【摘 要】
：
7xxx合金因其优良性能被广泛应用于航空器,高速机车等领域。但是传统的加工方法无法满足当下高效,高利用率的生产要求。近年来新兴的增材制造方法解决了该材料生产效率低和材料利用率低的问题,但是该方法制备的合金仍然存在组织缺陷较多,性能较低且存在各向异性无法满足要求等问题。本文在电弧增材制造7xxx合金的基础上,采用微合金化的思路,通过双丝GTA增材技术引入合金化元素Sc制备含Sc的7xxx合金,并揭示
【基金项目】
：
工信部民用飞机专项科研项目MJ-2017-G-60；
论文部分内容阅读
7xxx合金因其优良性能被广泛应用于航空器,高速机车等领域。但是传统的加工方法无法满足当下高效,高利用率的生产要求。近年来新兴的增材制造方法解决了该材料生产效率低和材料利用率低的问题,但是该方法制备的合金仍然存在组织缺陷较多,性能较低且存在各向异性无法满足要求等问题。本文在电弧增材制造7xxx合金的基础上,采用微合金化的思路,通过双丝GTA增材技术引入合金化元素Sc制备含Sc的7xxx合金,并揭示其沉积态的组织性能特点,阐明其热处理后的组织性能变化规律,制备出性能良好的含Sc 7xxx铝合金。通过工艺试验获得了双丝GTA电弧增材工艺区间:丝材选用含Sc的Al6Mg和7055铝合金,其总送丝速度为1600mm/min,单丝送进速度:600mm/min-1000mm/min;沉积电流:100A-115A沉积速度100mm/min;变极性频率100Hz。在该区间内可稳定高效地制备成形良好、组织均匀致密的Al-Mg-Zn-Cu-Sc合金。通过改变送丝速度可以实现不同成分的Al-Mg-Zn-Cu-Sc合金制备。经组织表征和力学性能测试得到的微观组织以及力学性能数据均验证了该工艺区间的稳定性。制备含Sc 7xxx铝合金沉积态试样,并对于沉积态组织性能特点进行了分析,明确了双丝送进相较单丝送进的工艺优势和组织性能优势。试验结合计算得到了三种力学性能较好的含Sc 7xxx铝合金成分,并对其进行制备。利用多种分析表征方法对比分析了不同成分含Sc 7xxx合金沉积态试样之间的微观组织与力学性能差异。结果表明:两种丝材送丝速度比为1:1时,晶粒细化效果最为显著;在力学性能方面,两种丝材送丝速度比为5:3时,抗拉强度最佳,达到了330MPa,是电弧增材制备常规7055沉积态铝合金的143%。最后进行了热处理工艺研究,分析了在不同固溶条件下,组织内部粗大的第二相溶解情况以及组织中缺陷的变化情况,提出了高温短时的固溶策略;分析了不同时效条件的第二相的析出情况和硬度变化趋势,提出了低温长时的时效策略。采用470℃/3h+120℃/21h的热处理制度,分析了热处理过程中的组织演变规律和特点,明确了两种纳米级别强化相的相互作用关系。热处理后拉伸性能大幅度提升,实现了各向同性,平均拉伸性能达到抗拉强度450MPa,屈服强度达到400MPa,延伸率为6%。
其他文献
氢能具有较高的能量密度、易于与其他能源相互转化,且不产生温室气体和环境污染的绿色能源,因此是一种理想的能源载体。但是氢气传统的气态与液态的储运方式具有储氢能量密度低,安全性差,成本高等缺点,极大地阻碍了氢能的发展。而金属氢化物能够通过金属键的方式与氢结合从而具备良好的储氢能力。V基固溶体合金的优异储氢能力和室温下吸放氢的优异性能,是一种典型的BCC结构金属氢化物型储氢合金。但是其复杂的活化过程,较
随着公众对环保问题的日益重视,汽车零部件的轻量化要求也日益提高。相比于传统金属材料,铝合金力学性能优,抗腐蚀性好,在汽车零部件领域有较大的应用范围。对于某汽车零件,为了结构件减重,需要采用高强度的6082-T6铝合金,为了保证结构件强度,避免连接区（焊缝）造成强度降低,不能采用熔化焊。而室温下电磁脉冲连接工艺有可能解决上述问题,因此,本文围绕6082-T6管-轴电磁脉冲连接工艺,通过工艺实验、数值
