体育器材用7055合金型材的热处理工艺

对体育器材用7055合金进行了固溶+时效的热处理工艺研究,对比分析了双级固溶处理和单级固溶处理下合金力学性能和组织的变化,并在优化的固溶处理工艺下进行时效工艺的研究。结果表明,对比二次固溶处理和单次固溶处理制度可见,双级固溶处理后体育器材可以取得较好的强度与塑性;体育器材用7055合金型材适宜的固溶时效热处理制度为:460℃×2 h+480℃×2 h+室温水冷+130℃×24 h。

7055合金挤压带板纵横向的组织与性能

采用力学性能测试和金相实验,研究了7055合金挤压带板纵横向力学性能随固溶处理时间的变化,以及纵向取样位置对带板力学性能的影响.结果表明,7055合金挤压带板在470℃保温超过20min,其固溶处理基本充分,继续延长固溶处理保温时间,不能提高合金的强度,但合金延伸率略有升高.挤压带板的纵向强度明显高于横向的强度,但其延伸率明显低于横向的延伸率.挤压带板在宽度方向距中心不同距离样品的纵向强度差别较大,从心部至边部强度明显提高,而延伸率变化不大,在研究挤压带板的纵向性能时应考虑由此而带来的影响.

均匀化处理对7055合金硬度和电导率的影响

用硬度和电导率测量、金相和X射线衍射物相分析技术研究了超高强 70 5 5铝合金在不同均匀化处理工艺条件下组织和性能的变化规律。实验结果表明 ,在 40 0℃以下均匀化 ,合金硬度降低 ,电导率则升高 ;40 0℃以上均匀化 ,合金的硬度先升而后降 ,合金的电导率则单调下降。金相和X射线物相分析的结果表明 ,40 0℃以下均匀化 ,半连续激冷铸造得到的过饱和固溶体分解析出平衡相 ,基体过饱和程度下降导致合金的硬度下降而电导率上升 ;40 0℃以上均匀化 ,一方面 ,枝晶偏析逐渐消除 ,另一方面 ,析出的平衡相又回溶到固溶体基体中 ,基体过饱和程度增大 ,合金的硬度增加而电导率则随之下降。均匀化温度愈高 ,平衡相溶解愈充分 ,合金的电导率下降愈多。与此同时 ,合金晶粒粗化 ,合金的硬度又随之下降。综合分析的结果表明 ,45 0℃ /2

7055合金熔铸工艺研究

论述了化学成分、工装和铸造工艺参数对7055合金400mm×1320mm规格铸造性能的影响。并通过优化结晶器形状、化学成分配比以及合理选择铸造工艺参数,生产出了合格铸锭。

7055合金双级时效工艺研究

本文采用正交试验法研究双级时效对7055铝合金性能的影响。结果表明:7055铝合金的第二级时效温度与其抗拉强度的关系呈负相关,与其电导率、耐腐蚀性能以及断后延伸率的关系呈正相关。7055合金双级时效处理优化工艺为120℃×6 h+170℃×7 h,优化后抗拉强度为657.2 MPa,断后延伸率为12.5%,电导率为36.9%IACS,剥落腐蚀性能达到ASTM G 34中要求的P级。

热力学分析合金元素对7055合金的影响

采用CALPHAD技术及热力学计算软件模拟7055合金的凝固路径、TTT曲线,以及η(MgZn_(2))相和S(CuMgAl_(2))相生成温度和生成数量随Zn、Mg、Cu含量变化的关系曲线,并进行DTA曲线测试,测试结果与热力学结果相一致。热力学计算结果表明,随Zn、Mg、Cu元素含量增加,液相线温度降低,低熔点共晶相析出温度升高;凝固组织中η相(MgZn_(2))的生成温度在408~448℃范围内,生成量为5.7%~6.9%;S相(CuMgAl_(2))的生成温度在436~469℃之间,生成量为0.5%~1.9%;随着Mg含量增加,合金的淬火敏感性提高,Zn、Cu元素含量的变化对合金的淬火敏感性影响不大。

