李毅[1]2002年在《LC4铝合金熔体处理与均匀化工艺研究》文中指出LC4铝合金是我国航空和国防工业中应用广泛的一种超高强铝合金。通过采用合适的处理工艺,进一步提高LC4铝合金的强韧性等综合性能具有重要的现实意义和理论价值。本文研究了熔体处理（包括"四净化"处理和熔体过热处理）工艺和均匀化处理对LC4铝合金组织和性能的影响，分析了熔体过热处理的作用机理，确定了均匀化温度与时间的合理工艺。实验结果表明：LC4铝合金在720℃～1020℃下进行熔体过热处理，过热温度对二次枝晶间距的影响规律并不明显,在960℃附近，二次枝晶间距相对最小；组织均匀性随着熔体过热处理温度的升高而变好；对于经过"四净化"处理的LC4铝合金，随着熔体过热处理温度的升高，晶粒尺寸明显变大，当过热温度为780℃时，晶粒尺寸最小；对于未"四净化"的LC4铝合金，随着熔体过热处理温度的升高，晶粒尺寸总体上呈上升趋势，变化并不显着，当过热温度为840℃时，晶粒尺寸相对较小。在15min～60min范围内，随保温时间的延长，二次枝晶间距显着增大；但保温时间的延长对其铸态组织均匀性以及晶粒尺寸的大小的影响并不明显。当熔体过热处理温度低于800℃时，经过"四净化"处理的LC4铝合金的晶粒尺寸要明显小于未"四净化"合金；为了维持"四净化"处理的优势，LC4铝合金过热处理温度不应高于800℃。均匀化处理后的显微组织观测和力学性能测试表明，"四净化"处理可以提高LC4合金的强度和塑性；合适的均匀化处理可以实现LC4铝合金强度和塑性的最佳配合，通过468℃×48h均匀化处理，LC4铝合金的性能指标可达到：抗拉强度272MPa，屈服强度183MPa，延伸率19.0%。
纪艳卿[2]2010年在《焊丝用5356铝合金制备工艺的研究》文中指出5356铝合金是一种用于制备铝合金焊丝的变形铝合金。5356铝合金焊丝作为一种通用型焊材,广泛应用于运动器材、机车车厢、化工压力容器、兵工生产、造船、航空等行业。我国焊丝用铝合金存在的主要问题:一是铝合金纯净度低,内部组织差,二是铝合金力学性能(尤其塑性)不佳,影响了后续加工。本文运用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜(配备能谱分析)等实验设备与力学性能及减压凝固测试等手段研究了5356铝合金的熔体净化、细化处理工艺,均匀化热处理工艺及稀土Ce对5356铝合金组织及性能的影响。运用减压凝固法测试了C_2Cl_6和NH_4Cl两种方法的除气效果,结果发现合金经Cl_2Cl_6除气后减压凝固试样的密度为2.5402g·cm~(-3),高于NH_4Cl除气后的2.4717g·cm~(-3),这表明C_2Cl_6除气效果优于NH_4Cl;分析比较了泡沫陶瓷和玻璃纤维网的过滤效果,结果显示前者明显优于后者。在此基础上研究了Al-5Ti-1B对5356铝合金的细化效果,发现加入温度为720℃,保温5min的条件下,细化剂添加量为0.5%时,细化效果最佳。通过对5356铝合金铸态和均匀化态显微组织及成分分布的研究,确定了该合金最佳的均匀化热处理工艺为420℃×18h。研究了合金均匀化动力学,导出了均匀化动力学方程,发现该方程与上述热处理工艺相符。研究了微量稀土元素Ce对5356铝合金组织及性能的影响。结果表明适量稀土元素Ce的加入不但能提高5356铝合金的纯净度,细化合金晶粒,而且还对第二相具有变质作用,使Al_3Mg_2相由原来的骨骼状变为颗粒状,提高了合金的综合力学性能。通过分析发现,稀土相主要沿5356铝合金的晶界析出。腐蚀实验表明,由于稀土Ce对Al_3Mg_2相的变质作用以及稀土耐蚀相的生成,所以稀土Ce的加入增强了合金的抗腐蚀敏感性。但是当稀土的添加量超过0.5%时,合金的抗腐蚀性呈减弱趋势。
