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电阻辅助加热对2519A铝合金搅拌摩擦焊接成形性的影响

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焊接学报 2023年第11期44卷 59-66,I0006页

作者：方晨刘胜胆易铁姜科达中南大学长沙410083 中南大学轻质高强结构材料重点实验室长沙410083 中南大学有色金属材料科学与工程教育部重点实验室长沙410083 台山市金桥铝型材厂有限公司台山529261

采用试验与数值模拟相结合的方法探究了电阻辅助加热温度对2519A-T87铝合金搅拌摩擦焊接头成形性的影响,基于耦合欧拉-拉格朗日方法建立了电阻辅助加热搅拌摩擦焊的三维热-力耦合模型,分析了焊接过程温度场分布和材料流动行为,阐明了电... 详细信息

采用试验与数值模拟相结合的方法探究了电阻辅助加热温度对2519A-T87铝合金搅拌摩擦焊接头成形性的影响,基于耦合欧拉-拉格朗日方法建立了电阻辅助加热搅拌摩擦焊的三维热-力耦合模型,分析了焊接过程温度场分布和材料流动行为,阐明了电阻辅助加热工艺消除搅拌摩擦焊隧道型缺陷的作用机理.结果表明,辅助加热工艺使焊接峰值温度从483℃提高至549℃,并增加了350℃以上高温区间的停留时间,扩大了高温分布区域,降低了材料变形抗力,增强了材料从焊核区后退侧运动至前进侧的流动性,使材料回填更充分,从而消除了焊缝内部隧道型缺陷.

关键词：搅拌摩擦焊电阻辅助加热铝合金隧道型缺陷数值模拟

淬火停放时间和预拉伸对7B04铝合金组织与性能的影响

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淬火停放时间和预拉伸对7B04铝合金组织与性能的影响

作者：姜科达中南大学

学位级别：硕士

摘要：本文以2mm厚的7B04铝合金冷轧薄板为研究对象,采用硬度、电导率、常温拉伸、金相显微(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等测试技术,研究了7B04铝合金在淬火后短期停放和预拉伸变形对其组织和性能的影响。得出以下结论：(1)7B04... 详细信息

摘要：本文以2mm厚的7B04铝合金冷轧薄板为研究对象,采用硬度、电导率、常温拉伸、金相显微(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等测试技术,研究了7B04铝合金在淬火后短期停放和预拉伸变形对其组织和性能的影响。得出以下结论：(1)7B04铝合金的硬度会随着淬火后停放时问的延长逐渐升高,抗拉强度、屈服强度逐渐增大,电导率和延伸率则会逐渐下降。在淬火后停放2h以内各项性能变化很小,停放4h后开始快速增长。停放48h后,以上性能基本达到稳定,随时间的继续延长发生较小幅度的增长。在淬火后72h合金的抗拉强度、屈服强度和会从停放初期的350MPa和170MPa增长到450MPa和250Mpa,延伸率则会从21.5%降低到20%。(2)随着预拉伸变形量的增加,7B04铝合金冷轧薄板在120℃下达到峰值强度的时间明显缩短,3%、5%、7%和9%预拉伸的样品的峰值时效时间由24h分别提前到了18h、14h、10h和8h。7B04铝合金冷轧薄板的峰值强度随着预拉伸变形量的增大而增大,延伸率则随着预拉伸变形量的增大而减小。(3)预拉伸处理后会在7B04铝合金组织内部引入大量位错。随着预拉伸变形量的增大,合金内位错数量和密度明显增加。(4)通过测量淬火后电导率和极化曲线,随着淬火停放时间的延长,合金的自腐蚀电位和自腐蚀电流密度增大,分别从24h的-529mV、1.10E-06A增大到48h的482mv、2.63E-06A。(5)7B04铝合金0%、3%、5%、7%和9%预拉伸变形量峰值时效试样按自腐蚀电位从大到小的排列顺序为：0%预拉伸试样>5%预拉伸试样>9%预拉伸试样>3%预拉伸试样>7%预拉伸试样;自腐蚀电流密度从大到小的排列顺序为：0%预拉伸试样>7%预拉伸试样>5%预拉伸试样>9%预拉伸试样>3%预拉伸试样。(6)7B04铝合金120℃单级时效处理后,随着预拉伸变形量的增加,合金的耐剥落腐蚀性能逐渐提高。

关键词： 7B04铝合金停放时间预拉伸变形微观组织力学性能耐腐蚀性能

基于修正流变应力的6013铝合金本构方程和热加工图

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第9期55卷 3282-3293页

作者：伍英明姜科达刘胜胆叶凌英陈高剑中南大学材料科学与工程学院湖南长沙410083 中南大学轻质高强结构材料重点实验室湖南长沙410083 中南大学有色金属材料科学工程教育部重点实验室湖南长沙410083

基于6013铝合金热压缩原始真应力-应变曲线,在摩擦、温度双修正基础上建立应变修正后的Arrhenius本构方程,并对模型进行误差分析。根据动态材料模型理论和Prasad失稳判据,建立6013铝合金变形温度为530~575℃、应变速率为0.001~0.1 s^(-1... 详细信息

