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摘要: 采用數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式,對(duì)ZK60鎂合金筒形件反擠壓成形進(jìn)行研究,優(yōu)化工藝參數(shù)。結(jié)果表明:隨著擠壓溫度的升高,鎂合金內(nèi)部晶粒細(xì)化程度越大,但溫度越高動(dòng)態(tài)再結(jié)晶程度愈不明顯;坯料溫度在290℃時(shí)最高應(yīng)力可達(dá)400 MPa,零件整體應(yīng)力大約在180 Mpa,380℃時(shí)最高應(yīng)力為130 MPa,零件整體應(yīng)力約為80 MPa;其次,隨著坯料高度的減小和直徑增大,成形中坯料的等效應(yīng)力也隨之增加,但尺寸過大或過小均會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象,容易產(chǎn)生缺陷。經(jīng)過模擬分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,坯料直徑為φ70,坯料溫度為350℃時(shí),筒形件成形質(zhì)量更佳。
摘要: 生物鎂合金具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能,生物可降解吸收性和良好的生物相容性,在骨修復(fù)、心血管支架等方面具有光明的應(yīng)用前景。然而,目前,生物鎂合金在生理體液中仍存在耐腐蝕性差,降解速度過快的不足。本文綜述了國內(nèi)外關(guān)于提高鎂合金耐腐蝕性常見的改良方法與制備工藝以及具體研究進(jìn)展情況,概括了各研究方向存在的問題,且展望了鎂合金在生物醫(yī)療領(lǐng)域的發(fā)展方向。
摘要利用分子動(dòng)力學(xué)模擬研究了高應(yīng)變率下單晶Cu空洞生長和聚集的損傷演化計(jì)算單晶Cu在15kms和20kms時(shí)飛片速度的自由表面速度當(dāng)v0分別為15kms和20kms時(shí)應(yīng)變率分別為139109s1和152109s1介紹了失效過程中的微觀空間演變并計(jì)算了相應(yīng)的空隙分布和空隙體積分?jǐn)?shù)結(jié)果解釋了高應(yīng)變率下單晶Cu損傷演化的機(jī)制另外分析了應(yīng)變率對(duì)空隙形核和生長的影響這些結(jié)果為飛秒激光下金屬層裂的實(shí)驗(yàn)研究提供了理論基礎(chǔ)
摘要: 本文探究了ZL114A鑄鋁電磁鉚接結(jié)構(gòu)在鹽霧環(huán)境下的力學(xué)性能和微觀結(jié)構(gòu)演化。對(duì)電磁鉚接接頭在不同腐蝕時(shí)間后的剪切和疲勞性能、微觀結(jié)構(gòu)和重量進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,電磁鉚接接頭的剪切和疲勞性能都是隨著腐蝕時(shí)間的增加而逐漸下降,電磁鉚接試件重量隨著腐蝕時(shí)間先增加后減小。結(jié)合微觀觀察結(jié)果分析,腐蝕一周后,板與板之間存在大量腐蝕產(chǎn)物,并且表面氧化層還未脫落,試件重量增加。腐蝕二周后,局部的氧化層開始脫落,并且有大量腐蝕坑產(chǎn)生,導(dǎo)致重量開始下降。腐蝕三、四周后,試件受到腐蝕更嚴(yán)重,腐蝕坑越來越大,氧化層大面積脫落,試件重量進(jìn)一步下降??偟膩碚f,通過本文研究,深入了解了電磁鉚接接頭的耐腐蝕性,有利于推動(dòng)電磁鉚接技術(shù)的工程應(yīng)用。
