Defects of friction stir welded 1060 aluminum alloy and their effects on joint tensile property

9. 6 mm thick 1060-H24 aluminum alloy plates were friction stir welded and the influencing factors on groove and tunnel defects were examined. Results show that the welding speed range for achieving a groove-free joint is enlarged with increasing the rotating speed. The tunnel size decreases with decreasing the welding speed under the same rotating speed. Excessive or insufficient shoulder plunge depth will cause defective joints. At a relatively low rotating speed and high welding speed, the tool having a larger shoulder diameter has a larger range of processing parameters to obtain a groove-free joint. Moreover, the tensile fracture behaviors of the defective and defect-free samples are different.

时效处理对累积叠轧1060/6061铝合金复合板力学性能的影响

采用累积叠轧工艺成功制备了1060/6061铝合金80层复合板,通过SEM、拉伸试验机等设备研究了530℃固溶+175℃不同时效时间对铝合金累积叠轧复合板力学性能的影响。研究结果表明:累积叠轧80层1060/6061铝合金复合板的抗拉强度和伸长率随人工时效时间的增加先升高后下降,在时效时间15 h达到最大值,抗拉强度最大值为226 MPa,伸长率最大值为10.18%。与叠轧态的复合板相比,抗拉强度降低,塑性明显增加。

1060铝合金板表面条纹产生原因及控制措施

针对1060铝合金板阳极氧化料表面条纹现象,通过光学显微镜观察及现场验证,确认表面条纹分为二种:组织条纹缺陷和表面轧制条纹缺陷。其产生原因:内部存在沿着轧制方向间断分布的粗大晶粒组织,宏观表现为条纹;热轧时板材表面温度较高易与轧辊表面粘结,导致轧辊表面涂层不均匀脱落,不均匀的轧辊表面传递到板材表面形成明暗相间的条纹。组织条纹缺陷可通过控制铸锭均匀化退火温度以及热轧卷增加一次高温退火来细化晶粒来减轻;轧制条纹缺陷可通过控制铸锭出炉温度,提升粗轧乳液的边界润滑性能,降低热轧终轧温度等控制轧辊表面涂层的均匀性来减轻。

1060铝材两步化学浸锌工艺

铝材化学性质活泼，欲获得不同性能的镀层，前处理非常重要。选用两步碱性化学浸锌体系对1060铝材进行了前处理，随后镀镍。通过自腐蚀电位-时间曲线，浸锌层扫描电镜（SEM）形貌分析，弯折试验、热震试验等考察了浸锌层与铝基体的附着力，并确定了获得结合力优良的浸锌层的最佳工艺条件：300g／L NaOH，65g／LZnO，50g／LKOCO（CHOH）2COONa，1g／LFeCl3，2g／LNaN03；温度20-30℃，一次浸锌时间60s，二次浸锌时间30s，所获浸锌层可满足后续电镀工艺的需要。

电磁-超声能场对1060铝板带再结晶组织与织构的影响

在双辊连续铸轧过程中施加电磁-超声能场制备出1060铝合金铸轧板坯,经不同冷轧变形量的冷轧后退火,制备出系列铝板带,从晶粒大小、形态和取向等方面分析电磁-超声能场对铝板带再结晶组织与织构的影响。结果表明:电磁-超声能场可使铝合金铸轧板坯的平均晶粒尺寸减小50%,使第二相均匀弥散分布在晶内和晶界上,并能降低织构取向密度,使织构组分漫散分布;电磁-超声能场可加大铝合金铸轧板在冷轧-退火过程中的再结晶程度,并获得更加细小均匀的再结晶组织;电磁-超声能场还可降低铝合金铸轧板冷轧-退火后的再结晶织构强度,抑制晶粒的择优取向,提高铝合金铸轧板的深冲成型性能。

