Ni中间层对6061T6铝合金板/08Al异种金属电阻点焊接头的力学性能及组织的影响

通过在钢板上添加Ni中间层,成功实现了6061T6铝合金板与08Al钢板的可靠连接,显著提高了铝/钢点焊接头的力学性能。研究结果显示,采用预制Ni中间层工艺可控制Ni中间层在钢板上的厚度与分布,减少Al-Fe脆性金属间化合物的形成;相较于直接添加Ni箔中间层,预制Ni中间层工艺能有效增大焊核直径;钢板上激光熔覆Ni层的铝/钢电阻点焊接头最大拉剪力较高,比无中间层的接头最大拉剪力增大了35.5%。

脉冲电流对6061T6铝合金流动摩擦挤压成形微观组织的影响

通过在流动摩擦挤压成形过程中施加脉冲电流,研究了脉冲电流对6061T6铝合金流动摩擦挤压成形性能的影响,同时,借助EBSD和TEM研究了脉冲电流对变形区材料组织演变的影响规律。结果表明:脉冲电流降低了材料的变形抗力,提高了材料的流动性,在下行速度0.6 mm·min^(-1)、转速950 r·min^(-1)以及下压量3 mm条件下,施加3800 A的脉冲电流可使6061T6铝合金的流动摩擦挤压成形高度从15 mm提高到20 mm。脉冲电流的施加促进了变形过程中再结晶的发生,细化了不同变形区的组织,并提高了变形区大角度晶界的比例;流动摩擦挤压成形后材料内部存在大量的线性位错、网状位错以及由位错攀移形成的位错墙;施加脉冲电流后,材料在搅拌力和挤压力的复合作用下发生大塑性变形,晶粒破碎,形成大量的纳米晶。

6061T6超高硬度扁棒淬火工艺开发

6061T6铝合金材料用途广泛,市场对该合金硬度要求越来越高,实际生产急需攻克此难关。本次研究认为:材料硬度与淬火方式密切相关,离线淬火优于在线淬火;当挤压机出口距离淬火区域较远时,材料淬火转移时间较长,固溶体过饱和度降低,导致材料表面硬度偏低;表面粗晶是导致材料表面硬度偏低的次要原因。通过550℃高温固溶热处理能获得超高硬度的6061T6铝材,标准推荐的529℃可作为普通硬度材料的固溶温度。

6061T6铝合金前防撞梁的开发与应用

以速达公司某款车型钢制前防撞梁为基础,用铝合金6061经T6处理的材料代替钢制材料,对其结构进行了优化,开发了一款铝合金前防撞梁。通过有限元分析方法,模拟分析了铝合金前防撞梁和钢制前防撞梁的静态强度、刚度、模态及碰撞性能。结果表明:铝合金前防撞梁的静强度满足设计要求,而模态和刚度优于钢制前防撞梁,这有利于改善整车NVH性能,同时取得良好的轻量化效果,减轻率达55.4%。验证结果表明,铝合金作为前防撞梁实施轻量化的方法是可行的。

6061T6铝合金流动摩擦挤压成形性能及微观组织

通过单点流动摩擦挤压成形试验,研究了工具头转速(ω)、下压量(?l)、下压速度(v)、工具头直径(D)对6061T6铝合金成形性能的影响规律,获得了最佳的成形工艺参数:D=20 mm,ω=950 r?min-1,v=0.6 mm·min-1,?l=3.0 mm,在该参数条件下材料的成形高度最大,达到15mm。利用光学显微镜(OM)和电子背散射衍射(EBSD)对最佳条件成形后不同区域材料的组织进行观察和分析,结果表明:单点流动摩擦挤压成形后的试样由热影响区(HAZ)和变形区(DZ)组成,与母材相比,热影响区晶粒尺寸和形态并未发生明显变化,平均晶粒尺寸为26.5μm;变形区组织分布不均匀,搅拌区(Ⅱ(A)区)材料在工具头带动下发生三维搅动,组织细化不明显,平均晶粒尺寸为23.8μm,大角度晶界比例为45.1%。搅拌挤压复合变形区(Ⅱ(B)区)在搅拌挤压复合力作用下形成了细小等轴组织,平均晶粒尺寸仅为6.54μm。凹模拐角处(Ⅱ(C)区)组织最为细小,平均晶粒尺寸仅为3.75μm,该区域大角度晶界比例明显增加,达到81.8%,材料在变形过程中发生了动态再结晶,形成了稳定的再结晶组织。

6061⁃T6铝合金材料的冲击压缩力学性能实验与数值模拟

为了探究6061‑T6铝合金的冲击力学性能和在防护结构上的应用前景,采用实验与数值模拟相结合的方法开展分析研究。根据多组准静态压缩及冲击压缩实验数据,对Johnson‑Cook本构模型的相应参数进行了拟合;再进行数值模拟分析,并把数值模拟的结果与实验结果对比分析。最终,得到了6061‑T6铝合金在常温下的屈服强度、峰值应力等力学参数;拟合出了6061‑T6铝合金J‑C模型的相应参数;研究表明6061‑T6铝合金是一种应变率敏感材料,其屈服强度、流动应力峰值随着应变率的提高而提高,同时材料对冲击荷载的能量吸收也越来越多;当应变率为1600 s^(-1)时,相对于准静态,其屈服强度和极限承载力分别提高了30%、78%;数值模拟结果与实验结果吻合较好,表明拟合的J‑C模型能够较好地表现出6061‑T6铝合金在高应变率下的应力流动行为。研究成果可为6061‑T6铝合金材料冲击动力学分析和在抗爆结构上的应用提供依据和参考,其在防护工程,防灾减灾工程领域上应用前景广阔。

基于无线疲劳监测系统的铝合金材料疲劳损伤研究

铝合金材料具有重量轻、强度高等特点,是国民经济发展的重要基础材料,在诸多领域(如飞行器设计与制造、建筑装饰等)中占有十分重要的地位。然而,其抗疲劳性能较差,在交变荷载作用下容易产生疲劳裂纹和发生疲劳破坏。提出了一种基于无线疲劳监测系统的铝合金材料疲劳损伤研究方法,实时监测了铝合金构件的疲劳应变,并实时分析了构件的疲劳损伤状况,为研究铝合金材料的疲劳性能提供了可借鉴性的方法。

厚板铝合金静止轴肩搅拌摩擦焊热过程及受力状态数值分析

基于Deform–3D软件建立了12mm板厚6061–T6铝合金静止轴肩搅拌摩擦焊接(Stationary Shoulder Friction Stir Welding,SSFSW)过程热力耦合数值模型,探讨了焊接工艺对SSFSW温度场、热循环及受力状态的影响规律。计算结果表明:焊接转速增加50%将引起焊核最高温度增加21.6%以上;焊接速度增加50%分别导致高温停留时间和冷却时间降低50%和60%以上;对给定转速1000~1500r/min及焊接速度100~150mm/min范围,静止轴肩的轴向力为28.2~24.3kN,前进阻力为17.4~15.3kN,焊接转速增加50%其轴向压力降低13.8%,焊接速度增加50%其前进阻力增加13.7%;搅拌针扭矩最高值在27.3~25N·m范围。上述数值模拟结果为厚板铝合金SSFSW搅拌工具设计及工艺优化提供重要理论依据。