四种典型大气环境下7B50铝合金的腐蚀行为研究

目的研究湿热海洋、干热沙漠、寒冷乡村、暖温高原四种典型大气环境对7B50铝合金腐蚀行为的影响。方法采用户外大气自然环境暴露试验,通过宏观腐蚀形貌分析、金相显微形貌分析、腐蚀深度分析和拉伸性能分析,对比研究7B50-T7751和7B50-T77511两种铝合金在不同大气环境中的腐蚀行为和规律。结果暴露试验周期为3 a时,7B50-T7751铝合金在湿热海洋大气环境中腐蚀严重,局部最大腐蚀深度为166μm,抗拉强度和断后伸长率分别下降了5%和25%;在干热沙漠大气环境下腐蚀较重,局部最大腐蚀深度为44μm;在寒冷乡村、暖温高原大气环境下未见明显腐蚀。7B50-T77511铝合金在四种典型大气环境下均表现出明显腐蚀,局部最大腐蚀深度分别为141、80、42、29μm。结论两种7B50铝合金在典型大气环境中表现出不同的耐蚀性,在微观上均表现为点蚀和晶间腐蚀的混合腐蚀,具有明显的晶间腐蚀和剥蚀倾向。两种铝合金暴露在相同大气环境中时,7B50-T7751板材耐蚀性较7B50-T77511型材略好。

喷丸成形压力对7B50-T7751铝合金力学性能的影响

目的 研究7B50-T7751铝合金在不同喷丸成形压力下力学性能的变化规律,探究喷丸成形压力对材料表面形貌、疲劳寿命及静力性能的影响。方法 在不同的喷丸成形压力(0.42、0.50 MPa)下对7B50-T7751铝合金进行处理,分析材料的表面形貌。在此基础上,通过细节额定疲劳基准值和截止值进行计算,并进行压缩试验,结合铝合金材料在喷丸前后应变层的位错密度和形态,分析喷丸成形压力对合金材料疲劳寿命和静力性能的影响。结果 与未喷丸试件相比,在0.42 MPa的成形压力下,合金材料的疲劳寿命和静力性能均有所提高。喷丸成形之后,材料表层引入了一定深度的残余压应力层,形成位错密度较大的加工硬化组织,阻碍裂纹扩展,宏观上提高了材料的强度。在0.50 MPa的成形压力下,材料表面更加粗糙,裂纹易在晶粒连接薄弱处萌生,导致合金材料的疲劳寿命有所降低。结论 随着喷丸成形压力的增大,合金材料的疲劳寿命先增大后减小,抗压强度有所增大。在0.50 MPa的成形压力下,部分裂纹易于在弹坑边缘萌生,在一定程度上会降低合金材料的疲劳强度。

宽幅7B50-T7751铝合金厚板不均匀性与疲劳性能研究

采用力学万能试验机、扫描电镜等分析测试手段研究80 mm厚宽幅7B50-T7751板材不同宽度、不同厚度位置的组织与性能均匀性,并与7050-T7451板材疲劳性能进行对比与讨论。结果表明:宽幅7B50-T7751厚板力学性能优异,在L和LT方向上,1/2厚度的拉伸屈服强度分别达到568 MPa和545 MPa,抗拉强度分别达到612 MPa和591 MPa,压缩屈服强度分别达到575 MPa和587 MPa,L-T向与T-L向的断裂韧度达到30.16 MPa·m^(1/2)和26.47 MPa·m^(1/2)。宽幅厚板在不同宽度位置存在一定的各向异性,LT方向上的性能均匀性优于L方向。1/4厚度不同宽度位置性能无明显差异,1/2厚度宽度边缘位置性能优于宽度中心位置。1/4厚度未形成明显强织构,在1/2厚度宽度中心的主要织构为S织构和Brass织构,边缘的主要织构为R织构、S织构和Brass织构。在应力比为0.06时,宽幅7B50-T7751厚板的T-L向抗疲劳裂纹扩展速率性能优于同厚度7050-T7451板材,LT向光滑试样(Kt=1)的疲劳极限低于7050-T7451板材约7.6%,缺口试样(Kt=3)的疲劳极限高于7050-T7451板材约3.7%。

