211Z.1铝合金微观组织及力学性能研究

主要对211Z.1铝合金材料进行了金属型铸造加工及力学性能测试。实验结果显示,制备出的铸造试棒表面光滑,无铸造缺陷。经过T5热处理工艺之后,其平均抗拉强度达到了349.8 MPa,断后延伸率为21.3%,布氏硬度100,展现出优良的力学性能。通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)等技术手段,实施了对合金微观结构的深入分析,探索了微观组织对合金力学性能的影响,并揭示了其性能的内在联系。本研究结果为211Z.1铝合金在工程领域的应用以及未来材料设计方面提供了理论探索和实践指引。

不同晶粒细化剂对7N01铝合金铸锭细化效果

文章通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、金相显微镜、低倍测试等,分析了Al-3Ti-0.15C和Al-5Ti-1B两种晶粒细化剂的微观组织差异,对比了两种细化剂对7N01铝合金铸锭晶粒的细化效果。结果表明:Al-3Ti-0.15C晶粒细化剂添加入熔体后主要形成Al_(3)Ti和TiC相,Al_(3)Ti颗粒以杆状形式存在,杆状长度为30~80 μm,而TiC相以细小点状较均匀分布。Al-5Ti-1B晶粒细化剂添加入熔体后主要形成Al_(3)Ti和TiB_(2)相,Al_(3)Ti相以细小块状均匀分布,尺寸为10~50 μm,TiB_(2)相呈点状分布且局部有聚集。对于7N01铝合金铸锭,使用Al-5Ti-1B晶粒细化剂的细化效果比使用Al-3Ti-0.15C晶粒细化剂的细化效果更佳。

6082-T1铝合金的热变形行为及组织演变

为了深入探究6082-T1铝合金热变形的微观机制,如动态再结晶过程的微观机制、晶粒细化行为以及其对最终材料性能的影响,采用Gleeble-1500热模拟试验机对6082-T1铝合金进行热压缩试验,研究了合金在变形温度420~510℃,应变速率0.1~10 s^(-1)条件下的热变形行为,基于Arrhenius双曲正弦本构关系建立本构方程,基于动态材料模型建立了热加工图,并研究了微观组织演变规律。结果表明,6082-T1铝合金在合适变形温度区间中,随着温度升高,小角度晶界逐渐转变为大角度晶界,为再结晶提供形核场所,从而增加再结晶晶粒的含量,再结晶的形核和长大消除了合金的晶格畸变,晶粒取向更有利于滑移,从而导致变形抗力减小。

1235铝合金熔体晶粒细化温度优化研究

目的研究晶粒细化剂Al-5Ti-1B在1235铝合金不同熔体温度下的微观组织变化规律。方法在线添加Al-5Ti-1B,采用电解铝液直接生产尺寸规格为1050 mm×7.0 mm的1235铝合金铸轧板坯。采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)和电子万能拉伸试验机等试验手段,在晶粒细化剂Al-5Ti-1B细化温度不同条件下,对1235铝合金铸轧板坯进行显微组织表征及力学性能测试,探究晶粒细化剂Al-5Ti-1B细化温度和1235铝合金铸轧板坯组织性能的内在联系。结果在其他铸轧工艺参数相同的条件下,随着晶粒细化剂Al-5Ti-1B细化温度的升高,铸轧板平均晶粒尺寸先减小后增大,抗拉强度和断后伸长率均呈先增大后减小的变化趋势。当细化温度为730℃和750℃时,铸轧板晶粒细小均匀、尺寸差别不明显,力学性能良好且趋于稳定,其表层宽度方向上平均晶粒尺寸分别为27μm和24μm,中心层宽度方向上平均晶粒尺寸分别为51μm和47μm,其纵向抗拉强度分别为110.6 MPa和110.8 MPa,横向抗拉强度分别为107.3 MPa和107.5 MPa,纵向断后伸长率分别为37.8%和38.9%,横向断后伸长率分别为35.4%和36.7%。当细化温度为760℃时,铸轧板中开始出现Fe、Si、Al、O、Ti等元素的偏析聚集现象。结论当细化温度为730~750℃时,铸轧板组织性能实现了较佳匹配。