摘要: 以過渡金屬硫酸鹽MSO4 (M = Ni, Cu, Mn, Co)為催化劑活性組分,以鈣鋁水滑石為載體,通過浸漬法負(fù)載然后通過焙燒制得非均相負(fù)載型催化劑。分別對(duì)樣品進(jìn)行X射線衍射(XRD),熱重量分析(TG)和掃描電子顯微鏡(SEM)表征,分析催化劑的物相組成及其微觀結(jié)構(gòu)。在常溫常壓下,以空氣為氧化劑,對(duì)含硫廢堿液進(jìn)行催化氧化脫硫性能的研究,分別篩選金屬前驅(qū)體種類、載體含量、催化劑的添加量、催化劑焙燒、反應(yīng)溫度等因素對(duì)脫硫率的影響。結(jié)果表示以鎳基為催化劑活性組分,鈣鋁水滑石為載體,通過浸漬法負(fù)載后經(jīng)600℃焙燒5 h制得催化劑,負(fù)載比為3%。在鼓氣量2.5 L/min,溫度85℃條件下,處理初始硫離子濃度為6000 ppm,反應(yīng)2 h脫硫率可達(dá)95%。催化劑重復(fù)反應(yīng)12次以上,催化活性基本不變,具有很好的穩(wěn)定性。
摘要: 為了提高納秒脈沖激光加工效率,本文采用熱輔助加熱手段,對(duì)鋁合金靶材進(jìn)行預(yù)處理,通過數(shù)值仿真得到,輔熱會(huì)提高金屬靶材的吸收率,從而使靶材對(duì)后續(xù)納秒脈沖激光的利用率提高,且隨著輔熱溫度的增加,靶材溫升效果明顯增強(qiáng),并在輔熱溫度達(dá)到靶材熔點(diǎn)時(shí),其溫升效果產(chǎn)生階躍。
摘要: 以異丙醇鋁為前驅(qū)體,P123為模板劑,HCl為酸性調(diào)節(jié)劑,采用蒸發(fā)誘導(dǎo)自組裝法制備了介孔Al2O3??疾炝宋絼┯昧?、吸附溫度、吸附時(shí)間及pH對(duì)Al2O3吸附Cr6+的性能影響。結(jié)果表明,在Cr6+初始濃度為10 mg/L,振蕩速度110 r/min條件下,適宜的吸附條件為:吸附劑用量0.24 g,吸附時(shí)間80 min,吸附溫度50℃,pH = 3,此時(shí)Cr6+去除率達(dá)到96%。
摘要: 為研究Al3Zr/Al復(fù)合燃料熱性質(zhì)的影響,本文采用非自耗電弧熔煉技術(shù)以及緊耦合氣霧化法制備了Al3Zr/Al復(fù)合燃料,并通過激光粒度儀、XRD、SEM和熱分析對(duì)復(fù)合粉末的粒徑、物相、形貌、結(jié)構(gòu)以及熱性質(zhì)做了表征。結(jié)果表明,Al3Zr/Al復(fù)合燃料主要物相組成為Al和Al3Zr。鋯的加入使得Al3Zr/Al復(fù)合燃料的內(nèi)部形成了金屬間化合物Al3Zr內(nèi)嵌到鋁基體的特殊結(jié)構(gòu)。Al3Zr/Al復(fù)合燃料的特殊結(jié)構(gòu)以及Al3Zr的非選擇性氧化促進(jìn)了Al3Zr/Al復(fù)合燃料的氧化。TG-DTA結(jié)果表明Al3Zr/Al復(fù)合燃料與純鋁粉相比,放熱更加集中,放熱溫度更加提前,表現(xiàn)出更強(qiáng)的熱反應(yīng)活性。此外,本文還對(duì)Al3Zr/Al復(fù)合燃料的氧化過程和氧化機(jī)理進(jìn)行了探討。
摘要: 金屬鋯可以有效降低失水事故下包殼的氧化速率,改善反應(yīng)堆的安全裕量。本文采用FLINAK-K2ZrF6熔鹽體系,分別以直流,單脈沖,正反脈沖的電沉積方式,在鋯鈮合金基體表面進(jìn)行了純鋯涂層的制備。通過XRD、SEM以及劃痕測(cè)試等技術(shù),對(duì)比研究了不同電沉積方式下所得到純鋯涂層的晶體結(jié)構(gòu)與顯微組織、厚度以及與基體間的結(jié)合力。結(jié)果表明:采用直流、單脈沖和雙脈沖電沉積方式均可以在鋯鈮合金基體上得到純鋯涂層,其結(jié)構(gòu)都是密排六方結(jié)構(gòu)。其中,直流電沉積得到的鋯涂層表面孔隙率較大,鋯晶粒沿(110)方向取向優(yōu)先。脈沖電沉積得到的鋯涂層更加致密,鋯晶粒均沿(002)方向取向優(yōu)先。其中雙向脈沖電沉積得到的鋯涂層硬度值最大,達(dá)到885 HV,與鋯鈮合金基體的結(jié)合強(qiáng)度最高,達(dá)到35 N。
