Cu、Mg、Si元素含量对2014铝合金组织与性能的影响

通过设计三种合金成分,研究了Cu、Mg、Si元素含量对2014铝合金组织与性能的影响。研究结果表明,随着Cu、Mg、Si含量的增大,铸态组织的共晶相增多;当Cu含量低于4.2%时,502℃×30 h均匀化退火可以使Al_(2)Cu完全回溶。合金经热挤压、固溶及人工时效处理后,合金保留了挤压变形的取向组织,但伴随有少量地细小再结晶晶粒形成。力学性能表明,Cu、Mg、Si含量的增加提高了合金强度并且没有降低断后延伸率。三种合金时效态屈服强度达到460 MPa以上,抗拉强度达到517 MPa以上,延伸率不低于10%,综合性能超出国际AMS标准。

2014铝合金搅拌摩擦焊缝的拉锻式摩擦塞补焊

采用拉锻式摩擦塞补焊方法对4mm厚的2014铝合金搅拌摩擦焊接头缺陷进行了补焊,焊后对塞补焊接头的微观组织和拉伸性能进行了分析。研究结果表明,摩擦塞补焊接头分为焊缝区、热影响区和母材区三部分,焊缝由细小的等轴再结晶组织构成。选择合适的焊接参数和接头结构,塞补焊接头的抗拉强度可以达到330MPa以上,达到或超过搅拌摩擦焊接头强度。塞补焊接头微观硬度分析表明,塞补焊后接头焊缝区硬度较高,但整体硬度变化不大。

2014铝合金搅拌摩擦焊接过程数值模拟

将搅拌摩擦焊接过程中材料的流动看作是层流、粘性、非牛顿流体绕过旋转的搅拌头探针,并基于流体力学理论,建立了三维搅拌摩擦焊缝金属塑性流动的数值分析模型。提出了一种联合粘度场、速度场对焊接区域进行划分的方法:搅拌头周围的η0(材料粘度值)内易流动区域对应于焊核,η0外围与η1粘度带之间的区域对应于TMAZ区。三维模拟中材料的垂直方向流动与“标记嵌入技术”流变可视化试验结果吻合较好:靠近探针的区域内,回撤边中下部的材料向上运动,前进边中下部材料向下运动。焊接速度过高,搅拌头轴肩与探针过渡处的易流动区容易发生材料的分离运动,实际焊接中在此处容易产生空洞缺陷。

2014铝合金搅拌摩擦焊接过程塑性金属流变可视化

采用“标记嵌入技术”对2014铝合金搅拌摩擦焊缝金属塑性流变进行了研究。试验分析结果表明,在搅拌摩擦焊接过程中,焊缝金属材料流动关于焊缝中心线是非对称的,在前进边一侧,既有材料向前流动也有材料向后流动,而在回撤边一侧,材料只发生向后运动;在焊缝上部表面附近,由于搅拌头轴肩的影响,材料向前转移非常明显。建立了二维焊缝金属塑性流变模型,模型能很好地解释焊缝金属流变过程。

电场时效对2014铝合金的微观组织和力学性能的影响

通过拉伸试验、硬度测试、X射线衍射(XRD)分析、扫描电子显微镜(SEM)及透射电子显微镜(TEM)分析技术,研究了170℃×10 h电场时效工艺条件对2014铝合金板的微观组织和力学性能的影响.实验结果表明,电场时效有助于提高2014铝合金板的屈服强度和硬度,而且2014铝合金板的屈服强度和硬度随电场强度的升高而增加.电场时效使2014铝合金板的主织构由非电场时效的{001}<110>织构转变为{001}<210>织构,且{001}<210>织构的强度呈现出随电场强度升高而增强的趋势.电场时效2014铝合金板的屈服强度和硬度的提高主要归因于其微观组织和织构的转变.

