7xxx系铝合金焊接技术研究进展

7xxx系铝合金作为所有系列铝合金强度最高的金属材料,具有优良的综合性能,被广泛应用于各领域中。本文从7xxx系铝合金焊接质量和焊接效率出发,综述了几种常见的7xxx系铝合金焊接技术的发展现状,重点介绍了熔化极惰性气体保护焊(MIG焊)、冷金属过渡焊(CMT)、钨极惰性气体保护焊(TIG焊)等传统电弧焊以及激光焊、电子束焊、搅拌摩擦焊等新型焊接技术的技术特点与应用前景,总结了不同焊接技术相应的优势与不足以及目前各焊接技术急待解决的问题,最后对7xxx系铝合金焊接技术发展前景进行了总结。

高强度7xxx系铝合金热处理调控残余应力研究进展

随着航天装备的不断大型化和轻量化,7xxx系铝合金构件普遍呈尺寸规格大、形状复杂、薄壁弱刚性等结构特点,在加工和使用中易产生强烈的残余应力效应;残余应力的产生会影响加工质量,甚至导致失效。因此,如何有效调控制造过程中的残余应力成为亟待解决的关键难题。总结了航天领域高强度7xxx系铝合金构件残余应力热处理控制技术的研究现状,详细介绍了淬火、冷热循环处理、深冷处理、时效去应力对残余应力的调控效果及作用机制,提出了目前航天高强度7xxx系铝合金残余应力热处理调控的主要问题及发展方向。

Sc和Zr的复合添加对高Zn含量7xxx系铝合金组织演变和力学性能的影响

本文采用传统铸造和热加工工艺制备复合添加Sc、Zr的高Zn含量7xxx系铝合金,通过室温拉伸实验、扫描电子显微镜、X射线衍射仪和透射电子显微镜等,研究Sc、Zr的复合添加对高Zn含量7xxx系铝合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:设计制备的新型高Zn含量(w(Zn)=10.9%)铝合金的抗拉强度为769 MPa,伸长率为4.7%。合金中高含量的Zn有利于形成高密度的纳米η'相,实现优异的沉淀强化效果。Sc和Zr复合添加形成的初生Al3(Sc,Zr)相有助于细化凝固组织,而时效过程中析出的次生Al3(Sc,Zr)相则可以有效抑制再结晶和阻碍位错运动,二者结合实现了良好的晶界强化作用。

超高强7XXX系铝合金的研究现状及发展趋势

针对7XXX系铝合金从合金化、形变热处理以及近年来兴起的异构组织调控三方面对其研究现状及发展趋势进行总结。综述了合金化、形变热处理(包括大塑性变形)对7XXX系铝合金力学性能的影响,介绍了异构组织的思想、种类及其对7XXX系铝合金力学性能的影响,展望了超高强7XXX系铝合金的发展趋势。旨在为超高强7XXX系铝合金材料产业的持续发展提供帮助。

汽车弯曲件用7xxx系合金的停放稳定性研究

对7xxx系铝合金进行挤压后的自然时效和80℃、100℃、120℃、140℃的预时效处理,以及停放120 d后进行双级时效处理,研究不同预时效制度和停放时间对7xxx系铝合金组织、力学和弯曲性能的影响。结果表明,预时效后,仅温度为120℃、140℃所得的强度低于T4态,且120℃和140℃强度相差不大。在后期的弯曲性能测试中,预时效温度为120℃的弯曲回弹角度最小,在停放90 d~120 d周期内的回弹角极差最小。经双级时效处理后,预时效温度120℃且停放120 d的金相组织中析出相数量多且细小均匀,得到的双级人工时效强度最高,屈服强度为310 MPa,抗拉强度为355 MPa。

7xxx系铝合金热处理工艺的研究现状及进展

全面评述了7xxx系铝合金热处理工艺的国内外研究现状,重点讨论了固溶和时效工艺,分析了目前7xxx系铝合金热处理产业化应用中存在的问题和研究工作中的不足,指出了未来研究和开发中需要解决的问题,并提出了具体的建议。

