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Cr对Al-Cu-Mg-Ag合金动态再结晶行为和力学性能的影响

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材料工程 2024年第10期52卷 80-89页

作者：余创张海涛邹晶付金禹颜帅许光明东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室沈阳110819 山东省宏灿材料科技有限公司山东滨州256600

借助光学显微镜(OM),X射线衍射仪(XRD),场发射扫描电镜(SEM-EDS)和透射电镜(TEM)研究Cr对Al-CuMg-Ag合金铸态组织和双级均匀化后弥散相分布、尺寸和数量密度的影响,并采用高通量等温压缩实验研究不同等效应变下Cr对Al-Cu-Mg-Ag合金动态... 详细信息

借助光学显微镜(OM),X射线衍射仪(XRD),场发射扫描电镜(SEM-EDS)和透射电镜(TEM)研究Cr对Al-CuMg-Ag合金铸态组织和双级均匀化后弥散相分布、尺寸和数量密度的影响,并采用高通量等温压缩实验研究不同等效应变下Cr对Al-Cu-Mg-Ag合金动态再结晶行为的影响。结果表明:均匀化阶段除析出棒状T-Al_(20)Cu_(2)Mn_(3)弥散相外,还出现平均直径和数量密度分别为67.4 nm和4.7μm^(-2)的球状Al7(Cr, Mn)弥散相,Cr与Mn相反的平衡分配系数(K_(Mn)1)将无弥散相析出面积分数从29.5%降至13.8%,棒状的T-Al_(20)Cu_(2)Mn_(3)弥散相平均长度从275.4 nm减小至147.3 nm,数量密度从3.5μm^(-2)增至10.4μm^(-2)。EBSD和拉伸实验结果表明,Al7(Cr, Mn)弥散相对位错运动阻碍作用减少热压缩过程中小角度晶界向大角度晶界的转变,抑制动态再结晶。Cr的添加提高Al-Cu-Mg-Ag合金不同温度下的力学性能,在25,250,300℃下Al_(7)(Cr,Mn)弥散相对合金屈服强度的贡献值分别为21.9,16.2 MPa和15.3 MPa。

关键词： Al-Cu-Mg-Ag合金高温拉伸高通量等温压缩弥散相动态再结晶

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电磁场对水平双辊铸轧Ti/Al/Cu复合板界面结合强度的影响

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材料工程 2023年第9期51卷 67-77页

作者：许久健张焘付金禹许光明李勇王昭东东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室沈阳110819 东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室沈阳110819 广西先进铝加工创新中心有限责任公司南宁530007

利用水平双辊铸轧技术制备Ti/Al/Cu复合板,通过在铸轧过程中施加脉冲电场和电磁振荡场,研究不同外场对铸轧复合板界面结合强度的影响。结果表明:电磁场对铸轧过程的稳定性没有影响。施加脉冲电场和电磁振荡场后,Ti/Al界面和Cu/Al界面的... 详细信息

利用水平双辊铸轧技术制备Ti/Al/Cu复合板,通过在铸轧过程中施加脉冲电场和电磁振荡场,研究不同外场对铸轧复合板界面结合强度的影响。结果表明:电磁场对铸轧过程的稳定性没有影响。施加脉冲电场和电磁振荡场后,Ti/Al界面和Cu/Al界面的扩散层厚度增加,界面结合强度显著提高。施加电磁振荡场后,在铸轧区的液穴内产生交变的电磁体积力。在电磁体积力的作用下,铝熔体内部产生震荡效应并对金属带表面进行冲刷,使金属带表面新形成的晶核脱离。此外,震荡效应使得金属带与铝熔体接触处的温度梯度降低,凝固速度减慢从而延长固-液接触时间。这些作用使得熔体在金属带表面铺展湿润更加充分,促进了原子间的互扩散,从而产生了更多的冶金结合区域并增大了冶金结合的强度。

关键词：水平双辊铸轧 Ti/Al/Cu复合板电磁场界面结合强度

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熔体压力对水平双辊铸轧Ti/Al复合板界面结合强度的影响

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材料工程 2024年第7期52卷 182-193页

除了铸轧速度和熔体浇铸温度外,铸轧区内的熔体压力也是影响水平双辊铸轧Ti/Al复合板工艺稳定性和界面结合强度的重要因素。本工作在铸轧复合过程中通过调节前箱内熔体的液面高度,获得了在不同铸轧区熔体压力下制备的Ti/Al复合板。通过... 详细信息

