The Use of Cavitation Peening to Increase the Fatigue Strength of Duralumin Plates Containing Fastener Holes

An effective method for improving the fatigue life of Duralumin plates with fastener holes, such as those used in the construction of aircraft, is to introduce a compressive residual stress around the fastener holes. Cavitation peening is a novel peening method that uses the cavitation impact produced when a high-speed water jet is injected into a water-filled chamber. In this paper, Duralumin plate specimens with holes were treated by cavitation peening under various conditions, and the fatigue strength of the specimens was determined using a plate bending fatigue test. It was revealed that a compressive residual stress was introduced not only on surfaces perpendicular to the axis of the cavitating jet but also on the walls of holes which were parallel to this. It was found that a 51% improvement in fatigue strength could be achieved by cavitation peening. Note that this is first report demonstrating an improvement in the fatigue life of Duralumin plates with fastener holes by cavitation peening.

激光两点冲击强化处理LC4合金的实验

利用激光冲击强化技术对LC4硬铝合金表面进行两点同时冲击和间断冲击强化处理,观察激光冲击强化后单次冲击区域和复合冲击区域的显微组织与结构的变化,测定了冲击区域的显微硬度和残余应力。实验结果表明:两点同时冲击强化复合区域与两点连续冲击复合区域相比,各项机械性能都有较明显的变化,其中硬度提高了9.99%,材料表面0°、45°和90°残余应力(拉应力)分别下降27%、35%和12%,为今后开展金属板料的激光单次多点同时冲击实验提供依据。

平头压痕试验结合有限元法确定材料蠕变参数

对LY12CZ材料进行了压痕蠕变和单轴拉伸蠕变试验。通过有限元方法,对压痕蠕变试验进行了模拟。通过压痕蠕变试验结合有限元的方法,确定了材料的蠕变参数,其中应力指数n'mI=nI=4.894,蠕变常数c'mI=5.780×10-19s-1MPan。从以上的研究中发现,由单轴蠕变试验(nm和cm)和压痕蠕变试验结合有限元(n'mI和c'mI)分别得出的蠕变参数是一致的,而且最重要的是压痕蠕变指数与材料的蠕变指数是相等的,nm=nI。

T2紫铜/2A12硬铝双金属复合材料的扩散连接

利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和显微硬度计等,分析了T2紫铜和2A12硬铝真空扩散连接结合区的显微组织、相组成、元素分布和性能。结果表明,温度为675℃,保温60 min时,扩散连接得到的T2/2A12双金属复合材料过渡层界面清晰、焊接缺陷少,过渡层宽度适中,显微硬度趋势良好;在中间过渡层中出现了Cu Al2、Cu Al、Cu3Al2、Cu9Al44种金属间化合物;当扩散温度高于675℃时,形成了δ相、δ+γ2相、γ2相、γ2+α-Cu(Al)相、θ+η2相共5个过渡层,并且过渡层的厚度随连接温度的升高而递增。

车铣加工硬铝合金微细轴技术

车铣加工能实现以铣代车加工回转体零件的外圆表面。它从切削原理上解决了微细轴类零件车削加工时切削速度低的问题。通过车铣加工微细轴试验,从切削速度和加工质量两个主要方面分析了车铣技术在解决微细轴加工中的特点。结果表明,车铣加工技术在实现微细轴的高速切削和保证零件加工质量方面都具有独特优势,是一种非常适合于微细轴类零件加工的技术。

铝/ZN-1阻尼材料复合结构件的粘接技术研究

探讨了胶黏剂黏度、硬铝表面处理方式及硅烷偶联剂KH-560的使用方式等因素对硬铝板/ ZN-1阻尼材料复合结构件的粘接性能的影响。研究表明:如果硬铝板表面采用砂纸打磨处理时,采用黏度 较低的TC-1环氧树脂胶或者在黏度较高的J-22环氧树脂胶中添加2%的硅烷偶联剂KH-560可以获得 优异的粘接效果;当硬铝板表面采用铬酸阳极化处理时,两种胶黏剂均能获得优异的粘接效果。