固溶处理对喷射成形7055铝合金组织及性能的影响

采用差示扫描量热仪(DSC)、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)技术、常温拉伸、剥落腐蚀试验等研究了固溶处理对喷射成形7055铝合金组织和性能的影响。结果表明:随着固溶温度的升高,合金中粗大第二相面积分数逐渐减小,AlZnMgCu相和Al_(2)CuMg(S)相基本回溶,只残留少量的Al_(7)Cu_(2)Fe相,亚晶尺寸和再结晶面积分数随着固溶温度的升高和固溶时间的延长而增大,导致抗拉强度先增大后减小。合金经470℃固溶处理2 h+时效处理后,抗拉强度、伸长率和剥落腐蚀性能分别为613.4 MPa、8.9%和EB+级。喷射成形7055铝合金的静态再结晶机制包括“原有晶界弓出机制”和“亚晶合并机制”。

非等温回归再时效工艺对7055铝合金组织与性能的影响

文章以7055铝合金为研究对象,通过TEM、力学性能测试、耐腐蚀性能测试等实验手段,探究非等温回归过程中升温速率对合金组织与性能的影响规律,回归升温速率设为40℃/h、60℃/h、600℃/h,升温截止温度为180℃。结果表明,当非等温回归再时效工艺为(120℃×24 h)+(60℃/h→180℃)+(120℃×24 h)时,7055铝合金获得了高于T6态的强度,抗拉强度680 MPa,屈服强度641 MPa,延伸率14%。60℃/h升温速率下回归再时效后,晶内析出相细小弥散分布,晶界析出相断续排列,晶界无沉淀析出带(PFZ)明显,剥落腐蚀性能评级为EA,耐腐蚀性能优异。

固溶处理对7055铝合金微观组织和性能的影响

利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、差示扫描量热法(DSC)、硬度和导电率检测、浸泡腐蚀实验研究了固溶参数和淬火冷却速率对7055铝合金微观组织和性能的影响。研究结果显示原始态合金中存在明显的粗大未溶相,其面积分数为23.8%。经过450℃/1 h单级固溶后粗大未溶相的面积分数降低至7.6%。经过450℃/1 h+475℃/1 h双级固溶,未溶相的面积分数进一步降低至4.3%,当第二级固溶温度升高至490℃时发生过烧。合金的硬度和导电率在固溶处理后均有所下降,之后经过160℃/6 h时效后显著上升。淬火冷却速率对合金脱溶和耐腐蚀性能具有重要影响,当冷却速率小于30℃/min时脱溶析出η相和S相,降低后续时效析出驱动力。合金的淬火敏感温度区间约为375~200℃,以不低于60℃/min的冷却速率经过此温度区间可以显著抑制脱溶析出。

回归温度对7055铝合金挤压棒材力学性能和抗腐蚀性能的影响

通过导电率、力学性能测试、局部腐蚀性能测试和慢应变速率拉伸应力腐蚀性能测试,结合金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等微观组织表征方法,研究了回归温度对7055铝合金挤压棒材力学性能和抗腐蚀性能的影响。结果表明:当回归温度为180℃时,可获得与T73处理相当的抗应力腐蚀性能,合金抗拉强度和屈服强度显著提升,分别由T73处理的579.5 MPa和540.7 MPa提高至692.5 MPa和674.6 MPa,应力腐蚀敏感指数(I_(SSRT))为2.5%。当回归温度提高至200℃时,可获得与T73处理相当的力学性能和抗应力腐蚀性能,合金抗晶间腐蚀和剥落腐蚀性能有了较大改善,最大腐蚀深度分别减小到24.8μm和36.2μm。回归温度由180℃提高至200℃、220℃,晶界析出相(GBPs)的尺寸从10.5 nm增大至24.6 nm、39.6 nm,基体沉淀相(MPs)的尺寸从7.9 nm增大至13.5 nm、18.6 nm,Cu含量分别从2.1%升高至3.2%和3.4%(摩尔分数),无沉淀析出带(PFZs)的宽度分别从33.4 nm增大至60.7 nm和108.2 nm。确定了力学性能与腐蚀性能协同的回归温度,探明了合金力学性能以及抗腐蚀性能变化主要是由晶界析出相和基体沉淀相尺寸以及无沉淀析出带宽度的增大以及GBPs成分偏析而导致的机理。

