温轧态稀土铝锂合金高应变速率超塑性

根据动态再结晶诱发超塑性原理,对温轧态含铈(0.12wt%Ce)2090型Al-Li合金进行高温拉伸试验,研究结果表明试验合金在应变速率为8×10-2s-1、变形温度440-560℃范围内具有超塑性,最大延伸率达410%.同时,观察了高温拉伸前后的显微组织变化,讨论了动态再结晶诱发超塑性的机制.     

轧制工艺对8090合金超塑变形的影响

研究了350℃热轧和室温冷轧对8090合金超塑性的影响。变形结果表明,热轧态的8090 合金的最佳延伸率为530％,而冷轧的达到630％。透射电镜观察及晶界角度测量结果表明,冷轧试样获得了较小尺寸的位错胞,在超塑变形初期冷轧试样中的应变诱发再结晶比热轧的快。在δ=25％时,冷轧试样的大角度晶界(≥10°)分数为0.67。而热轧的只有0.48。研究指出,应变诱发再结晶对细化晶粒和提高大角度晶界分数的作用明显地影响合金的超塑性能。     

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.     

01420Al-Li合金超塑性研究

采用单向拉伸对01420Al-Li合金进行超塑性研究。发现该合金经过适当的机械热处理后能获得良好的超塑性．显微组织观察表明，经过双级时效处理的01420Al-Li合金，基体内弥散分布大量的大颗粒S相粒子，在大压下率横轧后，经再结晶退火后获得稳定的、等轴的细晶组织，因而超塑效应显著．细小而分散的空洞是得到超塑性的必需的组织成分．     

第二相粒子对8090合金超塑性的影响

对8090 合金超塑性变形中的粒子行为进行了研究。定量金相分析表明最佳平均粒子直径是 0.038 μm。透射电镜观察及晶界角度测量表明析出相粒子影响动态再结晶细化晶粒的过程主要是通过对超塑变形保温期间形成的亚晶界角度的影响来实现的。在超塑性流变过程中,第二相粒子始终钉扎晶界阻止晶粒长大,并且位于晶界附近的第二相粒子促进了大角度晶界凸出的再结晶形核,对晶界滑动起到有利作用。     

铝锂合金高温变形流变应力的人工神经网络模型

对所获试验数据采用数理统计方法建立合金材料的高温塑性变形稳态流变应力模型,其精度较低,同时建模过程复杂且工作量大。以Gleeble-1500热模拟试验机得到的实验数据为基础,根据BP人工神经网络算法原理,建立了1420Al-Li合金高温塑性变形稳态流变应力与应变速率和变形温度对应关系的预测模型。结果表明,神经网络用于稳态流变应力建模是可行的,模型计算值与实测值的偏差＜5％,较好地反映了实际变形过程的特征。     

晶内位错在8090铝锂合金超塑性变形中的作用

研究了 8090 合金超塑性变形中的位错行为。透射电镜观察表明晶内位错产生于三角晶界,晶界台阶和粒子处。在变形初期,晶内位错滑移相当活跃;在变形中期,晶内位错发生回复形成亚晶界;至变形末期,虽然位错回复过程没有停止,但位错滑移协调机制变得更重要了,研究指出,位错滑移是变形初期的主要变形机制。动态回复和位错滑移都是晶界滑动的协调机制。而且,螺型位错与空位交互作用形成不能滑动的卷位错提高了晶内畸变能,促进了动态再结晶。     

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。     

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。     

合金元素对Al-Li合金破断特征的影响

本文研究了二元Al-Li合金的破断机制,指出该合金低塑性的原因是共面滑移,δ相和PFZ共同作用的结果。进而研究了添加Zr,Cu,Mg后合金的析出强化行为及其对合金破断特征的影响,分析了塑性和强度改进的原因。     

铝锂合金调幅分解的X射线衍射研究

通过Ｘ射线衍射及ＴＥＭ研究了Ａｌ－１２．７ａｔ％Ｌｉ合金时效早期的相交，发现固溶处理状态试样的Ｘ射线衍射谱的（２００）主峰两边存在边带现象，证实了该合金相分解早期阶段存在调幅分解，且伴随着有序化和δ＇（Ａｌ３Ｌｉ）相的析出。     

微细晶粒超塑变形模型

本文根据微细晶粒LC4合金的超塑变形试验结果,分析了超塑变形的微观过程,提出一个基于非固有晶界位错运动的超塑变形模型。根据此模型及其本构方程,当晶粒较大变形温度较高时,ε∝σ~2/d,且超塑变形过程由体自扩散所控制,变形的激活能约等于体自扩散激活能;当晶粒较小变形温度较低时,ε∝σ~2/d~2,且该过程由晶界自扩散所控制,变形的激活能约等于晶界自扩散激活能。在8.2～11.5μm 的晶粒尺寸和445～505℃条件下,根据此模型计算得到的 LC4超硬铝的超塑变形应变速率与实测数据符合得颇好。     

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.     

CL方程式在Ti—6Al—4V合金超塑性中的应用

采取不同的温度和应变速率对Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ合金的超塑性ｍ－δ曲线进行了测定，均属ｍＬ＝ｍｍａｘ型，并阐明了曲线的转化规律。对各形式曲线应用ＣＬ（剂勤）方程式进行了计算，获得了有关各式曲线的全部特征参数。     

Al－Li合金淬火组织中的蜷线位错

用透射电镜观察了Ａｌ－Ｌｉ合金淬火组织的位错形态，对已提出的蜷线位错的形成机制进行了评述，并对所研究Ａｌ－Ｌｉ合金中蜷线位错的形成进行了分析．研究结果表明，Ａｌ－Ｌｉ合金中的蜷线位错主要是由受钉扎的位错和弯曲的位错在过饱和空位的作用下攀移形成的．     

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。