摘要: 以實(shí)驗(yàn)室化學(xué)共沉淀法制備的納米鎂鋁尖晶石粉體為原料,研究了MgF2、AlF3、TiO2和ZnO四種添加劑對(duì)鎂鋁尖晶石燒結(jié)性能的影響。結(jié)果表明,TiO2、ZnO能與鎂鋁尖晶石形成固溶體,可以起到很好促進(jìn)燒結(jié)的作用,而添加MgF2、AlF3的試樣開裂、疏松多孔,不利于制品的燒結(jié)致密化。
摘要: 鋁基超疏水表面由于自身的表面粗糙結(jié)構(gòu)以及低表面能特性,具備了抗腐蝕、抗菌、抗結(jié)冰、自清潔以及對(duì)流體產(chǎn)生很低的表面阻力等性能,具備極好的應(yīng)用前景和重要的研究價(jià)值。本文綜述了鋁及其合金超疏水表面的研究進(jìn)展,歸納了鋁基超疏水表面的抗腐蝕機(jī)理,同時(shí)對(duì)超疏水材料的發(fā)展前景進(jìn)行了展望。
摘要: 高效的熱傳遞是確保電子器件的正常運(yùn)作、延長壽命、和提高效率的關(guān)鍵因素。當(dāng)前的重要課題之一,就是怎樣提高電子器件的導(dǎo)熱性能。本文通過對(duì)氧化鋁基板熱傳導(dǎo)方程解析結(jié)果的數(shù)值模擬,從理論上預(yù)測(cè)了結(jié)構(gòu)參數(shù)變化對(duì)系統(tǒng)導(dǎo)熱性能的影響。本結(jié)果為電子器件的高效熱傳遞結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了理論基礎(chǔ)。
摘要: 本文以α-α-Fe2O3核,硬脂酸為模板劑,通過異丙醇鋁水解,縮聚過程以及模板劑自組裝合成了一種新型均一核殼結(jié)構(gòu)氧化鐵/氧化鋁納米球,然后通過H2/N2還原得到磁性氧化鋁球。該納米球具有均一殼層,厚度為30 nm,比表面積為140 m2/g,孔容為0.22 cm3/g,比飽和磁化強(qiáng)度為50.2 emu/g。
摘要: 以硝酸鋁和碳酸氫銨為原料,采用超聲波輔助沉淀法制備Al2O3粉體,利用XRD和SEM對(duì)所制備的粉體的物相和形貌進(jìn)行表征,考察了干燥方式和水浴溫度對(duì)粉體制備的影響。結(jié)果表明真空冷凍干燥較傳統(tǒng)鼓風(fēng)干燥制得的氧化鋁粉體分散性更好,粒徑更均勻;氧化鋁粉體的粒徑隨著反應(yīng)溫度的升高而增大,適宜的水浴溫度為25℃;利用超聲波輔助沉淀法制得了粒徑分布窄、分散性好的納米氧化鋁粉體。
摘要: 鋁合金零部件的加工精度直接關(guān)系到車體部件裝配質(zhì)量。為降低鋁合金車體工件在加工過程中的變形,從型材變形、焊接變形、撓度變形和加工條件引起的變形等方面對(duì)車體零部件的變形種類和原因進(jìn)行了闡述。在此基礎(chǔ)上,提出了控制加工變形的工藝措施,即誤差補(bǔ)償、改善裝夾方式、試切法和合理設(shè)計(jì)切削參數(shù),并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際對(duì)變形控制方法進(jìn)行了應(yīng)用研究,結(jié)果表明本文所提出的控制方法可以有效地減小加工變形,為解決鋁合金零件加工變形問題提供參考。
