Sc对铸造Al-Li合金组织及力学性能的影响

铸造Al-Li合金可用于成型复杂薄壁构件,在航空航天、国防军工等领域具有广阔的应用前景。细化铸造Al-Li合金组织,提高合金强塑性对其实际应用具有重要意义。本文通过金属型铸造制备不同Sc含量的Al-2Li-2Cu-0.5Mg-xSc合金,分析了Sc含量对合金组织及力学性能的影响规律。结果表明,随着Sc含量逐渐增加,合金晶粒由树枝晶向近等轴晶转变,晶粒尺寸逐渐减小。δ'(Al_(3)Li)相倾向于以Al_(3)Sc相为形核核心,形成Al_(3)(Li, Sc)复合粒子,这些粒子在变形过程中不易被位错切过,减少了Al_(3)Li粒子引起的共面滑移。当添加0.3%Sc(质量分数)时,合金具有较好的综合力学性能,经过175℃/32 h的峰值时效处理后,屈服强度、抗拉强度和伸长率分别可以达到381.3 MPa、449.5 MPa和5.8%。

Sc对2055铝锂合金微观组织与力学性能的影响

采用金相显微镜、电子探针、扫描电镜和透射电子显微镜等手段,研究添加微量Sc对2055铝锂合金微观组织与性能的影响。研究结果表明:0.1%Sc的添加可在一定程度上减少2055铝锂合金凝固过程中成分偏析的现象,并可消除合金枝晶,具有明显细化晶粒的作用;但0.1%Sc添加的2055铝锂合金硬度及强度显著低于2055铝锂合金,断裂模式由韧性断裂为主的模式改变为韧性+脆性断裂为主的模式,这主要是Sc添加后合金中形成了粗大第二相W相,消耗了合金中溶质原子Cu,减小了T1相析出体积分数,使合金强度下降。

时效时间对一种混晶组织Al-Li合金局部腐蚀行为的影响

采用晶间腐蚀浸泡、扫描电镜准原位观察和电化学实验,结合电子背散射衍射和透射电镜,研究了时效时间对一种混晶组织2A97Al-Li合金局部腐蚀行为的影响。结果表明:混晶组织中细晶区与粗晶区的面积分数分别为51%和49%,平均晶粒尺寸分别为8μm和47μm。随着时效时间的延长,合金的腐蚀电流密度减小,最大腐蚀深度减小,晶间腐蚀敏感性降低,晶内腐蚀倾向增加。欠时效状态下晶界与晶内的电位差最大,一直以沿晶腐蚀为主;峰时效状态下电位差次之,初期沿晶腐蚀与晶内腐蚀相当,后期以晶内腐蚀为主;过时效状态下电位差最小,一直以晶内腐蚀为主。不同时效状态下,局部腐蚀都优先在细晶区萌生,随后其在细晶区较粗晶区有更高的法向扩展速率,腐蚀深度更大。

8090Al-Li合金晶间腐蚀与剥落腐蚀性能研究

本文研究了8090Al—Li合金的点蚀、晶间腐蚀和剥落腐蚀性能,探讨了热处理制度对耐腐蚀性能的影响。结果表明:Al-2.79Li-1.3Cu-0.7Mg-0.12Zr合金自然时效态抗晶间腐蚀和剥落腐蚀性能最佳,峰时效状态耐腐蚀性能最差,欠时效比过时效略好。显微组织观察表明合金的耐蚀性能与显微组织密切相关,峰时效条件下,粗大T_2相连续分布于晶界上,它的电位比基体电位低因此晶界构成阳极通道,从而使合金耐蚀性能恶化。

脉冲电流对2091Al-Li合金超塑变形机理的影响

分析了脉冲电流对 ２０９１Ａｌ－Ｌｉ合金超塑变形中晶内位错滑移、晶界位错滑移及原子扩散的影响研究表明，脉冲电流促进位错滑移及增殖，降低原子扩散激活能，加速位错在晶界上的攀移，从而提高了超塑变形在高应变速率下的可能性．据此。

Al-Li合金的合金化及组织研究进展

综述了 Al-Li 合金的合金化及组织的研究进展,详细阐述了不同体系如 Al-Li-Cu、Al-Li-Mg 系合金的成分与微结构之关系,评述了 Al-Li 合金中微合金组元如 Zr、Ag、RE 等微合金化的发展趋势。