钛及其合金具有较低的密度、较高的强度、较高的刚度、较好的蠕变和疲劳强度、良好的耐腐蚀性能、良好的断裂韧性和良好的生物相容性,因其一系列优良的性能,广泛地应用在汽车、石油化工、航空航天及生物医疗领域。其中两相钛合金Ti-6Al-4V的应用率占钛合金总产量的50%以上,占全部钛合金加工件的95%,是应用最广泛的钛合金之一。粉末冶金Ti-6Al-4V钛合金能够极大降低制造成本,提高材料利用率,实现组织细
随着新一代高速飞行器向高马赫数、高承载、超长航时和超远航程的方向迅速发展,传统钛合金材料已经难以满足其高温要求。Ti Al合金具有密度低、强度大、使用温度高等优点,在航空航天领域具有巨大的应用前景。目前Ti Al合金薄壁构件的制造方法均采用“先成材后成形”的传统思路,并且传统的成形加工方法难以实现大型Ti Al复杂曲面中空结构的制备。因此提出“钛铝原位反应与超塑成形一体化”技术,以解决钛铝薄板材制
钛合金双极板具备良好的导电性、耐腐蚀性及高强度等优点,在氢燃料电池中有着广泛的应用。由于钛合金回弹量大及难成形等特点,成形出合格的钛合金双极板是行业亟待解决的问题。本论文提出钛合金双极板超声-电流复合成形工艺,在成形过程中施加超声振动减小成形力、提高深宽比,最后脉冲电流处理成形后的双极板,降低整板翘曲度以及表面粗糙度。首先进行超声振动辅助微拉伸实验,研究超声振幅、超声作用时间以及晶粒尺寸对钛合金薄
随着老龄化社会的来临，“长寿风险”与“失能风险”正形成一种叠加型的新社会风险，对我国养老服务事业构成严峻挑战。我国长期护理保险秉持着失能困境“有可能发生在任何年龄段且包含智力损伤”的“大失能”理念，既非普惠制政府津贴，也非市场化商业险种，而是一种基于社会保险运作逻辑的“医养护”三位一体型独立险种。长江经济带部分城市推出“跨越年龄阶层、入口机制精准”的全人型护理制度尝试，并表现出“经办市场化+险种专
YIG铁氧体由于电阻率高、旋磁特性好、品质因数高、温度稳定性好等优点,在微波雷达和卫星通讯中得到了广泛的应用。机械加工和胶粘、金属钎焊等传统连接方法均不能满足结构复杂YIG铁氧体器件的制备要求,亟需兼具可靠性和功能性的高质量连接方法。本文以YIG铁氧体连接结构可靠性和电磁功能匹配性为出发点,提出采用磁性微晶玻璃钎料连接YIG铁氧体。设计制备了铋硼镍铁四元玻璃钎料,研究了玻璃性能与成分的关系、析晶行
通过载流子运动,热电材料可以直接实现热-电相互转换,并可应用于温差发电及热电制冷。Bi-Te系热电材料作为目前唯一实现大规模商业应用的热电材料,更是5G通信模块冷却及控温元件的核心材料之一。研究表明,由于Bi2Te3晶体结构存在明显的各向异性,拥有强织构性、纳米级晶粒等微观结构将对Bi-Te系材料的机械性能及热电性能产生重大影响。因此本论文选取p型Bi2Te3材料为主题研究对象,采用新型制备方法以
钛合金中厚板越来越多地应用于海洋、国防领域,对于其焊接提出了新的挑战。常采用的焊接方法包括电弧填丝、激光填丝焊接、电子束焊接等,本文所采用的真空激光焊接具有低激光功率下实现大熔深焊接,提高效率、抑制等离子体,抑制气孔缺陷、提高焊接质量与焊接过程稳定性等优点,所需真空度也相对较低,在厚板焊接领域有广阔的应用前景。因此本文研究采用真空激光焊接的方法,对20mm厚的TC4钛合金进行了全熔透焊接,研究了真
钛及其合金所具有的优异力学性能使其在航空航天以及武器装备领域得到了广泛应用,但是随着其应用范围的扩展,钛及其合金在满足力学性能的基础上还要兼具导电性、导热性等热物理性能。本文通过钛+前驱体、钛+增强体、钛直接氮化三种方法制备具有核壳结构Ti-TiB2、Ti-B4C、Ti-TiN、Ti-钛的氮化物体系的钛基复合材料,通过增强体的引入和调控增强体空间分布类型,探索该结构下不同体系钛基复合材料满足多元性