低温变形对2A14铝合金组织性能影响

提出了低温变形与热处理协同的2A14铝合金强韧化新方法,借助透射电镜、扫描电镜、金相显微镜、拉伸试验机等测试手段对比分析了室温和超低温变形工艺对2A14铝合金组织性能的影响。结果显示:与室温变形相比,超低温变形与热处理协同能够大幅提升合金综合力学性能。当超低温变形量达到20%,合金内部位错密度上升,第二相粒子尺寸更小,分布更为均匀,晶粒细化显著,合金综合力学性能达到最高,抗拉强度为474.5 MPa,屈服强度为426.5 MPa,延伸率为11.6%。     

固溶处理工艺对2219铝合金力学性能的影响

针对铝合金在硝盐槽中固溶热处理存在加热介质不环保、超温爆炸的问题,以2219铝合金不同厚度板材为对象,研究了空气介质加热固溶处理工艺对2219铝合金力学性能的影响。探索了其力学性能随固溶处理保温时间的变化规律,并观察了6 mm板材典型的热处理工艺:(535±5)℃/70 min固溶,(165±5)℃/960 min时效,板材显微组织的析出相呈细小弥散状分布,对合金有较好的强化效果。试验获得了不同厚度2219铝合金板材较为理想的固溶处理工艺参数。合金热处理后的力学性能达到了产品的技术指标:抗拉强度R_m≥405 MPa,屈服强度Rp0.2≥286 MPa,延伸率A11.3≥10%。2219铝合金空气介质加热固溶处理工艺技术已替代硝盐介质固溶处理技术,并在运载火箭贮箱结构件中得到成功应用。     

瞬时热曝露对BTi-62421S钛合金组织和性能影响研究

BTi-62421S是一种先进的近α型耐温钛合金,以1.5mm轧制板材为例,开展了瞬时热曝露试验。运用金相显微镜和力学性能试验机对组织和性能进行了分析和测试。结果表明,合金由片状α组织和极少量β转变组织组成,随热曝露温度变化,合金呈现出明显不同的温色特征。在热曝露参数600℃/5h条件下,合金组织较稳定,氧化膜致密度下降,并有富氧α层产生,随着曝露温度的提高,β转变组织开始积聚粗化,次生α相增多,组织稳定性开始下降,氧向基体扩散加剧,富氧α层厚度呈倍数增加,组织变化对合金强度无明显影响,但富氧α层严重降低合金塑性。     

2195铝锂合金热处理工艺研究

对2195铝锂合金的热处理工艺进行了研究。力学性能测试和金相分析结果表明:该合金较理想的热处理制度为固溶处理(510±5)℃/10min,水淬,人工时效(170±5)℃/720min,空冷。热处理后合金的抗拉强度大于等于560MPa,屈服强度大于等于505MPa,伸长率大于等于6%,析出相呈细小弥散分布,对合金的强化效果高。     

火箭发动机燃烧室用高强高导Cu-0．8Cr-0．2Zr合金的组织与性能

采用硬度、拉伸力学性能及导电率测试研究了Cu-0.8Cr-0.2Zr合金的力学性能和导电性能,采用金相显微镜(OM)和透射电子显微镜(TEM)观察了不同处理态合金的显微组织。研究结果表明:时效热处理过程中,合金发生回复和再结晶,同时过饱和固溶体分解析出新相,析出的纳米弥散强化相,能显著提高合金的强度,同时保持良好的导电性。Cu-0.8Cr-0.2Zr合金的最佳热处理工艺为:热轧后980℃/1h固溶处理,经70%冷变形,然后再经过450℃/4h时效处理后,硬度、抗拉强度和屈服强度分别为153HB5、29MPa和489Mpa,导电率达到85.1%IACS。研究的加工工艺实现了高强高导,获得了强度和导电率的最佳匹配。     

循环热处理工艺对熔模精铸钛铝基合金组织与性能的影响

循环热处理工艺主要是通过在回火过程中的不连续粗化反应细化合金的组织,循环次数和保温时间对循环热处理的效果有明显的影响。循环热处理工艺通过细化熔模精铸Ti-48Al-2Cr-2Nb合金的组织改善了其力学性能,经过循环热处理后合金的室温最大拉应变也达到了0.68%。对合金的室温拉伸断口分析可知,热处理后合金的室温拉伸断裂方式仍以穿层片断裂为主,没有出现明显的屈服。     