柠檬酸对1060铝合金化学镀Ni-W-P镀层性能的影响

为提高1060铝合金的耐腐蚀性能和耐磨性能,采用电化学技术、SEM和XRD等方法,研究了柠檬酸对1060铝合金化学镀Ni-W-P镀液的沉积速率、镀层的孔隙率、腐蚀电位、交流阻抗、维氏硬度、形貌等的影响。结果表明,添加柠檬酸,镀液沉积速率有所降低,但是,Ni-W-P镀层的表面平滑光亮,结合力良好,耐蚀性提高。当柠檬酸含量为25 g/L时,镀层的点滴液变色时间最长,为605 s,镀层的孔隙率为0,腐蚀电流密度最小(2.95μA/cm^2),腐蚀电位最大,为-0.384 V,比1060铝合金的正移0.889 V,腐蚀倾向变小。镀层呈典型的花椰菜包状物结构,添加柠檬酸之后,包状物细化,镀层组织结构更紧密均匀,无孔隙,镀层磷含量提高,使镀层由非晶态和微晶构成的混晶结构向非晶态转变,是其耐蚀性高的重要原因,提高钨含量使镀层硬度增加,为174 HV,是1060铝合金基体的4倍。

1060铝基闪镀镍最佳工艺探讨

为了能在化学性质活泼的1060铝基上电镀镍,且能简化镀液成分,在柠檬酸钠体系中加入一种添加剂进行了闪镀。通过对阴极极化曲线(LSV),扫描电镜(SEM)微观形貌,弯折、热震、划痕的研究,考察了镀镍层与1060铝基的结合力,获得了最佳工艺:70.00 g/L硫酸镍,90.00 g/L柠檬酸钠,5.00 g/L H3BO3,10.00 g/L NaCl,40.00 g/L Na2SO4,0.45 g/L明胶;温度40℃,时间3 min。该工艺获得的镍镀层结晶致密、结合优良,完全可满足后续电镀的要求,且重现性好,可以替代现有工艺。

1060铝搅拌摩擦焊与TIG焊接头组织和性能分析

对4 mm厚1060铝分别进行了搅拌摩擦焊(FSW)和钨极氩弧焊(TIG),焊后对FSW和TIG接头的显微组织和力学性能进行了对比研究。结果表明:FSW接头的焊核区发生了动态再结晶,形成了细小的等轴晶粒;热机影响区受搅拌头机械搅拌和焊接热循环的综合作用组织发生了较大程度的变形;热影响区组织发生粗化现象。TIG接头组织表现出明显的铸态组织,且靠近熔池的柱状晶沿母材向对接中心线显著长大。力学试验表明:FSW接头的抗拉强度优于TIG接头的抗拉强度,约为TIG接头的1.5倍。两种接头的断裂形式均为韧性断裂;两种接头的显微硬度最低值均出现在热影响区,且FSW接头的显微硬度优于TIG接头。

利用机械臂制备的微弧氧化陶瓷涂层的相关性能研究

为解决目前微弧氧化(MAO)体系在实际应用中所面临的问题,例如对大尺寸工件表面的难以处理和对工件局部区域进行MAO的精确调控存在挑战,利用机械臂设计了移动式MAO系统,对1060铝合金表面进行MAO处理成功制备了陶瓷涂层,并通过扫描电镜、X射线衍射、摩擦磨损试验和电化学腐蚀试验等手段,对涂层的微观结构、成分、耐磨性和耐腐蚀性进行了分析。结果表明,基于机械臂辅助的移动式MAO技术能够成功在铝合金表面制备陶瓷涂层,并有效提高了铝合金的耐磨性和耐腐蚀性。这项研究为基于机械臂的移动式MAO技术在铝合金表面制备高性能陶瓷涂层方面提供了重要的理论依据和试验基础。

超声波/电磁复合能场对1060铝合金铸轧板带组织和力学性能的影响

采用普通对称式方法(不施加复合能场)和非对称下沉式方法(施加超声波/电磁复合能场)对1060铝合金板带坯进行铸轧试验;研究了复合能场对铝合金板带组织和性能的影响。结果表明:施加复合能场后,铸轧速度(1.2～1.4m.min-1)提高了30%,铝合金板带的组织由粗大的柱状晶转变为均匀细小的等轴晶,其抗拉强度、屈服强度、伸长率和硬度分别提高了25.03%,24.37%,40.09%和10.95%。

