阳极氧化对2060-T8铝锂合金氧化膜的形貌控制

2060-T8铝锂合金具有密度低、弹性模量高、比强度和比刚度高、疲劳性能好及焊接性能好等优点。铝锂合金中的元素Li,化学性质极活泼,易使铝锂合金表面形成的自然钝化膜发生破坏,缩短合金使用寿命。本研究采用硼酸直流阳极氧化在2060-T8铝锂合金表面制备了氧化膜,探究电流和覆膜时间对2060-T8铝锂合金氧化膜形貌的影响规律。结果表明:通过调节电流大小、覆膜时间,可有效获得表面平整致密的氧化膜,进而提高合金的耐腐蚀性能。     

喷丸强化对Al-Li-XX和2XXX铝锂合金疲劳性能的影响

为了研究喷丸强化对铝锂合金疲劳性能的影响,本文针对Al-Li-XX和2XXX两种铝锂合金开展了8组疲劳试验,对比分析了喷丸强化对不同材料、不同取向试件疲劳性能的影响,并采用DFR法进行量化表征。结果显示：Al-Li-XX合金表现出一定的各向异性,而2XXX合金则表现出较明显的各向同性;喷丸强化对两种铝锂合金L向取样的试件疲劳性能不同程度地提高,而对LT向取样试件则基本没有影响,且喷丸强化后两种材料试件的疲劳寿命分散性均不同程度地增大。本文的研究结果有望为国产大飞机结构选材、疲劳设计及工程应用提供参考。     

铝锂合金的合金化及作用

铝锂合金中添加少量合金元素,可显著提高或改善合金的性能,详细阐述了铝锂合金中合金元素对结构的影响及其作用机理。     

快速冷凝粉末冶金技术制备Al-Li-Cu-Mg-Zr合金的研究

用快速冷凝技术制备了一种铝-锂合金的微细粉末,粉末体经冷压、真空去气、真空热压致密化,之后在400℃挤压成材。研究了这种合金在不同热处理条件下的显微组织和力学性能。与成份相近但用铸锭冶金方法制备的铝-锂合金相比,快速冷凝-粉末冶金方法制备的铝-锂合金,其硬度、强度较高,但塑性偏低。文章讨论了塑性偏低的原因以及改善合金塑韧性的可能途径。     

钪对铝锂合金再结晶温度的影响

通过硬度测量和微观金相观察,研究了钪对铝锂合金再结晶过程的影响.结果表明,向铝锂合金加入微量的钪,可以在合金中形成尺寸细小、密集度高而且弥散分布的Al3Sc和Al3(Scx,Zr1-x)相粒子,能有效阻碍位错的移动和亚晶界的迁移与合并,稳定亚晶结构,对晶界有很强的钉扎作用,从而抑制了再结晶晶粒的形核与长大,提高了铝锂合金的再结晶温度.     

铝锂合金超塑性变形模型

透射电镜(TEM)观察表明 8090 和 CP276 铝锂合金在超塑性变形最佳条件下,除位错滑移、攀移和扩散蠕变外,还发生贯穿变形始终的动态回复和动态再结晶,研究指出,8090和 CP276 铝锂合金的超塑性变形是位错滑移、在晶界上的位错攀移、三角晶界处阻碍晶粒的动态再结晶及扩散蠕变共同协调晶界滑动的过程,其中,在晶界上的位错攀移及三角晶界处阻碍晶粒的动态再结晶是两个交替作用的速控过程。本文提出了有动态回复和动态再结晶参与协调晶界滑动的超塑性变形复合模型。由该模型解释了 8090 铝锂合金冷、热轧态及 CP276铝锂合金超塑性能的差异。     

熔盐电解法连续生产铝锂中间合金

在LiCl-LiF体系的电解槽中,以石墨作为阳极,铝液作为阴极,分别以LiCl和Li2CO3为原料连续电解生产铝锂中间合金,采用熔盐电解监控仪测量电解过程中的工艺参数,重点研究了反电动势、电流效率及合金浓度的变化.结果表明,反电动势随电流密度增加而逐渐增大;加入质量分数2%的Li2CO3可使反电动势降低0.8 V,通过控制电位法测得加料周期为30~40 min;电解LiCl的电流效率高于电解Li2CO3,最高电流效率可达66.1%;最终在680℃,300 A电流条件下,连续电解48 h,出炉10次,共制得了平均锂质量分数为6.73%的铝锂合金16 kg.     