7xxx系铝合金的研究现状及发展趋势

评述了国内外7xxx系铝合金的研究及工业应用概况,讨论了热处理工艺对7xxx系铝合金微观组织与性能的影响,介绍了相关的表征技术。针对目前7xxx系铝合金在研究以及产业化应用中存在的问题,指出实现7xxx系铝合金的高强、高韧以及低应力腐蚀(SCC)敏感性将成为今后研究和开发工作的主要方向,并提出了具体的建议。

高强韧低淬火敏感性7XXX系铝合金的发展

高强韧低淬火敏感性7XXX系铝合金,是满足航空工业当前及未来发展对厚截面整体式结构件制造紧迫需求的必然选择,是当前世界各国在航空铝合金材料研发方面的热点和重点。近年来,美欧等发达国家开创了以7085合金为代表的新一代高强韧低淬火敏感性7XXX铝合金材料体系;我国也成功开发出了一种具有完全自主知识产权、综合性能优异的高强韧低淬火敏感性铝合金材料。详细介绍了国内外高强韧低淬火敏感性7XXX系铝合金的特征、发展历史和现状,并总结了其未来发展方向。在厚截面铝合金材料的设计和生产过程中,通过成分优化设计和组织控制以最大可能地降低合金的淬火敏感性,是发展新一代高强韧低淬火敏感性铝合金材料的必由之路。

7xxx系铝合金应力腐蚀的控制

综述了7xxx系铝合金的应力腐蚀开裂机理(Stress corrosion cracking)与影响因素。应力腐蚀开裂机理主要有阳极溶解理论、氢致理论与"相变-Mg-H"理论。适当的固溶工艺与时效工艺可以提高铝合金的抗应力腐蚀性能;铝合金的应力腐蚀开裂敏感性随水蒸气中氧含量的增加而提高,含有Cl-、Br-和I-的水溶液会加快铝合金的应力腐蚀开裂的裂纹扩展速率。

7xxx系铝合金“双峰”时效工艺的普适性研究

采用洛氏硬度计、电子拉伸实验机、冲击实验机等手段对多种7xxx系铝合金超长时间时效行为和性能进行了研究。结果表明,这些合金的硬度、强度等性能都具有时效"双峰"特征。两个"时效峰"的硬度和强度相差不多,但"第二时效峰"时合金具有高强、高韧、低应力腐蚀敏感性等优异性能。

7xxx系铝合金氢脆的研究现状及发展趋势

全面评述了7xxx系铝合金氢脆（HE）问题的国内外研究现状，讨论了氢脆机理以及氢脆的影响因素，并介绍了几种重要的测试方法。针对目前研究工作中尚未从理论上揭示氢脆本质这一突出问题，指出了今后7xxx系铝合金氢脆问题的研究方向，同时结合前期的研究工作，提出了具体的相关建议。

7xxx系铝合金晶界偏析研究进展

评述了7xxx系铝合金晶界偏析问题的国内外研究现状,讨论了晶界结构以及晶界偏析的实验研究。针对目前研究工作中尚未从理论上揭示晶界Mg偏析本质的突出问题,指出了今后7xxx系铝合金晶界偏析问题的研究方向,同时结合前期的研究工作,提出了相关的建议。

7xxx系铝合金凝固过程中收缩行为的测定

应用自主设计的测量装置对7xxx系铝合金凝固过程中的收缩行为进行了系统的测量。主要研究了3种7xxx系铝合金的收缩行为和微观组织对热裂敏感性的影响。研究发现,在凝固过程中,3种7xxx系铝合金表现出了非常不同的收缩行为。7050和7075铝合金的热膨胀系数曲线从收缩起始点(固相率fs分别为0.69和0.73)开始陡然增加至峰值,之后随着温度的降低减小至一个常数值;7022铝合金的热膨胀系数曲线与以上两种不同,从收缩起始点(固相率为0.8)开始先出现一个波动上升,其后随着温度降低数值单调递增。微观组织显示,收缩过程的起始点是枝晶搭接的开始点。凝固过程中,7050合金的热膨胀系数大于7022合金,可以认为凝固过程的收缩行为能作为热裂敏感性的一种判断准则。

