加压渗流铸造制备多孔铝的工艺研究

本文研究了通孔多孔铝合金的制备工艺。采用正交试验法确定了模具及粒子的预热温度，铝液的浇注温度，渗液压力三者的最佳配合关系。     

通孔多孔铝合金的制备工艺

多孔金属是一种具有独特性能的多孔材料 ,既具有金属的特点 ,又具有泡沫的特征。根据其内部结构的不同可分为通孔和多孔两大类。其应用涉及物理学的若干领域 ,因而吸引了世界各国众多研究者。制造多孔金属材料有多种方法 ,如化学和电化学沉积法、铸造法、粉末冶金法、物理气相沉积法、气态共晶法等。铸造法中又包括发泡法、泡沫消耗铸造法及加压渗流铸造法。加压渗流铸造法工艺简单 ,对设备的需求不高 ,成本低 ,易于实现工业化。本成果研究了加压渗流铸造制备多孔铝合金的工艺方法。经过研究试验证明 ,采用加压渗流铸造法制备多孔铝合金 ,在…     

低速冲击下FMLs、铝板和复合材料的损伤对比

为提高飞机结构的损伤容限和抗冲击性能,欧洲成功研制了多种纤维金属层板(FMLs),并在具体机型结构上成功应用。对由玻璃纤维和2024-T3铝合金交替层压而成的FMLs进行落锤低速冲击试验,并与2024-T3铝合金板和准各向同性F300复合材料板进行了对比分析。FMLs完全穿透所需要的能量比2024-T3铝合金板和复合材料板分别高出约40%和6倍;在相同能量下,FMLs的背面裂纹长度比铝合金板短30%~50%。使用有限元法对FMLs动态冲击损伤过程进行了数值模拟,其中铝层采用延性损伤理论,纤维层采用Hashin失效准则,分析了层合板的动态冲击响应,总结了其损伤规律。数值结果与试验结果符合较好。     

7085铝合金残余应力及加工变形的数值仿真与试验

毛坯残余应力的测量以及零件的加工变形分析是航空整体结构件数控加工工艺研究的难题。应用MSC.Marc软件对某型飞机主起支撑接头的7085铝合金锻件毛坯的淬火-压缩工艺进行了数值仿真,获得了毛坯残余应力分布趋势;应用X射线衍射法与钻孔法测量了毛坯表层残余应力分布,提出了基于系数修正法的毛坯残余应力分析方法,通过最小二乘法（LSM）拟合仿真值与试验值以获得应力修正系数,并对毛坯残余应力分布的仿真结果进行修正,获得了实际毛坯的残余应力分布;由此进行了主起支撑接头缩比零件加工变形仿真与验证试验。研究结果表明：7085铝合金块状毛坯残余应力数值仿真结果与测试结果的趋势吻合,为应力修正提供了物理基础;相对于未修正的应力分布,基于修正后的应力分布仿真获得的变形结果精度提高了50%;7085-T7452铝合金的毛坯残余应力是导致主起支撑接头加工变形的主要因素。     

橡胶软油箱材料对铝合金腐蚀的影响研究

选择橡胶软油箱外层的橡胶材料及防老化涂层材料与7A04 T6包铝及去包铝、7B04 T6包铝及去包铝合金进行接触腐蚀试验。试验结果表明软油箱中对铝合金腐蚀产生直接影响的非金属材料为橡胶防老化涂层,并确定了四种橡胶防老化涂层材料的腐蚀敏感性顺序;通过对橡胶防老化涂层进行的EDS分析以及涂层浸泡液的pH值变化及氯离子含量研究,认为橡胶防老化涂层中对铝合金腐蚀产生影响的主要成分为氯离子和金属氧化物。     

6061铝合金管自由弯曲螺旋成形工艺研究

主要通过数值模拟与试验相结合的方法研究螺距以及螺旋直径的变化对6061铝合金螺旋管成形工艺的影响,发现在螺距一定时,螺旋直径的增大会使螺旋管的截面畸变减轻;螺旋直径一定时,螺距的增大会使螺旋管的截面畸变加重,壁厚中性层的向外偏移量会随着螺旋半径的增大而逐渐减小。基于数值模拟结果得到的实际螺旋管件成形效果良好,螺旋线平滑且接近标准圆,外观尺寸以及截面畸变都与数值模拟结果符合良好,很好地验证了数值模拟对实际试验的良好预测性。     

