Al-Mg-Li-Cu系铝合金

文章阐述了俄罗斯al-mg和al-cu系铝合金用焊条的选择;重点介绍了几种焊条的化学成分、焊接后接头的机械性能,并对其作了比较;最后,有针对性地提出了选择焊条的建议。

采用力学拉伸性能测试和透射电镜微观组织观察,分析欠时效态和峰时效态al-cu-mg-ag合金的热稳定性,并研究热暴露温度和时间对合金组织与力学性能的影响。结果表明:在150℃下,欠时效态合金的稳定性能明显优于峰时效态合金的;峰时效态合金的抗拉强度随着热暴露时间的延长逐渐减小,合金中的强化相-相和少量的θ′相逐渐发生粗化;欠时效态合金的抗拉强度随热暴露时间的延长先增大后减小,合金组织中的析出相数量先增多后减少,并发生粗化;热暴露20h后,欠时效态合金的抗拉强度达到峰值524mpa,比峰时效态合金的强度高19mpa;此时,合金组织中的-相呈弥散分布,并且出现大量细小的θ′相;欠时效态合金在150℃下热暴露1000h后,其抗拉强度减小为434mpa,仍能达到峰时效态合金的86%;当热暴露温度升高至200℃时,随热暴露时间的延长,欠时效态合金的抗拉强度减小,伸长率增大;热暴露1000h后,其抗拉强度降低到307mpa;在250和300℃下热暴露时,欠时效态合金的抗拉强度随时间的延长急剧减小,组织中的强化相数量明显减少,并逐步演变成粗大的平衡相θ相。

利用电子背散射衍射技术研究了al-zn-mg-cu系铝合金厚板冷轧过程中不同厚度处的织构演变。结果表明:厚板近表面处的剪切型织构{001}〈110〉,随着冷轧变形量的增加逐渐向轧制型织构bs,s,cu组分转变;厚板1/4厚度和中心厚度处的轧制型织构bs,s,cu组分,随着冷轧变形量的增加逐渐流向剪切型织构{001}〈110〉。剪切应变是引起轧制型织构向剪切型织构转变的主要原因。在剪切应变作用下cu取向沿着ф1=90°流向{001}〈110〉,bs取向沿着ф1=35°逐渐向两侧分离,流向{001}〈110〉。

采用熔铸—均匀化退火—挤压工艺研制al-5.60mg-0.30zr-0.07cr-0.16mn(质量分数,%)合金管材。对该合金管材进行析出退火处理后,采用热旋—退火—冷旋工艺制备薄壁旋压管。采用金相显微镜、扫描电镜、拉伸性能测试等手段研究该铝合金旋压管冷变形态与完全再结晶退火态的组织与性能,测试其超塑性能,讨论其超塑性变形与断裂行为。研究结果表明,在al-mg铝合金中加入微量锆、铬、锰,可以促使试验合金中第二相颗粒弥散分布,减小后续加工的变形不均匀性;al-5.6mg-0.30zr合金经析出退火—旋压变形后,于500℃退火1h的再结晶退火组织晶粒平均粒径小于10μm。

利用cowper-symonds、johnson-cook两个经典本构模型和mises屈服准则,结合常温和高温条件下al-5.8cu铝合金shpb实验结果,成功建立了应变率ε觶、温度t与al-5.8cu铝合金动态屈服应力yd的多因素cowper-symonds-johnson-cook屈服本构模型。利用多因素模型预测的al-5.8cu铝合金板动态屈服应力与实验所测值非常接近,相对误差最大值4.8%,最小值为-0.1%。

新型al-si-cu-mg铝合金材料在319.0合金的基础上,通过调整合金中cu,mg两种元素的含量和添加其他微量元素,同时改善了室温性能和高温性能,力学性能优于传统发动机缸盖铝合金;采用常用方法测试了新型铝合金的铸造性能,并且经过试制验证了新型铝合金铸造性能满足发动机缸盖的成型性要求;通过相图分析和显微组织观察揭示了新型铝合金的强化机理,mg的时效强化作用优于cu。