CeO_2添加剂在原位TiB_2颗粒增强2014铝合金复合材料中的作用(英文)

将K2TiF6和KBF4混合盐与铝合金熔体通过放热反应法制备原位TiB2颗粒增强2014铝合金基复合材料。研究CeO2添加剂对原位TiB2/2014铝基复合材料显微组织和力学性能的影响。结果表明,在高温时添加CeO2与添加Ce的作用相同;当添加0.5%CeO2时,TiB2颗粒在基体中的分散性大幅度提高,颗粒与基体的界面清晰,在复合材料制备过程中颗粒没有明显的沉降现象。解释了TiB2颗粒在2014铝合金基体中的分散机理。加入CeO2的复合材料,其铸态硬度、抗拉强度、屈服强度和伸长率有较大提高。

强化处理和快速再结晶对2014铝合金组织与性能的影响

研究了强化处理 (铸锭强化均匀化和强化固溶 )和快速再结晶对 2 0 14铝合金组织与性能的影响。实验结果表明 :强化处理与常规处理相比 ,能更好地消除或减小第二相和晶界非平衡共晶相 ,从而使合金性能有较大幅度的提高 ;而快速再结晶细化处理未能达到预期的效果。

2014铝合金拉锻式摩擦塞补焊接头微观组织及力学性能

采用拉锻式摩擦塞补焊方法对4mm厚的2014铝合金进行了焊接,焊后对接头的微观组织和力学性能及断裂特性进行了分析。研究结果表明,摩擦塞补焊接头由焊缝区、热影响区和母材这3部分组成,焊缝由细小的等轴再结晶组织构成。力学试验表明:摩擦压力、摩擦时间、塞棒/塞孔配合角度以及工进速度均会影响接头质量,选择合适的焊接参数和接头结构,塞补焊接头的抗拉强度可以达到375MPa,约为母材强度的79%。断口形貌分析显示,接头断裂模式为塑性断裂。

固溶处理对2014铝合金组织和性能的影响

自行车链轮与链条配合时要受到滑动摩擦,使其根部受链条拉力而弯曲,极易失效。即使采用表面强化热处理的低碳钢,也很难满足使用要求。采用不同的铝合金固溶、时效处理工艺,利用电子探针、MM2000磨损试验机等测试手段,对赛车链轮2014铝合金的组织性能进行了分析研究,结果表明:2014铝合金存在的相较为复杂,主要有θ相、W相和S相等。经500℃固溶、165℃时效处理后,其合金相分布细小、均匀,强度和硬度较高,塑性较好,耐磨性提高。

2014铝合金板材热处理工艺研究

试验研究了退火温度、退火时间、淬火温度、淬火时间、时效温度和时效时间等因素对2014铝合金板材组织与性能的影响。确定了2014铝合金薄板各种热处理工艺参数:退火温度380℃,退火保温时间1 h;淬火温度500℃,淬火加热保温时间10 min;时效温度160℃,时效保温时间12 h。在工业生产条件下,采用以上确定的热处理工艺参数生产出O状态、T4状态和T6状态的薄板,其性能均完全达到标准中规定的指标。

电场时效对2014铝合金θ(Al2Cu)析出相的影响

借助TEM研究了在170℃条件下进行6、8、10和12h电场时效对2014铝合金析出行为的影响。结果表明:电场时效能够有效地减小2014铝合金中的析出相θ(Al2Cu)的尺寸,且使其弥散分布;尤其是在时效时间为12h的时候,其效果更加显著,此时析出相θ(Al2Cu)细小弥散程度随着电场强度的增强而显著提高。这主要是由于电场时效改变了析出相的形核与长大所致。

强化固溶对2014铝合金组织与性能的影响

铸锭中粗大的第二相和非平衡结晶析出的粗大晶界共晶相具有组织“遗传”效应 ,常规的铸锭均匀化、铸锭变形加工以及变形态的固溶处理工艺可以提高合金元素的均匀化程度和在铝基体中的固溶度 ,达到减少粗大第二相和共晶相造成不利影响的目的 ,但传统的热处理工艺不能彻底消除粗大的第二相 ,制约了合金性能。通过铸锭强化均匀化和变形组织的强化固溶处理 ,可以基本消除粗大的第二相 ,大幅度提高合金的性能 ,对2014铝合金的研究结果表明 ,与常规热处理相比 ,强度提高10 %以上 ,σb 、σ0.2 分别达到531MPa和471MPa ,此时延伸率仍达到10 %。