关于脉冲硬质阳极氧化方法修复铝合金零件尺寸的研究

采用正交试验方法,以HB/Z237—1993《铝及铝合金硬质阳极氧化工艺》的槽液配方为基础,研究了对2D70铝合金进行脉冲硬质阳极氧化能得到的膜层厚度;将其应用于超差铝合金零件修复,使相对于图纸要求超差70μm以内的铝合金零件可以修复到合格尺寸继续使用,避免了零件报废,节约了修理成本。     

镁合金在卫星铝蜂窝夹层结构板中的应用

为满足卫星轻量化的要求,选用轻质合金替代卫星铝蜂窝夹层结构板中的铝合金埋件.对比铝-铝、碳/环氧-镁和铝-镁的剪切试验和拉脱试验的试验结果,结合卫星铝蜂窝夹层结构板的结构特点,分析镁合金埋件替代铝合金埋件的可行性.     

铝合金扁锭半连续铸造过程温度场的数值模型

基于有限单元法,运用ANSYS商业软件包建立了7850铝合金直接水冷法半连续铸造过程的数值模型.根据现场铸造试验采集的温度数据,利用反算法确定了铸造过程的边界冷却条件.比较了数值模拟与试验结果的铸造温度场演化过程,以及稳定铸造阶段液穴深度的结果,证实数学模型与实验结果吻合较好.基于已证实合理的数值模型,研究了铸造过程刮水板的位置对铸锭温度场的影响.研究表明,该数值模型可以较好地模拟铝合金半连续铸造过程;刮水板会降低铸锭的冷却速度,导致铸锭表面温度出现回升的现象;刮水板的位置对铸锭冷却过程的温度场有显著影响.     

充液成形技术在航天火箭整流罩成形中的应用

基于充液形成工艺的航天火箭整流罩零件,通过数值模拟的分析与试验结果进行对比,证明了数值模拟可以给试验提供正确方向,也说明数值模拟的准确性。根据现场的试验情况,基于实际制件过程出现的一些缺陷,调整液室压力与压边力加载曲线,根据零件的拉深高度进行合理匹配,最后达到控制整个冲液成形过程的起皱和破裂的问题。实现了充液拉深工艺在大尺寸薄壁整流罩构件上的工艺升级,大大提升了零件的表面质量,从而可以解决传统落压工艺的多道次拉深工序、多道次退火及多道次敲修导致的零件变形与表面质量差等问题,从而保证零件在生产过程中表面质量和成形精度的控制。     

超高强度铝合金的发展与应用

本文以Ｂ９６、７０９０、ＣＷ６７及７０５５等合金为典型，对国外超高强度铝合金的发展与应用进行了评述，初步介绍了国内７Ａ５５合金的发展现状，并与国外同类材料进行了对比。通过分析发现，７０５５、７Ａ５５和７０９０等超高强度铝合金与目前常用的高强铝合金（如７０７５、７１５０等）相比，在塑韧性相当的前提下，强度均有较大幅度的提高。     

高强铝合金晶界偏析与氢致断裂机理的研究

提出了一个三元合金晶界偏析与沿晶断裂模型，并将该模型与准化学理论相结合，研究了高强铝合金Mg、H晶界偏析对沿晶断裂功的影响。结果表明，Mg、H偏析均使沿晶断裂功下降，且H比Mg脆化晶界严重。这与7075铝合金的应力腐蚀实验结果相一致。     

LY-12铝合金应变疲劳性能和疲劳位错结构

系统研究了LY-12铝合金自然时效及240℃人工时效试样的应变疲劳性能和疲劳位错结构。通过疲劳位错组态、位错的滑移特征以及位错同微观组织相互作用的研究,解释了该种实际合金的疲劳性能。     