钢和硬铝的加速腐蚀试验研究

目的研究45号钢和12号硬铝的温、湿度加速腐蚀情况。方法在不同的温、湿度环境下开展45号钢和12号硬铝的加速腐蚀试验,并将不同条件下的试验结果进行对比。结果得到了45号钢和12号硬铝的腐蚀速度与温、湿度条件的关系,获得了45号钢和12号硬铝分别在"40℃,RH为85%"和"70℃,RH为85%"2种温、湿度环境下的"腐蚀速度-时间"函数关系。结论 45号钢和12号硬铝在温、湿度环境下的加速因子与贮存时间呈逆幂率关系。

含氯溶液中蛋氨酸对铝合金的缓蚀作用

运用极化曲线、电化学交流阻抗和失重等方法,研究了蛋氨酸对LY12铝合金在1 mol/LHCl溶液、20%CaCl2溶液和3.5%NaCl溶液中的腐蚀抑制情况,并利用扫描电镜观察铝合金的腐蚀形貌。结果表明,铝合金在前述3种腐蚀介质中均发生不同程度的腐蚀,添加缓蚀剂蛋氨酸后,会不同程度地抑制铝合金的腐蚀。随着缓蚀剂浓度的增加,缓蚀效率增大,特别是在1 mol/L HCl溶液2、0%CaCl2溶液中,当缓蚀剂浓度达到0.01 mol/L时缓蚀效率达到90%以上。

LY12铝合金摩擦焊接过程的电场效应

定量研究了外加强电场对ＬＹ１２铝合金摩擦焊接头热影响区（ＨＦＺ）中动态再结晶区宽度与晶粒尺寸的影响，并初步探讨了其影响机制．实验结果表明．外加强电场使动态再结晶区晶粒细化、等轴性提高，超细等轴晶区亦加宽．此外，采用较高焊接压力时．电场的引入使焊接接头的动态再结晶区宽度增大１０％－３０见采用中等摩擦压力施焊时．电场的作用不但使焊接接头动态再结晶区宽度明显增加，而且还影响其沿径向的分布形态，使近轴心线处的动态再结晶区宽度趋于均匀．可以推断，外加强电场可使摩擦焊接头更易发生动态再结晶，而且强电场使焊合区组织的细化与均匀化．有利于提高焊接接头性能．

LY12硬铝支架冷挤压工艺及模具设计

对硬铝支架的冷挤压工艺性进行了分析 ,制定了冷挤压方案并进行了有关计算 。

纯铝和铝合金的低周冲击疲劳行为

报导工业纯铝和硬铝在常规低周疲劳和低周冲击疲劳载荷下的力学行为，包括应力应变回线、循环硬（软）化及疲劳寿命等。试验结果表明，硬铝既是一种高强度轻金属材料，同时也是一种疲劳脆性材料，过载能力偏低，在构件设计和使用中需予注意。

RPUR泡沫塑料/铝板粘接性能的影响因素探讨

主要研究了硬质聚氨酯(RPUR)泡沫塑料的密度、异氰酸酯指数、铝板表面处理方式及铬酸阳极化处理后存放时间等因素对RPUR泡沫塑料/铝板粘接性能的影响。研究结果表明,RPUR泡沫塑料/铝板的粘接强度随RPUR泡沫塑料密度的增加而增大,在实验范围内随异氰酸酯指数的升高而降低,当铝板表面采用铬酸阳极化处理时,其与RPUR泡沫塑料之间的粘接性能最好,而且经过铬酸阳极化处理的铝板在存放160d后其粘接效果仍然较好。

LY12CZ铝合金超塑变形时的电场效应

采用Ｈｅｙｎ截线法定量研究了外加强电场对不同工艺参数条件下未经预处理ＬＹ１２ＣＺ铝合金超塑拉伸和胀形时的晶粒尺寸及其轴比的影响．结果表明：电场使得ＬＹ１２ＣＺ铝合金超塑性变形时第二相粒子（Ａｌ＿２ＣｕＭｇ）析出更多，且呈弥散分布状态，为稳定组织奠定了基础．电场不仅在超塑变形的主要阶段抑制了晶粒的粗化，而且也使得晶粒在超塑变形过程中趋于等轴状态．在不同的应力状态下具有类似的作用．由此证实，电场改善了材料的超塑性．