Ce元素含量和铸造方法对AZ91-2Ca合金微观组织与力学性能的影响

在AZ91-2Ca合金中分别添加0.5%,1.0%和1.5%的Ce元素,采用重力铸造制备合金并结合组织性能分析,优化出最佳Ce含量。对最佳成分合金进行不同浇铸温度的压力铸造,对比研究Ce含量和铸造方法对AZ91-2Ca合金微观组织和力学性能的影响。研究表明:在重力铸造条件下,随Ce含量提高,合金组织明显细化,强化相Al_4Ce含量逐渐增加,进而改善了力学性能。当Ce含量为1.5%时,强度和延伸率均达到最大值。在压力铸造条件下,随浇铸温度由640℃提高到700℃,压铸AZ91-2Ca-1.5Ce合金微观组织不断细化,Al_4Ce相分布均匀,700℃压铸合金综合性能最高,抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为191 MPa,157 MPa和1.7%。相比于重力铸造,压力铸造可进一步提高该合金的强度,从而为解决高Ca阻燃镁合金阻燃效果和力学性能之间的矛盾提供了新思路,促进了该合金在航空航天和汽车领域的应用。     

ZM5镁合金阻燃与中间合金变质细化行为研究

采用光学显微镜等研究了Ca、Ce、Y阻燃元素,以及Al-8Ti-2C和Al-4C中间合金对ZM5合金显微组织及力学性能的影响。结果表明:复合添加阻燃元素比单独添加更有利于提高ZM5合金阻燃性能,复合添加0.5%Ce和0.5%Y时,合金燃点提高70℃;单独添加0.5%的Ca时,合金晶粒得到细化;同时添加0.5%的Ca和Al-4C中间合金时,ZM5合金抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达到245 MPa、96 MPa和9.5%。     

影响板类铝合金零件固熔时效效果的因素分析

7A09板类铝合金零件经固溶时效处理后,往往造成强度不合格。通过力学性能的检测分析,探讨了不同因素对7A09铝合金性能的影响。试验结果表明尽可能地提高固溶温度,延长固溶时间,合理控制影响因素,可以提高残余可溶结晶相的固溶程度和合金的力学性能。     

Mg-Sc-Y三元合金的微观组织和力学性能

稀土元素作为重要的镁合金强化相元素,其多元添加产生的影响并未得到充分研究。在Mg-Sc二元系的基础上将Y作为第三元加入,制备了Mg-5Sc二元合金及Mg-5Sc-0.5Y,Mg-5Sc-1Y,Mg-5Sc-2Y,Mg-5Sc-3Y,Mg-5Sc-3.5Y(质量分数,%)5种三元合金,并通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及室温拉伸等试验,研究了Y元素的加入对Mg-Sc二元合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:Y元素在合金中的主要存在形式为固溶态,富集于晶界处。随着Y元素含量的提升,合金晶粒度显著减小,屈服强度和硬度大幅提升,Mg-5Sc-3.5Y的屈服强度相比Mg-5Sc提升了约50%。该强度的提升主要是由细晶强化和固溶强化引起的。     

1420铝锂合金板材铆接工艺探索

文摘研究了不同铆接工艺(锤击铆、压铆)对1420铝锂合金性能的影响,观察了1420铝锂合金板材在不同破坏模式下微观组织形貌。结果表明,采用压铆工艺较适合1420铝锂合金板材的铆接。     

铝合金LF6与147板材焊接性试验

Al-Mg系铝合金LF6板材和Al-Cu-Mn系铝合金147板材在工厂条件下采用MIG焊进行对接双面焊。对焊接接头的外观、X光射线探伤、机械性能、化学成分、金相组织等项目做了对比试验。结果表明,LF6铝合金和147铝合金板材均具有良好的可焊性,焊接过程对焊接规范等焊接条件在一定范围内变化不敏感,易于操作控制。在常温状态下,LF6铝合金焊接接头的机械性能优于147铝合金。两种材料的焊接接头强度之比,147铝合金为LF6铝合金的75.6～88.9％,延伸率之比,前者亦为后者的41.3～65.6％。     

真空助力器后壳体工艺成形

平板毛坯局部胀形产生的塑性变形不局限在所谓的直接变形区范围内的材料,而比直接变形区大得多的范围内的材料都产生了塑性变形。此范围的大小,取决于板材本身的极限强度与屈服强度之比值。比值越大则变形区的范围相对地就越大。胀形能达到的高径比主要由材料的极限强度与屈服强度的比值及延伸率所决定。对于08F钢,其胀形高径比可达0.4,并在胀形之后又经三次拉延也未加中间退火工序。     