基于6013铝合金热压缩原始真应力-应变曲线,在摩擦、温度双修正基础上建立应变修正后的Arrhenius本构方程,并对模型进行误差分析。根据动态材料模型理论和Prasad失稳判据,建立6013铝合金变形温度为530~575℃、应变速率为0.001~0.1 s^(-1)条件下的热加工图。研究结果表明:经过摩擦和温度双修正后的应变修正Arrhenius本构方程预测精度更高,流变应力预测值和实验值之间的相关系数为0.997,平均绝对误差为0.3 MPa,平均相对误差仅为3.06%。在整个变形过程中没有失稳现象,功率耗散效率η在0.3以上,主要的软化机制为动态再结晶。随着功率耗散效率η从0.32增加到0.36,晶粒的形貌由扁平状转变为等轴状,晶粒平均等效圆尺寸逐渐减小。考虑细化合金的晶粒,变形温度为560~575℃、应变速率为0.03~0.1 s^(-1)是较合适的工艺参数。

关键词：金属材料 6013铝合金 Arrhenius本构方程热加工图

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低lnZ条件下6013铝合金的热压缩变形行为

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材料研究学报 2024年第5期38卷 337-346页

作者：伍英明姜科达刘胜胆范世通覃秋慧李俊中南大学材料科学与工程学院长沙410083 中南大学轻质高强结构材料重点实验室长沙410083 中南大学有色金属材料科学与工程教育部重点实验室长沙410083 台山市金桥铝型材厂有限公司博士后创新实践基地台山529261

通过6013铝合金的热压缩模拟实验,研究了其在530~575℃、应变速率为0.001~0.1 s^(-1)条件下的热变形行为。基于电子背散射衍射技术分析了这种合金微观组织的演变及其动态软化机制,并用Zener-Hollomon(Z)参数表征变形温度和应变速率的综... 详细信息

通过6013铝合金的热压缩模拟实验,研究了其在530~575℃、应变速率为0.001~0.1 s^(-1)条件下的热变形行为。基于电子背散射衍射技术分析了这种合金微观组织的演变及其动态软化机制,并用Zener-Hollomon(Z)参数表征变形温度和应变速率的综合影响。结果表明,这种合金的流变应力随着lnZ的增大而增大,在稳态条件下其变形激活能为217.3 kJ/mol。随着lnZ的增大,这种合金的再结晶面积分数和亚晶粒尺寸总体上呈线性降低的趋势。在23.91≤lnZ<29.55条件下动态再结晶是其主要的软化机制,其中几何动态再结晶占主导;而在29.55

关键词：金属材料 6013铝合金本构方程组织演变软化机制

锻压温度对Cr12Mo1V1组织性能的影响

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锻压技术 2017年第3期42卷 130-136页

作者：孙茂银赵一生姜科达邓运来中南大学轻合金研究院湖南长沙410083 中南大学材料科学与工程学院湖南长沙410083 中南大学有色金属材料科学与工程教育部重点实验室湖南长沙410083

以管割刀片用的Cr12Mo1V1钢为研究对象,分析不同的锻压工艺对其硬度、冲击韧性的影响,并使用OM、XRD、SEM分析不同工艺下的微观组织。研究结果表明:相比于直接空冷淬火,锻后空冷的峰值硬度向右偏移,在1100℃时达到峰值887 HV;随着锻压... 详细信息

以管割刀片用的Cr12Mo1V1钢为研究对象,分析不同的锻压工艺对其硬度、冲击韧性的影响,并使用OM、XRD、SEM分析不同工艺下的微观组织。研究结果表明:相比于直接空冷淬火,锻后空冷的峰值硬度向右偏移,在1100℃时达到峰值887 HV;随着锻压温度升高,650℃回火冲击韧性呈现下降趋势,马氏体转变量减少,残余奥氏体量增加;锻后空冷碳化物主要为M7C3型。综合分析表明,锻压温度为1100~1160℃时,锻压刀片能够得到较好的组织和性能。

关键词：锻压温度 Cr12Mo1V1 M7C3碳化物冷作模具钢冲击韧性

Sc、Zr复合添加对7085铝合金组织与性能的影响

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热加工工艺 2018年第24期47卷 82-85页

作者：刘兰兰邓运来姜科达郭昊国网湖南省电力有限公司检修公司(智能带电作业技术及装备(机器人)湖南省重点实验室) 湖南长沙410000 中南大学材料科学与工程学院湖南长沙410083 中南大学轻合金研究院湖南长沙410083

通过金相显微镜、背散射电子衍射(EBSD)和拉伸力学测试,研究了Sc和Zr元素对7085铝合金组织与性能的影响。结果表明,Sc、Zr具有很强的晶粒细化效果,添加Zr可使铸态晶粒尺寸减小46.7%,添加Sc可减小51.4%,复合添加Sc、Zr效果最佳可减小58.1... 详细信息

