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材料热处理学报 2015年第9期36卷 67-71页

作者：王兴国孙建波景德镇陶瓷学院机械电子工程学院江西景德镇333403 佳木斯大学材料科学与工程学院黑龙江佳木斯154007

研究了铝合金复层铸坯的均质化退火温度和退火时间对铸坯微观组织和力学性能的影响。微观组织分析结果表明:退火时间为7 h,退火温度为490℃时4004合金一侧的共晶硅形态由板片状变成细小的球状和短棒状,大大降低了变形抗力。当退火温度为... 详细信息

研究了铝合金复层铸坯的均质化退火温度和退火时间对铸坯微观组织和力学性能的影响。微观组织分析结果表明:退火时间为7 h,退火温度为490℃时4004合金一侧的共晶硅形态由板片状变成细小的球状和短棒状,大大降低了变形抗力。当退火温度为490℃,退火时间从7 h延长到14 h时对微观组织的影响不大。退火时间为7 h,退火温度分别为490℃和510℃时,4004合金一侧的共晶硅也比铸态下细小,从而使变形抗力降低。力学性能的检测结果表明:经均质化退火后的4004合金一侧的布氏硬度显著降低,3003合金一侧的硬度值略有上升。根据抗拉强度与硬度的关系,给出了复合界面结合强度的估算公式。

关键词：均质化退火复层铝合金微观组织界面结合强度

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7075-T651/7075复层铝合金的显微组织和力学性能

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机械工程材料 2018年第4期42卷 12-16,21页

作者：李秋梅孙建波焦玉凤胡明佳木斯大学材料科学与工程学院教育部金属耐磨材料及表面技术工程研究中心佳木斯154007

采用冲击射流固液复合铸造法在7075-T651铝合金表面浇注7075铝合金液,制备得到7075-T651/7075复层铝合金,研究了该复层铝合金的显微组织、物相组成、硬度分布、抗拉强度和耐磨性能。结果表明:复层铝合金由7075铝合金包覆层、熔合线和707... 详细信息

采用冲击射流固液复合铸造法在7075-T651铝合金表面浇注7075铝合金液,制备得到7075-T651/7075复层铝合金,研究了该复层铝合金的显微组织、物相组成、硬度分布、抗拉强度和耐磨性能。结果表明:复层铝合金由7075铝合金包覆层、熔合线和7075-T651铝合金基体组成,基体又可细分为热影响Ⅰ区、热影响Ⅱ区和热影响Ⅲ区;包覆层为枝晶组织,熔合线处为细等轴晶,热影响区中均为柱状晶;复层铝合金中存在α(Al)、η(MgZn_2)、η′(MgZn)和T(Al_6CuMg_4)等相;热影响Ⅰ区的硬度最高,为强化区,热影响Ⅱ区为软化区,热影响Ⅲ区的硬度略低于原始基体的;硬度越高的区域,其耐磨性能与抗拉强度也越高;熔合线处的硬度和磨损率均在包覆层的和基体的之间,说明复层铝合金实现了良好的冶金结合。

关键词：复层铝合金冲击射流法冶金结合

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7075-T651/7075复层铝合金制备及组织结构与力学性能的表征

7075-T651/7075复层铝合金制备及组织结构与力学性能的表征

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作者：李秋梅佳木斯大学

学位级别：硕士

由于复层材料能够发挥组元材料的优势且具有良好的综合性能而备受关注,并得到了越来越广泛的应用。固液复合法是形成复层材料常用的方法。但由于铝合金表面牢固致密的氧化膜难以及时有效的去除,阻碍了固液复合技术在复层铝合金材料中的... 详细信息

由于复层材料能够发挥组元材料的优势且具有良好的综合性能而备受关注,并得到了越来越广泛的应用。固液复合法是形成复层材料常用的方法。但由于铝合金表面牢固致密的氧化膜难以及时有效的去除,阻碍了固液复合技术在复层铝合金材料中的发展和应用。在大量实验基础上,研发出了复层铝合金的制备装置,开发出了7075-T651/7075复层铝合金制备技术—冲击射流连续铸造法,并利用该技术成功制备了7075-T651/7075复层铝合金材料。讨论了除膜技术以及冲击射流固液复合工艺中各个因素,如浇注温度、基体运动速度、开始浇注与基体开始运动的延迟时间对复层铝合金结合质量的影响,利用金相显微镜、扫描电子显微镜和XRD衍射仪分析了复层材料的组织结构,使用超声波探伤仪器检测了复层材料的界面结合状态,结合洛氏硬度计、万能拉伸试验机和磨损实验机测量了复层材料硬度、强度和耐磨性等力学性能。结果表明,采用浇注前不锈钢板进行机械除膜或铅剂化学除膜技术难以达到真正除去铝合金氧化膜的目的。但利用冲击射流技术不仅可以完整除去铝合金的氧化膜,还可以实现铝合金之间良好的结合状态。在实验选定的工艺参数范围内,较高的浇注温度、缓慢的基体运动速度和稍长的延迟时间有助于7075-T651/7075复层铝合金结合质量的改善。最佳固液复合工艺:浇注温度为810℃,基体运动速度为15mm/s,延迟时间为5s,采用该优化工艺可以控制熔深在10mm左右。结果显示,依据复层材料的组织结构和力学性能变化将7075-T651/7075复层铝合金分为包覆层、熔合线、热影响区I、热影响区II及热影响区III五个区域。包覆层主要由较粗大的Al枝晶组织组成;熔合线处主要由细小的Al等轴晶组成;比邻细等轴晶在热影响区I出现了择优生长Al柱状晶,以及析出颗粒状的η’(MgZn)过渡强化相和T(AlCuMg);热影响区II内Al晶粒变得比较粗大,析出η(MgZn)和少量的T(AlCuMg)相;热影响区III的组织特征与原始状态的7075-T651铝合金组织特征相近,保留着原析出η(MgZn)强化相,但晶粒尺寸略大。结果进一步表明,由于在复合过程中包覆层铝合金液凝固导致了较多热量的传递,致使7075-T651/7075复层铝合金整体和各区的洛氏硬度、抗拉强度和耐磨性出现了一定程度的下降。在基体铝合金中熔合线处抗拉强度高于包覆层的抗拉强度,结合组织分析结构,可以断定7075-T651/7075复层铝合金熔合线附近实现了冶金结合。

