变形温度对多向锻造7050铝合金组织与力学性能的影响

对均匀化后的7050铝合金铸锭进行不同变形温度(390、420、450℃)的多向锻造实验。通过光学显微镜、扫描电镜、电子背散射衍射、透射电镜和室温拉伸性能测试,研究变形温度对锻造态、固溶态和时效态7050铝合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:多向锻造对合金中粗大的残余结晶相起到一定的消减效果,残余相的面积分数随变形温度升高而降低。多向锻造后,合金芯部基本为粗大的原始晶粒,随变形温度升高动态再结晶程度增大;固溶处理后,随变形温度升高残余结晶相的面积分数降低,亚晶含量增加;时效处理后,随变形温度升高纳米级析出相的含量增加。时效态合金的强度随变形温度升高而提高,变形温度为450℃时,合金综合力学性能最好,其屈服强度为496.7 MPa,抗拉强度为555.1 MPa,伸长率为8.1%。

变形温度对2A14铝合金显微组织和力学性能的影响

在300-450℃温度范围内对2A14铝合金进行恒应变速率的多向压缩实验，模拟其多向锻造过程，采用金相显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）和室温力学性能测试等手段研究变形温度对2A14合金的显微组织和力学性能的影响。结果表明：随着变形温度的升高，合金的软化机制由动态回复向动态再结晶转变，位错密度随之降低；变形后的2A14铝合金在热处理过程中，发生静态再结晶，变形过程中累积的形变储能对再结晶的形核及长大具有促进作用。随着变形温度的升高，时效态2A14铝合金的平均晶粒尺寸随之增大，分布变得不均匀，其强度与平均晶粒尺寸满足Hall-Petch关系式；室温拉伸断口形貌表现出韧性断裂特征，且随着变形温度的升高，单位面积内韧窝数量减少、尺寸增大，合金的靼性变差。

铝合金在低温下的力学性能

阐述了铝合金在低温下的力学性能随温度的变化规律 :在低温下拉伸性能提高、韧性改善、疲劳强度增加 ,且介质不同铝合金表现出不同的力学性能。并分析了这些力学性能变化规律的机理 ,同时对在极低温下某些铝合金锯齿变形的现象、特征、形成机理以及对力学性能的影响作了分析说明。

钛和钛合金在低温下的力学性能

从材料的拉伸强度、疲劳强度、断裂韧性、夏氏冲击吸收能等方面详细地介绍了钛和钛合金低温下的一些主要性能指标以及其随温度和材质的变化情况 ,实验结果表明 ,随着钛和钛合金的使用 ,温度降低 ,拉伸强度和疲劳强度升高 ,延伸率、断裂韧性、夏氏冲击吸收有降低 ;

热变形温度和淬火速率对7085铝合金组织和性能的影响

采用力学性能测试、光学显微镜、扫描电镜和透射电镜,研究热变形温度和淬火速率对7085铝合金组织和力学性能的影响。结果表明:随着热变形温度降低,再结晶体积分数显著增加,合金的力学性能先提高后降低;随着淬火速率的降低,晶界析出相粗化,晶界无沉淀析出带宽化,合金的力学性能降低。合金热变形温度越低,其淬火敏感性越高,这是由于在缓慢冷却的过程中,再结晶引起的大角度晶界和非共格的Al3Zr粒子成为MgZn2相的有利形核位置,降低合金的时效强化效应。

热变形温度对7075铝合金显微组织和性能的影响

研究了热变形温度对7075铝合金的显微结构、力学性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明,热变形温度升高能显著减小合金的再结晶体积分数,提高其力学性能和抗应力腐蚀性能。当热变形温度为480℃时,合金中再结晶体积分数约为10%,其抗拉强度、屈服强度均取得最大值,分别为535.1、492.6 MPa。

2099铝锂合金型材热态下材料性能

对2099铝锂合金型材在120℃－160℃温度范围内的单向拉伸进行试验,通过分析屈服极限、强度极限等材料性能发现,在温度150℃时最利于型材成形;计算得出了描述材料本构关系的Holloman模型和Swift模型,两种模型的比较表明,Swift模型对2099铝锂合金型材的材料性能描述得更为精确。