喷丸覆盖率对7B50-T7751铝合金裂纹扩展速率的影响

喷丸强化通过改变材料的表面粗糙度、显微硬度和残余应力等表面完整性来影响材料的疲劳裂纹扩展性能。本文采用两种不同喷丸覆盖率(100%和300%)对7B50–T7751铝合金表面进行喷丸强化,使用粗糙度仪、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等对强化后的试样进行表面完整性表征,对喷丸处理后的试样进行疲劳裂纹扩展试验,并对疲劳断口进行分析,研究不同喷丸覆盖率对疲劳裂纹扩展速率的影响。试验结果显示,喷丸降低了试样的裂纹扩展速率,提高了试样的疲劳裂纹扩展寿命。在喷丸覆盖率为100%~300%范围内,覆盖率为300%疲劳试样的疲劳裂纹扩展性能相对较好,主要是由于喷丸强化在试样表层引入了一层有益的压缩残余应力层,提高了试样表层的硬度。

7B50-T7451铝合金板材孔挤压工艺性能研究

采用挤压棒直接冷挤压的方法对7B50-T7451铝合金厚板进行了孔挤压强化,对比分析了其孔挤压前后疲劳寿命;并与第三代高纯7050-T7451铝合金厚板孔挤压强化效果进行对比。通过扫描电镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)以及X射线应力(XRD)等方法,研究了两种合金的疲劳断口形貌特征、微观组织变化以及孔表层的残余应力场。结果表明,采用4%～6%的挤压量对7B50-T7451厚板进行挤压强化可取得较好的疲劳强化效果,试件的疲劳寿命是未挤压强化前的29倍;而7050-T7451铝合金厚板疲劳寿命仅是未挤压强化的5.5倍。孔挤压后,7B50-T7451厚板在强化层产生位错缠结及残余压应力,压应力层深度约为7.3mm,最大残余压应力出现在距孔边约1mm处,应力值为387MPa。强化层内形成的位错胞状结构和残余压应力可有效延缓疲劳裂纹的扩展速率,从而提高试件的疲劳寿命。

大气污染物对7B50铝合金电化学腐蚀性能的影响

以0.1 mol/L的Na2SO4为支持电解质,分别添加微量(1~10 mmol/L)的H+、Cl-、NO3-、NH3·H2O及其离子组合作为模拟常见大气污染物的腐蚀介质,研究7B50超高强度铝合金在腐蚀介质中的电化学腐蚀行为。采用循环极化曲线和电化学阻抗谱,得到不同腐蚀介质中的自腐蚀电位、自腐蚀电流密度、线性极化电阻、击穿电位、保护电位、点蚀转换电位及电荷转移电阻等参数,表征不同离子的侵蚀性能及其之间的相互作用。结果表明:微量的H+、Cl-、NH3·H2O使腐蚀速率增大数倍;1 mmol/L酸碱的侵蚀能力由大到小的顺序依次为NH3·H2O、H2SO4、HNO3、HCl;NO3-单独存在时具有缓蚀效应,与H+结合产生加速腐蚀的协同作用;Cl-存在下,电极的阳极极化程度最低,极化电流最大,局部腐蚀的发展程度也最大。

固溶温度对7B50铝合金组织与性能的影响

采用金相组织（OM）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）以及力学性能测试研究固溶温度对7B50铝合金固溶程度、组织及力学性能的影响。结果表明：在460~480℃温度范围内，随着固溶温度升高，实验合金的残余第二相粒子减少，固溶程度增加，相应时效强化效应增强，再结晶程度变化不大；当固溶温度高于480℃后，残余第二相粒子的溶解没有明显提高，但再结晶程度加大，且合金组织发生过烧，力学性能明显恶化；当固溶温度为480℃时，实验合金固溶较充分，再结晶程度不高，此时合金综合力学性能最好，因此，7B50合金的最佳固溶温度为480℃。

7B50铝合金热变形组织演变

利用Gleeble-1500热模拟试验机对7B50铝合金进行了变形温度300～460℃、应变速率0.001～1 s-1条件下的等温压缩试验,通过金相显微镜(OM)和透射电镜(TEM)等手段,研究分析了该合金在变形过程中热变形参数对微观组织的影响。结果表明:在变形初期,流变应力随应变的增加而增大,达到峰值后逐渐趋于平稳;应力峰值随温度的升高而减小,随应变速率的提高而增大;当变形温度较低或应变速率较高时,合金仅发生了动态回复,且合金组织中存在大量的位错和亚晶;随着温度的升高和应变速率的降低,合金中的主要软化机制由动态回复逐渐转变为动态再结晶。

7B50铝合金的热压缩变形行为

在变形温度为300～460℃、应变速率为0.001～1 s^(-1)的条件下,采用Gleeble-1500型热模拟试验机对7B50铝合金的热压缩变形行为进行了研究。结果表明:7B50铝合金在热压缩变形中的流变应力随着温度的升高而减小,随着应变速率的提高而增大;该合金的热压缩变形流变应力可用Z参数公式来描述;在变形温度较高或应变速率较低时合金发生部分再结晶;该合金在460℃、应变速率为0.1 s^(-1)的热变形条件下出现了明显的动态回复与动态再结晶现象。

