双级时效制度对6156铝合金组织和性能的影响

采用拉伸力学性能测试、电导率测定、晶间腐蚀实验及透射电镜分析等手段研究双级时效处理条件下6156铝合金的力学性能、电导率、晶间腐蚀和显微组织结构,采用正交实验优化双级时效工艺。结果表明:在本研究范围内,6156铝合金双级时效的四因素中第一级时效制度对合金的力学性能和电导率影响不大,第二级时效温度和时间是影响合金最终性能的主要因素。对于6156铝合金,最佳双级时效工艺为(175℃,6 h)+(210℃,5 h),相对于T6态,合金强度稍有降低,电导率上升,腐蚀类型也由晶间腐蚀转变为点蚀,腐蚀深度明显变浅。电镜观察结果表明:双级时效处理后,晶内析出大量的Q′相,晶界析出相球化且析出相之间的间距增大,呈断续分布,无沉淀析出带(PFZ)变宽,这种微观结构能有效提高6156合金的电导率和腐蚀性能,同时使合金具有较高的强度。

6156铝合金疲劳裂纹的扩展速率

针对不同时效状态、相同时效状态在不同应力比(0.1,0.5)和不同方向(L-T,T-L)的6156铝合金的疲劳裂纹扩展速率进行了研究;同时还用透射电镜及扫描电镜对合金的显微组织与断口形貌进行了观察。结果表明:不同时效状态下,在疲劳第Ⅰ和第Ⅱ阶段,自然时效态合金的疲劳裂纹扩展速率最小,T6欠时效态的较大,T6过时效的最大,T6峰时效的介于T6欠时效和过时效之间;应力比为0.5时合金的疲劳裂纹扩展速率比应力比为0.1时的大;取样方向对裂纹扩展速率几乎没有影响,6156铝合金的抗疲劳性能无明显的各向异性。

时效制度对AA6156铝合金拉伸性能和断裂韧性的影响

研究了AA6156铝合金在不同时效状态下的拉伸性能和平面应力断裂韧性。结果表明:AA6156合金薄板在自然时效态下断裂韧性最好,但强度偏低;在190℃单级峰时效和175℃/6 h+190℃/13 h双级过时效态下强度较好,但断裂韧性偏低;而在175℃/2 h+200℃/0.5 h双级时效态下达到较理想的强韧性匹配。由透射电镜和扫描电镜观察其微观组织及断口形貌得出:双级时效时,第一级预时效处理能增大GP区的析出数量,从而在后续第二级时效时极大地促进β″相更密集、更均匀地析出。时效制度对AA6156合金断裂韧性的影响主要取决于晶内析出相β″,而受晶界微观组织结构的影响较小。

时效制度对6156铝合金力学性能及腐蚀性能的影响

通过常规拉伸、慢应变速率拉伸和晶间腐蚀实验研究了T6及双级时效处理对6156铝合金力学性能与腐蚀性能的影响,并采用透射电镜(TEM)观察了析出相特征。结果表明:6156合金在T6欠时效状态下晶内析出相主要为GP区,晶界无明显析出相;T6峰时效晶内析出相主要为β″相,出现少量的Q′相,晶界析出物呈连续分布,合金虽然具有最高强度,但晶间腐蚀严重,应力腐蚀敏感性最大;随时效时间延长,Q′相增多并逐渐粗化,晶界析出物粗大非连续分布;T78时效态晶内析出大量的Q′相,晶界析出相球化且析出相之间的间距增大,呈断续分布,无沉淀析出带(PFZ)变宽,因此相比T6态而言T78状态合金强度损失不大而耐蚀性得到明显提高。

预处理对冷轧时效6156铝合金组织与性能的影响

采用拉伸试验、金相显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等,研究了淬火、欠时效、峰时效3种预处理对冷轧及时效6156铝合金拉伸性能、微观组织和断口形貌的影响。结果表明,淬火、欠时效、峰时效3种预处理合金经80%压下量冷轧及100℃/48 h时效,强度均显著提高,这源于形变强化(包括位错强化、织构强化及晶粒细化)和析出强化的共同作用;相比于欠时效及峰时效,淬火冷轧时效合金因位错密度低、析出相共格程度高而获得更强的位错存储能力,从而得到较高塑性;淬火冷轧时效合金断口为韧窝断裂,而欠时效或峰时效的冷轧时效合金断口为韧窝和沿晶裂纹并存,这种形貌差异取决于预处理是否形成晶界无析出区。经淬火+80%压下量冷轧+100℃/48 h时效,6156铝合金拉伸性能较优,抗拉强度(σ_(b))、屈服强度(σ_(y))、断裂延伸率(δ_(f))分别为511 MPa,471 MPa,10.8%。

激光焊接6156-T4铝合金对接与T型接头的性能对比

用拉伸试验机、疲劳试验机、扫描电镜等对激光焊接6156-T4铝合金对接接头和T型接头的拉伸性能、疲劳性能和断口形貌进行了对比研究。结果表明:对接接头的拉伸性能接近于母材的,T型接头的抗拉强度较母材的有一定程度的降低,对接接头的疲劳强度明显高于T型接头的;对接接头疲劳断口位于热影响区,T型接头的断口穿过热影响区和母材;两种接头疲劳裂纹均萌生于应力集中较为严重的焊趾部位,以近似半椭圆的形状沿厚度方向扩展直至接头断裂。

汽车覆盖件采用变形铝合金材料的研究

阐述为了解决汽车轻量化,选用"ASTM E 6156"变形铝合金材料作为汽车覆盖件材料的研究。运用现代固体力学和当今先进的测试设备,对该材料进行拉伸试验及平面应力断裂韧性测试,并利用透射电镜和扫描电镜对合金的微观组织及断口形貌进行观察。结果表明:时效工艺对6156铝合金的平面应力断裂韧性影响很大,其中T4处理的合金断裂韧性最好。尽管试验证明"平面应力断裂韧性K_c具有各向异性",但在T4时效状态下K_c的T-L取向与L-T取向的数值大小基本一致。最后确定"ASTM E 6156"变形铝合金完全可以满足汽车覆盖件材料的技术要求;同时,"ASTM E 6156"变形铝合薄板仍然可用冷压工艺低成本、高效率生产。