固溶处理2014铝合金组织与磨损性能研究

通过采用不同的铝合金固溶、时效处理工艺,利用电子探针、MM2000磨损试验机等测试手段,对赛车链轮用2014铝合金的组织性能进行了分析研究。结果表明,2014铝合金存在的相较为复杂,主要有θ相、W相和S相等。经500℃固溶和165℃时效处理后,其合金相分布细小、均匀,力学性能较高,磨损时,在出现了犁沟的同时,还存在粘着剥落坑,磨痕最浅,耐磨性提高。

强化固溶对2014铝合金组织与性能的影响

铸锭中粗大的第二相和非平衡结晶析出的粗大晶界共晶相具有组织“遗传”效应,常规的铸锭均匀化、铸锭变形加工以及变形态的固溶处理工艺可以提高合金元素的均匀化程度和在铝基体中的固溶度,达到减少粗大第二相和共晶相造成不利影响的目的,但传统的热处理工艺不能彻底消除粗大的第二相,制约了合金性能,通过铸锭强化均匀化和变形组织的强化固溶处理,可以基本消除粗大的第二相,大幅度提高合金的性能,对2014铝合金的研究结果表明,与常规热处理相比,强度提高10％以上,σ_b,σ_(0.2)分别达到531 MPa和471 MPa,此时延伸率仍达到10％。

2014铝合金模锻件大晶粒产生的原因及预防措施

分析了2014铝合金生产形状复杂、筋条窄小、腹板薄的模锻件不同部位产生大晶粒组织的主要原因,并提出了预防措施和控制方法。

电场时效对2014铝合金织构的影响

用X射线衍射ODF分析方法解析了在电场时效过程中2014铝合金织构的形成和演变机理.结果表明:在电场时效过程中2014铝合金的主织构始终是{001}〈210〉织构,而非电场时效其主织构随着时效时间的延长由{001}〈210〉织构(6 h和8 h)转变为{001}〈100〉立方织构(10 h),然后由{001}〈100〉立方织构转变为{011}〈100〉织构(12 h).这主要是电场时效降低了固溶处理2014铝合金样品的储存能,从而抑制其回复所致.

2014铝合金板热轧过程有限元模拟

运用ABAQUS软件,对不同热轧工艺下2014铝合金板材的热轧过程进行了有限元模拟,分析了轧制过程中压下量、摩擦系数对应力、应变,轧制力以及宽展的影响。结果表明:增加压下量可使板料中部轧透,可降低它的残余应力;稳定轧制阶段,轧制力随着压下量的增加而增加,摩擦系数对轧制力影响不大,压下量为12、25、36 mm(10%、21%、30%)时,轧件的轧制力分别为3400、4600、5500 kN;在其他条件不变时,宽展随压下量增加而增加,随摩擦系数增加而减小。

多向锻造和时效处理对2014铝合金滑动磨损性能的影响

利用多向锻造和时效处理对2014铝合金进行了加工,研究了材料的微观组织、强度、硬度、塑性和滑动磨损性能。结果表明:晶粒细化导致材料具有较高的强度和硬度。多向锻造和时效处理后,较高的硬度以及磨损过程中较强的加工硬化大幅度增强了材料的抗滑动磨损性能。

2014铝合金轧制工艺研究

通过显微组织观察、拉伸性能测试研究了轧制温度、轧制变形量对2014铝合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:当变形量60%且轧制温度400~460℃时,随着轧制温度的升高,组织中再结晶晶粒逐渐减少,420℃轧制试样组织均匀,晶粒尺寸最小。随着轧制温度的升高,试样强度和伸长率先升高再降低,420℃轧制试样的强度和伸长率达到最大值。当轧制温度420℃且变形量20%~80%时,随着变形量的增加,试样铸态枝晶状组织逐渐减少,抗拉强度和伸长率先增大后减小,屈服强度变化不明显。当变形量60%时,试样力学性能最优。

2014铝合金轧制板材各向异性研究

本实验研究了2014铝合金轧制板材的力学性能和抗晶间腐蚀性能。先将试样进行不同工艺的热处理实验,试样会沿晶界产生析出物,形成纤维组织,所以板材会出现各向异性。通过测量平行纤维方向和垂直纤维方向的力学性能和抗晶间腐蚀性能。得出平行纤维方向的板面具有较低的硬度,和较好的抗晶间腐蚀性能;而垂直纤维方向的板面具有较高的硬度,但其抗晶间腐蚀性能降低。