摘要: 在熱模擬試驗(yàn)機(jī)上對(duì)5083鋁合金進(jìn)行熱壓縮試驗(yàn),并利用有限元分析軟件DEFOM-3D研究了不同接觸摩擦系數(shù)0、0.2、0.4和0.6對(duì)5083鋁合金在熱壓縮試驗(yàn)中的試樣形態(tài)、載荷力、應(yīng)變速率以及應(yīng)變分布的影響規(guī)律。研究表明:接觸摩擦系數(shù)對(duì)載荷力基本沒有影響,但對(duì)應(yīng)變速率和應(yīng)變的分布影響顯著,隨著接觸摩擦系數(shù)的增加,變形不均勻性增大,應(yīng)變速率和應(yīng)變量從試樣兩端面到心部逐漸增大,且接觸摩擦系數(shù)越大,鼓肚現(xiàn)象越明顯。
摘要: 在過去二十年中,增材制造工藝已廣泛應(yīng)用于許多工業(yè)領(lǐng)域的復(fù)雜形狀部件制造,其主要應(yīng)用領(lǐng)域之一是航空航天業(yè)。激光粉末床熔融技術(shù)成形鋁合金因其具有極高的強(qiáng)度–重量比以及出色的可加工性,在該領(lǐng)域廣泛使用。然而,增材制造工藝對(duì)高強(qiáng)鋁合金的適用性仍受到缺陷的限制。打印過程中鋁合金形成的缺陷主要有球化、氣孔、表面質(zhì)量差、裂紋、幾何變形等,這些缺陷嚴(yán)重影響了鋁合金組織結(jié)構(gòu)的均勻性與完整性,進(jìn)而影響其綜合力學(xué)性能。本文概括了粉末床熔融技術(shù)打印鋁合金過程中缺陷形成的原因及影響。
摘要: 以厚度為1.5mm的5A90鋁鋰合金為研究對(duì)象,開展了鋁鋰合金攪拌摩擦搭接焊工藝研究,分析不同焊接速度對(duì)搭接接頭組織及硬度的影響。結(jié)果表明:當(dāng)轉(zhuǎn)速為1200 r/min,焊接速度為100 mm/min時(shí),焊接接頭組織致密,焊核區(qū)為細(xì)小均勻的等軸晶粒;熱機(jī)影響區(qū)出現(xiàn)彎曲或拉伸變形,熱影響區(qū)晶粒尺寸發(fā)生粗化。搭接接頭母材區(qū)的硬度最高,在熱機(jī)影響區(qū)和熱影響區(qū)硬度下降,在焊核區(qū)硬度上升。在焊核區(qū)與熱機(jī)影響區(qū)的交界處硬度會(huì)發(fā)生突變現(xiàn)象。
摘要: 導(dǎo)電鋁合金以其質(zhì)量輕,導(dǎo)電性能好,成本低等優(yōu)點(diǎn),成為了目前導(dǎo)電材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。本文制備了新型Al-0.5Zr-0.2RE-0.2B合金,討論了熱處理工藝參數(shù)對(duì)其力學(xué)性能的影響規(guī)律。研究表明:隨固溶溫度、固溶時(shí)間、時(shí)效溫度、時(shí)效時(shí)間的增加,合金的強(qiáng)度都隨之增加,并達(dá)到一個(gè)最大值。隨后,隨這些工藝參數(shù)的增加,材料性能反而降低。由此,得到了合金的最佳熱處理工藝為在440℃固溶12小時(shí),水淬后在205℃時(shí)效16小時(shí)。本文的研究為導(dǎo)電鋁合金的應(yīng)用提供了數(shù)據(jù)支持。
摘要: 以3005鋁合金為研究對(duì)象,研究了退火處理對(duì)3005鋁合金板材組織與性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明:3005鋁合金在退火時(shí)發(fā)生軟化現(xiàn)象,隨著退火溫度的增加,抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度逐漸減小,而延伸率逐漸增加;而3005鋁合金經(jīng)冷軋變形后其顯微組織為纖維狀的條紋,經(jīng)過退火處理后,合金內(nèi)部發(fā)生回復(fù)與再結(jié)晶,再結(jié)晶開始溫度為270℃。