高温预析出对Al-Zn-Mg-Cu铝合金显微组织、强度和应力腐蚀抗力的影响

通过改变固溶条件 ,对Al Zn Mg Cu高强铝合金采用先高温后低温的两步固溶处理 (高温预析出 )来改善晶内和晶界的析出状态 ,研究了高温预析出对Al Zn Mg Cu铝合金的金相组织、强度和应力腐蚀性能的影响。结果表明 ,4 6 5℃高温预析出在保持较高强度和塑性的同时 。

3A21铝合金在乙二醇水溶液中的腐蚀行为

采用电化学方法研究了3A21铝合金在乙二醇水溶液中在不同浓度、温度和浸泡时间条件下的腐蚀电化学行为。采用扫描电子显微镜研究了腐蚀前后3A21铝合金的形貌及表面腐蚀产物。结果表明,随着乙二醇水溶液浓度的增加,铝合金腐蚀速率下降;随着溶液温度升高,铝合金腐蚀速率增大;随着铝合金浸泡时间的延长,一方面,氧化膜的生成和溶解达到动态平衡,另一方面氧化膜薄弱区出现点蚀,点蚀的发展伴随着点蚀的自愈合,并向点蚀加剧方向发展。

高速列车A7N01S-T5铝合金应力腐蚀行为研究

文章选取了我国某类型高速列车常用的A7N01S-T5铝合金材料,进行了恒载荷应力腐蚀试验,对A7N01S-T5材料的应力腐蚀机理、应力腐蚀强度因子K1SCC和裂纹生长机制进行了研究.结果表明,A7N01S-T5铝合金的应力腐蚀破坏敏感性很高,其临界应力场强度因子K1 SCC为5.2 MPa.m1/2,仅为断裂韧度K1 C的0.15,对应的临界应力门槛值б为123MPa,仅为拉伸强度бb0.27.裂纹断口面有明显的舌状凸起和凹坑的存在.A7N01S-T5铝合金的应力腐蚀裂纹以沿晶开裂为主,形貌呈树枝状,同时相邻二次裂纹之间有竞争生长的关系.

Al-5Ti-1B晶粒细化剂添加量和细化时间对铝合金细化效果的影响

通过Al-5Ti-1B晶粒细化剂的添加量和细化时间试验,分析了其不同添加量及不同细化时间对A356铝合金金相组织的影响。最后得出了较合适A356铝合金金相组织的Al-5Ti-1B晶粒细化剂添加量和细化时间。

2E12铝合金板材疲劳寿命的灰色预测

2E12铝合金是一种比较理想的飞机蒙皮材料,为了更好地预测2E12铝合金的疲劳寿命,文章以2E12试件为研究对象,进行疲劳试验,获得材料的S-N曲线,利用灰色系统理论建立GM(1,1)模型和等维灰度递补GM(1,1)模型,生成预测模拟值,将模拟值和试验数据进行残差检验,验证预测数据的准确性,从而得出模型预测S-N曲线。计算表明,GM(1,1)模型和等维灰度递补GM(1,1)模型的预测模拟值与初始数据基本一致,模型预测S-N曲线与材料S-N曲线吻合程度较高,因此,可通过以上模型实现对2E12铝合金板材的疲劳寿命预测。

7NO1铝合金高速反向挤压实验研究

对中强焊接结构材料7N01铝合金进行了高速反向挤压实验,研究了挤压方式、挤压温度、挤压速度对合金成型过程以及组织性能的影响。研究发现:采用反向挤压,控制合理的挤压温度,可以使挤压速度提高到27.6m/min,此时制品仍不出现周期性裂纹。试样通过后续热处理工艺,组织中析出了弥散的MgZn2强化相。其机械性能达到σb=516.7MPa,σ0.2=450.8 MPa,δ=10.6%。

