7xxx系高强铝合金厚板断口平台缺陷的研究

研究以80mm厚7xxx系合金板材的冲击断口为研究对象,采用扫描电镜结合能谱分析,考察了断口上平台缺陷的宏观形貌及平台区域所含夹杂物种类,并分析了产生平台缺陷的可能原因。结果表明,平台缺陷呈淡褐色,形状为不规则的长条状,长度方向尺寸通常可达2~3mm;平台缺陷的局部区域含有较多的夹杂物（氧化物、含铁相等）;平台缺陷产生的原因可能为渣气伴生,即铸锭中气孔夹杂共存,轧制过程中气孔沿轧制方向变形,两侧金属由于气体的存在始终不能接触焊合而形成平台缺陷。

7×××系超高强铝合金板材各向异性的研究现状

较为系统地介绍了7×××系铝合金的合金化原理、板材各向异性的影响因素及其研究现状。铝合金厚板各向异性及其不同厚度层性能变化的特征成为近年来重要研究方向,指出在厚板的轧制、热处理及微合金化元素等对合金组织、性能均匀性及各向异性的影响规律方面应投入更多力量进行研究,以便解决各向异性的同时,为未来合金开发和工艺升级提供参考。

7A55铝合金厚板的微观组织和性能不均匀性

采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、织构分析、硬度、电导率、拉伸测试等实验手段研究7A55铝合金厚板T6态微观组织与性能沿厚度方向的演变规律。研究结果表明:在板材的厚度方向上,板材的微观组织和硬度、电导率、强度、织构等存在不均匀性。从板材表层到心部,其再结晶分数依次降低,残余第2相体积分数、电导率和强度依次升高,表层硬度比心部的高,1/4层的硬度最高。心部含有最多的轧制型织构为铜织构{112}?111?,黄铜织构{011}?211?和S织构{123}?634?,表层含有最多的再结晶织构为{001}?100?。轧制型织构具有更大的泰勒因子M,对强度贡献更大,表层的再结晶严重削弱了其力学性能,影响各层力学性能差异的主要因素是再结晶及织构。

7A52铝合金厚板搅拌摩擦焊

采用搅拌摩擦焊方法对厚度为25 mm的7A52铝合金板进行了单道焊实验。结果表明:在焊接25 mm板时,工艺参数可调范围较窄,在旋转速度为1 500 r/min,且焊接速度为40 mm/min时,可以获得较好的焊接性能,抗拉强度可以达到330 MPa,延伸率可以达到9.6%;焊缝中存在3个组织变化区,其中焊核区内是细小均匀的等轴晶,平均晶粒大小在4μm左右;焊缝两侧热机影响区组织存在较大差异,前进侧为窄条状组织,回退侧为扁平块状组织;热影响区组织发生了回复、再结晶和粗化;焊缝显微硬度的最低值出现在前进侧,说明前进侧是焊缝的薄弱环节;厚板焊接时,沿板厚方向的热机作用梯度过大,造成焊缝金属难以获得优良焊接性能,这是厚板焊接较困难的原因。

7A55铝合金-RRA态厚板组织和性能及其不均匀性的多因素影响

采用力学性能测试、电导率测试、差示扫描量热(DSC)分析、微观组织观察以及织构分析研究预时效温度、回归加热速率、再结晶及Taylor因子对回归再时效(RRA)态7A55铝合金厚板组织、性能及其厚向不均匀性的影响。结果表明:厚板芯部低密度和粗大的析出相(η’和η)导致板材芯层硬度低于表层的,芯层电导率高于表层的。硬度和电导率的厚向不均匀性随着回归加热速率的降低而减小,与预时效程度无关。然而,板材表层相对较高的固溶再结晶程度降低亚结构强化效果,并增加再结晶织构组分,低Taylor因子反而使RRA态厚板表层的轧向屈服强度低于芯层的。欠时效+慢速回归加热回归再时效可以达到与传统RRA类似的性能,且慢速回归加热更符合厚板的实际热处理条件。

7A52厚板铝合金激光-MIG复合焊接组织与性能研究

针对传统电弧焊接高强铝合金厚板焊接效率低的问题,提出采用"激光-MIG复合穿孔+MIG盖面"实现铝合金厚板高效率焊接的新方式。并通过光学显微镜观察、力学性能测试等手段研究了显微组织和力学性能。结果表明:采用激光-MIG复合焊实现了单道熔透,然后MIG摆动焊接实现单道盖面,焊缝成形美观,焊接效率比传统MIG多层多道焊接提高了263%。电弧区(激光和电弧共同作用区域)的晶粒比激光区(激光单独作用区域)晶粒粗大。焊缝比母材硬度低,母材硬度为107HV,激光区、电弧区、盖面区焊缝区的硬度分别为母材的75.7%、82.2%和62.6%。盖面焊的平均抗拉强度为253MPa,为母材的53.2%,拉伸试样断裂方式为解理型断裂;穿孔焊的平均抗拉强度为317MPa,达到母材的66.7%,拉伸试样断裂方式为韧脆结合型断裂,相较于激光区,电弧区韧性更好。

7N01铝合金厚板搭接搅拌摩擦焊接头力学性能研究

研究不同工艺参数下,7N01铝合金搅拌摩擦焊搭接接头的力学性能。结果表明,当其它工艺条件不变,搅拌头旋转速度在350~450 r/min、焊接速度在200~250 mm/min区间时,焊接接头能获得400 MPa左右的拉剪强度,接近母材的90%,大于或小于这一区间,都会使其抗拉性能变差。在转速350~450 r/min、焊速100~250 mm/min的范围内,通过适当提高焊接时的焊接速度和搅拌头转速,可以获得搭接面较好的接头。显微硬度测试结果显示,焊缝区的维氏硬度可达到母材硬度值的70%左右。当搅拌头转速恒定时,硬度值随着焊接速度的增加先增加后减小。

热处理对7B04合金厚板组织与力学性能的影响

7B04铝合金是一种高强度Al-Zn-Mg-Cu系合金，其半成品在航空航天工业获得了广泛的应用，它的成分与7075合金的相当。《特种铸造及有色金属》2007年第27卷第6期（P．427-430）刊登了李志辉等的“热处理对7B04铝合金厚板组织与力学性能的影响”的论文。

7A09合金厚板心部裂纹成因分析

7A09合金厚板边部区域沿厚度方向中心部位产生小裂口,小裂口的产生非铸锭冶金缺陷引起的。这是由于轧制初期板材心部存在低塑性铸态组织,在此情况下板材进行滚边处理,滚边量过大导致板材边部出现内部开裂。为了消除此类小裂口,热轧时应控制铸锭加热温度,合理分配道次压下量及控制滚边时机和滚边量。