采用热模拟试验对一种含银al-cu-mg耐热铝合金进行热压缩试验,研究了合金在热压缩变形温度和应变速率分别为340~500℃,0.001~10s-1的条件下的流变应力行为和变形组织。结果表明:合金的流变应力随应变速率的增大而增大,随变形温度的升高而减小。该合金热压缩变形的流变应力行为可用双曲正弦形式的本构方程来描述,也可用zener-hollomon参数来描述,其变形激活能为196.27kj/mol。在较低的变形温度或较高的应变速率下,合金组织中主要存在沿垂直于压缩方向拉长了的晶粒。随着变形温度的升高或应变速率的降低,拉长的晶粒发生粗化,并且合金中出现了再结晶晶粒,说明合金中的主要软化机制逐步由动态回复转变为动态再结晶。该合金较适宜的热轧温度为380~460℃,应变速率为0.1~10s-1。

采用力学性能和电导率测定、透射电镜组织观察等方法,研究了al-6.2zn-2.3mg-2.3cu超高强铝合金厚板双级时效过程第一级时效条件及第二级时效温度和时间对合金性能的影响。结果表明,影响该合金厚板性能最重要的因素是第二级时效温度,其次是第二级时效时间,第一级时效条件对合金性能的影响不大;当第二级时效温度为165℃或175℃时,温度低、长时间(165℃8h)时效或温度高、短时间(175℃4h)时效可使板材获得相似的性能;该合金厚板合适的双级时效处理制度为120℃4h+165℃(8～12)h。

美国专利us200866833中公布了一种新型al-zn-mg-cu铸造合金。该合金的成分的质量分数为：3．5％-5．5％zn，l％-3％mg，0．5％-1．2％cu，0-1％si，0-0．3％mn，0-0．3％fe，其余是al和微量的杂质。这种al合金强度较高，并且在高腐蚀性环境中和拉伸条件下具有良好的抗应力腐蚀断裂性能，适用于汽车和航空制造业。

利用光电直读光谱仪速度快、种类多、操作简单、可用范围宽、灵敏度相对其它方法高等优点,针对我公司新引进的意大利gnr公司metal-lab75/80型光电直读光谱仪,建立al-mg分析程序,绘制工作曲线,设定标准化时间、方法等,并对其精度、准确度进行考核,满足炉前快速分析要求。

研究了某新型铝合金的烘烤硬化性能及断裂韧性,在不同人工时效制度下铝合金力学性能测定的基础上,进行了kahn撕裂试验及扫描电镜断口形貌观察。结果表明,对该型号铝材经过170185℃、30min人工时效处理后,各项性能优良,具有非常明显的时效强化性能及较强的断裂韧性。过度提高人工时效温度虽然有利于提高该铝合金的bh值,但是不利于改善其断裂韧性。

al-si系铸造铝合金因具有优良的铸造性能,如流动性好,收缩率和热裂倾向小,经过变质和热处理后可具有良好的力学性能,耐蚀性能和机加工性能,成为用途最广的铸造铝合金。al-si系铸造合金采用传统的铸造成型方法,由于成型质量和铸造缺陷等问题,难以满足铁道车辆关键零部件对材料性能和成型质量的要求。因此,有必要探讨最适合al-si系铸造铝合金的成型方法。

zn-al-cu-mg合金气焊接头显微组织的分析研究——用透射电镜对zn—a1一cu—mg合金的氧乙焰气焊焊接接头的组织及其形态进行了研究分析，结果表明，熔合区靠近母材的zn和a—a1大多呈颗粒状，焊缝中的p_zn和a—a1呈条状和颗粒状，a—a1颗粒内存在大量的位错和位错...