邓高生[3]2016年在《2024Sc铝合金及其短碳纤维增强复合材料组织及性能研究》文中进行了进一步梳理本文以含钪2024合金为基础,采用熔配法制备2024Sc合金和2mm和3mm的2%wt.短碳纤维增强含钪2024铝基复合材料。利用金相显微镜、扫描电子显微镜技术分析了材料微观组织和断口形貌,采用EDS能谱分析技术进行了物相分析。材料的密度、致密性分别利用阿基米德原理、油浸试验进行了分析,并与理论密度进行了对比;采用拉伸试验、加载-卸载试验测量了叁种材料在不同时效状态下的常规力学性能和微屈服性能,并采用开口圆环开口变化对比分析了材料的尺寸稳定性。研究发现:(1)2024Sc铝合金及其2mm和3mm短碳纤维增强复合材料铸态组织均由深灰色α-Al基体及α-Al基体晶界及碳纤维周围网状分布的白色的含Cu、Mg元素及少量Sc、Zr、Mn、O等元素的Al_2CuMg、Al_2Cu、Al_3(Sc,Zr)组成。材料经挤压后,晶粒被拉长,白色第二相沿着晶粒呈不连续分布,碳纤维由铸态的无规则分布趋于平行于挤压方向分布。(2)含钪2024铝及其2mm/3mm短碳纤维增强复合材料铸态均具有较高的孔隙率、吸油率,经挤压后,密度、致密性提升,孔隙率分别降低了57.2%、50.6%、66.3%;碳纤维加入后,材料密度降低,孔隙率、吸油率增大,致密性下降,且相比于3mmCf增强含钪2024铝基复合材料,2mmCf增强含钪2024铝基复合材料孔隙率、吸油率更高,致密性较低。(3)对叁种材料进行500℃/4h固溶、130℃/3h+200℃/(5h,10h,15h)时效处理研究发现:随着时效的进行,2024Sc铝合金及其2mm/3mm短碳纤维增强复合材料屈服强度、抗拉强度、弹性模量均先增大后减小,延伸率先减小后增大;相较于基体合金,碳纤维加入后,复合材料屈服强度、抗拉强度、延伸率均有所下降,弹性模量增大。但是,在拉伸过程中,碳纤维存在断裂、拔出等现象,导致材料提前失效断裂。相比于2mm短碳纤维增强2024Sc复合材料,3mm短碳纤维增强2024Sc铝合金具有更高的屈服强度、抗拉强度、弹性模量,分别达到了315MPa、465MPa、82.3GPa,分别较2mm短碳纤维增强2024Sc铝合金提高了5.9%,1.8%,3.3%。(4)含钪2024铝及其2mm/3mm短碳纤维增强复合材料微屈服强度随着时效时间的延长先增加后降低,在峰值时效时材料具有最高的微屈服强度,分别达到294.5MPa、256MPa、276MPa。微屈服阶段的加工硬化率先增大后减小,均远高于宏观屈服初期的加工硬化率。加入碳纤维后,由于材料内部缺陷增加,材料的微屈服强度降低。相比于2mm短碳纤维,3mm短碳纤维增强含钪2024铝基复合材料微屈服强度提高了7.8%。(5)2024Sc铝合金及短碳纤维增强复合材料圆环经495℃/4h固溶,130℃/3h预时效,200℃进行10h峰时效处理后,2024Sc合金的圆环开口后具有最大的瞬时开口尺寸变化,加入碳纤维后圆环开口尺寸明显下降,特别是添加2mm长度的碳纤维增强复合材料,具有最小的瞬时开口变化尺寸。叁种材料圆环开口间隙尺寸随着时间的延长相较于瞬时开口尺寸稍有增大然后逐渐趋于稳定,这与材料中存在的较高内应力及其应力释放有关;碳纤维的加入是有利于材料尺寸稳定性的改善。
徐云庆[4]2008年在《7A04（LC4）超高强铝合金断裂韧性研究》文中指出7A04超高强铝合金广泛应用于航空和航天领域,是该领域重要的结构材料之一。国内外学者对高强高韧铝合金的热处理已进行了广泛的研究,追求材料的强度和解决由此带来的断裂韧性偏低的问题,一直是研究的主题。本文研究了热处理工艺对7A04超高强铝合金组织和性能的影响,探索出了两种可显着提高合金性能的热处理工艺T6a-17(485℃/50min/水淬+100℃/36h/时效)和T6a3-21(485℃/50min/水淬+160℃/10min+120℃/10min+60℃/240h/时效);通过对合金室温拉伸性能测试、冲击韧性测试和断裂韧性测试得到的结果,分析了叁者之间的联系;并对合金的显微组织进行观察,分析了合金性能提高的原因。