RuTi/1060Al脉冲熔化极氩弧熔-钎焊接头组织特征

对RuTi钛合金与1060Al进行脉冲熔化极氩弧熔-钎焊(P-GMAW),采用扫描电镜(SEM)、显微硬度仪等对RuTi/1060Al接头显微组织进行分析;对焊缝中的析出相及钛合金侧过渡区进行能谱(EDS)元素分布分析.结果表明,RuTi/1060Al接头焊缝由α-Al树枝晶及分布于树枝晶边界的α-Al+Si共晶组织组成.焊缝中出现了由Ti(Al,Si)3金属间化合物组成的条状、块状析出相.RuTi钛合金与焊缝之间形成了一层厚度小于10μm、主要由Ti(Al,Si)3金属间化合物组成的锯齿状过渡区.随着焊接热输入的增加,Ti/Al过渡区由锯齿状向条状变化.钛合金热影响区主要由针状α″马氏体与条状α’马氏体组成,显微硬度为2.16~2.65 GPa.

热处理对ARB制备超细晶1060工业纯铝组织和性能的影响

采用累积复合轧制（ARB）技术制备超细晶1060工业纯铝,研究了热处理对超细晶工业纯铝组织和性能的影响。结果显示,室温下1060工业纯铝经过ARB8道次轧制后,材料的晶粒尺寸由轧制前的38μm细化至0.42μm,抗拉强度增加2.5倍,延伸率下降。ARB轧制后不同道次试样经150℃×1 h热处理后,改善了材料层间界面的结合强度,使抗拉强度略有增加。ARB5道次轧制后试样在200℃以下热处理1 h,显微组织处于回复阶段,晶粒尺寸在0.47~0.58μm范围内,机械性能稳定;在200℃以上热处理时,晶粒发生再结晶,晶粒长大,材料的性能恢复。

1060铝TIG焊焊接接头组织和性能分析

对4 mm厚1060铝进行了钨极氩弧焊(TIG),焊后研究TIG接头的显微组织和力学性能。结果表明,钨极氩弧焊接头组织表现出明显的铸态组织,且靠近熔池的柱状晶沿母材向对接中心线显著长大。力学试验表明,TIG焊接头的抗拉强度约为母材的57%,延伸率约为母材的58%。接头的断裂形式为混合型断裂;接头的显微硬度最低值出现在热影响区,该区是接头的薄弱环节。接头的弯曲断裂集中在熔合线处,弯曲角度较小。焊接接头的冲击韧性优于母材。

累积叠轧1060工业纯铝的微观组织和性能

采用累积叠轧方法对1060工业纯铝进行变形,分析了变形前后其微观组织和力学性能。试验结果表明,累积叠轧4道次后工业纯铝的抗拉强度提高了60 N/mm2,硬度提高了一倍。在第一道次之后伸长率下降较大,从45%下降到12%,但在以后道次中保持稳定。随着变形道次的增加,纤维组织越来越细。当累计变形量大于75%时其复合界面焊合较好,断裂裂纹很容易在复合界面形核,并沿着复合界面扩展延伸。

1060铝箔表面白点缺陷的分析

本文通过现场观察、试轧并结合试验对某铝箔生产企业在生产1060时箔材所出现的白点缺陷进行了分析和确定,并定性推断了产生该白点缺陷的原因。铝箔表面所产生的白点缺陷实际为凹坑缺陷,凹坑内壁及边缘未见有夹杂物及二相粒子的析出。白点缺陷的根源应在于熔炼、铸造过程中对设备及工艺参数控制不当所致。

