强化固溶态2024铝合金ECAP加工后的拉伸性能

在室温下对经强化固溶处理的2024铝合金实施了等效应变为0．5的等通道转角挤压（ECAP）,将强化固溶、形变、时效和晶界细化四者有机结合,制备出超高强铝合金,其硬度、屈服强度、伸长率分别高达约191HV,610MPa和13％．强度-结构关系的定量计算表明,ECAP变形过程中所引入的位错,其对强度提升的贡献高达整个强度提高值的62．2％．研究结果还表明,强化固溶→低温ECAP变形→低温人工时效是提升常规铝合金的强度、制取超高强铝合金的一条有效途径。     

高强铝合金快速固溶工艺研究

固溶工艺是制约高强铝合金力学性能和热处理生产率的主要因素．本文以7075铝合金为例通过高温预热装炉、分级固溶等方法研究了高强度铝合金的快速固溶工艺．并结合金相组织观察和力学性能测试，分析了快速固溶对高强铝合金组织和力学性能的影响．结果表明：①固溶时间相同时，分级固溶的强度高于单级固溶的强度，分级固溶的塑性略低于单级固溶的塑性．②分级固溶时，随着二级固溶时间的增加，材料的强度增加，塑性略有降低．③采用500℃高温预热装炉、470℃／5min＋485℃／9min固溶和140℃／6h＋150℃（2／1h时效明显缩短热处理时间，提高生产率，同时力学性能仍然达到了常规热处理的水平．     

Al-1%Si合金剧烈塑性变形中Si元素形态对合金组织与性能的影响

合金元素能够以固溶态或纳米颗粒析出形态影响铝合金变形过程中微观组织演化,但哪种形态对铝合金微观组织影响更显著仍有争议.以Al-1%Si合金为研究对象,通过在变形前改变硅原子析出态与固溶态的比例,利用多道次累积叠轧焊方法实现大变形,对比研究了在微观组织和力学性能达到饱和状态过程中纳米析出硅颗粒、晶粒尺寸和位错密度的演化,以比较固溶原子与析出颗粒对铝合金变形过程中组织及性能的影响.结果表明,初始样品中固溶原子越多,析出颗粒越少,变形后饱和位错密度更高,晶粒尺寸更小,对应屈服强度更高.Al-1%Si合金中弥散分布的固溶硅原子比同质量的纳米析出硅颗粒阻碍位错动态回复的总效果更好,与位错理论分析相符.材料内位错回复能力也会影响饱和晶粒尺寸,位错回复能力越强,饱和晶粒尺寸更大.     

待发表文章摘要预报

待发表文章摘要预报人工神经网络在高强铝合金时效动力学研究中的应用宋仁国，张宁志，曾梅光用人工神经网络方法研究了形变、固溶时间对７１７５高强铝合金时效动力学的影响．研究结果可用于寻找适合于７１７５铝合金的最佳热处理工艺．冷轧ＳＸ５５双相钢点焊性能的研究...     

固溶时间对7050铝合金组织和性能的影响

采用金相组织观察(OM)、常温拉伸试验以及扫描电镜(SEM)等研究了固溶保温时间对7050铝合金固溶程度、微观组织及力学性能的影响.结果表明:随着固溶时间的增加,合金组织的回复再结晶程度增大,变形晶粒转变为等轴晶粒.7050铝合金中的难溶相Al7Cu2Fe和Al2CuMg随着固溶时间的延长仍然难以溶解;7050铝合金较理想固溶处理制度为477℃固溶1 h,经过121℃时效24 h后合金的力学性能最佳,Rm=605 MPa、Rp0.2=547MPa、A=12.8%.     

人工神经网络在7175高强铝合金时效动力学研究中的应用

用人工神经网络方法研究了形变、固溶时间对７１７５高强铝合金时效动力学的影响，研究结果可用于寻找适合于７１７５铝合金的最佳热处理工艺。     

强化固溶对7055铝合金力学性能和断裂行为的影响

残余可溶结晶相颗粒是制约高强度铝合金力学性能的重要因素．作者通过改变固溶热处理条件并结合金相组织观察和断口分析研究了强化固溶对提高7055铝合金力学性能的作用．结果表明采取逐步升温固溶处理可使最终固溶温度超过多相共晶温度而不产生过烧组织,提高残余可溶结晶相的固溶程度和合金力学性能．强化固溶的7055合金的屈服强度和抗拉强度分别达715MPa和750MPa,且延伸率约为10％;微量元素Zr比Cr更有利于提高7055合金的力学性能,且在强化固溶条件下,提高效果更加明显．通过断口分析显示,合金的断裂属晶内韧窝断裂与沿晶断裂的混合断裂;强化固溶后,残余结晶相引起的晶内韧窝断裂减少,沿晶断裂增加     