5005铝合金与1Cr18Ni9Ti的真空钎焊分析

采用Al-Si-Mg钎料成功实现了5005铝合金与1Cr18Ni9Ti不锈钢的真空钎焊,借助扫描电镜、能谱分析仪和X射线衍射仪对焊后接头界面组织进行分析,同时对接头抗剪强度进行测试.结果表明,焊后接头界面结构从1Cr18Ni9Ti不锈钢侧到5005铝合金侧的界面组织依次为Fe Al,Fe Al3,FemAln+αAl.随着钎焊温度的升高或保温时间的延长,接头抗剪强度均呈现先升高后降低的变化趋势.当钎焊温度为580℃,保温时间为15 min时,接头抗剪强度达到最大值49 MPa.接头断裂形式受钎焊温度的影响,当钎焊温度较低时,接头断裂于铝合金侧氧化膜层及FemAln+αAl反应层;温度升高至580℃时,接头断裂于FemAln+αAl反应层中,接头抗剪强度最高.

Ti5B1和Ti5C1对A356铝合金晶粒细化的研究

采用两种粉状细化剂(Ti5B1和Ti5C1)在不同工艺条件下细化A356铝合金,然后应用金相显微镜和万能试验机等较详细研究了Ti5B1和Ti5C1细化剂在不同含量、保温时间下对A356铝合金细化效果的影响。试验结果表明两种细化剂对A356铝合金均有细化作用,细化失效时间均大于8h。同时通过对比两种铸件的组织和力学性能发现Ti5B1对A356铝合金的细化效果优于Ti5C1。

Al-5Ti-1B细化剂添加量对含铈铸造铝合金组织和拉伸性能的影响

在添加质量分数0.1%铈的基础上,对比研究Al-5Ti-1B细化剂质量分数(00.4%)对A356铸造铝合金组织及拉伸性能的影响。结果表明:随着Al-5Ti-1B细化剂含量的增加,α-Al树枝晶的平均二次枝晶间距先降后增,当细化剂的质量分数为0.2%时,平均二次枝晶间距最小,为37.3μm;添加适量细化剂能促使共晶硅由狭长纤维状向粗短棒状的转变,从而降低共晶硅的等效直径和长宽比,过量细化剂则会引起共晶硅的尖锐化;添加细化剂后,铝合金的抗拉强度和断后伸长率均提高,且随着细化剂含量的增加呈先增后降的趋势;添加质量分数0.2%细化剂时铝合金的综合变质效果最佳,此时铝合金的拉伸性能最佳,抗拉强度和断后伸长率较未添加细化剂时的分别提高了20.7%和66.7%。

Al-5Ti-1B细化剂对7075铝合金组织与性能的影响

研究了Al-5Ti-1B细化剂对7075铝合金组织与性能的影响。结果表明:添加微量的Al-5Ti-1B细化剂可使7075铝合金的铸态组织从粗大的枝晶细化为细小均匀的等轴晶,随着Al-5Ti-1B细化剂添加量的逐渐增加,7075铝合金的晶粒平均直径逐渐减小,抗拉强度和伸长率逐渐提高。当添加0.3%的Al-5Ti-1B细化剂时,7075铝合金被细化为平均直径44.7μm的等轴晶,抗拉强度和伸长率分别提高至311 MPa和4.1%,与未添加Al-5Ti-1B细化剂相比,7075铝合金的晶粒平均直径下降了64.3%,抗拉强度和伸长率分别提高了13.1%和45.4%。

Al-5Ti-1B添加量和熔体保温时间对2024铝合金铸态组织的影响

研究了电磁搅拌连续铸挤Al-5Ti-1B晶粒细化剂添加量和熔体保温时间对2024铝合金铸态组织的影响。结果表明:添加0.1%的Al-5Ti-1B,可使2024铝合金的铸态组织从167.4μm的粗大枝晶细化到59.4μm的等轴晶。随着Al-5Ti-1B的添加量从0.1%逐渐增加到0.4%,2024铝合金的晶粒进一步细化,但晶粒细化效应逐渐减弱。当Al-5Ti-1B添加量为0.4%,2024铝合金被细化为平均直径为34.3μm的等轴晶。添加0.1%的Al-5Ti-1B并静置1 min,2024铝合金晶粒被细化至91.3μm。保温5 min,晶粒被细化为58.6μm的等轴晶;保温时间延长至120 min,晶粒未见明显长大。试验结果表明,电磁搅拌连续铸挤Al-5Ti-1B细化2024铝合金具有晶粒细化效果好、响应时间短和持续时间长的优点。

