AA5083铝合金热压缩变形行为及应变补偿本构方程（英文）

采用Gleeble 3500热模拟试验机研究AA5083铝合金在应变速率0.0l^10s 1、变形温度300~500℃条件下的热压缩变形行为。结果表明:该合金在高应变速率和高变形温度下容易发生动态再结晶,并引起流变应力下降。为了预测不同变形条件下的流动特性,建立基于Arrhenius型方程和Zener Hollomon参数的应变补偿本构方程,本构方程预测值与实验结果吻合较好,在实验范围内两者的平均相对误差仅为4.52%,说明提出的本构方程可对AA5083铝合金的热变形行为进行精确预测。

5083铝合金的热变形组织演变及晶粒度模型

通过等温压缩实验、光学显微镜与透射电镜研究了变形温度300~450℃、应变速率0.01~1s-1、真应变0.36~1.2范围内变形条件对5083铝合金热变形组织演变的影响。结果表明:升高热变形温度或降低应变速率均可促进5083铝合金的动态再结晶发生,使变形后5083铝合金位错密度降低,再结晶晶粒尺寸增大;随着应变量的增加,变形后合金的位错密度降低,动态再结晶程度增大。根据唯象理论的指数模型,利用线性回归方法建立了5083铝合金动态再结晶晶粒度模型,模型计算值与实测值吻合良好,平均相对误差仅为4.6%。

基于动态材料参数的5083铝合金本构模型

通过热压缩试验研究5083铝合金在应变速率为0.01~10 s^(-1)、变形温度为300~500℃、变形程度为50%条件下的流变行为,根据热模拟数据建立基于动态材料参数的双曲正弦函数本构模型(ZHCM)及幂函数本构模型(ZBCM),并对这2种本构模型的应力预测精确度进行计算。研究结果表明:ZHCM与ZBCM均有较高的应力预测精度,应力平均相对误差分别为5.26%和3.92%,相比之下,ZHCM在应变速率为10 s^(-1)、变形温度为300℃的条件下应力精度比ZBCM的高,而当应变速率为0.01~1 s^(-1)、变形温度为350~500℃时,ZBCM的应力精度较高。

铝及铝合金在高新兵器中的应用

在兵器结构用材中铝合金是第二大金属材料,但其用量并不多,估计仅占材料总用量的6%左右。对铝及铝合金在高新兵器(电磁炮、地效飞行器、潜艇、超静音电动摩托车、最快两栖装甲车、可摧毁坦克的BMD空降战车、"黑旋风"武装直升机、"炸弹之母"、"炸弹之父"、美国新型CAMEL装甲车等)中的应用作了简要介绍。铝及铝合金在常规兵器中的应用更是数不胜数。兵器是更新换代最快的机械之一,可谓日新月异。

汽车用5754-O铝合金板材制备及组织性能研究

本实验采用“1 + 4”热连轧、2800冷轧生产线通过不同工艺路线制备了汽车用5754-O铝合金板材,研究了不同冷轧加工率及成品退火温度对板材组织和性能的影响。结果表明,适当加工率板材畸变能较低,完全再结晶态材料延伸率提升明显。两种板材随退火温度上升强度下降,塑性上升。中间退火可消除加工硬化,板材更符合深冲加工要求。实验与生产性能具有差异性,参考生产数据优化至350℃保温4 h。板材性能:抗拉强度207 MPa,屈服强度113 MPa,延伸率26%,杯凸9.04mm,n值0.28,r值0.81。

预变形对2195铝锂合金力学性能及疲劳裂纹扩展速率的影响

时效前的预变形处理可增加2195铝锂合金的强度和硬度,但这会加快合金的疲劳裂纹扩展(FCG)速率,从而缩短合金的疲劳寿命。确定合适的预变形-时效工艺制度,在提高2195铝锂合金的强度和硬度的同时尽量降低其对疲劳裂纹扩展速率的影响,是进一步提高铝锂合金服役性能的关键。为此,研究了预变形程度(0、3%、6%和9%)对2195铝锂合金试样的硬度、强度、裂纹扩展速率以及疲劳断裂形貌与析出相等影响规律,揭示预变形对2195铝锂合金力学性能和FCG速率影响的作用机制。结果表明:随着预变形量的增加,T1相密度增加、S′相分布细化,导致合金显微硬度、抗拉强度和屈服强度增加,同时FCG速率加快、合金疲劳寿命缩短。同时,还提供了不同预变形程度下2195铝锂合金FCG速率的计算模型,将弹性模量(E)作为归一化应力强度因子,实现预变形后2195铝锂合金的FCG速率与常数C和K相关联,较好地预测了不同预变形状态下2195铝锂合金的裂纹扩展速率。