Al-Li合金时效初期的价键分析

运用固体经验电子理论(EET),对Al-Li合金时效初期的若干偏聚晶胞的价电子结构进行了计算。计算结果表明:不包含空位的偏聚晶胞的键络最强键为Al—Al键,其中Al原子的共价半径较Li原子的共价半径要大;而含空位的偏聚晶胞的最强键为Al—Li键,Al原子的共价半径要比Li原子的共价半径要小;在空位存在的情况下,由于Al原子与Li原子的电负性相差明显,促使Al和Li原子结合,倾向形成Al-Li短程序结构偏聚区,这种含空位的短程序结构很可能就是δ′(Al3Li)亚稳相的前兆结构和生长胚胎;由于Al-Li-空位有序偏聚晶胞的Al—Li键络比基体键络要强许多,因此,淬火过程中合金生成的Al-Li-空位偏聚晶胞对合金过饱和固溶体起主要强化作用;后续析出的δ′(Al3Li)亚稳相键络各项异性显著,键络强度明显提高;由于Al3Li与基体共格,其大量均匀弥散析出起到提升基体整体键络强度,同样对合金产生强化作用。

T6态2090 Al-Li合金在EXCO溶液中的剥蚀行为和剥蚀发展过程中的电化学阻抗谱

采用电化学阻抗谱(EIS)和光学显微镜原位观察等方法研究了T6态峰时效的2090Al-Li合金在EXCO溶液中的剥蚀行为.在浸泡过程中局部腐蚀形态演变经历了4个阶段:点蚀、晶间腐蚀、剥蚀和剥蚀后期.在点蚀阶段形成的以杂质相为局部阴极生成的大蚀孔成为剥蚀引发的中心,剥蚀鼓泡沿大蚀孔边缘生长,直到把表层以下完全穿透.点蚀引发阶段的EIS由一个高频容抗弧和一个中低频感抗弧构成,在点蚀发展阶段感抗弧消失.晶间腐蚀阶段的EIS的容抗部分中很难分辨出腐蚀区域对应的时间常数,剥蚀发展阶段和剥蚀后期的EIS由两个容抗弧构成.

Ce对2090Al-Li合金疲劳裂纹扩展行为的影响

研究了7075,2090和2090+Ce合金的疲劳裂纹扩展行为。2090合金的名义疲劳裂纹扩展抗力优于7075合金,归因于其高的裂纹闭合效应,但其本征疲劳裂纹扩展抗力低于7075合金。在2090合金中添加微量Ce,可同时提高其本征疲劳裂纹扩展抗力和裂纹闭合效应,故其名义疲劳裂纹扩展抗力大幅度提高。

Sc对Al-Li-Cu-Mg-Ag-Zr合金组织和性能的影响

采用拉伸试验、金相、透射电镜、扫描电镜等测试手段,研究了Sc对Al-Li-Cu-Mg-Ag-Zr合金的显微组织对拉伸性能的影响。结果表明,Sc细化了合金晶粒,促进了T1相的析出和均匀弥散分布,在一定程度上改变了合金的断裂行为,能使合金获得更好的综合机械性能。

8090Al-Li合金的疲劳裂纹扩展

研究了8090型Al—Li合?疲劳裂纹扩展行为以及组织结构和环境的影响,结果表明,在空气中,自然时效和欠时效?现出最好的疲劳裂纹扩展阻力,其次是峰时效状态,而过时效状态的疲劳裂纹扩展阻力最低,在3.5%NaCl水溶液中,时效状态对疲劳裂纹扩展行为有着同空气中相同的影响规律,但在同样的时效条件下,在3.5%NaCl水溶液中的疲劳裂纹扩展阻力要比空气中的低,在相同的应力强度因子范围△K作用下,缺口短裂纹和物理短裂纹均表现出比长裂纹高的扩展速率,用位错的平面滑移性和循环滑移可逆性解释了时效的影响,用裂纹的闭合效应和裂纹尖端塑性区尺寸说明了长短裂纹扩展行为的差别。

Zr对Al-Li合金热轧板材的再结晶温度、各向异性和织构的影响

研究了Zr元素对Al Li二元合金热轧板内织构、各向异性以及再结晶温度的影响 ,发现微量的Zr(0 .0 8% )即可起到抑制再结晶的作用 ,Zr含量增加 (0 .14% )时 ,热轧板材的组织细化 ,合金的强塑性提高。从实验结果还可以看出 ,Al Li二元合金的各向异性除受材料内部的晶体学织构影响外 ,其他因素 (如合金内第二相粒子的特性 )

Al-Li合金的研究进展

Al-Li合金是一种综合性能好、具有巨大开发潜力的轻质合金,被认为是21世纪飞行器和舰船理想的结构材料。简要回顾了Al-Li合金的发展历史,重点介绍了铝锂合金的制备方法、微合金化、焊接等方面的研究进展。提出了对Al-Li合金研究今后的发展方向:组合优化现有制备工艺,提出新的制备技术;进一步探寻更有效的合金化途径,增加基体相与δ′相界面的错配度,引入新的时效强化相;不断改进焊接工艺,使合金的接头强度系数提高。

