2系铝合金的搅拌摩擦焊接接头微观组织与力学性能研究

采用搅拌摩擦焊对铝板进行对接焊试验,具体形式为单面焊双面成型,采用拉伸机和显微维氏硬度仪对试样进行力学性能测试,利用蔡司金相与扫描电子显微镜研究母材和焊接接头的微观组织。结果表明,在微观组织方面,前进速度不变时,随旋转速度的增加,材料焊合区的组织更均匀,晶粒尺寸更为细小均匀致密;热机影响区存在有板条状的粗大组织和细小的等轴晶,且晶粒尺寸在逐渐变小;热影响区平均晶粒尺寸呈现增大的趋势。在硬度方面,焊接接头硬度热影响区最低,搅拌焊合区次之,热机影响区位于二者之间。在拉伸方面,不同焊接工艺下试样的拉伸断裂位置均在铝合金的焊接接头处,焊接接头断口呈现比较明显的韧性断裂特征。1000r·min^(-1)及100mm/min下的焊接接头的断裂伸长率为17.1%、抗拉强度可以达到410MPa,其焊接接头的力学性能最优。由此得出结论,铝合金搅拌摩擦焊可以获得性能比较优良的焊接接头,可为其他铝合金材料的FSW焊接提供技术参考。

7xxx系铝合金焊接技术研究进展

7xxx系铝合金作为所有系列铝合金强度最高的金属材料,具有优良的综合性能,被广泛应用于各领域中。本文从7xxx系铝合金焊接质量和焊接效率出发,综述了几种常见的7xxx系铝合金焊接技术的发展现状,重点介绍了熔化极惰性气体保护焊(MIG焊)、冷金属过渡焊(CMT)、钨极惰性气体保护焊(TIG焊)等传统电弧焊以及激光焊、电子束焊、搅拌摩擦焊等新型焊接技术的技术特点与应用前景,总结了不同焊接技术相应的优势与不足以及目前各焊接技术急待解决的问题,最后对7xxx系铝合金焊接技术发展前景进行了总结。

高强度7xxx系铝合金热处理调控残余应力研究进展

随着航天装备的不断大型化和轻量化,7xxx系铝合金构件普遍呈尺寸规格大、形状复杂、薄壁弱刚性等结构特点,在加工和使用中易产生强烈的残余应力效应;残余应力的产生会影响加工质量,甚至导致失效。因此,如何有效调控制造过程中的残余应力成为亟待解决的关键难题。总结了航天领域高强度7xxx系铝合金构件残余应力热处理控制技术的研究现状,详细介绍了淬火、冷热循环处理、深冷处理、时效去应力对残余应力的调控效果及作用机制,提出了目前航天高强度7xxx系铝合金残余应力热处理调控的主要问题及发展方向。

Al-Zn-Mg-Cu系铝合金增材制造研究进展

Al-Zn-Mg-Cu系(即7xxx系)铝合金是军民两用最为广泛的一类超高强度铝合金,Al-Zn-Mg-Cu系铝合金增材制造技术具有复杂零件精密成形与轻量化设计等显著优势,市场需求广泛。本文综述了Al-Zn-Mg-Cu系合金增材制造技术的研究进展,总结了国内外增材制造7075铝合金目前存在的问题和改进措施。对7075铝合金增材制造技术未来的研究热点和发展方向进行了展望。

Sc和Zr的复合添加对高Zn含量7xxx系铝合金组织演变和力学性能的影响

本文采用传统铸造和热加工工艺制备复合添加Sc、Zr的高Zn含量7xxx系铝合金,通过室温拉伸实验、扫描电子显微镜、X射线衍射仪和透射电子显微镜等,研究Sc、Zr的复合添加对高Zn含量7xxx系铝合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:设计制备的新型高Zn含量(w(Zn)=10.9%)铝合金的抗拉强度为769 MPa,伸长率为4.7%。合金中高含量的Zn有利于形成高密度的纳米η'相,实现优异的沉淀强化效果。Sc和Zr复合添加形成的初生Al3(Sc,Zr)相有助于细化凝固组织,而时效过程中析出的次生Al3(Sc,Zr)相则可以有效抑制再结晶和阻碍位错运动,二者结合实现了良好的晶界强化作用。

合金元素及热处理工艺对5×××系铝合金性能的影响

5×××系铝合金属于Al-Mg合金系,Mg为该合金的主要元素,是一种变形铝合金。5×××系铝合金具有较好的耐腐蚀性能,常作为防锈铝合金,被广泛应用于海洋工程建造领域。5×××系铝合金还具有质量轻、强度高等优点,在汽车零件制造及船舶结构制作等领域也广泛应用。文章总结了近年来合金元素及热处理工艺对5×××系铝合金综合性能影响的研究进展,重点分析了稀土元素对5×××系铝合金组织性能的影响,为后续研发具有更高综合力学性能的5×××系铝合金提供理论指导。