变质及T6热处理对ZL111铝合金组织的影响

研究了变质处理+T6热处理对ZL111铝合金组织的影响。结果表明:Y和Sr复合变质处理使ZL111铝合金中的α-Al分布均匀,α-Al从未变质的80~100μm细化到30~40μm,共晶硅由针块状转变为圆点状;T6热处理后,Y和Sr复合变质的ZL111铝合金α-Al保持了原先的变质效果,共晶硅呈球状且分布均匀,并在晶界析出弥散分布的第二相Cu Al2及Al9Fe Mg3Si5。

铝板轧机与辊道的速度协同控制方法开发及应用

针对铝板轧制过程中,轧机的锥形辊道与板材两边部接触部分速差过大会带来辊道粘铝、板材边部粘铝、划伤等问题,本课题根据轧机的速度、板材道次轧制时的前滑及后滑系数、锥形辊道的设备参数等因素,计算出能够很好地匹配轧机速度的锥形辊道线速度设定值,使板材与辊道接触位置的速度差无限接近于零,既提高辊道的使用寿命,又能使其不易粘上金属碎屑和粉末,以此来改善铝板材表面质量,同时减少人工清理辊道的工作量。

热处理对3005铝合金组织与性能的影响

以3005铝合金为研究对象,研究了退火处理对3005铝合金板材组织与性能的影响规律。结果表明:3005铝合金在退火时发生软化现象,随着退火温度的增加,抗拉强度和屈服强度逐渐减小,而延伸率逐渐增加;而3005铝合金经冷轧变形后其显微组织为纤维状的条纹,经过退火处理后,合金内部发生回复与再结晶,再结晶开始温度为270℃。

焊接电流对5052铝合金TIG焊接接头组织与性能的影响

为研究焊接电流对5052铝合金非熔化极惰性气体保护焊(TIG)焊接质量的影响,对100~120A电流下TIG焊接所得焊接接头的显微组织、力学性能和耐蚀性进行了探讨。结果表明,当焊接电流从100A增加到120A时,5052铝合金TIG焊接接头的强度随电流的增大而增大,塑性随电流的增大而减小;当电流为115A时所得接头的综合力学性能最好,此时抗拉强度为212.1MPa,达到母材抗拉强度的90.8%,断面收缩率为28.9%,比母材50.3%的断面收缩率降低约一半。随着焊接电流的增大,腐蚀的类型从点蚀为主转变到以晶间腐蚀为主,但腐蚀电流的变化规律不明显。

铝合金带材水清洗的改进

以广西柳州银海铝业股份有限公司现有的2 450 mm水清洗机为例,通过分析其清洗系统的现状及清洗效果,提出清洗设备改造和清洗工艺改进方案结果表明,通过设备改造和清洗工艺的改进,能够有效降低成本、改善铝薄板带材表面质量。

不同工艺制备的5083-O铝合金板材的组织和性能

基于"1+4"热连轧生产线和2800 mm冷轧生产线,采用不同工艺线路制备了5083-O铝合金板材,研究了不同制备工艺对板材组织性能的影响。结果表明:不同工艺路线生产的成品板材均随退火温度升高,抗拉强度、屈服强度减小,深冲性能提高。采用中间退火后,最终板材晶粒尺寸较大,更符合深冲加工要求。试验与生产的性能具有差异性,依据生产数据优化退火温度355℃保温3 h所得板材性能:抗拉强度275 MPa、屈服强度126 MPa、伸长率27%、加工硬化指数n值0.24、变形比r值0.72、制耳率0.8%、杯突值9.15 mm。

Microstructure,mechanical properties and stress corrosion behavior of friction stir welded joint of Al-Mg-Si alloy extrusion