车削加工铝合金211z.1剪切角试验研究

文章通过设计的直角切削实验装置,研究铝合金211z.1切削加工的摩擦系数、摩擦角和剪切角随着切削速度的变化规律,将剪切角的实验结果与Merchant、Lee-Shaffer剪切角模型理论计算结果和有限元模拟结果进行对比,发现Merchant公式计算和实验测量的剪切角有良好的一致性,其剪切角偏差值最小。进而利用origin8.0软件,修正Merchant剪切角计算模型,与实验结果具有极小的偏差,表明该修正模型适用于铝合金211z.1剪切角的计算。

Al5Ti1B含量对6061铝合金组织及力学性能的影响

采用铸造法制备了不同Al5Ti1B含量的6061铝合金,研究了Al5Ti1B对铝合金微观组织及力学性能的影响。结果表明:Al5Ti1B的加入可以极大地细化晶粒,提高6061合金的综合力学性能。当Al5Ti1B的加入量为0.7%时,经535℃×1 h固溶、175℃×6 h时效处理后,合金的综合力学性能较佳。

211Z.1铝合金铸造缺陷及其对性能的影响

在211Z.1铝合金拉伸试验的基础上,对筛选出来的缺陷试样进行了金相组织分析,重点探讨了针孔、缩孔、脆性相粗大、过烧等缺陷对铝合金性能的影响。发现缩孔组织对材料的力学性能影响最大,必须严格控制,同时优化热处理工艺参数,避免其他缺陷的产生。

电磁搅拌制备的Al-5Ti-1B对6061铝合金显微组织和力学性能的影响

采用电磁搅拌连续铸挤工艺制备Al-5Ti-1B晶粒细化剂,研究了Al-5Ti-1B添加量对6061铝合金显微组织与力学性能的影响。结果表明:添加质量分数为0.1%的Al-5Ti-1B,6061铝合金的显微组织从171μm的粗大枝晶细化成平均直径为70μm的等轴晶,合金的抗拉强度提高了26.47%,伸长率提高了50.91%。随着Al-5Ti-1B的质量分数从0.1%逐渐增加到0.5%,6061铝合金的晶粒进一步细化,抗拉强度和伸长率进一步提高,但晶粒细化效应逐渐减弱。当Al-5Ti-1B添加量为0.5%时,6061铝合金被细化为平均直径为37μm的等轴晶,合金的抗拉强度和伸长率分别为243 N/mm2和10.5%。与未添加Al-5Ti-1B的6061铝合金相比,抗拉强度和伸长率分别提高了42.95%和90.91%。

Al-5Ti-1B加入位置对8079铝合金铸轧板组织与性能的影响

用电解铝液直接铸轧成形1050 mm×7.0 mm的8079铝合金板。借助光学显微镜、扫描电子显微镜和能谱分析仪对其微观组织进行表征,并采用拉伸试验测试了力学性能。结果表明,当晶粒细化剂Al-5Ti-1B加入到距在线净化除气去杂装置出流口10~12 cm的溜槽中时,试样晶粒粗细不均,出现明显孔洞现象,并且孔洞内部出现颗粒状夹杂物,其抗拉强度平均值为87.3 MPa,伸长率为11.0%;当Al-5Ti-1B加入到距静置炉出流口15~17cm的溜槽中时,试样晶粒细小均匀,无明显孔洞和颗粒物等,其平均抗拉强度为129.7 MPa,伸长率约为36.7%。经能谱分析发现,孔洞内部颗粒物主要由TiB颗粒和AlTi发生聚集沉淀所形成。在铸轧板生产过程中,Al-5Ti-1B加入到距静置炉出流口15~17 cm的溜槽中,可有效防止粗晶组织和夹杂物,改善铸轧板组织和性能。