基于人工神经网络的2A70铝合金形变显微组织预测

在Gleeble-1500热模拟试验机上对2A70铝合金试样在变形程度为60％、变形温度为360℃～480℃、变形速率为0.01～1S^-1的条件下进行等温恒应变速率压缩试验及固溶处理。分析热变形参数对合金固溶后显微组织的影响,结果表明,2A70铝合金的晶粒尺寸随温度的升高而增大,随变形程度和速率的增大而减小。采用BP神经网络的方法预测2A70铝合金固溶处理后的平均晶粒尺寸,对于样本数据,模型的相对误差不超过±5％;对于非样本数据,模型的相对误差不超过±8％。     

新型热处理工艺对搅拌摩擦焊接头性能的影响

为了抑制焊后热处理过程中搅拌摩擦焊(FSW)接头晶粒异常长大(AGG)现象的发生、保证接头的强韧性,提出固溶-变形-时效一体化的新型焊后热处理工艺。该工艺以2024-O铝合金FSW接头为研究对象,在450℃保温40min后水淬至室温,然后冷拉伸变形,并于190℃人工时效处理。经光学显微镜观察发现,450℃固溶处理能够显著抑制接头AGG现象的发生。固溶后冷变形结合后续人工时效处理工艺,接头力学性能明显改善,接头显微硬度和强度随着冷变形量的增加而不断提高,当变形量为10%时,接头的硬度和强度值达到最大。由于接头没有发生AGG,焊缝细小的等轴晶和析出相使得新型焊后热处理FSW接头的强度、硬度和塑性均高于传统固溶时效热处理接头。     

固溶和时效处理对碳纳米管/2024铝合金复合材料组织和性能的影响

对碳纳米管/2024铝合金复合材料进行固溶和时效处理,通过维氏硬度和室温拉伸实验测试了复合材料的性能,对固溶和时效处理后复合材料的微观组织和析出相进行了表征。研究发现,复合材料的强塑性与固溶和时效处理密切相关,碳纳米管/2024铝合金复合材料经530 ℃×4 h固溶处理后维氏硬度达到最高,为179.45,较原始复合材料维氏硬度提高约31%。时效处理后加速了时效硬化行为,经130 ℃×4 h时效处理后复合材料的抗拉强度、屈服强度和伸长率最高,分别为430.4 MPa,606.1 MPa和9.5%。结果表明,碳纳米管/2024铝合金复合材料适宜的固溶和时效制度为：固溶处理530 ℃×4 h,时效处理130 ℃×4 h。     

Ni7Zr2非晶合金制备及其磁性能研究

采用行星式高能球磨机,通过在室温下球磨纯元素混合粉末制备出Ni7Zr2非晶合金粉末.应用X射线衍射(XRD)、差热分析(DTA)和扫描电子显微镜(SEM)对不同球磨时间的混合粉末进行了研究.结果发现球磨时间对混合粉末的结构及颗粒形貌均存在显著影响.随着球磨时间的增加,Ni、Zr颗粒发生严重塑性变形,并且通过冷焊团聚起来,形成具有层状结构的复合颗粒.由于磨球的剧烈撞击,使得结构发生了严重的畸变,从而破坏了原有的有序结构而形成了无序结构.另外,在进一步球磨过程中,合金的晶粒不断减小,形成高体积分数的晶界,而金属粉末不断地发生塑性变形,形成了点缺陷、位错等高密度缺陷,晶格发生严重的畸变,晶体自由能也相应不断上升,最后产生了非晶转变.磁性能测量表明,该合金粉末具有较好的软磁性能.     

基于有限元的铝合金预拉伸板振动时效仿真分析

为消除铝合金预拉伸板中的残余应力,采用弹塑性有限元法对振动时效消除残余应力进行数值模拟.研究振动时效工艺参数对残余应力消除的影响,结果表明只有铝合金预拉伸板产生一定的塑性变形振动时效才能有效消除残余应力;对于共振时效,激振产生的较大振幅能更有效消除残余应力;激振时间对激振效果影响不大.     

水力侵彻铝合金表面致损形态及粗糙度演化特征

为揭示水力侵彻铝合金致损形态及粗糙度演化特征,以提高水力加工铝合金表面质量及形态控制水平。提出了一种基于3D图像处理技术的非接触粗糙度表征方法,结合水力侵彻铝合金表面破坏形貌,研究了铝合金的区域性破坏机理,量化了各致损形态的动态演化过程;通过综合反映粗糙度多维参数指标,研究了水力侵彻铝合金表面粗糙度的分布及演化特征。研究结果表明:水力侵彻铝合金致损形态可分为断裂区,损伤形变区及塑性扩展区,侵彻面粗糙度沿射流径向整体呈"增-减-稳"的三阶演化趋势,粗糙度的离散性和波动性沿射流径向逐渐降低,粗糙度峰值与水力冲击时间有显著正相关性,水力持续冲击作用下侵彻面粗糙度分布概率的集中性呈渐增趋势。     