用電鍍Pt和氣相滲鋁方法在抗熱腐蝕鎳基單晶高溫合金DD413表面制備Pt-Al涂層并將其分別在850℃和1000℃長時(shí)熱暴露,用掃描電子顯微鏡(SEM)、能譜分析儀(EDS)、透射電子顯微鏡(TEM)和X射線衍射儀(XRD)等手段表征其基體/涂層間的互擴(kuò)散行為和近涂層基體界面的微觀組織,研究了長時(shí)熱暴露對(duì)其微觀組織演化的影響。結(jié)果表明:隨著熱暴露時(shí)間的延長互擴(kuò)散區(qū)(IDZ)內(nèi)的MC碳化物和σ-TCP相都發(fā)生不同程度的溶解,并在界面上析出M23C6碳化物。同時(shí),二次反應(yīng)區(qū)(SRZ)的尺寸及其內(nèi)的σ-TCP相的含量不斷提高。近涂層基體中的立方狀γ'相依次發(fā)生球化和相互聯(lián)接呈筏形轉(zhuǎn)變。熱暴露溫度越高上述組織退化過程越明顯,長時(shí)熱暴露引起的組織退化與高溫下元素的擴(kuò)散密切相關(guān)。
對(duì)11 mm厚的7055-0.1Sc-T4鋁合金板材進(jìn)行攪拌摩擦焊接,研究了焊后熱處理對(duì)接頭的組織和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,熱處理前接頭的硬度分布呈“W”形,接頭前進(jìn)側(cè)和后退側(cè)都有一個(gè)最低硬度區(qū),強(qiáng)度系數(shù)為63.0%~73.8%,拉伸斷口位于后退側(cè)最低硬度區(qū)。焊后人工時(shí)效(120℃×24 h)熱處理使焊核的硬度提高,但是不改變接頭最低硬度區(qū)的硬度,對(duì)拉伸性能和斷裂行為的影響甚微。焊后的固溶(470℃×1.5 h+水淬)+人工時(shí)效(120℃×24 h)(T6)熱處理不改變低焊速接頭的晶粒組織,但是使高焊速接頭焊核區(qū)底部的晶粒異常長大;T6熱處理使接頭各區(qū)域原有的沉淀相溶解,重新生成細(xì)小均勻的η'和η(MgZn2)沉淀相,使其硬度顯著提高;T6熱處理使接頭沿“S”線附近出現(xiàn)微小的孔洞、在拉伸過程中沿“S”線開裂、其抗拉強(qiáng)度比焊接態(tài)大幅度提高,達(dá)到母材強(qiáng)度的87%,但是其塑性嚴(yán)重降低。
用真空熱壓法制備不同B4C顆粒尺寸(7 μm、14 μm、20 μm)的15%B4C/Al-6.5Zn-2.8Mg-1.7Cu復(fù)合材料,研究了增強(qiáng)顆粒尺寸對(duì)其微觀組織和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,在這三種復(fù)合材料中B4C顆粒均勻分布,B4C-Al界面反應(yīng)較為輕微,未見明顯的界面反應(yīng)產(chǎn)物。三種復(fù)合材料基體中沉淀相的尺寸基本相同(約為5.5 nm)。B4C顆粒的尺寸對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能有較大的影響。B4C顆粒尺寸為7 μm的復(fù)合材料性能最佳,屈服強(qiáng)度為648 MPa,抗拉強(qiáng)度為713 MPa,延伸率為3.3%。隨著顆粒尺寸的增大復(fù)合材料的強(qiáng)度和延伸率均降低。對(duì)三種復(fù)合材料的強(qiáng)化機(jī)制和斷裂機(jī)制的分析結(jié)果表明:小尺寸B4C顆粒增強(qiáng)的復(fù)合材料強(qiáng)度較高,顆粒在變形過程中不易斷裂,因此其塑性較好。