通过金相显微镜、背散射电子衍射(EBSD)和拉伸力学测试,研究了Sc和Zr元素对7085铝合金组织与性能的影响。结果表明,Sc、Zr具有很强的晶粒细化效果,添加Zr可使铸态晶粒尺寸减小46.7%,添加Sc可减小51.4%,复合添加Sc、Zr效果最佳可减小58.1%。同时,Sc、Zr在合金中会生成Al3Sc和Al3Zr,具有很强的抑制再结晶作用。经轧制、固溶时效后,未添加Sc、Zr的合金会完全再结晶,仅添加Zr的合金再结晶程度为60%,添加Sc和Sc、Zr复合添加的合金再结晶程度非常低,仅约为5%。因此,复合添加Sc、Zr可大幅提高合金的力学性能,在相同工艺条件下,其抗拉强度达606 MPa,比未添加Sc、Zr的合金提高17.6%。

关键词： Sc 7085 组织力学性能

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铝蜂窝材料动态压缩力学性能及吸能分析

材料科学 2014年第3期4卷 96-102页

作者：唐爽邓运来姜科达雷郴祁杨昭中南大学材料科学与工程学院长沙中南大学有色金属材料科学与工程教育部重点实验室长沙

采用分离式霍普金森压杆(SHPB)技术,研究了边长为1.0~1.83 mm,箔厚度为0.04~0.06 mm,相对密度为0.05~0.06的三种5052 H18铝合金蜂窝的动态压缩行为。结果表明:铝合金蜂窝在高应变率条件下动态压缩与其准静态压缩的应力–应变曲线均具有... 详细信息

采用分离式霍普金森压杆(SHPB)技术,研究了边长为1.0~1.83 mm,箔厚度为0.04~0.06 mm,相对密度为0.05~0.06的三种5052 H18铝合金蜂窝的动态压缩行为。结果表明:铝合金蜂窝在高应变率条件下动态压缩与其准静态压缩的应力–应变曲线均具有明显的多孔材料三阶段特征,其塑性屈服平台的应变量大于65%,单位体积吸能为3.32~5.03 MJ/m3,最大吸能效率为0.65~0.7。虽然只有边长为最小的(1 mm)铝蜂窝的失稳屈服极限应力明显高于稳态屈服平台应力,但三种铝蜂窝的稳态屈服平台应力均具有明显的应变率敏感特性,边长/箔厚相同的两种铝蜂窝(1.0 mm/0.04 mm, 1.5 mm/0.06 mm)的体积吸能与吸能效率差别不大。

关键词：铝蜂窝动态力学特性吸能特性霍普金森压杆

铝合金正四面体点阵夹芯材料准静态压缩行为研究

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材料科学 2016年第2期6卷 115-123页

作者：魏永生姜科达邓运来张劲戴青松中南大学材料科学与工程湖南长沙中南大学有色金属材料科学与工程教育部重点实验室湖南长沙中南大学轻合金研究院湖南长沙

本文通过冲压折叠法制造6061铝合金正四面体点阵夹芯芯体结构,采用钎焊连接面板及芯体,研究了相对密度为0.05正四面体点阵夹芯材料在T6、T7及退火三种不同热处理状态下的准静态压缩(初始应变速率为10?3 S?1)行为。研究结果表明:准静态... 详细信息

本文通过冲压折叠法制造6061铝合金正四面体点阵夹芯芯体结构,采用钎焊连接面板及芯体,研究了相对密度为0.05正四面体点阵夹芯材料在T6、T7及退火三种不同热处理状态下的准静态压缩(初始应变速率为10?3 S?1)行为。研究结果表明:准静态压缩应力应变曲线均表现为三个明显的变形阶段,即线弹性阶段、较长的屈服阶段及致密化阶段,致密化应变为0.4;能量吸收主要发生在芯体剧烈的塑性变形阶段即较长的屈服阶段,吸能量T6态大于T7态,退火态最低;吸能效率由材料的塑性及强度共同决定,吸能效率T7总是大于T6,退火态开始最小,最后处于两者之间。

关键词：正四面体点阵夹芯 6061铝合金吸能吸能效率

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石墨烯增强铝基复合材料的研究进展

材料科学 2019年第8期9卷 803-812页

作者：李江宇赵寿荣张伟邓运来姜科达广西柳州银海铝业股份有限公司广西柳州中南大学轻合金研究院湖南长沙

石墨烯具有优异的力学性能、高导热系数和低密度,被公认为金属基复合材料(MMC)的理想增强材料。本文综述了石墨烯增强铝基复合材料的制备方法,归纳了粉末冶金法、搅拌鋳造法及其他多种方法的研究现状。重点讨论了不同制备方法对石墨烯... 详细信息

石墨烯具有优异的力学性能、高导热系数和低密度,被公认为金属基复合材料(MMC)的理想增强材料。本文综述了石墨烯增强铝基复合材料的制备方法,归纳了粉末冶金法、搅拌鋳造法及其他多种方法的研究现状。重点讨论了不同制备方法对石墨烯增强铝基复合材料组织和性能的影响。并对石墨烯增强铝基复合材料的工业化应用前景作了展望。

关键词：石墨烯铝基复合材料制备性能