Al-Zn-Mg-Cu系铝合金厚板截面色差原因分析及工艺改进

针对Al-Zn-Mg-Cu铝合金厚板截面阳极氧化过程中出现的色差缺陷问题,通过金相显微镜、扫描电镜、布氏硬度计及氧化膜测试仪等多种检测仪器,对缺陷进行了定性分析,确定了色差产生的根本原因,并开展了不同轧制工艺对Al-Zn-Mg-Cu铝合金厚板截面再结晶组织的影响研究。结果表明:Al-Zn-Mg-Cu系厚板色差缺陷产生的根本原因与整个截面再结晶组织分布不均匀有关;精确控制轧制工艺可有效改善厚度截面的色差现象,获得满足要求的产品。

高、低温时效处理对6xxx系铝合金性能的影响

通过系统检测和对不同时效制度下的试样进行化学成分分析、晶粒组织观察以及强度、延伸率、硬度、电导率和晶间腐蚀性能测试,研究时效工艺对6xxx系铝合金显微组织和性能的影响规律。结果表明,随着时效时间的延长和时效温度的升高,合金基体内部的强化相析出数量增多,尺寸增大,且分布密度也相应提高;合金的强度和硬度先升高后降低;电导率则随时效时间的延长而增大。6xxx系铝合金抗晶间腐蚀性能良好,但随着时效时间的延长,抗晶间腐蚀性逐渐变差,直至达到峰值时效后再增强。

5×××系铝合金热轧卷裂边原因分析及对策

根据实际生产过程中5×××系铝合金热轧卷裂边缺陷影响范围情况,将5×××系铝合金热轧卷裂边分为局部裂边、区域裂边、整卷裂边。分析不同裂边类型的特点及产生原因认为,局部裂边主要是由于个别位置存在表面损伤或内部存在Na元素偏聚等异常因素造成,区域裂边主要是受到铸锭残留氧化皮、轧制温度偏低等不均匀因素影响,整卷裂边主要是由于Na含量超标、铸锭加热超温、轧制喷淋或工艺异常等因素造成。提出生产过程中避免铸锭出现局部损伤、铸锭熔铸生产保证精炼均匀性、注意清洁生产防止表面夹渣以防止局部裂边,铸锭铣面时保证工艺铣面量足够且规范、热轧生产时优化中间坯温度避免轧制温降过大以防止区域裂边,加强原辅材料控制严防Na来源避免钠脆、定期校验加热炉炉温均匀性保证铸锭加热均匀、热轧时合理控制乳液喷淋宽度与卷材宽度关系、优化及固化不同合金状态宽度产品的加工率和温度等控制要点、避免工艺条件波动、优化立辊工艺操作等以防止整卷裂边。

6000系铝合金汽车板预时效及组织性能

通过硬度、拉伸和成形性实验及透射电镜、扫描电镜、能谱和金相分析,研究了Mg、Si和Mn含量的变化对6000系汽车板铝合金的显微组织、力学性能及成形性的影响,并探讨适宜的预时效处理工艺.研究结果表明:提高合金中的Mn含量,可增加合金中不可溶结晶相及弥散相粒子的数量,前者对合金的延伸率不利,后者阻碍了合金固溶处理过程中的再结晶.对于Si过剩的合金,提高合金中Mg和Si的质量比和Mn含量会使其强度升高,延伸率、应变硬化指数、塑性应变比和埃利克森值被降低.合金板材固溶处理水淬后立即预时效,较为适宜的预时效(固溶处理后立即在170℃下进行5～10 min的短时预时效)不仅能降低其自然时效的硬度,而且能提高人工时效的硬化效果,有利于车身构件的冲压成形和烤漆硬化能力的提高.

汽车车身用6000系铝合金板材微观组织与热处理工艺的研究进展

本文介绍了6000系铝合金在汽车车身上的应用现状及其性能特点,并详细论述了该系合金的时效析出特征、强化机理、织构演化和合金元素对性能的影响。此外,分析了6000系铝合金的传统热处理工艺,阐述了固溶后预时效和预变形对合金烘烤硬化性的影响,并探讨了汽车车身用6000系铝合金目前存在的问题及当前的主要研究方向。

超高强7000系铝合金的淬火敏感性

对7000系铝合金的淬火敏感性研究情况进行了回顾,探讨了淬火敏感性机理,总结了淬火敏感性的评价方法,从合金的化学成分、微观组织和制备工艺角度分析了影响淬火敏感性的因素,指出了设计和调整合金成分、精细调控微观组织是降低淬火敏感性的可能途径,介绍了预测合金性能的淬火因子分析方法(QFA),并据此提出淬火敏感区间快冷、高低温区间慢冷的淬火工艺可保证合金高力学性能和低残余应力。