Microstructure,mechanical properties and stress corrosion behavior of friction stir welded(FSWed) AlMg-Si alloy were investigated.The average grain sizes of shoulder-affected zone(SAZ),nugget zone(NZ),heat-affected zone(HAZ) and base material(BM) are 6.03,4.80,168.30 and 127.24 μm,respectively.The thermo-mechanically affected zone(TMAZ),which is generated on the edge position between HAZ and weld nugget zone,has a narrow width of 400 μm.The ultimate tensile strength(UTS) of FSWed joint is 232.20 MPa,about 91.04% with respect to that of base material of 255.06 MPa,and the joint fracture occurs at HAZ on advancing side(AS).The FSWed joint is more susceptive to stress corrosion cracking(SCC) than base material,and the SCC susceptibility increases with the rise in temperature.The residual UTS of FSWed joints in constant loaded tests at the load levels of90,105 and 120 MPa is 89.97%,67.50% and 54.75% of the UST of FSWed joint in air,respectively.The increase of the load in constant loaded tests and four-point beambent tests accelerates the SCC of FSWed joints.

座浆法在铝板带材精整加工设备安装中的运用

铝板带材加工精整工序是铝加工作业中的重要步骤,铝板带精整加工设备的安装一般比较麻烦,底座要定位的地方比较多,使用一般的研磨法安装根本无法达到其要求,需应用座浆法来安装。文章首先分析了座浆法的理论知识,并对铝板带精整设备在安装过程的座浆法的操作工艺、需知内容、操作成果展开了探索。

冷轧变形量和退火制度对超快速加热下5083铝合金晶粒尺寸的影响

利用Gleeble-3500热模拟系统和电子背散射衍射(EBSD)技术对5083铝合金的超快速退火组织演变规律进行研究,探讨了快速加热速度、退火温度及冷轧变形量对5083铝合金晶粒尺寸的影响。结果表明,5083铝合金经80%的冷轧变形后分别以25、250、500℃/s的加热速度升温至450℃保温3s后以40℃/s冷却时,平均晶粒尺寸随加热速度的增加由7.43μm细化至4.98μm。5083铝合金经80%冷轧变形后在不同退火温度(350、400、420、450和500℃)下进行超快速退火(加热速度500℃/s,保温时间3 s,冷却速度40℃/s)后,所得晶粒尺寸先减小再增大,在420℃退火时,晶粒尺寸达到最小,为4.82μm。再结晶晶粒尺寸受晶界迁移速率和形核率的耦合作用,在350~420℃超快速退火时,由于快速加热使形核率急剧增大,而形核温度较低,使晶界迁移速率较小,导致晶界迁移速率小于形核率,因而再结晶晶粒尺寸由5.23μm细化至4.82μm;在420~500℃超快速退火时,形核温度变高,晶界迁移速率快速增大,则晶界迁移速率大于形核率,使合金晶粒由4.82μm粗化至6.20μm,420℃是5083铝合金晶界迁移速率和形核率之间竞争的一个临界点。5083铝合金经50%、60%、71.4%、80%和87.5%的冷轧变形后以500℃/s的超快速加热速度升温至450℃保温3 s后以40℃/s冷却,所得平均晶粒尺寸分别为7.94、6.82、6.03、4.98和4.84μm,随轧制变形量的增大晶粒尺寸减小,但是冷轧制变量达到80%以后再进行超快速退火晶粒尺寸减小不明显。

Al-Mg5.0-Mn0.5铝合金均匀化退火过程中Mg、Mn元素显微偏析的DICTRA模拟

基于DICTRA动力学软件的MOB2和Al基数据库,对Al-Mg5.0-Mn0.5铝合金在470℃不同时间均匀化退火过程中Mg和Mn元素的显微偏析进行了模拟计算,并使用偏析因子来评价470℃不同时间均匀化退火过程中Mg和Mn元素的偏析程度。结果表明:在470℃不同退火时间后,Mg和Mn元素的偏析因子有如下变化:退火8.3 h后,Mg的偏析因子约为0.94,接近1.0,而Mn的偏析因子在0.78~1.3之间;在退火11.1 h后,Mg的偏析因子约为1.0,表示Mg的浓度基本扩散均匀,而Mn的偏析因子依然在0.78~1.3之间;退火27.8 h以后,Mn的偏析因子为0.8~1.3,与11.1 h相比只有微小的变化。根据计算结果,470℃下退火保温时间至少为11.1 h,Mg引起的微观偏析可通过均匀化退火消除;而Mn引起的微观偏析即使是470℃下退火保温时间为27.8~30 h仍然不能消除。通过对470℃不同均匀化退火时间合金元素的面分布对上述模拟结果进行了验证。本研究可为Al-Mg5.0-Mn0.5铝合金退火工艺的选择提供依据。