2091Al-Li合金的形变热处理

研究了预冷变形和分级时效处理对2091型Al-Li合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,固溶后8％预冷变形随后170℃,6h+190℃,4h双级时效可以使合金获得良好的强塑性配合。合金中主要强化相δ′(Al_3Li)适宜的粒度,第二强化相S′(Al_2CuMg)沿冷加工所造成的位错亚结构分散沉淀,晶界上平密相析出量的减少以及Δδ′无沉淀析出带(PFZ)的窄化,是这种合金强塑性改善的主要原因。

Al-Li合金中δ′相沉淀过程原子图像的计算机模拟

利用微观Langevin方程对δ'用(Al3Li)沉淀过程的原子图像进行模拟研究．该方程不但能同时描述原子簇聚和有序化过程,将用分离和粗化在同一物理框架内考虑, 而且无须预先设定第二相结构,可观察到动力学演化过程中可能出现的瞬时相,模拟结果表明:对于Al-15Li(原子分数,%)合金,最初在无序基体中出现的L12相浓度与无序用相同,在L12相之间形成重位与阵界面;随后,L12相有序度进一步增加,重位点阵界面逐渐转变为L12结沟;最后形成被反相畴界分开的L12结构单相有序相,单相有序相一经形成,便开始分解,分解主要发生在反相畴界处,富Li区向平衡δ'相转化,贫Li区自发无序化,形成δ'相与无序基体共存的平衡结构,在沉淀过程后期,δ'相租化待证明显,大颗粒长大,小颗粒变小或消失,两相界面由不规则变为平直。

分级时效工艺对1420Al-Li合金组织与性能的影响

研究了分级时效工艺对 1 42 0Al -Li合金组织与性能的影响 ,试验结果表明 :经 70℃ /1 2h +1 2 0℃ /4～ 1 0h工艺分级时效处理可使 1 42 0Al-Li合金的综合力学性能得到显著的提高 ;分级时效工艺使1 42 0Al-Li合金析出的δ′相粒子分布均匀。

Al-Li合金强韧化机理及途径

概述了Al-Li合金强韧化的内部机理和外部机理,并在此基础上阐述了提高Al-Li合金强韧性的主要途径。

氢对Al-Li合金8091-T6疲劳寿命和断裂行为的影响

本文研究了氢含量对 Ａｌ－Ｌｉ合金８０９１－Ｔ６薄板光滑试样疲劳寿命（Ｎｆ）、变形机制和断裂模式的影响结果表明，合金的氢含量由１．０４３降低到 ０．０５３ μｇ／ｇ，变成超低氢合金， Ｎｆ提高约一倍，疲劳变形机制由切割机制转变为绕过机制，断裂模式由以穿晶脆性断裂为主转变为穿晶韧性断裂，由氢脆引起的低韧性断裂特点完全消失本文还简要地讨论了氢含量变化造成疲劳变形机制和断裂模式转变的原因．

航空用Al-Li合金阳极氧化对粘接性能的影响

为研究Al-Li合金不同粘接工艺对粘接性能的影响,对其进行了磷酸阳极化处理,并选用不同的胶黏剂来考察Al-Li合金粘接副的拉剪强度。结果表明,阳极化处理使Al-Li合金试片表面产生了微观粗糙的多孔膜,实现了粘接界面上良好的机械啮合。经阳极化处理后,Al-Li合金粘接性能显著提高,当粘接副采用Lord 320/322胶粘接时拉剪强度提高了49%,当粘接副采用FM94胶粘接时拉剪强度提高了167%,破坏模式多为内聚破坏。

熔盐电解LiCl-KCl-AlCl_3-La_2O_3共析出制备Al-Li-La合金

研究了LiCl-KCl-AlCl3-La2O3熔盐体系中共析出制备Al-Li-La合金的可行性。研究表明,在LiCl-KCl熔盐中,AlCl3将La2O3氯化为LaCl3,使电解制备Al-Li-La合金顺利进行。借助循环伏安法对熔盐体系的电化学行为进行分析发现,对质量比为45∶45∶5∶2的LiCl-KCl-AlCl3-La2O3熔盐,当阴极电流密度大于0.25 A/cm2,可以实现Al、Li和La的共析出。通过研究电解温度、阴极电流密度和电解时间对合金组成的影响,得到了较佳的电解参数:电解温度650℃,在LiCl-KCl混合熔盐中加入质量分数为5%的AlCl3和2%的La2O3,阴极电流密度12.5 A/cm2,电解时间1 h。X射线衍射对合金分析测试表明,合金主要由Al2La和βLi组成。