挤压力及热处理对体育器材用7A09铝合金组织和性能的影响

采用挤压铸造工艺制备了7A09铝合金,研究了挤压力及时效工艺对7A09铝合金组织和性能的影响。结果表明:以挤压力为25、50和75 MPa的挤压铸造工艺制备的7A09铝合金铸件内无气孔、缩孔等缺陷,其显微组织比采用普通铸造工艺制备的铝合金铸件致密;挤压铸造的合金晶粒和沉淀相比普通铸造的合金的细小,随着挤压力的增大,合金的硬度和抗拉强度升高,磨损质量损失减小;经120℃时效130 min后,挤压铸造的合金的磨损质量损失比普通铸造的合金显著减小,这是由于挤压铸造合金凝固时间缩短、沉淀相密度提高、晶粒较细小和共晶组织分布较均匀从而耐磨性显著改善所致。

加热温度对7A09-T6铝合金型材性能的影响

为研究不同加热温度对7A09-T6态铝合金型材性能的影响,在25~350℃温度范围内,对7A09-T6态铝合金型材进行热拉伸试验,采用Gleeble1500D热模拟试验机和扫描电镜SEM等手段研究不同加热温度条件下的7A09-T6态铝合金力学性能变化规律,以及经历不同加热温度后冷却至室温对材料的力学性能和微观组织的影响。结果表明:随着加热温度升高,屈服和抗拉强度降低,而断裂延伸率则不断增加,当加热温度升高到250℃时,断裂延伸率增加至22.5%,约为室温条件下断裂延伸率的2.05倍。当加热温度不高于200℃时,冷却至室温后材料的力学性能与没有加热的7A09-T6力学性能值相当,当加热温度高于200℃后,冷却至室温后材料的屈服强度和抗拉强度随着加热温度的升高而降低,延伸率随加热温度升高而稍有增大;温度达到350℃时,出现亚晶,说明存在回复再结晶。这也说明了200℃以下,保温时间和加热速率对热态下的力学性能影响不大的原因。

2A12-T4/7A09-T6铝合金回填式搅拌摩擦点焊接头性能研究

采用机器人搅拌摩擦点焊设备对1.2 mm厚2A12-T4铝合金与4 mm厚7A09-T6铝合金板材进行回填式搅拌摩擦点焊试验,并对焊后试样进行X光检测、力学抗拉力检测,对焊点内部组织进行光学显微镜、扫描电镜观测。试验结果表明:当下扎/回填速率为30 mm/min时,试样抗拉力较低,当下扎/回填速率为40 mm/min、50 mm/min时,试样抗拉伸力较高,且随转速升高的变化趋势相近,试样最高抗拉力出现在转速2100 r/min、速率40 mm/min时;焊点外缘结合区是材料结合最薄弱区域,若该区域表面出现缺陷,则焊点力学性能较差,该区域表面平整,则焊点力学性能高;试样断裂方式均为薄板一侧出现“穿孔”,焊点完整留在厚板一侧,断口断裂机制为韧性断裂、晶间滑移与脆性断裂相互作用的混合断裂。

7A09 Al-Zn-Mg-Cu合金在氯化物溶液中的腐蚀和电化学行为（英文）

采用扫描电镜、金相显微和电化学测试等综合评价技术研究7A09铝合金在3.5%NaCl(质量分数)水溶液中的腐蚀和电化学行为。结果表明:7A09铝合金不均一的显微组织结构导致该合金遭受严重的点蚀和晶间腐蚀,其中点蚀主要发生于金属间化合物或其周围,而沿晶界分布的阳极贫铜区的优先溶解是引起晶间腐蚀的主要原因。当不同浸泡时间时,在7A09铝合金表面交替进行着不同钝化膜的生成与溶解过程,并伴随着该合金钝化与去钝化行为的发生。同时,对该合金的腐蚀过程及机制进行分析。

基于应变影响的7A09铝合金等温压缩流动应力模型

在Gleeble-1500型热模拟压缩机上研究7A09铝合金在温度为633~733 K、应变速率为0.01~10.0 s-1、最大变形程度为60%条件下的高温流动行为;基于7A09铝合金高温压缩时的流动应力特征,建立反映应变影响的7A09铝合金流动应力模型。结果表明：随着变形温度的升高和应变速率的降低,合金的流动应力显著降低;当应变超过一定值后,随着应变的增加,高、低应变速率下合金的流动应力变化趋势不同;建立的流动应力模型的计算值与实验值之间的最大误差为7.77%,平均误差为2.69%;与不考虑应变影响的流动应力模型相比,该模型的拟合精度高,能较好地描述7A09铝合金高温变形过程中的流动行为,为铝合金高温变形过程的数值模拟奠定了较好的基础。