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。

7xxx系铝合金回归再时效的研究现状

7xxx系铝合金作为高强度铝合金的代表,以其较高的强度以及良好的韧性和耐蚀性等优异性能而广泛地应用于航空航天及交通运输领域。该类可热处理强化铝合金对微观组织结构敏感,其性能受合金内部析出相的形核、生长及分布情况的影响。采用三级时效工艺—回归再时效处理,通过预时效、回归、再时效3个过程的有效配合改变合金的析出相状态,可以达到合金力学性能和耐蚀性能的良好结合。目前已有大量针对其在7xxx系铝合金应用的研究,并取得了一定进展。文中介绍了回归再时效处理的方法,以及其对7xxx系铝合金微观组织的改变和合金性能的影响,同时对目前该领域的研究现状进行归纳总结。

冷轧预变形对7xxx系铝合金板材析出行为的影响

采用硬度测试、扫描电镜、X射线衍射和DSC研究了冷轧预变形对7xxx系合金析出行为的影响。结果表明,40%冷轧预变形处理使合金120℃时效达到峰值的时间由18h缩短至6h。同时SEM统计表明,经冷轧预变形处理的合金在更短的时间内MgZn2相析出的体积分数达到更高的值;利用差示量热法结合JMA方程定量计算得出,经40%预变形后合金的η′相析出激活能由123kJ/mol降至111kJ/mol,MgZn2相的析出激活能由82kJ/mol降至67kJ/mol。

7xxx系铝合金大规格铸锭显微缺陷的检测与分析

文章采用PoDFA法及YXLON微焦点X射线计算断层扫描系统对7xxx系大规格铸锭内部的显微缺陷(夹杂物、疏松等)实现了定性分析和定量统计,为生产工艺的改进和优化提供了理论依据,促进生产企业实现对铸锭冶金质量的稳定和有效控制。

7xxx系铝合金焊接研究现状与展望

结合7xxx系铝合金的焊接特点,介绍7xxx系铝合金焊接焊丝的选择与优化,阐述双丝-MIG焊、激光-MIG复合焊、搅拌摩擦焊3种焊接新方法,与传统焊接方法相比,它们在7xxx系铝合金焊接上颇具优势和发展前景。通过合金化进行7xxx系铝合金母材和焊丝的优化设计、开发新的焊接方法是未来铝合金焊接领域的重要研究方向。

合金元素对7xxx系铝合金力学性能和晶间腐蚀性能的影响

采用正交试验法研究了Mg、Cu、Zn三种元素对7xxx系合金双级时效后力学性能和晶间腐蚀性能的影响趋势,结果表明:Mg元素的含量对合金强度的影响最大,Zn元素次之,Cu元素的影响最小;Zn元素的含量对合金伸长率和晶间腐蚀深度的影响最大,Cu元素含量的影响次之,Mg元素的影响最小。为获得最优综合力学性能和晶间腐蚀性能,优化后的合金成分为:Mg 1.9%,Cu 0.2%,Zn 6.2%,此合金的屈服强度达到411 MPa,抗拉强度达到437 MPa,伸长率达到15.0%,晶间腐蚀等级达到2级。

Er对7xxx系铝合金冲击变形及失效行为的影响

利用分离式霍普金森压杆(SPHB)试验系统,结合材料XRD物相分析和显微结构观察技术,对比研究微量添加Er对7xxx系铝合金显微组织和冲击变形及失效行为的影响。结果表明:微量添加Er阻碍了7xxx系合金中Al2ZnZr相的形成,形成单相固溶体,同时能细化晶粒,提高合金的强度和塑性,改变合金中剪切带斑图形貌;断裂模式由脆性断裂向韧性断裂转变。