往复镦挤2A66铝锂合金室温拉伸性能及韧化机制

利用电子衍射背散射、透射电子显微观察、扫描电镜观察和室温拉伸试验对往复镦挤不同变形道次的2A66合金的组织和力学性能进行了检测和分析.结果表明,往复镦挤可以有效细化2A66铝锂合金组织,使组织更加均匀.随着往复镦挤变形道次增加,2A66铝锂合金中高密度位错逐渐向位错墙和亚晶界转变,粗大的第二相分布更均匀,弥散的β′相有部分回溶到2A66铝锂合金基体中.往复镦挤变形后2A66铝锂合金的塑性大幅提高,强度略有下降,其韧化主要是位错组态的变化、粗大的θ′相的均匀和细化以及弥散的β′相部分回溶的结果.     

2A66铝锂合金时效行为的研究

通过DSC分析、硬度测试、拉伸测试、SEM和TEM检测等手段,研究了2A66铝锂合金时效组织和性能的变化.研究结果表明:对于同一时效温度,随着时效时间的延长,强度出现峰值;时效温度越高,出现峰值的时间越短.2A66铝锂合金最佳的峰值时效制度为165℃保温64h,此时合金获得了良好的强塑性结合,硬度为146 HB,抗拉强度为526.5MPa,屈服强度为448.9 MPa,延伸率为10.1%.165℃时效过程中合金的主要强化相为δ',θ'和T_1相,时效初期合金的主要强化来源为GP区、δ'和θ'相,峰值时效时合金的主要强化相为θ'和T_1相.     

盐湖提锂工艺——高镁锂比盐湖锂盐吸附剂研发进展

 据2019年美国地质调查局统计全球已查明锂资源量6200万t,其中59%锂资源分布在盐湖中,而绝大部分盐湖为高镁锂比盐湖,高镁锂比盐湖中锂的提取工艺更难,吸附剂可以一步直接提锂,研发循环性能高、稳定性强、制备高效的高镁锂比盐湖锂盐吸附剂迫在眉睫。根据吸附剂的制备材料和吸附机理不同,将现有吸附剂进行分类,总结了离子筛吸附剂、铝盐吸附剂、天然矿物改性吸附剂发展现状及吸附流程。对比研究发现,天然矿物改性吸附剂具有离子筛吸附剂和铝盐吸附剂提锂的所有优势,制备简单不产生废料,经济、环保、高效,在未来高镁锂比盐湖提锂工艺中应予以重点关注。     

铝锂合金新材料应用研究浅析

大型民用飞机结构设计中,铝锂合金结构设计既要重量轻,又要满足静强度和耐久性/疲劳损伤容限要求;既要满足适航条例25部及相关咨询通告的要求,又要考虑结构的经济性、高出勤率和低维护成本的要求。本论文在参与C项目工作的基础上,对铝锂合金材料机身工程结构设计应用中所开展的一些材料性能工艺试验、组部件典型结构试验方法等进行了分析和总结,对国内探索大型民用飞机结构设计新材料的应用做有益的尝试。     

Al－Li－Mn在高应变率拉伸和压缩下力学性能的实验研究

对铝锂合金Ａｌ－Ｌｉ－Ｍｎ进行了准静态和冲击拉伸、压缩的力学试验，应变率从１．３×１０－３ｓ－１到１．３×１０３ｓ－１．试验结果表明，该铝锂合金是应变率不敏感的弹塑性材料，并且表现出微弱的冲击脆性现象。     

粉末粒度对快速冷凝铝锂合金性能的影响

研究了粉末粒度对快速冷凝铝锂合金性能的影响，结果表明，合金的塑性先随着粉末粒度的减小而升高，而后又随着粉末粒度的减小而下降，其中，经250～300目筛分的合金粉末制备的合金综合力学性能最好。     

含Sc的Al-Cu-Li合金热压缩变形的流变应力行为和显微组织

采用Gleeble-1500热模拟试验机,在变形温度为380℃~500℃和应变速率为0.001~10 s-1的条件下对含钪铝锂合金的热变形行为进行了研究。结果表明:含钪铝锂合金流变应力随变形温度升高和应变速率的降低而减小。以实验为基础,利用作图法和线性回归方法求解得出各参数数值和流变峰值应力方程,利用该方程预测流变应力值与实验结果吻合较好;该合金在高温压缩变形中,在变形温度大于470℃和应变速率小于0.1 s-1时,合金发生了动态再结晶,且温度越高、应变速率越低,该合金越易发生动态再结晶。在380℃~470℃,0.1~10 s-1条件下,对该合金进行热变形加工较为适宜。     