关键词：复层铝合金冶金结合冲击射流连续铸造法显微组织力学性能

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半连续铸造法制备复层铝合金的界面问题研究

半连续铸造法制备复层铝合金的界面问题研究

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作者：宋肖阳大连理工大学

学位级别：硕士

双金属复合材料是军工、航空航天、勘探、民用等领域急需的材料,也是近年来国家新材料发展规划的优先项目。连续铸造法可以实现双金属层状复合材料连续性、大规模生产,有效地节约能源和降低生产成本。复合界面是实现两种合金良好结合的... 详细信息

双金属复合材料是军工、航空航天、勘探、民用等领域急需的材料,也是近年来国家新材料发展规划的优先项目。连续铸造法可以实现双金属层状复合材料连续性、大规模生产,有效地节约能源和降低生产成本。复合界面是实现两种合金良好结合的关键区域,其综合性质影响甚至控制着双金属复合材料的性能。因此全面深入地研究双金属复合界面状态及特征,分析工艺参数对界面温度场的变化,揭示界面传热规律,对于控制和改善复合材料性能,合理确定复层铸坯连铸工艺参数和装置设计等具有重要的意义。本文采用直接水冷半连续铸造法制备3003/4004、3003/2A11复层铝合金铸锭,从界面组织形貌、成分分布及力学性能方面分析结合界面特征,探讨了半连续铸造过程中界面处水冷挡板与铸坯传热问题。研究结果如下：通过分析水冷挡板附近金属液结晶过程及热量导出方式,建立了半连铸法制备复层铸坯界面传热模型。静态模拟实验得出挡板冷却水流量为160-250L/h时,3003金属与挡板外壁的换热系数约为4300～5300W/(m2.K);挡板内壁与冷却水的换热系数约为40000～65000W/(m2.K),且随着水流量的增加,换热系数逐渐增大。对连铸实验挡板内进出水口温度差校验,表明该传热模型与连铸实验结果吻合良好。3003、4004合金浇注温度分别为710、670℃,拉速为70mm/min,结晶器冷却水流量为5m3/h,水冷挡板内水流量分别采用250、225、200、180L/h均可成功制备出界面复合质量良好的3003/4004复层铸坯。复合界面处实现了牢固的冶金结合,结合机制属于扩散结合。挡板内冷却水流量影响界面复合状态,且界面处3003凝壳表面温度沿冷却水流方向分布不均匀。3003、2A11合金浇注温度分别为715、710℃,拉速为70mm/min,结晶器冷却水流量为4m3/h,水冷挡板内水流量为200L/h时,可以实现3003和2A11合金的复合。复合良好的界面处元素发生相互扩散,界面主要存在θ(Al2Cu)相,α(Al)+θ(Al2Cu)共晶组织,α(Al)+θ(Al2Cu)+S(Al2CuMg)共晶组织以及少量的Mg2Si。分析界面结合机理得出,半连续铸造实验中复合铸锭实现界面良好冶金结合的关键是确保冷却侧金属半固态层的稳定形成以及精确控制保温侧合金的金属液温度。

关键词：半连续铸造复层铝合金界面传热

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冷轧及退火对4004/3003复合铝合金性能的影响

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特种铸造及有色合金 2013年第7期33卷 661-664页

作者：赵敏王宇祝鹤孟令刚房灿峰张兴国大连理工大学材料科学与工程学院

通过对4004/3003复合铝合金冷轧、退火试样的力学性能检测,分析冷轧及退火处理对铝合金复合锭力学性能的影响,最终确定最优的冷轧和退火工艺。结果表明,随着首道次变形量的增大,弥散强化作用逐渐减弱,强度降低。但当首道次变形量达到60%... 详细信息

通过对4004/3003复合铝合金冷轧、退火试样的力学性能检测,分析冷轧及退火处理对铝合金复合锭力学性能的影响,最终确定最优的冷轧和退火工艺。结果表明,随着首道次变形量的增大,弥散强化作用逐渐减弱,强度降低。但当首道次变形量达到60%后,由于加工硬化的原因,强度又会提高,但从金相组织观察发现第二相分布不均匀。由于回复及再结晶,退火后板材的强度下降,塑性提高。考虑到板材的综合力学性能,适合的退火工艺为360℃×1h。

关键词：冷轧复层铝合金力学性能退火

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