得出了以下几点结论:1、与现行的规范热处理工艺T6a-10(485℃/50min/水淬+120℃/24h/时效)相比,采用T6a-17(485℃/50min/水淬+100℃/36h/时效)和T6a3-21(485℃/50min/水淬+160℃/10min+120℃/10min+60℃/240h/时效)的热处理新工艺,在合金的强度略有提高或没有明显下降的前提下,合金的韧性有了显着的提高,其中α_k分别提高了25.1%和54.5%,K_(IC)分别提高了20.8%和29.4%。2、拉伸性能、冲击韧性、断裂韧性之间存在着一定的对应关系,特别是冲击韧性与断裂韧性存在着密切的相关性。3、T6a-17工艺下合金的沉淀析出相比T6a-10工艺下的稍小,分布更均匀弥散;T6a3-21工艺下合金沉淀析出大小不同的析出相,这些析出相大小相间的分布在基体中。从而有效地提高了合金的冲击韧性和断裂韧性。
于锋波[5]2008年在《亚共晶铝硅合金半固态初生相形貌分形特征及演变的研究》文中指出半固态成形技术具有非常广阔的发展前景。半固态浆料制备的好坏对铸件的成形过程以及对铸件的质量都有很大的影响,这使得研究半固态浆料的组织特征有着重要的意义。为此,提出本课题研究的两个目的:研究亚共晶铝硅合金半固态非枝晶组织演变规律及其制备工艺的关系,为通过制备工艺改善浆料质量提供依据;研究亚共晶铝硅合金半固态初生相形貌的分形特征及其计算方法,为提出亚共晶铝硅合金制备工艺的新理论、新观点和新方法做基础。通过对保温温度、保温时间、浇注温度的考察,研究亚共晶铝硅合金半固态非枝晶组织演变规律。在615—595℃不同温度下对A356合金液保温1min和在600℃保温1—10min处理,结果表明,在不同的保温温度下,随着保温温度的降低,排列成枝晶的大块状组织向蔷薇状的块状和颗粒状组织演变;在相同的保温温度不同的保温时间下,随着保温温度的延长,其初生α-Al的圆形度逐渐变好,但颗粒的大小有先减小后长大的趋势,600℃保温5min的效果最好;保温的过程由于原子扩散及能量起伏等原因,合金会发生成分均匀化,消除或大大减小组织过冷,有利于形成球状和颗粒状组织。在材料研究中,金相的不规则程度可用分形维数来描述,常规的方法通过人工测量进行,误差较大且工作量大。而本文着重探讨了图像计盒维数的算法,采用Matlab比较方便地对图像的计盒维数进行了计算,用初生相的分形维数来描述其形貌的变化。结果表明,不同不规则程度的初生相有不同的分形维数。分形维数越大的组织,其组织越复杂,边界越粗糙;而分形维数越小,其圆形度越好,边界越平滑。随着保温温度的降低,A356初生相分形维数逐渐减小。在一定时间内随着保温时间的延长,其初生相的形貌的分形维数逐渐减小。在相同的保温温度和相同的保温时间下,浇注温度接近于液相线温度时,初生相分形维数较小,其形貌也较好。本文的特色之处在于:借助于分形理论,来研究金属的金相组织,提出了网格覆盖法的思路,并基于Matlab语言,编写程序,计算了半固态初生相的分形维数。并研究了A356初生相分形特征与制备工艺参数的关系。
石凯[6]2009年在《稀土细化半固态ZL101铝合金研究》文中认为作为新型成形技术,金属半固态加工已成为当今最活跃的研究领域之一。获得细小、均匀的初生球状组织是整个半固态加工技术的基础和关键。为此,本文针对工业上广泛应用的亚共晶成分的铝硅ZL101合金,通过实验研究了稀土细化ZL101合金半固态初生相组织的影响,从理论上分析稀土细化机理;确定了得到球状初生组织的最佳细化剂含量和合适的工艺条件,为工业生产提供了一定的研究基础和理论依据。研究结果表明:在添加稀土的条件下,通过实验研究,相同保温温度下保温200s后的获取最佳的ZL101-稀土合金初生相形貌的浇注温度是618℃;在稀土Sc的影响下,最佳ZL101初生相组织的工艺条件为:Sc加入量为0.6wt%,保温温度为590℃,保温时间为60s,此时,其最小的晶粒平均等效圆直径达到29.91μm,其平均形状因子最佳的为0.94。混合稀土细化处理及低温浇注制备半固态ZL101初生球晶的工艺过程,获得了最佳工艺条件:保温温度为590℃,保温时间为200s,稀土的加入量为0.5%,此时,其晶粒在铸态下的形状因子为0.78。在618℃浇注,590℃保温200s后,在半固态ZL101铝合金中添加Y2O3的最佳加入量是1.5wt%,此时半固态ZL101合金初生相平均等积圆直径为22.48μm;而稀土镨的最佳添加量是0.3wt%,此时半固态ZL101-Pr合金初生相平均形状因子为0.86;Sc和Zr的混合细化的最佳是0.3wt%Sc和0.2wt%Zr。本文的特色之处在于:低温浇注时,采用稀土细化作用获得了细小、圆整且分布均匀的初生球状组织并研究了稀土细化ZL101半固态的新机制,为半固态合金技术发明和工艺上的创新提供可靠的理论依据和途径。
