Al-Cu-Li合金蠕变时效过程的性能演变及显微组织分析

采用光学显微及透射电子显微、拉伸力学性能、维氏硬度等测试技术,研究Al-Cu-Li合金在蠕变时效过程中拉伸性能演变规律与微观组织特征。结果表明:在蠕变时效过程中,合金的硬度和强度呈现先升高,到达峰值之后再缓慢下降的趋势。其中CA2试样(2%预变形再进行蠕变时效)在16h达到了蠕变时效硬度与强度峰值,比CA1试样(不预变形直接进行蠕变时效)提前了4h,且CA2试样的峰值区域更为明显。相比于CA1试样,CA2试样的硬度和强度提高,伸长率降低。在峰值蠕变时效状态下,CA1试样最大晶间腐蚀深度为180.6μm,腐蚀等级为4级;CA2试样最大晶间腐蚀深度为92.0μm,腐蚀等级为3级。TEM结果表明:CA1试样中以细小致密的θ′相为主,晶内可见少量T1相;CA2试样由于T1相在蠕变时效初期时存在析出优势,晶内析出大量T1相的同时,伴随着细小的θ′相,且CA2试样T1相在亚晶界处的富集程度要低于CA1试样的。

拉应力对6N01铝合金蠕变时效组织与性能的影响

采用单轴蠕变拉伸试验研究6N01铝合金蠕变时效后组织与性能的变化规律,并结合金相(OM)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)的组织分析与维氏硬度、室温拉伸的力学性能分析,研究蠕变过程中加载的拉应力对6N01铝合金组织与性能的影响。研究结果表明:在180℃/6 h的蠕变时效条件下,加载60 MPa拉应力的试样室温拉伸抗拉强度最大,为341.6 MPa;蠕变时效处理时,加载应力小于60 MPa的试样抗拉强度略比加载应力为60 MPa的试样抗拉强度低;当加载拉应力大于60 MPa时,合金抗拉强度明显下降;当加载拉应力超过60 MPa时,会引起铝基体中析出相粗化,甚至析出相的分布出现应力位向效应,导致合金性能各向异性严重,综合性能变差。

进给比对2195铝锂合金带筋筒壳旋挤复合成形规律及力学性能的影响

采用光学显微镜、电子背散射衍射(EBSD)测试、拉伸实验、维氏硬度检测等测试技术,研究2195铝锂合金带纵向内筋筒壳旋挤复合成形工艺,揭示旋挤工艺条件对内筋筒壳成形以及组织性能演变影响规律。研究结果表明:当加热温度为400℃,成形温度为200℃,总减薄率为82.5%时,在进给比为0.893~1.339 mm/r范围内,改变进给比能成形筋高超过4.6 mm的2195铝锂合金带筋筒壳,且在该范围内增大进给比,内筋充填高度随之增加,直至该参数下的筋高极限,其极限筋高值为7.760 mm,当进给比从0.893提高到1.190 mm/r时,筋高增加16.4%。在整体成形过程中筋部显微组织呈现一定的流线规律,且随进给比增大,筋内流线及晶粒分布更加均匀。当时效热处理状态相同时,随着进给比增大,带筋筒壳成形筋部硬度、屈服强度和抗拉强度均随之增加。

超高强铝合金厚板升温温度场的计算与试验研究（英文）

采用多级热处理技术可以有效地提高铝合金厚板的力学性能和抗腐蚀性能,其工程应用的关键和难点是厚板温度的精确控制。基于工程尺寸厚板实测升温数据,研究厚板升温过程、表面换热系数计算方法和厚板温度预测方法。结果表明,升温过程中铝合金厚板表层和心部的温差很小。基于温度的均匀性,计算厚板的表面换热系数,表面换热系数在300℃以下时为定值,但在300℃以上升温时表面换热系数大幅上升。因此,开发了预测厚板温度的集总参数法,采用该方法设计多级固溶制度,并用有限元法和实测数据进行验证。采用集总参数法和有限元法计算的厚板升温曲线均与实测结果相符,且集总参数法在工程应用中更为便捷。

基于正交试验的7085铝合金双级时效制度

采用正交试验,研究7085铝合金双级时效的预时效时间、二级时效温度和时间3个因素对硬度和电导率的影响,运用方差分析法研究3个影响因素的显著性,采用室温拉伸、慢应变速率拉伸和透射电镜观察等方法研究二级时效温度和时间对7085铝合金组织性能的影响。研究结果表明:3个因素的显著性从大到小为二级时效温度、二级时效时间、预时效时间。二级时效温度的提高和时间的延长使晶内η′相转变为η相、晶界相粗化且不连续,导致合金强度降低、抗应力腐蚀性能大幅提高,其中温度的影响作用更为显著,与正交试验结果相符。该合金最佳的T76双级时效工艺为:121℃/5 h+163℃/12 h,其抗拉强度和屈服强度分别为530 MPa和483 MPa,伸长率为14.2%,电导率为22.9 MS/m。

Al-Cu-Li合金厚板不均匀特征组织对蠕变时效成形的影响

采用单轴恒应力蠕变试验、电子背散射衍射(EBSD)和透射电子显微镜(TEM)技术等实验手段,研究了Al-Cu-Li合金厚板的不均匀组织特征对其蠕变时效成形过程的影响。结果表明:厚向不均匀组织的差异性表现出明显不同的蠕变变形行为,靠近中心层的特征组织具有更高的蠕变量和更快的初始蠕变速率;厚板特征组织的晶粒尺寸与蠕变变形之间无确定的相关性,而位错运动是影响蠕变量的主要因素;晶粒尺寸在蠕变时效前后变化微小,但蠕变时效后小角度晶界比例存在不同程度的提高。此外,厚板不同特征组织会影响蠕变时效过程中强化相T_(1)的析出行为,靠近中心层的特征组织在蠕变过程中会形成更多的位错缠结,促使T_(1)相大量析出和致密分布。

2050铝合金厚板的晶间腐蚀行为研究

90 mm厚的2050铝合金热轧厚板的微观组织在厚度方向上的不均匀性导致其厚度方向的晶间腐蚀性能存在差异。采用电子背散射衍射(EBSD)技术对不同层的晶粒特征进行表征;采用透射电镜(TEM)观察试样的形貌。对试样的晶间腐蚀进行分析。通过EBSD技术揭示了不同层的晶间腐蚀性能与其微观组织状态之间的联系。结果表明:从表层到中心层,合金的晶粒尺寸逐渐增大。试样不同层的亚晶界存在T1(Al2CuLi)相富集现象。从表层到中心层,合金晶间腐蚀性能下降。

6082铝合金锻造组织不均匀性及其对锻件性能的影响

针对带筋板的连杆类锻件,结合有限元数值模拟,得到锻件的等效应变和有效应力,采用电子背散射衍射(EBSD)方法观察了不同应变区域的微观结构,并研究了锻造组织不均匀性对锻件力学性能和晶间腐蚀性能的影响。研究结果表明,在锻件不同区域,应力、应变存在很大的差距,锻件的微观组织、强度和晶间腐蚀性能存在不均匀性。在等效应变最小的区域,没有足够的变形能,主要是晶粒粗大的变形组织;在等效应变为2.1的区域,晶粒细化效果最为明显,在同样条件下的人工时效处理后的屈服强度和抗拉强度最高,分别为318和340 MPa,并且晶间腐蚀性能也是最佳的;在等效应变最大的区域,由于加大了变形储能,再结晶程度提高,晶粒长大导致强度有所下降。