基于GA优化的7055铝合金Johnson-Cook流变本构建模及其FEA应用

目的研究7055铝合金高温流变行为,建立高精度流变本构模型和有限元分析(Finite Element Analysis,FEA)仿真模型。方法基于Gholamzadeh温度修正模型和Evans摩擦修正模型,计算修正7055铝合金热压缩流动应力,以排除试验过程中变形温升和摩擦对流动应力的影响;针对修正后的流动应力构建Johnson-Cook本构模型,依托MATLAB编程采用遍历法优化模型参考条件,并引入遗传算法(Genetic Algorithm,GA)对模型参数进行优化,通过流动应力子程序二次开发实现优化后的模型在商用软件DEFORM中的应用,以预测变形工件的应力应变分布与成形载荷。结果经温度和摩擦修正的流动应力与试验值相近;采用遍历法优选参考条件后的Johnson-Cook本构模型流动应力预测值与试验值之间的平均相对误差绝对值(Average Absolute Relative Error,AARE)为4.57%,经GA优化后降至3.50%,实现了精度的提升。基于该模型二次开发的DEFORM模拟平台能准确预测成形载荷,预测值与试验值之间的AARE为2.42%。结论构建了具有较高精度的流动应力本构模型,并基于其开发了有限元仿真模型,仿真结果与试验结果吻合良好,该仿真模型能够为7055铝合金热加工工艺的精确设计和优化提供有效指导。

7055铝合金熔体离线测渣方法

利用PoDFA离线测渣分析方法对7055铝合金熔体中的渣进行检测分析。通过过滤铝合金熔体将夹杂物富集,然后采用物理金相方法对夹杂物进行鉴别分析,建立7055铝合金熔体夹杂物形貌特征与图谱。结果表明7055铝合金熔体主要含有氧化膜、氧化镁、尖晶石、TiB_(2)、耐火材料夹杂。

7055铝合金环形模锻件热处理工艺研究

针对7055铝合金环形模锻件,通过不同的T73热处理工艺参数试验,对锻件不同方向的力学性能进行分析。试验发现,采用双级淬火+双级时效热处理制度,7055铝合金环形模锻件的力学性能优异,锻件横向平均抗拉强度为564.75 MPa,屈服强度为527.25 MP,延伸率为9.42%;锻件高向平均抗拉强度为517.12 MPa,屈服强度为482.08 MP,延伸率为8.63%。

热变形对喷射成形7055铝合金挤压板微观组织的影响

通过单道次热压缩实验和Deform有限元模拟相结合的方法,研究了喷射成形7055铝合金挤压板在300~450℃、0.01~25 s^(−1)范围内的热变形行为。结合热压缩实验获得的热加工图、Deform模拟热压缩过程获得的真实应变和损伤分布以及计算出的几何必需位错(GND)和形变储能,综合分析了合金在热变形过程中的微观组织演变。结果表明:安全加工区位于低应变速率区,其中高温低应变速率区域(400~450℃,0.01~1.0 s^(−1))为其最适宜热加工条件,在该区域热加工后,功率耗散系数(η值)最大,损伤值最低。失稳区集中在高应变速率区域(即1.0~25 s^(−1)区间内),该区域具有最大的损伤值并易于开裂。此外,针对因挤压板在失稳区热加工后表层和中心样品在后续470℃/2 h固溶处理过程中出现的粗晶和晶粒异常长大问题,设计了在热变形前进行慢速升温长时热处理的工艺方案,并讨论了相关的再结晶行为。该热处理制度可以有效降低挤压板中的残余位错密度和形变储能,且在慢速升温过程中析出的大量Al3Zr粒子具有钉扎晶界、降低界面迁移率和阻碍位错运动的作用,从而抑制了热变形后板材在固溶处理过程中的静态再结晶。

对轧制协同热处理对7055铝合金性能的影响探讨

本文主要讨论了运用轧制协同热处理技术加工7055铝合金时对其性能的影响规律。介绍了轧制工艺和热处理,并通过实验分析,探究了温轧、时效作业和固溶处理对铝合金性能的实际影响。实验结果表明,多级固溶处理对7055铝合金轧板的力学性能优化具有较大贡献。此外,在常规固溶处理的基础上,采用温轧作业配合人工时效的方式,可以进一步优化材料整体的力学性能。