除了铸轧速度和熔体浇铸温度外,铸轧区内的熔体压力也是影响水平双辊铸轧Ti/Al复合板工艺稳定性和界面结合强度的重要因素。本工作在铸轧复合过程中通过调节前箱内熔体的液面高度,获得了在不同铸轧区熔体压力下制备的Ti/Al复合板。通过金相、扫描电镜、显微硬度、室温拉伸实验、T型剥离实验等手段对复合板的显微组织和界面结合性能进行表征和测试。结果表明,当熔体压力较高时,可以生产出充盈饱满、板型良好、结合强度高的复合板,但熔体压力过高会影响铸轧复合过程的稳定性。当熔体压力过低时,熔体的横向流动能力减弱,铸轧区内不能完全被熔体填充满,板材出现热带、褶皱等缺陷,同时,在Ti/Al上出现了部分微孔和微裂缝。在较高熔体压力下,固/液接触距离更长,带材表面与熔体的润湿更加充分,熔体分布更加均匀,固/液扩散更加充分。因此,当熔体压力较高时,复合板具有更高的结合强度,界面结合强度达到20.1 N/mm。

关键词：铸轧复合钛/铝复合板熔体压力界面结合强度

不同电磁场对亚快速凝固下高镁5059铝合金铸轧板显微组织和力学性能的影响

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中国有色金属学报 2023年第8期33卷 2456-2470页

作者：付金禹张敬宇许久健余创张焘许光明李勇王昭东东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室沈阳110819 东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室沈阳110819

通过金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)、差示扫描量热法(DSC)和拉伸实验等表征方法,研究了不同外场对高镁5059铝合金铸轧板微观组织和力学性能的影响。结果表明:当不同外场应用到铸轧实验中,中心偏析和微观... 详细信息

通过金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)、差示扫描量热法(DSC)和拉伸实验等表征方法,研究了不同外场对高镁5059铝合金铸轧板微观组织和力学性能的影响。结果表明:当不同外场应用到铸轧实验中,中心偏析和微观偏析缺陷显著消失,非平衡共晶相的数量呈现明显的减少趋势。此外,铸轧板芯部区域的晶粒尺寸和纵横比也同样呈现出下降趋势,其中,电磁振荡场的作用效果最为显著。在电磁振荡场中,铸轧区内的熔体受到电磁搅拌力,导致铸轧区内枝晶尖端的溶质浓度梯度显著降低,沿铸轧板厚度方向的温度场逐渐趋于均匀,合金元素的固溶度显著提高。最终,高镁5059合金铸轧板的综合力学性能大幅度提高。

关键词： 5059铝合金双辊铸轧电磁振荡场偏析缺陷显微组织力学性能

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耐热铝合金的研究进展及展望

轻合金加工技术 2024年第10期52卷 8-14页

作者：王建国丛福官王英君付金禹李国栋付金来东北轻合金有限责任公司黑龙江哈尔滨150060 中国航天科工集团物资销售总站北京100048

铝合金的热稳定性决定了合金材料在高温条件下长时间保持性能的能力,热稳定性已成为铝合金研究领域的热点。提高铝合金热稳定性将显著提升其应用范围。结合国内外研究现状,重点总结合金元素的作用机理、耐热铝合金的设计理论及成形技术... 详细信息

铝合金的热稳定性决定了合金材料在高温条件下长时间保持性能的能力,热稳定性已成为铝合金研究领域的热点。提高铝合金热稳定性将显著提升其应用范围。结合国内外研究现状,重点总结合金元素的作用机理、耐热铝合金的设计理论及成形技术方面已经取得的进展。通过阐述过渡金属和稀土金属改善铝合金热稳定性的微观结构机理,系统阐明了耐热铝合金的先进制备工艺,如快速凝固、粉末冶金和增材制造等工艺,并对耐热铝合金的发展趋势进行探讨,为我国耐热铝合金的发展提供借鉴和参考。

关键词：耐热铝合金热稳定性稀土元素快速凝固增材制造

电磁场对2195铝合金铸轧板组织和力学性能的影响

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轻合金加工技术 2024年第3期52卷 30-40页

作者：苑浩天付金禹许光明李勇东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室辽宁沈阳110819 东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室辽宁沈阳110819

采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、差示扫描量热法(DSC)和拉伸试验等检测手段,研究了电磁场对2195铝合金铸轧板微观组织和力学性能的影响,阐明了在传统双辊铸轧过程中施加电磁场后铸轧板产生的宏观和微观偏析及作用机理.结果表明:由... 详细信息