刘宏亮[7]2011年在《杂质元素Si对超高强铝合金组织和性能的影响》文中研究表明超高强铝合金是航空航天工业中主要的结构材料。近年来,高纯度的超高强铝合金的应用比重日益增大,但有关杂质元素对合金微观组织和力学性能的影响缺乏针对性研究。本文以典型杂质元素Si为研究对象,以7050合金为基础添加不同含量的Si元素配制合金,通过熔铸、均匀化退火、热挤压和固溶时效处理制备力学性能测试试样,并通过常温拉伸试验、断裂韧性试验、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和金相显微镜(OM)等测试手段和方法,研究杂质元素Si对超高强铝合金微观组织、力学性能和断裂韧性的影响,并探讨杂质元素Si的存在形式、作用机理及容许限度。Si元素在超高强铝合金的存在形态与元素含量、热处理状态和加工方式密切相关。当Si含量低于0.134wt.%时,合金中未发现明显的含Si粗大析出相。在Si元素高于0.134wt.%的铸态组织中,Si元素主要以粗大颗粒状AlCuMgSi相(其中Si含量28wt.%)的形式富集在晶界上,同时有部分颗粒状杂质相(其中Si含量3wt.%)弥散分布于晶内;在均匀化退火组织中,晶界含Si析出相转变为AlCuFeSi相(其中Si含量5wt.%),而晶内分布的Si元素仍以弥散的颗粒为主,且Si含量基本不变;在挤压组织中,Al7Cu2Fe相和AlCuFeSi相等粗大不溶物被挤压破碎,并沿加工方向排列,晶内弥散的长条状析出相主要为AlZnMgCuSi相以及和基体成分类似的AlZnMgCu相;固溶时效处理后,粗大异质相呈不规则颗粒状分布于基体各处,数目随Si含量升高而显着增加,Si元素主要以Si含量20%左右的AlCuMgSi相存在。比较了双级时效、MIL处理、RRA回归再时效等多种热处理制度下合金的性能。结果表明,双级时效的温度和时间对合金性能影响较大,预拉伸处理由于变形不均导致合金塑性下降,而采用RRA回归再时效处理的7050合金具有最高的综合性能,屈服强度和抗拉强度分别达到566.04MPa和590.86MPa,伸长率11.18%,断裂韧性41.15MPa.m1/2,为本试验中最佳热处理工艺制度,并以此工艺为基础完成对其他合金的固溶时效处理。常温拉伸试验结果表明:当Si含量为0.134wt.%左右时拉伸力学性能最好,合金抗拉强度614.8MPa,屈服强度584.6MPa,伸长率13.7%。当Si含量高于0.134wt.%时,合金的各项性能均显着下降,特别是Si含量高于0.334wt.%时,屈服强度和抗拉强度相比峰值下降~14%,伸长率下降~37%。合金塑性对Si元素更加敏感,Si含量的增加导致合金组织及形变不均匀会强烈降低合金塑性。断裂韧性试验表明:Si元素强烈影响合金的断裂韧性。随着Si含量的增加,特别是当合金Si含量大于0.344wt.%时,合金断裂韧性显着下降。Si含量0.491wt.%的合金断裂韧性仅为Si含量0.033wt.%合金的56%。结合Hahn-Rosenfield模型探讨了合金断裂韧性与第二相粒子的关系,计算结果与试验结果的变化规律一致。Si元素形成的AlCuMgSi等粗大异质相质点的不利形状、相对紧凑的分布排列以及它们所占据的大量体积,容易造成局部塑性变形能力的强烈降低,减弱了材料对裂纹扩展的阻力,从而降低了合金的断裂韧性。随着Si含量的增加,这种作用愈加明显。