ICP-AES法测定7B50铝合金中锌、镁和铜的研究

采用ICP-AES法对7B50铝合金中锌、镁和铜的测定进行了研究,着重进行了基体元素及待测元素在测定浓度范围内的线性相关性试验,进行了酸度试验,测定了7B50铝合金中3种元素的含量,得到了较好的精密度和准确度。方法简便、可靠,获得满意的分析结果。

7B50铝合金热压缩变形行为与预测

在变形温度为573K^733K,应变速率为0.001s-1~1s-1的条件下,采用Gleeble-1500热模拟试验机对7B50铝合金的热变形加工行为进行了研究。结果表明,7B50铝合金在热压缩变形中的流变应力随着温度的升高而减小,随着应变速率的增大而增大;建立了一个包含应变的流变应力预测模型,模型中的9个独立参数可以通过非线性最小二乘法拟合求得,预测的流变应力曲线与试验结果吻合得较好。

7B50铝合金热压缩变形的软化机制

7B50铝合金的软化机制遵循铝合金软化基本规律特点：随着温度的升高和应变速率的降低,合金中的主要软化机制逐步由动态回复转变为动态再结晶.利用Gleeble-1500热模拟试验机,在573～733 K的变形温度和0.001～1 s-1的应变速率条件下进行压缩实验,通过对微观组织的观察与分析,了解热变形参数对软化机制的影响,在应变速率（小于1 s-1）,变形温度（小于693 K）的条件下,合金只发生了动态回复；在较高温度（不小于693 K）和应变速率（不大于0.1 s-1）的条件下,发生了动态再结晶.

再时效对过时效7B50合金力学及腐蚀性能的影响

采用透射电子显微镜观察(TEM)、电化学阻抗谱法(EIS)及力学性能测试等研究不同双级过时效温度下再时效对双级过时效7B50合金显微组织和力学性能的影响,并将双级过时效-再时效处理条件下合金性能峰值点与单级峰时效、双级过时效及常规回归再时效进行显微组织及力学和腐蚀性能的对比。结果表明:再时效可明显提高双级过时效态合金的性能;再时效处理后,合金强度在过时效温度为160℃条件下达到峰值;与单级峰时效相比,双级过时效-再时效峰值条件下,在保持高强度的同时,合金的电导率提高了13.4%,同时断裂韧性也提升12.5%;与双级过时效、常规回归再时效和单级峰时效处理相比,在双级过时效-再时效峰值条件下,合金具有高的抗剥落腐蚀性及低的应力腐蚀敏感性。

氨基酸对7B50铝合金在1mol/L NaCl+0.1mol/L HCl溶液中缓蚀性能的影响

采用静态失重法与电化学阻抗谱评价4种氨基酸对7B50超高强度铝合金在1 mol/L Na Cl+0.1 mol/L HCl溶液中的缓蚀行为,并通过腐蚀形貌表征氨基酸的缓蚀机理。结果表明:氨基酸浓度越高、温度越低,氨基酸对铝合金的缓蚀效率就越高。添加氨基酸后,溶液中铝合金的表观活化能均增大,其中,半胱氨酸(Cys)和蛋氨酸(Met)的表观活化能最高,这归因于—SH或—SCH3基团对铝合金表面优良的吸附作用。在4种氨基酸中,0.05 mol/L半胱氨酸(Cys)中含—SH基团的缓蚀效率最高,室温下高达94.7%;Met的次之,主要是由于—SCH3的空间位阻效应所致;苯丙氨酸(Phe)的缓蚀性能较差;低浓度的组氨酸(His)缓蚀能力相对不佳,而高浓度的His在较高温下仍保持着较高的缓蚀效率,这说明His的缓蚀效率受温度的影响较小。因此,His相应的表观活化能也较低。浸泡实验后的金相结果表明:添加氨基酸后会不同程度地抑制铝合金的晶间腐蚀和点蚀。

