基于数字图像相关技术的泡沫铝复合结构的弯曲行为研究

为了研究泡沫铝夹芯板复合结构在三点弯曲过程中的变形行为,采用粉末冶金工艺制备得到芯部和面板形成良好冶金结合的泡沫铝夹芯板结构,并使用数字图像相关(DIC)技术来观察弯曲过程中泡沫铝夹芯板的应变分布特点。采用相同可发泡预制体制备的泡沫铝夹芯板,芯层的厚度越大,芯部泡沫铝的孔隙率越高,夹芯板的弯曲强度越低,并且断裂挠度也越小。实验结果表明粉末冶金制备的泡沫铝夹芯板主要有两种失效方式:面板屈服断裂(芯部泡沫铝孔隙率较低时)和芯部泡沫铝剪切断裂(芯部泡沫铝孔隙率较高时)。芯部泡沫铝孔隙率的差异引起了断裂方式的差异,原因在于芯部孔隙率的改变导致应变集中区的产生位置由靠近下面板区域(芯部泡沫铝为较低孔隙率时)变为芯部泡沫铝的中心处(芯部泡沫铝为较高孔隙率时)。在泡沫铝夹芯板的弯曲变形过程中,面板和芯部泡沫铝的结合面处出现应变集中区,而相对于面板和芯层泡沫铝的胶粘结合,冶金结合的结合强度更高,从而可以更加有效地进行载荷传递,避免出现芯部和面板的脱粘现象,因此可以很好地解释为什么冶金结合泡沫铝夹芯板的强度高于胶粘结合。

热处理对选区激光熔化制备Al-Mn-Mg-Sc-Zr合金微观组织和力学性能的影响

利用选区激光熔化(SLM)成形技术制备了Al-Mn-Mg-Sc-Zr合金,测试了不同热处理工艺下材料的显微硬度和拉伸性能,得到力学性能最佳的热处理工艺为300℃/5 h,并利用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)分析了热处理对合金组织性能的影响。结果表明:沉积态微观组织由沿沉积高度方向交替生长的柱状晶与等轴晶及细小第二相粒子组成,少量纳米级Al_(3)Sc和Al_(6)Mn粒子分布于晶内。经过热处理后,初生Al_(3)Sc和Al_(6)Mn粒子长大,晶粒尺寸发生轻微的粗化现象。热处理态试样抗拉强度为(556±2.3)MPa,较沉积态试样提高21%;断后伸长率为14.2%±1.2%,较沉积态试样没有明显变化,这主要由于热处理后的大量纳米或微纳米级第二相弥散析出所产生的沉淀强化导致,弥散的第二相同时分布于晶界和晶粒内部。在SLM成形过程中产生的热应力会导致沉积态晶粒内部产生位错,位错会导致沉积态试样的应力-应变曲线在塑性变形阶段出现明显的波动现象,热处理后消除了位错,波动现象消失。热处理降低了合金的残余应力和位错密度,保证了合金的良好塑性。

大型7050铝合金轮毂流变挤压铸造技术

将熔体电磁均匀化处理方法与传统模锻工艺技术相结合,开展了大型7050铝合金轮毂流变挤压铸造技术研究。结果表明,流变模锻法制备的大型7050铝合金轮毂无缺陷,晶粒细小均匀,宏观偏析小,力学性能达到锻件水平。

Mg对真空-氩气熔炼铸造5356铝合金组织和性能的影响

采用真空-氩气熔炼铸造制备了不同Mg含量的5356铝合金,研究了真空熔炼对铝合金熔体的净化作用,分析了不同Mg含量对5356铝合金组织和性能的影响。结果表明,在真空熔炼条件下,除气、除杂效果显著,氧化夹杂尺寸明显减小且含量大幅降低。Mg元素易于在晶界处形成网状的非平衡相α-Al+Al_(3)Mg_(2)。随着5356铝合金中Mg含量提高,合金抗拉强度提高,伸长率下降,最佳的Mg添加量为5.0%。

内置电磁熔体处理对大规格2219铝合金铸锭组织的影响

针对传统大规格2219铝合金铸锭存在的组织粗大不均,宏观偏析严重及第二相粗大等问题,采用内置电磁熔体处理半连续铸造方法制备了φ630mm 2219铝合金铸锭,通过光学显微镜、光谱仪、SEM等测试方法对铸锭进行了凝固组织与成分检测,研究了内置电磁熔体处理对大规格2219铝合金铸锭凝固组织细化的影响,揭示了溶质元素的分布规律。结果表明,相比普通半连续铸造,使用内置电磁熔体处理法制备的铸锭沿径向上晶粒细小,平均晶粒尺寸在200~300μm之间,组织整体上分布均匀,金属间化合物尺寸明显细化,晶间第二相呈断续网格状分布,Cu分布更均匀。