對(duì)平均晶粒尺寸分別為10和20 μm的7B04鋁合金板材在530℃/3×10-4 s-1變形條件下開展了不同變形量的超塑拉伸實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明,隨著變形量的增大空洞形態(tài)的變化為:空洞形核→球形空洞彌散分布→非球形空洞沿拉伸方向伸長→空洞沿拉伸方向聚合→大尺寸空洞的非拉伸方向聚合。在拉伸斷裂前的變形階段,合金組織中出現(xiàn)尺寸大于260 μm的聚合空洞。在空洞聚合的初期,沿拉伸方向的空洞聚合不會(huì)使材料斷裂。大尺寸空洞沿非拉伸方向聚合,是判斷材料失穩(wěn)的依據(jù)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算空洞長大的公式并繪制了空洞的演變機(jī)理圖,包括空洞的形核、擴(kuò)散長大、塑性長大和聚合長大的公式,據(jù)此可判斷空洞的形態(tài)和材料失穩(wěn)。根據(jù)組織演變建立了空洞擴(kuò)散、塑性長大的物理模型,可用于計(jì)算超塑變形過程中空洞演變所需的能量耗散和繪制能量耗散圖。
在1060系鋁基體表面鍍鎳碳纖維作為增強(qiáng)體,進(jìn)行真空熱壓擴(kuò)散制備出碳纖維/鋁復(fù)層材料。研究了制備工藝參數(shù)(加熱溫度、保溫時(shí)間、壓力大小)和碳纖維體積分?jǐn)?shù)對(duì)碳纖維/鋁復(fù)層材料的微觀組織、界面結(jié)合、性能強(qiáng)度和斷口形貌的影響。結(jié)果表明:碳纖維與鋁基體界面結(jié)合良好,鍍鎳層與鋁基體在碳纖維附近反應(yīng)生成的Al3Ni阻止了鋁基體與碳纖維之間生成脆性相Al4C。隨著碳纖維體積分?jǐn)?shù)的提高,材料的抗彎強(qiáng)度先提高后降低。
使用MMS-200熱力模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)研究了工程用鑄態(tài)退火2024合金(?247 mm)在不同溫度下的變形行為,建立了熱變形的本構(gòu)方程和DMM(Dynamic material model)加工圖。分析了鑄錠退火態(tài)、等溫?cái)D壓及等溫?cái)D壓退火實(shí)驗(yàn)件的微觀組織和力學(xué)性能,結(jié)果表明:根據(jù)DMM加工圖確定的熱變形溫度395~450℃和應(yīng)變速率0.01~0.1 s-1工藝,可制備出組織明顯細(xì)化、力學(xué)性能優(yōu)異的大擠壓比2024鋁合金等溫?cái)D壓件。
對(duì)厚度為3.5 mm的7046鋁合金擠壓板材進(jìn)行攪拌摩擦焊接并對(duì)焊接接頭進(jìn)行人工時(shí)效,研究了焊后時(shí)效對(duì)接頭力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,焊接接頭時(shí)效前的硬度分布大致呈“W”形,抗拉強(qiáng)度為406.5 MPa,焊接系數(shù)為0.8,拉伸時(shí)在后退側(cè)熱影響區(qū)與熱機(jī)影響區(qū)的過渡位置出現(xiàn)斷裂,此處的硬度值最低,斷裂面上有大量的韌窩;進(jìn)行120℃×24 h時(shí)效后,接頭的熱影響區(qū)、熱機(jī)影響區(qū)和焊核區(qū)的硬度都顯著提高,母材區(qū)的硬度變化不大,硬度分布大致呈“一”形,抗拉強(qiáng)度大幅度提高到490 MPa,焊接系數(shù)達(dá)到0.96,拉伸時(shí)在焊核區(qū)中心斷裂,斷裂面有大量的沿晶裂紋。時(shí)效后接頭區(qū)域的晶內(nèi)GPI區(qū)轉(zhuǎn)變成具有更好強(qiáng)化效果的η′亞穩(wěn)相,使接頭的硬度和強(qiáng)度提高;與其它區(qū)域相比,焊核區(qū)中晶界η相的分布更連續(xù),晶界處無沉淀析出帶的體積分?jǐn)?shù)更大,因此容易成為拉伸時(shí)的斷裂位置。
