咪唑啉缓蚀剂在NaCl溶液中对2099Al-Li合金的缓蚀行为

采用极化曲线、交流电化学阻抗谱(EIS)和扫描电化学显微镜(SECM)技术研究了咪唑啉在3%(指质量分数,下同)NaCl溶液中对2099 Al-Li合金的缓蚀行为.结果表明:咪唑啉有很好的缓蚀效果.极化曲线测试和交流阻抗测试都验证了咪唑啉浓度达到0.01 mmol/L时,缓蚀效率达77%以上的准确性.采用扫描电化学显微镜技术(SECM)研究0.01 mmol/L咪唑啉缓蚀剂在3%NaCl+5 mmol/LKI溶液中对2099铝锂合金的缓蚀行为.结果表明:在缓蚀剂条件下,合金表面电流峰数量减少,强度减弱.

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%。

电磁振荡场作用下双辊铸轧制备2099Al-Li合金的偏析行为及组织性能

采用OM、SEM、EMPA、DSC、电导率和常温拉伸性能测试等手段,分别对传统双辊铸轧及电磁双辊铸轧2种工艺条件下制备的2099Al-Li合金的微观组织及性能进行了深入研究,分析了双辊铸轧过程中的偏析产生机理及电磁振荡场的作用机制。结果表明:双辊铸轧工艺将连续铸造和轧制变形结合为一道工序,解决了传统铸造方法制备Al-Li合金因Li元素的加入而导致的严重缩孔等问题,但在铸轧板材中心存在宽度接近1 mm的宏观偏析带。在铸轧过程中施加电磁振荡场后,偏析带基本消除;二次枝晶臂间距缩减至6.90μm;Cu、Zn、Mg元素的偏析度分别降低至2.45、0.93、1.05;合金中的非平衡共晶相含量显著降低。相较于双辊铸轧工艺,电磁双辊铸轧制备的2099Al-Li合金板材的抗拉强度、屈服强度、延伸率分别提升了34 MPa、18 MPa、2.8%,合金的力学性能得到大幅改善。

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。

2099Al-Li合金铸轧过程热-流场与中心偏析研究

采用水平双辊铸轧制备了2099Al-Li合金板材,并利用Fluent软件对铸轧过程进行热流耦合计算,分析铸轧速度和传热系数对铸轧过程温度场、流场的影响,结合模拟结果对中心偏析进行分析。结果表明,铸轧速度由0.85 m/min增加到1.15 m/min,板材在出口前达到完全凝固状态。不同辊速和传热系数条件下,靠近铸轧区入口位置产生对称涡流;在辊速为0.85 m/min和传热系数为8000 W/(m·℃)条件下,铸轧区中心区域产生涡流,其涡流主要是由铸轧变形挤出形成的,并可以改善铸轧板带内部的中心偏析问题。

2099铝锂合金微观组织及性能

采用力学性能测试和透射电镜观察的方法,研究2099铝锂合金不同时效状态下的拉伸性能、应力腐蚀性能以及微观组织。结果表明:在欠时效条件下,合金抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为453 MPa、382 MPa和12.5%,基体中形成大量的δ′相;峰时效条件下,大量的T1相以及少量的θ′相在基体中析出,晶界上生成一定数量的第二相,并形成无沉淀析出区,合金相应的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为613 MPa、581 MPa和7.9%;过时效条件下,合金抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为610 MPa、570 MPa和7.8%,其微观组织与峰时效合金的相似。在欠时效合金中,由于晶界上残余AlCuFeMn相的存在,从而导致合金具有较高的应力腐蚀敏感性;在峰时效合金中,由于大量的T1相在基体中析出,促使合金获得理想的抗应力腐蚀性能,强度损失率为0.8%;过时效合金具有与峰时效合金相近的抗应力腐蚀性能。

