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。     

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。     

1420铝锂合金铆接结构工艺验件的研究

对国产及俄产1420铝锂合金成形工艺性能等进行了测试，试验结果表明，1420铝锂合金在水淬状态下具有最佳成形工艺性能。开展了铆接结构缩比件研制及承载能力试验，结果表明1420铝锂合金用于铆接结构可使结构重量减轻15%。     

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。     

铝锂合金的发展和应用

铝锂合金是继铝镁合金、铝铜合金之后的第三代轻合金结构材料，在研究和应用上我国与俄国、美国的差距甚大。文中介绍了国外铝锂合金的发展．特点和应用情况，以供有关人员参考。     

水蒸气气氛下铝锂合金反应特性及动力学分析

金属铝具有高的能量密度,为了研究铝的反应活化机制,利用热天平分别研究锂质量含量为0%、1%、2%、5%、10%、20%的铝样品在水蒸气气氛下的反应特性,采用单曲线积分法计算了铝、铝锂合金(锂质量分数分别为10%和20%)与水反应的动力学参数,并对铝锂合金与水蒸气的产物做XRD测试。结果表明,锂含量增大,样品最终增重也会提高;着火温度随锂含量增加而降低,当锂含量超过5%后,着火温度变化不大,约为380℃。通过以上实验计算得出,锂的添加降低了整体反应的表观活化能,促进了铝样品与水的反应。     

铝锂合金的焊接工艺

铝锂合金的出现是自30年代以来在铝合金材料领域里的重大变革,它在航空航天工业中作为结构材料有无比的优越性和广阔的前景,但是要使这种材料成功地应用到航空航天工业中并充分发挥它的潜力,焊接工艺是关键的工艺,解决了焊接技术问题,材料的大量应用问题才可相继解决。文中以对比的方法,介绍前苏联和以美国为代表的西方国家的铝锂合金发展概况及共性能,重点介绍前苏联的01420和美国的2090两种铝锂合金的焊接工艺和焊接接头性能以及如何减少和消除焊缝气孔缺陷的工艺技术措施。     

推进剂贮箱结构变厚度优化

建立了推进剂贮箱的有限元分析模型,并完成了TC4合金和铝锂合金两种不同材料推进剂贮箱的变厚度优化设计。将贮箱划分为不同的区域,选择各个区域的厚度作为设计变量,以各个区域的最大von-Mises应力不超过许用应力作为约束条件,建立以贮箱结构总体积最小为优化目标函数的数学模型,选择“零阶优化“方法获得最优设计参数。计算结果表明该优化方法是有效的,最高减重比高达35.1%,可以用于指导工程实际。     

不同封闭工艺对2195铝锂合金环保型阳极氧化膜耐蚀性能影响

针对轻量化航天装备的可靠性服役对2195铝锂合金提出的高耐蚀性需求,采用环保型硫酸己二酸(50 g/L硫酸和10 g/L己二酸)溶液体系在2195铝锂合金表面制备阳极氧化膜,对所得的膜层通过沸水封闭、铬酸盐封闭、镍盐封闭和铈盐封闭4种封闭工艺进行后处理,并利用扫描电子显微镜、动电位极化曲线、电化学阻抗谱等方法对膜层表面的显微形貌和耐蚀性能进行表征。结果表明:相较于未封闭的阳极氧化膜,4种封闭工艺均提高了膜层的耐蚀性能,其中镍盐封闭后对基体的钝化效果最好,铬酸盐封闭次之,沸水封闭和铈盐封闭对膜层防腐性能提升有限。对电化学阻抗谱的进一步解析表明,4种膜层阻挡层电阻Rb均在105Ω·cm2数量级,膜层耐蚀能力主要来自于被水合及沉淀物充分填充的多孔层内部,相应的电阻Rp2的数值大小依次为镍盐封闭铬酸盐封闭沸水封闭≈铈盐封闭。     

快速凝固技术及在铝合金材料中的应用

介绍了快速凝固技术的特点及其在开发新型铝合金上的应用潜力,综述了快速凝固制备耐热铝合金、耐磨铝硅合金、高强度铝合金、低密度铝锂合金的材料成分、组织结构特点、制备理论及工艺、性能及其强化机理,最后提出这一研究领域中存在的问题及发展前景。