铝合金激光冲击表面强化试验研究

 激光冲击是一种新型的材料表面强化技术。将激光冲击技术用于铝合金的强化处理，探讨了激光冲击处理的技术关键，研究了激光冲击处理对铝合金疲劳寿命的影响。研究结果表明：在优选激光参数的条件下，激光冲击处理能显著地提高铝合金的疲劳寿命。     

水溶液中LC4铝合金的微生物腐蚀缓蚀杀菌剂

通过电化学极化、表面分析等方法,研究了 LC4铝合金在无菌培养液和培养液加硫酸盐还原菌( sulfate-reducing bacteria,简称 SRB)的厌氧体系中加入缓蚀杀菌剂的腐蚀行为。实验结果表明 :SRB能加速LC4铝合金的腐蚀破坏,其腐蚀破坏行为属于点蚀腐蚀机理;加入缓蚀杀菌剂能够影响 SRB的生长规律,抑制 SRB和 Cl-离子对 LC4铝合金的腐蚀破坏。在所研究的 4种缓蚀杀菌剂中,BHA-2缓蚀杀菌剂具有最好的缓蚀和杀菌双重功效,且明显优于市场上广泛使用的 1 2 2 7。     

LC4铝合金厚板的塑性变形各向异性

 LC4铝合金厚板的塑性变形具有明显的各向异性。本文提出一种表示各向异性的方法及其随纵向应变和热处理状态的变化,并观察了断口形态。     

不同浓度NaCl溶液下典型铝/钛合金电偶腐蚀当量折算关系

通过电化学试验,分别测量了不同浓度NaCl溶液中2A12铝合金和TA15钛合金的极化曲线,利用极化曲线外推法,得到自腐蚀电流密度和自腐蚀电位,并分析其变化规律;测量了不同浓度、不同阴阳极面积比的电偶腐蚀电流;建立电偶腐蚀仿真模型,得到电偶电流仿真结果;基于仿真结果,利用当量折算系数法,计算不同浓度NaCl溶液与水介质的折算关系。结果表明:2种金属在溶液中存在电位差导致电偶腐蚀的发生;电偶电流的测试结果与仿真结果吻合较好,仿真模型可以用来对电偶腐蚀进行模拟;得到了2A12铝合金与TA15钛合金偶接后不同浓度NaCl溶液与水介质的折算系数。     

LY12CZ 和 7075T7351 铝合金在 EXCO 溶液中腐蚀动力学的统计研究

采用金相法测量了LY12CZ和7075T7351铝合金各腐蚀区域的腐蚀深度,研究了最大腐蚀深度的统计分布规律,并用统计分析的方法研究了上述合金在EXCO溶液中的腐蚀动力学规律。结果表明：LY12CZ和7075T7351铝合金在EXCO溶液中的最大腐蚀深度服从正态分布的统计规律,可用该统计规律估算最大腐蚀深度;其腐蚀动力学规律可分为两个阶段：浸泡前期的腐蚀发展较快,但规律性不明显;浸泡后期的腐蚀发展稍慢,近似遵循线性规律。     

垂直上升弹状流中弹状氢气泡运动速度

针对垂直管路内气液两相流实验化困难的问题,运用建模仿真的方法建立了竖直管路中弹状流气泡的运动模型,模拟了弹状氢气泡在垂直管路的上升过程,并对其运动速度进行了研究.仿真结果表明:在静置的竖直管道内,充分发展的弹状氢气泡的速度基本上以0.2265m/s的速度匀速上升;弹状氢气泡在流动液氢中运动时,其速度模型中的速度系数与流体的速度有关,当雷诺数从220上升到6400时,其系数的值从1.83下降到1.14;在未充分发展的弹状流系统中,气泡间距对气泡速度分布有着影响,其上升速度随着气泡间距的减小而增大.      

铝合金薄壁铸件压力结晶及性能的研究

 提高铝合金铸件致密性的一种有效工艺是压力下结晶,即铸件在结晶凝固期间,使之处于大于大气压力的环境中,迫使液体金属在枝晶间流动来补充显微缩孔和缩松。一般认为这项工艺只适用于较厚大的铸件,对薄壁铸件因凝固过快而无效。航天、航空工程中许多铝合金铸件的断面为薄壁或超薄铸,对铸件内部组织的致密性有一定要求。