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。

2099铝锂合金均匀化处理工艺

利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、韦氏硬度计及MTS试验机研究2099铝锂合金的均匀化处理工艺。研究结果表明:2099铝锂合金适宜的均匀化处理制度为530℃/36 h。铸态合金树枝晶发达,大量的Cu元素在晶界偏析形成以Al2Cu为主的粗大骨状第二相,同时含有一定量的Zn,Mg,Fe和Mn。经530℃/36 h均匀化处理后,合金组织中的树枝晶消失,绝大部分粗大骨状第二相回溶到基体,残余第二相粒径较小(<5μm),为含有一定量的Cu,Fe和Mn的点状或条状结构。

2099铝锂合金微观组织及性能的演变

对2099铝锂合金微观组织及性能在热机加工过程中的演变进行研究。研究结果表明:枝晶粗大,晶界偏析严重的铸态合金经双级均匀化(510℃/12 h+530℃/36 h)处理后,树枝晶消失,晶界偏析基本消除,晶界上残余有少量的Al Cu Fe Mn/Al Cu Mn颗粒。均匀化后的铸锭在450℃进行热挤压,获得直径为16 mm的合金棒。合金经固溶处理后,平行于挤压方向上,中心区域形成强的{111}?112?织构和次强的{111}?110?织构,表层区域形成{112}?110?织构。中心区域的织构强度较表层的强。合金心部和表层硬度(HV)分别为95和120。在峰时效条件下,大量的T1和δ′相以及少量的θ′相在基体中析出。合金相应的抗拉强度,屈服强度和伸长率分别为613 MPa,597 MPa和7.9%。随着时效时间的延长,合金应力腐蚀敏感性降低。在过时效条件下,合金获得理想的抗应力腐蚀性能,强度损失率为5.5%。

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。

2099合金的热变形行为及组织演化

采用热压缩试验、方差分析和TEM技术研究变形条件对2099合金流变行为的影响规律和组织演化特征。结果表明:随着应变的增加,2099合金流变应力经历了过渡变形和稳态变形两个阶段。在显著性水平为0.01条件下,变形温度和应变速率对2099合金流变应力的影响高度显著,表明该合金为正的应变速率和负的变形温度敏感性材料。且随着应变的增加、变形温度的升高和应变速率的降低,合金组织依次经历了无规则的位错缠结→多边形化→晶界弓出形核+亚晶合并→再结晶晶粒长大过程。当变形温度为460℃、应变速率为0.01 s-1、应变量为1.1时,合金可获得细小的再结晶组织。

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 )

2099铝锂合金型材的变曲率滚弯工艺

2099铝锂合金变曲率2型材是我国自主研制的大型客机C919的重要桁架零件,其轮廓曲率不断变化,依靠传统经验式的滚弯方法很难成形该种零件。为此,提出了有限元数值分析的方法对2型材的等曲率滚弯过程进行了仿真,得出了其滚弯成形规律和回弹规律。依据滚弯成形规律,采用分段等曲率滚弯的方法进行了变曲率型材滚弯有限元模拟,确定了变曲率型材滚弯中各分段的左右滚轮抬升量。根据变曲率型材滚弯模拟结果进行了型材的变曲率滚弯工艺试验。结果表明,型材贴模效果较好,轮廓误差仅为0.5mm,满足设计要求,模拟结果与试验结果一致性较好。

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。

显微组织的非均匀性对AA2099-T8铝锂合金局部腐蚀的影响

采用化学浸泡和动电位极化法,结合扫描电子显微技术研究AA2099-T8铝锂合金的显微组织对其局部腐蚀行为的影响。结果表明:合金的显微组织不均匀,部分晶粒内部存在高密度位错或滑移带组织;在3.5%Na Cl(质量分数)溶液中,粗大第二相颗粒与铝基体间形成的腐蚀微电池引发轻微点蚀,其腐蚀行为与第二相颗粒的种类密切相关;严重局部腐蚀(SLC)与合金的择优形变及时效析出相有关。非均匀塑性变形使合金局部区域位错密度升高,促进时效过程中活性T1(Al2CuLi)相在局部优先析出,增大了该区域的腐蚀倾向,引发严重的局部腐蚀。