高Zn含量Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的凝固态显微组织

利用OM、SEM、XRD及TEM等分析方法,对几种高Zn含量Al-Zn-Mg-Cu系合金的凝固态组织进行研究,通过比较不同合金中一次凝固析出相的种类、形貌结构及合金元素在各相中的显微分布,揭示了不同凝固析出相的形成过程与机理。结果表明:法系7449、7056合金晶界处粗大析出相为T(Mg(Zn,Cu,Al)2)四元相共晶组织,且大部分共晶组织网层状结构发达,共晶组织特征明显;美系7136与7095合金晶界处粗大的网状结构第二相数目大大减少,主要以棒条状结构存在,且部分粗大第二相是以两相(T(Al Zn Mg Cu)与θ(Al2Cu))伴生的结构形态存在;不同合金凝固态显微组织的差异是由合金成分的不同而导致的凝固进程的差异造成的;其中,Cu元素含量对凝固态组织中一次凝固析出相的种类及结构形貌有较大影响。

7xxx系铝合金热处理工艺的研究现状及进展

全面评述了7xxx系铝合金热处理工艺的国内外研究现状,重点讨论了固溶和时效工艺,分析了目前7xxx系铝合金热处理产业化应用中存在的问题和研究工作中的不足,指出了未来研究和开发中需要解决的问题,并提出了具体的建议。

7xxx系铝合金的研究现状及发展趋势

评述了国内外7xxx系铝合金的研究及工业应用概况,讨论了热处理工艺对7xxx系铝合金微观组织与性能的影响,介绍了相关的表征技术。针对目前7xxx系铝合金在研究以及产业化应用中存在的问题,指出实现7xxx系铝合金的高强、高韧以及低应力腐蚀(SCC)敏感性将成为今后研究和开发工作的主要方向,并提出了具体的建议。

高强韧低淬火敏感性7XXX系铝合金的发展

高强韧低淬火敏感性7XXX系铝合金,是满足航空工业当前及未来发展对厚截面整体式结构件制造紧迫需求的必然选择,是当前世界各国在航空铝合金材料研发方面的热点和重点。近年来,美欧等发达国家开创了以7085合金为代表的新一代高强韧低淬火敏感性7XXX铝合金材料体系;我国也成功开发出了一种具有完全自主知识产权、综合性能优异的高强韧低淬火敏感性铝合金材料。详细介绍了国内外高强韧低淬火敏感性7XXX系铝合金的特征、发展历史和现状,并总结了其未来发展方向。在厚截面铝合金材料的设计和生产过程中,通过成分优化设计和组织控制以最大可能地降低合金的淬火敏感性,是发展新一代高强韧低淬火敏感性铝合金材料的必由之路。

7xxx系铝合金应力腐蚀的控制

综述了7xxx系铝合金的应力腐蚀开裂机理(Stress corrosion cracking)与影响因素。应力腐蚀开裂机理主要有阳极溶解理论、氢致理论与"相变-Mg-H"理论。适当的固溶工艺与时效工艺可以提高铝合金的抗应力腐蚀性能;铝合金的应力腐蚀开裂敏感性随水蒸气中氧含量的增加而提高,含有Cl-、Br-和I-的水溶液会加快铝合金的应力腐蚀开裂的裂纹扩展速率。

5xxx系铝合金研究现状及发展趋势

5xxx系铝合金因具有高耐蚀性又被称为防锈铝,是海洋工程装备的重要材料之一。随着海洋工业的快速发展和海洋环境的复杂多变,人们对海洋工程装备用材料的性能提出了更高的要求,因此5xxx系铝合金材料既要保证轻质高强还要进一步提高耐蚀性。本文综述了5xxx系铝合金中主加合金元素的含量范围,讨论了微合金元素对5xxx系铝合金组织与性能影响研究现状,分析了5xxx系铝合金的制备和热处理工艺,阐明了5xxx系铝合金热变形工艺与热处理工艺的协同调控、组织细化和性能提升的发展趋势,最后对5xxx系铝合金的微合金化、热处理工艺、热变形行为及耐腐蚀性能等方面的研究进行了展望。

2×××系铝合金的热处理工艺研究进展

综述了2×××系铝合金均匀化、固溶和时效等热处理工艺的原理及特点,系统论述了不同热处理工艺对2×××系铝合金组织及性能的影响。重点探讨了单级和多级均匀化处理对合金铸态组织的影响,固溶温度和时间对处理效果的影响,单级与多级时效和回归再时效处理的效果,以及形变热处理新工艺的应用情况。指出了2×××系铝合金热处理工艺在未来研究和开发中亟待解决的问题,并提出了具体的建议。

用SAXS研究锂对7000系铝合金相变动力学的影响

为了深入了解锂对7000系铝合金的影响,以获得优良性能含锂超高强铝合金,对含锂7000系铝合金进行了研究。采用小角X射线散射(SAXS)实验方法对7000系及含锂的7000系铝合金进行相变动力学研究,得出了析出相颗粒尺寸和体积分数。根据获得的这些数据进一步确定成核、长大和相变3个阶段的激活能。结果表明:含锂合金的析出相长大和粗化进程比无锂合金更加缓慢;含锂合金的成核激活能小于无锂合金,长大激活能和相变激活能都大于无锂合金,说明含锂合金析出相成核容易,长大和整个相变过程都比无锂合金困难。