采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、差示扫描量热法(DSC)和拉伸试验等检测手段,研究了电磁场对2195铝合金铸轧板微观组织和力学性能的影响,阐明了在传统双辊铸轧过程中施加电磁场后铸轧板产生的宏观和微观偏析及作用机理.结果表明:由于双辊铸轧过程的快速凝固特点,使铸轧板出现中心偏析带.施加稳恒静磁场、脉冲电场及电磁振荡场后,双辊铸轧板的晶粒尺寸逐渐减小,二次枝晶臂间距最小为9.81μm;各元素的偏析基本消除;合金中的非平衡共晶相数量也呈现明显下降趋势.电磁振荡场使2195铝合金熔体凝固过程中的形核率提高,枝晶生长受到抑制,晶粒尺寸减小,偏析减轻,合金的力学性能明显提高,屈服强度提高了58 MPa,抗拉强度提高了34 MPa,伸长率提高了4.0%.

关键词：双辊铸轧 2195铝合金偏析缺陷电磁振荡场

Sc含量对Al-7Mg合金铸轧板显微组织与性能的影响

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轻合金加工技术 2024年第8期52卷 28-36页

作者：王重懿徐潘宁付金禹李勇许光明东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室辽宁沈阳110819 东北轻合金有限责任公司黑龙江哈尔滨533402 东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室辽宁沈阳110819

主要采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、差示扫描量热法(DSC)和拉伸试验等检测手段,研究了不同含量的Sc对Al-7Mg合金板材的微观组织和力学性能的影响。试验结果表明:Sc对于减轻由双辊铸轧快速凝固及高镁含量产生的中心偏析带具有显著... 详细信息

主要采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、差示扫描量热法(DSC)和拉伸试验等检测手段,研究了不同含量的Sc对Al-7Mg合金板材的微观组织和力学性能的影响。试验结果表明:Sc对于减轻由双辊铸轧快速凝固及高镁含量产生的中心偏析带具有显著作用,增加Sc含量后,双辊铸轧板的晶粒尺寸逐渐减小,二次枝晶臂间距最小可减小到9.92μm;各元素的偏析度减小,偏析基本消除;合金中的非平衡共晶相的数量也呈现明显的下降趋势。同时,w(Sc)由0.1%增加到0.2%使得Al-7Mg合金的屈服强度提高了57 MPa,抗拉强度提高了35 MPa,伸长率提高了4.3%。Sc的加入使得凝固过程中的形核率提高,枝晶的生长受到抑制,同时Sc细化晶粒效果显著,并使偏析减轻,明显提高了合金的力学性能。

关键词：双辊铸轧高镁铝合金偏析缺陷组织与性能

Al-Si铸造合金的热处理强化与合金成分优化研究进展

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轻合金加工技术 2024年第11期52卷 1-8页

作者：刘灏余创付金禹陈思敏吴佳豪新余学院江西新余338004 东北轻合金有限责任公司黑龙江哈尔滨150060

概述了Al-Si铸造合金的热处理强化与合金成分优化进展情况,介绍了常用的热处理强化方法与合金强化元素。Al-Si铸造合金的强化研究对实现机动车轻量化、缓解日益严峻的能源和气候问题有重要意义。

关键词： Al-Si铸造合金热处理强化变质处理细晶强化合金成分优化

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铝锂合金在航空航天领域的应用及发展现状

轻合金加工技术 2024年第7期52卷 1-8页

作者：刘长琳王建国张祥斌付金来王凤春李艺萌付金禹东北轻合金有限责任公司黑龙江哈尔滨150060

“一代装备,一代材料”,铝锂合金是航空航天器机体中关键材料之一。铝锂合金的发展主要得益于在铝合金中加入锂,降低了合金密度,增加了弹性模量,使之具有高强度、耐腐蚀以及良好的焊接性等特点。由于其密度低强度高,与传统铝合金材料相... 详细信息

“一代装备,一代材料”,铝锂合金是航空航天器机体中关键材料之一。铝锂合金的发展主要得益于在铝合金中加入锂,降低了合金密度,增加了弹性模量,使之具有高强度、耐腐蚀以及良好的焊接性等特点。由于其密度低强度高,与传统铝合金材料相比,具有显著的结构减重效果,广泛应用于航空航天器的动力元件、外壳等零部件中。因此,该合金是航空航天技术发展的关键战略材料。本文梳理了一代到四代铝锂合金的发展史以及它在航空航天领域的应用情况。

关键词：铝锂合金合金等级成分性能应用