7A09超高强铝合金表面强化实验研究

利用气动式喷丸机对7A09超高强铝合金试样进行喷丸强化,对喷丸强化前后试样小孔两侧残余应力分布进行测试,探讨了喷丸时间对7A09铝合金疲劳寿命的影响,分析机械喷丸强化前后铝合金试样疲劳断口。结果表明,机械喷丸强化后,7A09超高强铝合金表层分布高幅值残余压应力,表层残余压应力分布显著地降低了疲劳裂纹扩展速率,疲劳寿命明显提高;通过扫描疲劳断口,发现未处理试样的疲劳裂纹源位于孔壁上表面的尖角处,而机械喷丸强化试样的裂纹源逐渐转移到强化层以内,在最终断裂区内分布大量韧窝,且韧窝形态随喷丸时间的延长而增大,并且韧窝尺寸更深,说明机械喷丸改善了最终断裂区的塑性。

不同热处理制度对7A09铝合金显微组织和性能的影响

研究了7A09铝合金二级时效过程中固溶和二级时效条件对其组织和性能的影响。结果表明,第一级110℃时效7 h可对第二级190℃时效起预形核作用,但继续延长第一级时效时间对第二级时效后合金的硬度影响不大;第二级170℃9 h时效具有提高合金硬度的作用;经合适的二级时效处理,7A09铝合金获得的硬度比T6状态的高,为7A09铝合金时效热处理工艺参数的确定及优化提供参考依据。

7A09铝合金热压缩变形的流变行为及组织演变

在Gleeble-1500型热模拟试验机上研究7A09铝合金在温度为633～733 K、应变速率为0.01～10.0 s-1、最大变形程度为85%条件下的高温流变行为和微观组织。结果表明7A09铝合金在热压缩变形中的流变应力随变形温度升高而减小,随应变速率增大而增大;该合金的热压缩变形流变应力行为可用双曲正弦形式的本构方程来描述,其变形激活能为123.72 kJ/mol;7A09铝合金中第二相粒子的数量和尺寸,随变形温度升高明显减少;合金动态再结晶程度随应变速率的增大而减小;合金在变形程度70%～85%存在一个临界变形度。指出TiO2纳米管膜晶化的核心工艺参数为晶化处理温度、升降温速率、热处理气氛等,并对今后的研究提出了展望。

SIMA法制备7A09半固态坯料的研究

采用SIMA方法制备半固态坯料。以7A09铝合金铸锭为原材料,采用正挤压和等温处理工艺制备半固态坯料,并对坯料做金相观察,确定实验条件下制备半固态坯料的参数。实验中影响半固态坯料制备的主要因素有挤压比、等温温度、保温时间。研究结果表明:挤压比7、模温300℃、铸态试样加热450℃且保温30 min、较低的挤压速度是坯料预处理过程优选的参数;在等温处理过程中,加热温度为617℃、保温19 min可以获得理想的半固态组织。

7A09铝合金搅拌摩擦焊环焊接头组织与性能

采用搅拌摩擦焊方法对外径110 mm、壁厚17 mm的7A09-T6铝合金液压油缸进行了环焊试验,得到了内部无缺陷、成形良好的焊接接头,并对其进行了拉伸、硬度、金相组织等测试分析。结果表明:焊接接头的抗拉强度为359.81 MPa,可达母材的66%;焊缝组织分区明显,焊核区为再结晶等轴晶粒,明显细化,热影响区组织发生变形,并受热粗化。焊接接头硬度分布呈"W"形,焊核区顶部硬度达到了母材硬度,前进侧的热影响区处硬度最低。

不同双级固溶热处理制度对7A09铝合金显微组织和性能的影响

通过拉伸试验、硬度测试、金相观察等手段试验研究了7A09铝合金双级固溶工艺制度(加热温度和保温时间)对其组织和性能的影响。结果表明,合适的双级固溶热处理可通过使可溶相充分固溶,减少再结晶程度,为后续热处理做组织上的准备;7A09铝合金的最佳双级固溶工艺参数是460℃40 min+500℃30 min,为工业生产7A09铝合金挤压材热处理工艺参数的确定及优化提供参考。