對(duì)6061鋁合金進(jìn)行常規(guī)空冷和強(qiáng)制水冷的攪拌摩擦加工(FSP)并研究其微觀組織和力學(xué)性能,結(jié)果表明:FSP 6061鋁合金的加工區(qū)均為細(xì)小等軸的超細(xì)晶組織,晶內(nèi)位錯(cuò)密度較低、高角晶界的比例均高于70%;采用強(qiáng)制水冷,可將FSP 6061鋁合金的平均晶粒尺寸細(xì)化到200 nm。FSP 6061鋁合金中的析出相主要為球狀或短棒狀,采用強(qiáng)制水冷使析出相的長大受到明顯抑制并使部分固溶元素不能及時(shí)析出,使析出相的尺寸與間距明顯減小。與常規(guī)空冷相比,在強(qiáng)制水冷條件下FSP制備的6061鋁合金具有更高的細(xì)晶強(qiáng)化和沉淀強(qiáng)化效果,其抗拉強(qiáng)度高達(dá)505 MPa,比峰時(shí)效態(tài)6061鋁合金母材提高了55%。
對(duì)6005A-T6鋁合金擠壓型材進(jìn)行焊速為1000 mm/min的攪拌摩擦高焊速焊接,研究了對(duì)接面機(jī)械打磨對(duì)接頭組織和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,與生產(chǎn)中常用的焊前打磨處理相比,盡管對(duì)接面未機(jī)械打磨的接頭焊核區(qū)的“S”線更明顯,但是兩種接頭的硬度分布和拉伸性能相當(dāng),拉伸時(shí)都在最低硬度區(qū)即熱影響區(qū)斷裂。高周疲勞實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,兩種接頭的疲勞性能也基本相當(dāng),疲勞強(qiáng)度分別為105 MPa和110 MPa;在高應(yīng)力幅下樣品斷裂于母材,在低應(yīng)力幅下斷裂于熱影響區(qū)且出現(xiàn)兩個(gè)裂紋源。兩種接頭的疲勞斷口有裂紋源區(qū)、擴(kuò)展區(qū)、最終斷裂區(qū),都呈現(xiàn)出典型疲勞斷口特征。研究結(jié)果表明,焊前是否進(jìn)行機(jī)械打磨對(duì)FSW接頭的靜態(tài)拉伸和動(dòng)態(tài)疲勞性能沒有明顯的影響。
制備不同鎂含量的Al-Mg-Ga-In-Sn合金并對(duì)其進(jìn)行固溶和時(shí)效熱處理,用XRD和SEM分析和觀察了顯微結(jié)構(gòu)和腐蝕表面,用AFM/SKPFM測(cè)量了合金不同晶界相與鋁晶粒間的電勢(shì)差,用排水法測(cè)量了在不同水溫下合金的鋁水反應(yīng)。結(jié)果表明,熱處理改變了合金低熔點(diǎn)界面相的種類、形態(tài)以及合金晶粒內(nèi)Mg和Ga含量。熱處理態(tài)Mg含量低于4%的合金,其中有Mg2Sn、MgGa、MgGa2、MgIn界面相;在Mg含量為5%的熱處理態(tài)合金中出現(xiàn)了Mg5Ga2、Mg2Ga相。在時(shí)效態(tài)合金晶粒內(nèi)有MgGa相析出。與相同成分的鑄態(tài)合金相比,時(shí)效態(tài)合金中各晶界相與鋁基體間的電位差較大。熱處理態(tài)合金的產(chǎn)氫速率和產(chǎn)氫率,與合金的Mg含量有關(guān)。分析了熱處理使合金顯微結(jié)構(gòu)和晶界相與鋁基體間電位差變化的原因,并討論了熱處理對(duì)合金鋁水反應(yīng)的影響。
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