Mg-Li-Al-Zr合金高温拉伸性能及断裂特征

研究了Mg-Li-Al-Zr合金板材在293K～423K时的高温拉伸性能和断裂特征。结果表明,合金在不同温度拉伸后晶粒度及合金相组成并无明显变化,通过XRD分析,合金主要由βLi,Al12Mg17,AlZr2相组成。对断口附近进行SEM和EDS分析表明,合金室温变形时断裂方式为沿晶断裂,高温变形时为穿晶断裂。     

熔体混熔制备Si相增强Al-8wt．％Si合金

采用熔体混熔方法结合挤压铸造制备了Al—8wt．％Si合金。利用SEM、DSC、TEM和力学性能测试等分析手段研究了合金的组织及性能。结果显示,通过将高温的A1-30％Si合金熔体和低温的工业纯铝金属液混和,凝固形成的亚共晶成份Al.08wt．％Si合金中含有3％左右的细小初生si相。与传统熔体变质处理后制备Al．8wt．％Si合金的相比,经初生Si相增强的Al—Si合金拉伸强度达到185MPa,抗弯强度达到437MPa,分别提高15％和19％,同时延伸率增加近1倍达到6．7％。     

固溶时效后高强高导Cu-Cr-Zr合金的性能与显微组织研究

在测试不同固溶时效阶段Cu-Cr-Zr合金力学性能和导电性能的基础上,采用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)观察了合金的显微组织,发现经过490℃/240min时效处理后合金达到时效强度峰值,强度的提高主要是共格弥散强化相造成.运用Gerold及其推导公式计算了共格强化导致的最大拉伸应力增量(△σcsmax)的范围,同时应用单元体导电模型和马提申定则计算了合金时效时的导电率的增量值范围,与实验数值相比误差较小.说明所建模型能较好的反映时效析出过程中的强度和导电率变化.     

钛合金与铌合金的真空电子束焊接工艺研究

针对某航天双元发动机推力室的焊接问题，研究了钛合金与铌合金的真空电子束焊接技术，总结了一套工艺规范。并通过金相分析、力学性能试验、产品强度气密测试及发动机热试车，证明通过该技术可以获得满足设计要求的焊接接头。     

铝钪合金与高浓度过氧化氢的相容性

美国在研的空天飞机X-43B采用的推进剂是JP-7(jet propellant-7)和浓度为90%的过氧化氢.1060工业纯铝和5254铝镁铬合金屈服强度比较低,不能满足轻重量贮箱或结构的要求.铝镁合金中添加适量配比的钪和锆,通过与高浓度过氧化氢材料的相容性试验表明,铝钪合金与过氧化氢一级相容,其稳定性为99.29%,是理想的高浓度过氧化氢贮箱材料.并且通过实验表明钪和锆的加入能显著改善铝合金的可焊性、耐热性、抗蚀性、热稳定性和抗中子辐照损伤的作用,并大幅度提高强度(7X11铝钪合金屈服强度是5254铝镁合金的4.8倍).     

2195铝锂合金应力松弛时效成形工艺制度

以2195-T8态铝锂合金为研究对象,探究工艺参数对其应力松弛时效行为的影响规律。试样经过固溶、淬火,进行不同预变形、时效温度及时效时间条件下的应力松弛时效实验。通过室温拉伸,测得应力松弛时效后试样的力学性能。基于正交试验的极差分析和方差分析,探究了预变形、时效温度和时效时间3个工艺参数对应力松弛量、屈服强度和延伸率的影响权重占比;进一步研究发现预变形不仅可以提高2195铝锂合金时效后的强度,还降低了应力梯度对材料力学性能不均匀性的影响;查明了实现2195铝锂合金应力松弛时效形性协同制造的合理工艺制度:180℃+4%预变形+时效时间12～16 h。研究工作为大型铝锂合金构件应力松弛时效形性协同制造工艺窗口的确定提供了重要支撑。     

冷冲模开裂原因分析及消除

冷冲模具在制造过程中开裂,造成较大损失。采用无损检测方法分析得出,淬火过程中热应力和组织应力综合作用是产生裂纹的外因。主要原因是材料的金相组织中存在网状碳化物,造成合金元素分布不均匀。经改进热处理工艺,对毛坯增加正火处理,消除了3.5级的网状碳化物。将回火温度从170℃提高到220℃,保温从2h延长到20～24h。