拉压应力下7B50铝合金应力松弛时效行为研究

通过应力松弛实验、力学性能测试和透射电子显微镜组织观察并研究了不同初始应力水平和温度条件下7B50铝合金的拉伸和压缩应力松弛、时效析出及其强化行为。结果表明:拉伸和压缩应力松弛时效行为存在不对称性,前期拉应力松弛速率大于压应力松弛速率,但拉应力松弛速率下降较快;后期的拉应力松弛速率小于压应力松弛速率,使得两者应力松弛曲线出现交叉点。随着初始应力水平和时效温度的提高,拉伸和压缩应力松弛量均增加,应力松弛曲线交叉时间提前。相比拉应力松弛时效后的合金,压缩应力下合金的析出相略细小弥散,晶界无析出带更窄。因此,应力松弛时效后压应力下合金的屈服强度和抗拉强度均优于相同条件拉伸应力下的合金。

7B50-T7751铝合金喷丸强化表面形态衍化及其对疲劳性能的影响

采用陶瓷弹丸对7B50-T7751铝合金进行不同覆盖率(100%、300%、600%、1000%)的表面喷丸强化处理,探究了7B50-T7751铝合金表面粗糙度、表面微观组织以及残余应力场等表面形态因素在不同喷丸覆盖率作用下的衍化规律。通过应力比R=0.06的轴向加载疲劳试验,分析表面形态改变对疲劳强度的影响。结果表明,不同覆盖率的喷丸强化处理均能改善该材料的疲劳性能,其中在100%~300%喷丸覆盖率下,疲劳强化增益效果最为明显,其机理是试件在喷丸处理后表面形态得以改善,同时表层形成较高水平的残余压应力,这两种效应的共同作用使疲劳裂纹源从材料表面缺陷处向内迁移到材料内部容易产生应力集中的夹杂处。

B50A800无取向硅钢板小白点缺陷成因分析

某公司生产的B50A800无取向硅钢板在生产过程中表面出现小白点缺陷,采用宏观分析、化学成分分析、硬度测试、扫描电镜及能谱分析等方法对缺陷产生原因进行了分析。结果表明:由于硅钢板生产过程中纯水清洗段清洗不彻底引入了钠元素,涂层段清洗不彻底引入了铬元素,引入的钠元素和铬元素与涂层液中的酸根离子发生反应,生成了微观显示为壳状、宏观显示为小白点的杂质,最终造成了硅钢板表面小白点缺陷的产生。最后提出了相应的改进建议并取得了良好的效果。

Computation of synthetic surface heat transfer coefficient of 7B50 ultra-high-strength aluminum alloy during spray quenching

According to inverse heat transfer theory, the evolutions of synthetic surface heat transfer coefficient（SSHTC） of the quenching surface of 7B50 alloy during water-spray quenching were simulated by the Pro CAST software based on accurate cooling curves measured by the modified Jominy specimen and temperature-dependent thermo-physical properties of 7 B50 alloy calculated using the JMat Pro software. Results show that the average cooling rate at 6 mm from the quenching surface and 420-230 ℃（quench sensitive temperature range） is 45.78℃/s. The peak-value of the SSHTC is 69 kW/（m^2·K） obtained at spray quenching for 0.4 s and the corresponding temperature of the quenching surface is 160 ℃. In the initial stage of spray quenching, the phenomenon called ＂temperature plateau＂ appears on the cooling curve of the quenching surface. The temperature range of this plateau is 160-170℃ with the duration about 3 s. During the temperature plateau, heat transfer mechanism of the quenching surface transforms from nucleate boiling regime to single-phase convective regime.

轧制组织特征对7B50-T7751铝合金厚板断裂韧性的影响

针对不同热轧工艺制备的7B50-T7751铝合金厚板,通过金相显微镜、EBSD等方法对合金的组织特征进行了表征与分析,并对比分析了不同热轧工艺制备的板材的室温拉伸性能和断裂韧性。结果表明,轧制过程使板材织构呈不均匀分布,板材1/4厚度位置主要是变形织构;1/2厚度位置主要是再结晶织构,织构强度较1/4厚度位置的弱。通过较少轧制道次、提高道次变形量、提高终轧温度可以使板材在热轧过程中充分回复,释放变形储能,在后续热处理后不同厚度位置均保留变形织构。变形织构可以有效提高合金的断裂韧性和拉伸性能,同时也增加了厚板的各向异性。

联合循环发电机组用汽轮机叶片钢B50A947A4的试制

本钢采用50 t电弧炉冶炼→LF炉精炼→浇注3 t电极→电渣重熔→保温→退火→800/650×4轧机流程生产叶片用Φ180圆钢（%：0.06-0.15C,0.25-0.80Mn,11.25-13.00Cr,≤0.30Mo,≤0.60N i,≤0.025P,≤0.010S）。电炉冶炼配料装入脱磷剂,扒出全部氧化渣。LF精炼吹氩,终脱氧喂A l线和Ca-S i线。经分析,各项技术指标满足标准要求。