曲明洋[8]2010年在《热变形对7A04铝合金组织和性能的影响》文中指出本文以7A04铝合金材料为对象,把试样分为两组,对两组试样进行热挤压试验后,分别进行热处理,其一做T6态处理,其二做T5态处理。测试结果并比较,得出最佳工艺参数。利用金相显微镜分析了合金的金相组织,分析结果表明：该合金在热挤压过程中,由于温度的升高,剧烈的形变,使得7A04铝合金中储存了大量畸变能,位错密度提高,且加剧了第二相粒子的偏聚和形变热效应,从而在合金中促使动态再结晶的发生。在470±5℃T6态处理后,其强度及硬度较低温低变形量升高明显,并且伸长率提高了70%,断面收缩率提高了2倍,塑性大大提高,有效地改善了其成形性能。根据测得的试验数据分析有：热变形工艺参数对7A04铝合金力学性能的影响主要是通过控制晶粒组织的形状、大小及第二相分布来实现的。合金在热压缩变形过程中形成亚晶结构,当变形量低于30%时,合金仅发生动态回复,当变形量大于60%时,合金开始发生动态再结晶。动态再结晶晶粒尺寸随变形量的增加而减小。随着变形温度升高,合金发生动态再结晶,从而晶粒细小。对T6态铝合金来说：在各变形量下,7A04铝合金随着变形温度的升高,亚晶也容易转动,聚合,发展为动态再结晶的核心从而使热变形时的形核率增大,强度变大同时也提高了塑性和韧性。在各变形温度下,随着变形程度的增大,铝合金第二相粒子中沿晶界析出,导致第二相的聚集和粗大化,使得其周围易于发生位错塞积,这将有利于动态再结晶形核。变形温度为480℃和变形量达到75%时,是该合金能得到较高的强度的最佳工艺,σb=582MPa；δ=9%、Ψ=14.2%。对T5态的7A04铝合金来说：在各变形温度下,7A04铝合金随着变形量增加,亚晶合并发生动态回复,强度先降低,而后变形量增大推动动态再结晶,强度升高,塑性升高变化明显。各变形量下,7A04随变形温度升高,强度和塑性升高。变形温度为480℃时,是提高材料强度的最佳温度,σh=328MPa,温度大于400℃时合金塑性较好,最大值为δ=19%、ψ=32.6%。综合说明,本试验详细地分析了热变形工艺参数对7A04铝合金组织和性能的影响规律,结果表明该合金在经T6态和T5态处理的7A04,在热变形工艺条件下能够有效地提高合金的室温力学性能,为改进热变形工艺及改善产品组织和性能提供了科学依据。
佚名[9]1992年在《《轻合金加工技术》1983—1992年总题录》文中研究表明题名1。评论与综述作者(年.期·页)★题名作者(年.期.页)80年代铝工业的展望一····……任继嘉译(1983,1,1)全铝渔船的现状和将米 ”·一·~一营野次郎着时米勤译(1983,1,39)铝铸造火焰加热炉的节能措施(1) ~···~·~一R.Mo
佚名[10]1992年在《《轻金属》加工部分1983—1992年总题录》文中指出题名作者(年·期·页)★题名作者(年,期·页)1。评论与综述法国铝业公司航空铝材生产概况 ~.一····.”“·……叁·””·“一黄世民(1983.9.56)欧洲几个铝加工厂情况简介 ~······~·一~·~··“···~·”·…刘推庭(1984.10
参考文献：
[1]. LC4铝合金熔体处理与均匀化工艺研究[D]. 李毅. 重庆大学. 2002
[2]. 焊丝用5356铝合金制备工艺的研究[D]. 纪艳卿. 哈尔滨工业大学. 2010
[3]. 2024Sc铝合金及其短碳纤维增强复合材料组织及性能研究[D]. 邓高生. 郑州大学. 2016
[4]. 7A04（LC4）超高强铝合金断裂韧性研究[D]. 徐云庆. 广西大学. 2008
[5]. 亚共晶铝硅合金半固态初生相形貌分形特征及演变的研究[D]. 于锋波. 江西理工大学. 2008
[6]. 稀土细化半固态ZL101铝合金研究[D]. 石凯. 江西理工大学. 2009
[7]. 杂质元素Si对超高强铝合金组织和性能的影响[D]. 刘宏亮. 上海交通大学. 2011
[8]. 热变形对7A04铝合金组织和性能的影响[D]. 曲明洋. 中北大学. 2010
[9]. 《轻合金加工技术》1983—1992年总题录[J]. 佚名. 轻合金加工技术. 1992
[10]. 《轻金属》加工部分1983—1992年总题录[J]. 佚名. 轻合金加工技术. 1992