征时效过程中MgZn2相的析出,并通过测试B93合金在等速加热和等温延时过程中电阻率的变化来模拟时效第二相粒子的析出过程。结果表明,等速加热时效时,由于不同温度下合金析出相的析出程度不同,电阻率随着温度的变化而变化;在同一温度保温时,随着时间的延长,电阻率减小,当析出完全后,电阻率保持在同一水平不再变化;而时效温度越高,电阻率越大,电阻率曲线下降的速率越快,到达水平值所需要的时间也就越短。同时,根据电阻率随温度变化曲线模拟出电阻率计算公式。

5B01铝合金方管型材的热挤压温度试验

用低倍宏观观察、高倍扫描电镜微观组织观察和断口形貌观察等方法,对5B01铝合金方管型材内外表面、外角、焊缝以及力学拉伸断口进行观察,研究了挤压温度对型材挤压质量的影响。结果表明:该合金在430℃时挤压加工,方管型材的内外表面质量好,外角无裂纹,焊合效果良好,型材整体塑性较好,呈韧性断裂,而且具有较好的基本力学性能,抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为335 MPa,138 MPa和26%。

激光焊速率对6061铝合金接头组织与性能的影响

选择ER4047填充焊丝对6061铝合金板材进行激光焊接试验,并研究三种激光焊接速率(2 m/min、3 m/min、4 m/min)对接头焊缝成形质量、微观组织及其力学性能的影响。结果表明,焊接速率为3 m/min时焊缝背宽比接近于1,接头成形质量和力学性能最佳。焊缝组织主要由等轴晶和具有{001}<100>强织构的柱状晶所构成,且柱状晶对接头组织的伸长率有一定的积极贡献。

湖南工业大学“特色”冶金学科发展探析

冶金工程是湖南工业大学最具特色的两个学科之一,是继“包装”特色之后的又一面旗帜.本文通过分析冶金工程学科发展的现状及其所面临的机遇与挑战,探讨在新形势下湖南工业大学（以下简称“我校”）冶金工程学科的发展前景,并提出了具体的发展举措.

淬火条件及停放时间对B93пч铝合金性能的影响

研究了不同固溶温度和时间、淬火水温、淬火转移时间及淬火后停放时间对B93пч铝合金力学性能和电学性能的影响。结果表明,该合金最佳的固溶处理制度为470℃保温40 min;淬火水温为40℃时,合金锻件能获得较好的强度和塑性配合,且电导率较高;即时淬火效果最好,因淬火转移时间越长,合金性能下降越明显;在室温条件下随着停放时间的延长,合金性能总体呈下降趋势,若停放时间控制在2 h以内或者24 h以上,合金性能稳定,下降不明显。

航空用B93铝合金均匀化显微组织分析

利用金相显微镜(OM),X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)观察了航空用高强B93铝合金铸态及均匀化过程中的显微组织演变,结合不同状态的DSC曲线,发现在均匀化过程中,合金中细长窄小的非平衡相富集区优先发生回溶。在均匀化温度低于350℃时主要是部分过饱和α(Al)固溶体分解析出平衡相η(MgZn2),少量的晶界非平衡低熔点共晶相溶解;均匀化温度高于460℃时平衡η(MgZn2)相、T(AlZnMgCu)相等大部分金属间化合物回溶到基体中,枝晶网络变稀,晶界细化;铸态组织中Cu元素偏析严重,随着均匀化温度的升高,网状连续的富Cu晶界相Al6(CuFe)部分溶解断开,但在均匀化过程并不能完全消除;航空用B93铝合金最佳均匀化工艺为460℃/24h。

焊后热处理对Al-Mg-Sc合金板材焊接接头组织与力学性能的影响

采用Al-Mg-Sc-Zr焊丝为填充材料对Al-Mg-Sc合金薄板进行手工非熔化极惰性气体保护焊(TIG焊),并对焊接接头进行350℃下保温1h的焊后热处理.通过拉伸实验、显微硬度测试、SEM及TEM观察对热处理前、后的Al-Mg-Sc合金焊接接头的力学性能及微观组织进行了对比研究.结果表明:热处理前焊接接头强度为332 MPa;经350℃/1h热处理后,焊接接头强度增至410 MPa,焊接接头强度系数达到0198,焊接接头延伸率由5.6%增加至14.4%,并且焊缝区的显微硬度得到大幅度提高,拉伸时断裂位置由焊缝区转移到了熔合区.焊后热处理使焊缝区析出大量弥散分布的Al_3(Sc,Zr)粒子,这些粒子与基体共格,使焊缝区的硬度、抗拉强度和屈服强度大幅度提高.

B93铝合金热加工特性模拟研究

在Gleeble1500热模拟机上采用轴对称等温压缩实验,研究了B93铝合金在热加工中变形温度和应变速率对合金组织的影响,基于动态模型计算出B93铝合金加工图,分析合金热加工的流变失稳区并确定了合金热加工的最佳工艺参数。结果表明:变形速率和变形温度对B93铝合金的微观组织有影响;合金的峰值应力随变形温度的升高而降低,随变形速率的提高而增大;B93铝合金最佳的热加工制度为:变形温度420℃左右,应变速率0.001 s-1。

配分温度对Q&P钢中残余奥氏体及性能的影响研究

对碳-锰-硅钢淬火后在不同温度下进行配分处理,采用SEM结合EBSD技术对实验钢显微组织、残余奥氏体含量及力学性能进行表征。结果表明:随配分温度的升高,实验钢的抗拉强度降低,主要因为马氏体脱碳软化所致。残余奥氏体含量与伸长率变化趋势相同,由于在拉伸变形过程中残余奥氏体发生马氏体相变即TRIP效应,从而提高塑性。因此在300℃配分处理后的性能优异,抗拉强度为1328 MPa,伸长率为13%,残余奥氏体含量达到4.78%。