硬铝合金2A12的蠕变损伤行为及分析

在210℃、不同载荷下对硬铝合金2A12板状试样进行了单轴拉伸蠕变实验,得到了硬铝的蠕变损伤参数以及断裂时的部位和损伤度。在此基础上建立了硬铝合金2A12板蠕变试样的有限元模型,基于简化的K-R损伤模型,分析了在210℃、恒载荷条件下的试样应变、损伤等随时间的变化规律以及试样蠕变损伤与位置的关系。结果表明,数值模拟与试验结果基本一致,试样中心蠕变曲线都具有稳态阶段和损伤扩展阶段,与单轴试验的应变曲线十分相似。整个试样在离中心大约9~10mm处损伤比较严重,呈现明显局部化特征。

T2/2A12复合材料扩散焊接头组织与性能的研究

利用真空电阻炉对T2紫铜和2A12硬铝进行真空扩散焊接,利用光学金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)和显微硬度计对结合区的组织形貌和成分以及显微硬度进行表征与测试,研究焊接工艺对T2/2A12双金属复合材料组织与性能的影响。结果表明:当扩散温度为700℃、保温60 min时,制备的T2/2A12复合材料结合区宏观界面清晰,未见明显焊接缺陷,出现Cu_3Al_2、Cu_9Al_4、Cu Al金属间化合物,金属间化合物对结合区的强化作用使其硬度显著升高;溶解层随扩散温度的升高和保温时间的延长而增厚,晶粒逐渐粗大,γ_2相在δ相区的溶解量增加。

ZN-1阻尼材料的粘接工艺研究

通过改变阻尼材料和硬铝的表面处理方式、使用钛酸丁酯偶联剂和添加金属粉末填料等方法,研究了TC1＃和J22两种环氧树脂胶粘剂对ZN-1阻尼材料与硬铝的粘接工艺。实验表明:使用环氧胶粘剂TC1＃,用硫酸-氨水法处理ZN-1阻尼材料表面,用240目砂纸打磨并用丙酮擦洗硬铝表面,以及添加钛酸丁酯偶联剂于胶样中,可使试样拉伸强度和剪切强度均提高到大于0.8MPa,与酒精处理阻尼材料和80目砂纸打磨硬铝的方法相比使粘接强度提高了33％以上。

硬铝合金半连续铸造过程数值模拟及裂纹倾向性研究

对凝固过程中流场、应力场、温度场及微观组织形态进行数值模拟,能帮助工艺设计人员分析不同时刻凝固过程的温度分布、金属流态、结晶晶粒尺寸、应力分布等重要物理参数,从而预测疏松、偏析、夹杂及热裂纹等缺陷.在结晶器下方设置区域冷却装置,控制区域冷却装置刮水板的作用位置,能够阻挡冷却水沿铸锭下流,实现区域冷却的效果.通过研究温度场、应力场分布规律,分析铸锭裂纹产生的原理,能够从宏观上阐明铸锭内部裂纹的形成原因及寻找有效的调节控制方法.

LY12硬铝合金TIG与A-TIG焊接接头组织和熔深的研究

针对Al-Cu-Mg系共晶型高强度LY12硬铝合金,进行了TIG与A-TIG焊接接头组织特征和熔深变化规律的研究。结果表明,在相同焊接规范下,TIG与A-TIG焊接接头焊缝区金相组织均为树枝状晶,热影响区金相组织均为等轴晶,差别在于A-TIG焊接接头组织晶粒较粗大。高倍显微镜下的金相组织显示,A-TIG焊缝区和热影响区中强化相数量比TIG焊多,且比TIG焊粗大。另外由于活性剂的加入,电弧产生收缩,热量集中,使得A-TIG焊熔深比TIG焊大。

硬铝主动轮冷挤压及精推挤成形工艺

对硬铝主动轮的冷挤压工艺进行分析,确定了冷挤压零件图和冷挤压方案及毛坯尺寸,对零件冷挤压的变形程度进行了校核,计算了挤压吨位,拟定了挤压前的毛坯处理规范,并对模具结构进行了介绍。

硬铝合金的侵蚀方法及技巧

针对硬铝合金样品组织显示困难及第二相侵蚀脱落等问题,提出了合理选择侵蚀剂、控制侵蚀过程出现的气泡逸出、注意侵蚀结束前的表面清洁和严格掌握侵蚀时间等方法。