纳米BN对1060铝微孤氧化膜层性能的影响

目的探究微弧氧化电解液中纳米氮化硼(BN)浓度对铝微弧氧化陶瓷层组织和性能的影响。方法在硅酸盐体系电解液中加入1~5 g/L不同浓度的纳米BN,制备纳米BN复合微弧氧化层。利用扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪,分别表征纳米BN复合微弧氧化层的微观组织、元素分布及物相组成。采用涂层测厚仪、粗糙度仪、显微硬度计、摩擦磨损试验机等手段,研究纳米BN对1060纯铝微弧氧化膜层的厚度、粗糙度、显微硬度、摩擦学性能的影响。结果在微弧氧化BN复合膜的表层有弥散分布的BN颗粒,当电解液中添加3 g/L的纳米BN时,制备的微弧氧化层的性能最好,其表面的孔洞数量最少且孔径最小,膜层表面更加致密,其厚度可达到(93.8±1.9)μm,硬度达到(942±51)HV,粗糙度Ra降低为(3.66±0.14)μm,摩擦系数降低为0.55,磨损体积比未添加BN的膜层减少了1.18×10-2 mm3,并且磨痕平整光滑,裂纹较少。结论硅酸盐电解液中加入纳米BN能够改善1060纯铝微弧氧化膜层的综合性能。

基于修正DMNR模型的1060纯铝本构方程（英文）

为了研究工业纯铝的可加工性,并建立最优的热加工工艺参数,通过Gleeble-1500热模拟压缩机,研究在温度为523~823 K,应变速率为0.005~10 s^(-1)范围内纯铝的热变形行为。同时研究应变、应变速率和温度等加工参数对纯铝流动应力的影响。优化了由材料参数构成的九个分析因素和其相应的权重系数。建立了多级串联、多级并联和多级串并联规则的本构方程,其相关性系数R分别是0.992、0.988和0.990,平均绝对相对误差分别是6.77%、8.70%和7.63%,这证明串联本构方程能很好地预测纯铝的流动应力。

1060铝合金搅拌摩擦焊焊缝金属流动机理

对1060铝合金进行搅拌摩擦焊，研究搅拌头旋转方向、焊接速度、主轴转速和搅拌针偏移方向等不同因素对金属流动的影响。结果表明，5mm厚1060铝合金在主轴转速1000~1100r／min、焊接速度200。300mndmin时，可获得无缺陷焊缝。在焊缝上部区域，轴肩的热力作用大于搅拌针对焊缝金属的作用。搅拌针的旋转方向及螺纹旋向对塑性金属流动具有重要影响。当搅拌头偏移的方向不同时，焊接质量相差较大。

微量Cu对1060电池铝箔微观组织和力学性能的影响

采用电子背散射衍射(EBSD),偏光组织观察(POM)和微拉伸仪系统分析了微量Cu对厚15μm的H18态1060电池铝箔微观组织和力学性能的影响。结果表明,添加微量Cu后,铸轧坯料的亚晶粒尺寸和亚晶粒取向角减小,中间退火后再结晶晶粒尺寸显著减小,铝箔沿表面方向的平均晶粒尺寸由3.08μm细化为2.67μm,并且由于再结晶程度增加,铝箔的部分织构由B织构转变为S和S1织构,织构强度略微增加,最终使铝箔的抗拉强度增加约8.0%,伸长率增加约76%。

1060纯铝腐蚀膏加速腐蚀试验与大气暴露试验相关研究

采用扫描电镜、能谱仪、拉曼光谱仪和失重法观察分析1060纯铝在腐蚀膏条件下腐蚀行为和腐蚀过程动力学规律,并与之在大气环境下暴露试验作对比,探究其相关性。结果表明,1060纯铝在腐蚀膏腐蚀试验中,腐蚀类型为点蚀,腐蚀产物主要为Al2O3、Al OOH、Al(OH)3的混合物,腐蚀失重C与时间t的方程为C=0.65t0.74,呈幂指数关系;1060纯铝在大气环境的腐蚀过程中,腐蚀类型为点蚀,腐蚀产物与腐蚀膏腐蚀结果一致,腐蚀失重与时间之间关系为幂指数函数关系。腐蚀膏对1060纯铝具有加速腐蚀的效果,且与大气暴露试验之间具有相关性,可作为模拟1060纯铝大气腐蚀的一种加速腐蚀试验方式。