研究了采用冷轧复合法制备mg-li合金复铝板的工艺,得到了适宜的轧制制度与退火热处理参数,结果表明轧制压下率在60%~65%时复合效果最佳。退火时mg-li合金内的α相发生了明显的球化转变,300℃退火1h后mg-li合金的再结晶过程基本完成。mg-li合金复铝板的密度为1.6~1.7g/cm3,具有显著的轻质特点、而耐蚀性较单一mg-li合金显著提高。

高速凝固粉末冶金铝-铁耐热合金是随着高温合金的研发而形成的一类新型合金。其中,al-fe-ce合金的抗腐蚀能力在降低工作成本方面很有潜力,而al-fe-v-si系合金具有室温和高温下强度高、热稳定性好、抗蠕变能力强、刚度大和强化相粗化率小等特点,在航空航天工业与汽车工业有着广阔的应用前景。

收稿日期:2005-12-25 第一作者简介:张万金(1960-),男,吉林长岭人,高级工程师。 al2si系变形铝合金初晶硅尺寸的控制 张万金,李霞,王贵福,郭宝丰,迟福权,王冬成,郝志刚 (东北轻合金有限责任公司,黑龙江哈尔滨150060) 摘要:从合金化过程中si未充分溶解与扩散、ai2si中间合金中的初晶硅、熔炼温度、合金含si量及均匀程度、铸造工 艺等五个方面,阐述了它们对初晶硅尺寸的影响。 关键词:溶解;扩散;亚共晶;共晶;过共晶;初晶硅;共晶硅 中图分类号:tg292文献标识码:b文章编号:1007-7235(2006)04-0007-03 controlofthesizeofprimarysiliconinwroughtal2sialloy z

研究了al-5.3cu-0.8mg-0.6ag合金板在温度400℃~520℃以及应变速率1×10-4s-1~1×10-1s-1下的超塑性变形能力及其变形机制。结果显示,轧制态的al-5.3cu-0.8mg-0.6ag合金在500℃及应变速率5×10-4s-1时的最大延伸率为320%,应变速率敏感系数达到0.58。高应变速率下超塑性变形过程中主要机制为晶界滑动,协调机制则是空洞的形核长大与断裂。

俄罗斯专利ru2296176中公布的这种新型al合金中除al外，其它主要合金成分质量分数为：1．5％-1．9％了li，1．2％～3．5％mg，1．4％－1．8％cu，0．01％-1．2％zn，0．01％－0．8％mn，0．01％～0．25％ti，0．005％～0．8％si，0．005～0．4％ce；合金中还可添加0．01％－0．3％se，或0．003％－0．15％zr，或0．001％～0．2％be。该合金的热处理步骤是淬火－机械矫直－三步法时效处理。

文章阐述了俄罗斯al—mg和a1-cu系铝合金用焊条的选择；重点介绍了几种焊条的化学成分、焊接后接头的机械性能，并对其作了比较；最后，有针对性地提出了选择焊条的建议。

近几年来，为了适应商用大飞机制造业的发展，加拿大铝业公司（2007年为力拓公司收购改名为力拓加铝公司，ri—toualcan）在原来的al-cu-li-ag铝合金（8090、2090、2091）基础上开发出新一代的al-cu-li-ag铝合金。原来的al-cu-li-ag铝合金由于锂含量高（w（li）=1．8％～2％）导致热稳定性与加工性能较低。近期研发的2195铝合金及2098铝合金的性能都有较大提高，前者是为航天器开发的，后者是为军用飞机研制的，

采用simufact有限元分析软件,对4000mm×720mm×285mm尺寸的al-zn-mg-cu新型高强铝合金厚板淬火过程进行了模拟分析。结果表明,淬火过程中厚板表面和心部存在很大的温度梯度,同时各部分温降速率不断变化,淬火26s时表面平均温降速率由10.43℃/s急降至小于0.01℃/s,而心部温降速率则是缓慢减小。厚板残余应力,淬火初期表现为外拉内压,淬火后期则为外压内拉。淬火后,厚板表面最大残余压应力分量约为-175mpa,心部最大残余拉应力分量约为199mpa。

采用l27(313)正交试验方法对一种新型al-cu-mn系新型铸造铝合金热处理工艺进行了研究。结果表明:该合金的最佳的热处理工艺为:550℃×10h固溶+170℃×5h时效。在此热处理制度下该铝合金具有较高的硬度125hbs。