7A09铝合金管材阳极化后表面出现“黑条”的原因

7A09铝合金管材经切削加工和阳极氧化后少数工件表面有“黑条”,影响用户使用。对“黑条”处进行宏观组织和显微组织观察及分析研究认为:“黑条”是由于管材的毛坯管锭表面的偏析瘤未车削净,而挤入管材内形成化合物富集区,化合物富集区在阳极氧化时优先反应而形成的。

倾斜板制备半固态7A09合金坯料的研究

以浇注温度、倾斜板预热温度、倾斜角度为研究因素,进行了倾斜板法制备7A09合金半固态坯料的正交实验。结果表明,浇注温度660℃,倾斜板预热温度150℃,倾斜板倾斜角度60°是较为理想的工艺参数;浇注温度是晶粒细化最主要的影响因素;控制合适的工艺参数可获得细小、均匀的初生相颗粒。

单辊法制备快速凝固7A09铝合金

用单辊法制备快速凝固7A09铝合金条带,通过X射线衍射、扫描电镜、硬度测试等分析手段研究快速凝固7A09铝合金条带的显微组织与性能。结果表明,辊轮转速是影响成带能力的重要因素,当辊轮转速为1 500 r/min时制成的条带质量最好,随着冷却速度的增加,快速凝固7A09铝合金条带的显微组织细化程度及硬度得到了明显提高。

7A09铝合金厚板搅拌摩擦焊接头显微组织与性能研究

通过对7A09铝合金的搅拌摩擦焊试验,分析讨论了接头的显微组织和力学性能。试验结果表明:焊核区为细小的等轴晶组织,且焊接速度和搅拌头旋转速度对晶粒的大小有影响;焊接热循环对接头析出相的分布有较大影响;接头显微硬度呈W型分布,热影响区软化趋势最明显;当搅拌头旋转速度和焊接速度匹配适当时,拉伸试样的断裂位置在热影响区,接头的抗拉强度可达到母材的78%。

7A09铝合金型材表面裂纹产生的原因分析

采用宏观观察、体式显微镜、光学显微镜、扫描电镜、EDS能谱以及生产过程复查等手段,对7A09铝合金型材表面裂纹现象进行了分析.结果表明:7A09铝合金的化学成分、组织及状态均未见异常;裂纹呈剪切韧窝形貌,为塑性开裂.结合型材生产工艺分析认为,型材表面裂纹应为矫直过程产生的应力裂纹,产生原因是在二次辊矫过程中,矫直力过大造成型材局部应力过大.型材淬火热处理与辊式矫直间隔时间偏长,是造成部分型材二次辊式矫直开裂的根本原因.

基于断口的7A09铝合金疲劳裂纹门槛值估算

金属材料疲劳裂纹门槛值是金属材料疲劳寿命模型中的一个重要参量,现有的测量方法存在测量时间长、成本高的问题。针对该问题,提出了利用高倍率的扫描电子显微镜通过对疲劳断口进行量化检测获得裂纹扩展门槛值的方法。结果表明,利用该方法获得门槛值与采用升降法获得的门槛值数值差距较小,且测量方法简单。

锻造工艺对7A09铝合金锻件晶粒组织的影响

采用7A09铝合金过热处理工艺实验,研究其过热显微组织形态;采用4种锻造温度(440、460、480、500℃)对应3种变形程度ε(45%、68.3%、76.7%)进行了锻造实验,分析了锻造温度和变形程度对锻后晶粒组织的影响。过热处理工艺实验研究表明,随着加热温度的升高、保温时间的延长,晶粒变大;在加热温度440℃保温时间6 h后锻件的显微组织图上出现了织构组织,在加热温度500℃保温时间10 h后过烧现象明显;锻造工艺实验研究表明,获得锻后晶粒细小组织的最佳锻造工艺参数是锻造温度440℃和变形程度76.7%。

时效工艺对7A09铝合金板材组织及性能的影响

从7A09铝合金60mm厚度的淬火拉伸后板材切取试料,在箱式时效炉进行不同时效制度处理,从而研究时效制度对7A09铝合金板材性能和组织的影响,确定了60mm厚7A09铝合金板材的合理时效工艺制度,为实际生产该合金板材提供了一定的依据和技术支持。

7A09铝合金叶轮半固态成形工艺的实验研究

利用半固态成形方法,在快速液压机上进行叶轮的成形工艺实验。由于叶片厚度小、面积大,且呈扭曲形状,故叶片的成形是关键。实验结果表明,采用半固态成形工艺,当坯料加热温度为600℃,保温时间为90min,凹模温度为320℃时,叶片能够完整成形,且表面质量良好。