δ′相(Al3Li) 早期沉淀过程的计算机模拟

通过计算二元铝锂合金中锂原子的占位几率,得出δ′相(Al3Li) 早期沉淀的长程序参数和成分偏离序参数,并对原子有序化和成分相分离过程进行了研究.结果表明:当合金在相图上处在失稳区时,有序化过程首先完成,而后进行成分相分离,即先发生等成分有序化,后进行失稳分解;在失稳区同一温度下,随浓度减小,有序化和成分相分离的孕育期变长.当合金位置处于亚稳区时,合金有序化与成分相分离耦合两过程同时进行.研究还发现:随合金在相图上的位置由失稳区向亚稳区过渡,有序化速度变慢.     

纤维增强铝锂合金层板不同加载方式下的疲劳性能

对纤维增强铝锂合金2/1层板及3/2层板材料进行疲劳寿命试验,通过对每种材料试样施加不同循环特征的循环应力(恒幅循环应力,应力比为R=-1;高-低加载,Mini-Twist谱载),共获得了6种应力-寿命试验数据.使用样本信息聚集原理,拟合出了各材料的P-S-N曲线.通过比较相同加载方式不同材料的S-N曲线的差异,对比分析了不同复合结构的材料疲劳性能的特点.结果表明:在5×10~4~5×10~5寿命范围内,恒幅R=-1及高-低加载载荷下,纤维增强铝锂合金3/2层板疲劳寿命性能均优于2/1层板;Mini-Twist谱载下,纤维增强铝锂合金3/2层板的疲劳性能总体上也优于2/1层板.     

快速凝固技术在铝合金中的应用

介绍了快速凝固技术的技术特点及性能特征,综述了快速凝固铝合金材料的制备工艺并分析了快速凝固制备耐热铝合金、耐磨铝硅合金、低密度铝锂合金的发展历程、结构特点、制备理论及工艺,最后点明了快速凝固技术的不足之处和其发展前景。     

2A97铝锂合金的Johnson-Cook本构模型及失效参数

在爆炸及高速碰撞的有限元模拟中,往往涉及到材料的大变形、断裂过程.文中选取2A97铝锂合金材料,针对Johnson-Cook(J-C)失效模型,对获取相应失效参数的方法进行了研究;设计了不同缺口尺寸的试样,结合有限元模拟对缺口试样的应变分布和应力三轴度进行了研究,发现缺口试样的最大应变集中于缺口表面处,得到了缺口表面处应力三轴度在加载过程中的变化情况.基于此结果,文中还制作了细散斑,并通过二维数字图像相关(DIC)测量方法得到了常温至573 K下准静态及动态加载试样的失效应变,从而准确地将修正应力三轴度、应变率和温度与失效应变对应起来,获取了更为准确的J-C失效模型参数;通过对铝锂合金断口使用SEM扫描电镜进行微观观察,探究了应力三轴度影响铝锂合金失效应变的微观机理,发现材料在变形过程中产生的微孔洞随应力三轴度的增大而不再大量聚集形成韧窝.     

进给比对2195铝锂合金带筋筒壳旋挤复合成形规律及力学性能的影响

采用光学显微镜、电子背散射衍射(EBSD)测试、拉伸实验、维氏硬度检测等测试技术,研究2195铝锂合金带纵向内筋筒壳旋挤复合成形工艺,揭示旋挤工艺条件对内筋筒壳成形以及组织性能演变影响规律.研究结果表明:当加热温度为400℃,成形温度为200℃,总减薄率为82.5％时,在进给比为0.893～1.339 mm/r范围内,...     

铝锂合金2091锻造材料力学性能研究

研究了铝锂合金2091锻造材料的力学性能。结果表明,固溶处理后经5％冷锻变形和170℃、2h 190℃、6h双级时效,可使材料获得较好的强度和塑性;预冷变形使时效过程增强,达到峰值强度的时效时间缩短;在时效时间为12h情况下,K_(IC)值随时效温度的升高而降低。预冷变形促使过渡相S′(Al_2CuMg)沿位错亚结构弥散析出、抑制δ′(Al_3L_3)相粗化和δ′的无析出带(PFZ)变窄,是铝锂合金锻造材料强塑性改善的重要原因。而提高时效温度,加速扩散过程,促进δ′相粗化和PFZ变宽,则是K_(IC)降低的可能原因。