变形温度对2A14铝合金组织与力学性能的影响

针对大型2A14铝合金高筒件制造存在的粗大晶粒与第二相聚集等问题,本研究提出一种高筒件中温轧制新工艺。借助金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)与拉伸测试等手段研究了热轧与中温轧制对2A14铝合金组织与力学性能的影响。结果表明:相较于480℃热轧,2A14铝合金在200℃下进行中温轧制并结合热处理可显著提升其综合力学性能,其抗拉强度、屈服强度、延伸率分别达到464 MPa、386 MPa、9.3%。中温轧制以高密度位错形式累积大量存储能,提高了固溶过程的再结晶形核率,使晶粒显著细化;同时,中温轧制协同热处理使合金中粗大第二相化合物充分破碎与溶解,改善了其在基体中的不均匀分布,并促进了2A14铝合金主要强化相S′相的析出。

深冷变形对2219铝合金环件晶粒组织及性能的影响

针对2219铝合金环件在传统高温变形工艺过程中存在的晶粒组织粗大问题,本研究提出一种环件深冷变形新工艺。借助金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、拉伸测试等分析手段研究了深冷变形及传统高温变形工艺对2219铝合金环件晶粒组织与力学性能的影响。结果表明:深冷变形以高密度位错形式累积大量存储能,有助于在后续固溶及轧制过程中通过再结晶细化晶粒。晶粒的细化使得应力在合金内部的分布更均匀,裂纹扩展路径也更加曲折,沿晶断裂成为其主要断裂机制。相比480℃高温变形工艺,样品在液氮条件下进行深冷变形并结合热处理,可明显提升其综合力学性能,其抗拉强度、屈服强度、延伸率平均提高了20 MPa、22 MPa、3.0%,同时各向异性也明显降低。

低温钛合金材料应用现状及发展趋势

随着对深空领域的进一步探索,氢氧发动机以其大推力、高稳定性、无污染等优点受到了越来越多的重视。低温钛合金作为氢氧发动机低温结构的重要材料,直接影响着氢氧发动机的综合性能。以TA7ELI,TC4ELI,CT20为重点对象,详细介绍了低温钛合金的发展历史及研究现状,对目前各国广泛应用的低温钛合金性能进行了综合对比,同时介绍了低温钛合金在不同温度下的变形机理及失效形式。此外,对低温钛合金的主要成形工艺进行了详细论述。最后,基于以上介绍,提出低温钛合金未来应该朝着更高性能、更低成本以及开发新型成形工艺3个方向发展。

预变形对高强铝合金低温性能的影响

采用高压扭转变形方法对高强铝合金Al-6.5Zn-2.5Mg-2Cu-0.2Cr-0.2Y进行了预变形,并进行了显微组织、物相组成、低温力学性能和低温疲劳性能的分析。结果表明:与未预变形试样相比,高压扭转变形的预变形细化了合金晶粒,提高了合金的低温力学性能和低温疲劳性能,其中-210℃时的抗拉强度、屈服强度、断后伸长率和疲劳寿命分别增加16.8%、20.5%、149.2%和80.5%,但未改变该合金的物相组成。

锻压机床用改性铝合金的组织与性能研究

泡沫镁改性铝合金是一种极具应用前景的锻压机床用铝合金。在锻造过程中,如何优选变形量和始锻温度至关重要。采用不同的锻压工艺参数(变形量和始锻温度)生产了锻压机床改性铝合金试样,并进行了显微组织和力学性能的测试与分析。结果表明,合金的抗拉强度和屈服强度随锻造变形量的增加而增加,断后伸长率则先增大后减小;合金的抗拉强度、屈服强度和断后伸长率均随始锻温度的提高而先增大后减小。锻压机床改性铝合金的变形量优选为15%、始锻温度优选为450℃。

7022铝合金的高温力学性能和材料本构方程研究

塑性成形过程中,金属在模具型腔中处于三向应力状态且其变形温度随着流变应变处于动态变化中,因此,合金的流变应力受变形温度、变形量等多因素的综合作用。利用高温压缩模拟试验和有限元分析软件,研究了7022铝合金在变形温度为350、400和450℃,应变速率为0.01、0.1、1和10 s^(-1),总变形量为50%时的流变应力、变形温度与应变速率之间的关系;利用Arrhenius材料本构关系,构建了7022铝合金的材料本构方程。结果表明:在应变速率和变形温度的综合影响下,7022铝合金的峰值流变应力随着应变速率的增加以及变形温度的下降而升高,在变形温度为350℃、应变速率为10 s^(-1)的形变条件下流变应力达到最大,为156.0 MPa。并通过拟合曲线等方式得到7022铝合金的热激活能为144.332 kJ·mol^(-1)。