7055铝合金粉末的氩气低压雾化技术

将传统环缝喷嘴结构改造为Laval型出气口,以实现低压高效雾化制粉,利用该喷嘴进行7055铝合金氩气低压雾化制粉实验,对Laval型喷嘴的雾化能力、熔滴凝固特性与粉末微观组织进行研究。结果表明：与传统紧耦合喷嘴相比,Laval型喷嘴具有更好的低压雾化能力,在较低雾化压力下即可获得超音速雾化气流,雾化压力为0.4,0.6和0.8 MPa时雾化粉末的质量中径d50分别为63.5,57.1和43.4μm,大部分合金粉末呈球形或类球形;雾化熔滴凝固过程中产生大量尺寸在0.5-2.5μm范围内的细小枝晶组织,枝晶间距λ与粉末粒径d近似满足如下关系：λ=0.192 3 d^ 0.547;雾化粉末具有快速凝固特性,冷却速率达到10^4-10^5 K/s,随熔滴粒径增大而减小。

7055铝合金时效研究的最新进展

7055铝合金因其优良的力学性能和耐腐蚀性能被广泛应用到航空航天及特殊行业中。合金的各种性能较为敏感,受析出物形态的影响很大。目前,已经研究并实施了多种时效方式来调整合金不同阶段的微观组织,从而达到机械性能和耐腐蚀性能良好组合。本文首先介绍了合金元素对微观结构和后续时效的影响,其次论述了现阶段不同的时效方法对合金微观结构和各种性能的影响。最后讨论了不同成型工艺对合金时效的作用。

取样方式对航空铝合金锻件性能评价结果的影响

采用不同方向、不同位置和不同规格3种方式对7055铝合金航空机轮轮毂胎模锻毛坯底部进行取样,检测试样的力学性能,对比分析了不同取样方式对检测结果的影响,及其对锻件性能评价的影响。结果表明:取样方向与锻造流线夹角越大,断后伸长率越小;取样位置如果过于贴近锻坯表面,表面缺陷会使试样的强度和断后伸长率明显偏低;取样位置在流线良好的变形区时,检测结果偏大,取样位置在几何中心时,检测结果可真实反映锻件的服役性能,取样位置在有缺陷的表面和锻造流线良好的非几何中心时,都不可真实反映该锻件的服役性能;在一定区域内,拉伸试样规格不影响检测结果,而当拉伸试样长度穿过流线交接区时,检测结果会出现异常;不恰当的取样方式得出的结果不能用来正确评价机轮轮毂锻坯的力学性能。

晶粒形貌及织构对AA7055铝合金板材不同厚度层屈服强度的影响

研究了AA 7055铝合金板材不同厚度层屈服强度的演变规律,并采用背散射电子衍射(EBSD)技术对板材各厚度层进行了微观组织观察和织构组分测试。拉伸试验结果表明,AA 7055铝合金板材的屈服强度在板厚方向呈各向异性,从表面层到中心层屈服强度依次增加,并且在1/4厚度层的屈服强度值突然增大。EBSD结果表明,表面层附近晶粒呈近等轴状,中心层附近晶粒沿轧制方向拉长;此外,织构组分在中心附近以Brass、S、Copper为主,表面层附近则以Cube ND、Random取向为主。当合金沿板材轧制方向拉伸时,由于Brass、S、Copper是硬取向,它们提供较大的泰勒因子M值,从而使屈服强度增大;相反,Cube ND、Random是软取向,他们对屈服强度的贡献较小。另外,晶粒形貌也影响着屈服强度的各向异性。

固溶处理对高纯7055铝合金组织的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射谱仪研究了固溶处理对高纯7055铝合金组织的影响。结果表明:合金固溶时,粗大的初生AlZnMgCu相溶解缓慢,并逐渐球化;而初生AlZnMgCuFeTi相几乎不溶解。固溶温度越高(460-480℃),时间越长(0-240min),初生AlZnMgCu相溶解越多,再结晶越多,晶粒尺寸越大。再结晶主要于初始晶界上的粗大初生相上形核(PSN机制),并向弥散Al3Zr粒子少的变形晶粒内部长大。490℃固溶时,出现过烧组织,晶粒粗大。分级固溶较单级固溶可更好的控制合金组织,如460℃×120min+480℃×60min与480℃×180min相比,再结晶和晶粒尺寸小得多,但初生AlZnMgCu相溶解程度相差不大。