近爆场下固支铝合金圆板的动态响应研究

对2024-T3铝合金圆板在近爆场下进行了爆炸冲击试验,利用Henrych经验公式与有限元法分别进行了计算和数值模拟,对比了近爆场的冲击波超压,考察了铝合金圆板的动态响应特性与变形失效模式,分析了药量及爆距的影响.结果表明:在爆炸冲击载荷的作用下,随着载荷的增强,即随着药量的增大、爆距及比例距离的减小,固支铝合金圆板呈现出3种变形失效模式、塑性变形、中心拉伸破孔失效、中心破孔,并发生圆板开裂;塑性变形首先在铝合金圆板的固支边界处产生,随后迅速扩展到板中心区域;随着比例距离的减小,发生中心拉伸破孔板的破孔尺寸逐渐增大,而发生边界拉伸断裂板的鼓包程度逐渐减小.      

铝合金导线拉拔成型几何模具的优化

铝合金导线拉拔成型塑性变形大,数学模型复杂,集几何非线性、边界非线性、材料非线性于一体。为提高拉拔质量,将基于刚塑性有限元法,对拉拔模具的入口半角α进行仿真优化。在保证拉拔过程中应力达到最小、拉拔道次和各截面缩减率一定的情况下,获得最优几何半角α。实例证明,成型后的铝合金导线性能良好。     

Effect of void nucleation on microstructure and stress state in aluminum alloy tailor-welded blank

The microscopic damage initiation characteristic in welded joint greatly determines the subsequent damage evolution and fracture behavior of aluminum alloy tailor-welded blank(TWB) during plastic forming. In this study, the interactive dependence of void nucleation on microstructure and stress state in the welded joint of a2219 aluminum alloy TWB was quantitatively explored by in-situ SEM testing. Moreover, a micromechanical model based on actual microstructure was adopted to reveal the underlyi...     

强激光驱动微颗粒高速冲击下铝合金材料的动态力学行为

微颗粒冲击条件下铝合金材料的动态力学行为研究，对保障铝合金部件在极端环境下结构设计和安全防护性能至关重要. 针对2024铝合金材料，采用强激光驱动微颗粒高速冲击实验和数值模拟，研究其微弹道冲击行为. 首先通过强激光驱动微颗粒冲击实验，获得了常温条件下冲击过程中微颗粒的能量损失与铝合金板材冲击的局部变形行为，并对有限元模型进行了验证；基于相场动力学模拟，获得了接近熔点温度的固液共存铝合金的微结构特征，并建立了流固耦合计算模型，给出了不同温度下铝合金材料的冲击能量耗散特性、应力分布规律与变形失效行为. 数值模拟结果表明，动态加载下固液共存态铝合金中的流固耦合效应对铝合金的宏观动态力学行为有重要影响；固液共存铝合金材料的吸能效率更低，且由于固相枝晶的相互作用，使应力的传递路径发生明显变化.      

Texture Evolution Induced by Deformation in Aluminum Alloy

The lower formability of aluminum alloy sheets is the inherent characteristic of the material. During material forming processes the material undergoes a complex strain history. In this paper, the effect of crystallographic texture induced by deformation in aluminum sheet is studied. The transformation of crystallographic textures induced by uniaxial tensile, cup drawing and bulge tests was measured through X-ray diffraction and analyzed. The author studied the texture evolution rule under different strain paths. A qualitative relationship between the deformation and texture evolution has been founded.     

6005 A铝合金的表面损伤对其耐海水腐蚀性能的影响

以6005A铝合金商品实际产生的表面少缺陷、多缺陷试样,以及作为比较的完全去除商品表面膜的人工磨制的三种不同表面状态试样为研究对象,研究铝合金商品表面的实际损伤对其耐海水腐蚀性能的影响及其腐蚀电化学行为.通过场发射扫描电镜和激光共聚焦扫描显微镜对具有不同表面状态的6005A铝合金表面形貌和粗糙度进行了表征,表明铝合金商品实际产生的表面缺陷主要为划伤,体现在随着表面缺陷的增多,表面粗糙度Ra明显增大,表面粗糙度Ra大小可以定量描述表面损伤的严重程度.6005A铝合金在NaCl质量分数3.5％的模拟海水溶液中发生全面腐蚀和点蚀,表面缺陷越多,粗糙度越大,耐蚀性越差;电化学测试结果表明,表面缺陷越多,粗糙度越大,腐蚀电位越低,腐蚀电流密度越大,耐蚀性越差.6005A铝合金表面损伤对其耐海水腐蚀性能产生影响的原因为:表面损伤造成铝合金商品原表面膜被破坏,表面缺陷越多,粗糙度越大,表面膜的破坏和表面塑性变形越严重,铝元素会因为被活化而迅速溶解,有着更高的腐蚀速率,而缺陷较少表面有较为均匀致密的氧化膜,对基体有着较好的保护性.