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al-cu-li合金热变形特性与位错密度模型构建

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铝加工 2024年第2期 32-37页

作者：江余鹏夏润泽杜瑞博龚莉铭王佳林重庆科技大学冶金与材料工程学院重庆401331

通过等温压缩试验,研究热轧态al-cu-li合金在温度为390~480℃、应变速率为0.01~1s^(-1)下的流变行为。基于热压缩流动应力数据构建了峰值应力Arrhenius本构模型,其平均相对误差绝对值(AARE)为4.612%。基于该模型数据,采用K-M模型以及Tay... 详细信息

通过等温压缩试验,研究热轧态al-cu-li合金在温度为390~480℃、应变速率为0.01~1s^(-1)下的流变行为。基于热压缩流动应力数据构建了峰值应力Arrhenius本构模型,其平均相对误差绝对值(AARE)为4.612%。基于该模型数据,采用K-M模型以及Taylor关系式建立了耦合温度、应变速率、峰值应力、峰值应变的位错密度模型。该模型AARE值为5.926%,具有较高精度,为准确描述al-cu-li合金在热变形过程中的位错密度演变提供参考。

关键词： al-cu-li合金热变形本构模型位错密度模型

热暴露对al-cu-li合金的组织及性能影响

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现代交通与冶金材料 2024年第1期4卷 81-88页

作者：吴名冬肖代红黄兰萍刘文胜中南大学轻质高强结构材料重点实验室湖南长沙410083

al-cu-li合金作为航空航天工业中一种前景广阔的结构材料,其热稳定性在实际应用中发挥着重要作用。本研究对T85态的al-cu-li合金在一系列温度(100~300℃)下进行了500 h的暴露处理,并通过维氏硬度、电导率和拉伸测试对其性能进行了评估... 详细信息

al-cu-li合金作为航空航天工业中一种前景广阔的结构材料,其热稳定性在实际应用中发挥着重要作用。本研究对T85态的al-cu-li合金在一系列温度(100~300℃)下进行了500 h的暴露处理,并通过维氏硬度、电导率和拉伸测试对其性能进行了评估。结合扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)分析了不同热暴露温度下的微观结构演变。结果表明,热暴温度低于150℃时,合金具有良好的热稳定性,这与T1(al_(2)culi)相的直径和数密度不断增加相关。当热暴露温度介于150~200℃时,T1相逐渐被粗大的θ’-al_(2)cu和S-al_(2)cuMg取代;同时,断续的晶界析出物(GBPs)和宽的无析出区(PFZs)利于沿晶断裂,使合金呈现出沿晶-穿晶混合断裂,导致硬度和强度的降低和延伸率的增加。热暴露温度高于250℃时,T1相全部溶解,形成了粗大的T2(al_(6)cu(li, Mg)_(3))和C相,从而导致合金的强度下降,但延伸率和电导率却表现出相反的趋势。

关键词： al-cu-li合金热暴露力学性能显微组织

原位力学分析al-cu-li合金晶界析出对滑移转移的影响

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材料科学 2024年第6期14卷 992-1004页

作者：孟令晗中南大学材料科学与工程学院湖南长沙

本文以2060 al-cu-li合金为研究对象,采用原位拉伸SEM/EBSD研究了该合金分别处于T4、T6热处理状态下在变形过程中的晶粒组织变化;对晶界处的滑移转移现象进行了具体地分析,并利用TEM表征晶界相和晶界附近位错组态。通过对比分析不同热... 详细信息

本文以2060 al-cu-li合金为研究对象,采用原位拉伸SEM/EBSD研究了该合金分别处于T4、T6热处理状态下在变形过程中的晶粒组织变化;对晶界处的滑移转移现象进行了具体地分析,并利用TEM表征晶界相和晶界附近位错组态。通过对比分析不同热处理状态下的滑移转移现象和晶界析出行为,研究晶界析出对滑移转移的影响。结果表明,同一试样不同晶界处的位错累积存在差异,主要原因是晶界处位错可透过性不同导致的;晶界变形协调因子Luster-Morris参数(m')可以较好地解释几何不存在析出相的晶界处的滑移转移现象;晶界析出对晶界与位错的交互作用存在影响,影响的强弱受晶界类型的制约。对于时效态al-cu-li合金的大角度晶界,由于CSL晶界具有较低的能量,往往在时效过程中更易析出连续的T1相,导致与一般的晶界相比,几何判定准则难以准确反映CSL晶界处的滑移转移现象。

关键词： al-cu-li合金晶界原位拉伸EBSD 微观组织滑移转移

al-cu-li合金在盐溶液中的腐蚀行为以及腐蚀机理研究进展

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稀有金属材料与工程 2023年第12期52卷 4099-4116页

作者：张鹏包磊饶思贤吴进军李永兵熊成悦孙朝阳安徽工业大学机械工程学院安徽马鞍山243032 中国机械科学研究总院集团有限公司北京100044 北京机科国创轻量化科学研究院有限公司先进成形技术与装备国家重点实验室北京100083 北京科技大学机械工程学院北京100083

al-cu-li合金是航天航空工业中重要的轻质结构材料,已成为国产大飞机结构件的关键材料之一。飞行器在海洋等潮湿环境服役时,易受到具有腐蚀性的卤化物阴离子的侵蚀,尤其是在Cl离子侵蚀作用下,al-cu-li合金构件表面易出现点蚀、晶间腐蚀... 详细信息

al-cu-li合金是航天航空工业中重要的轻质结构材料,已成为国产大飞机结构件的关键材料之一。飞行器在海洋等潮湿环境服役时,易受到具有腐蚀性的卤化物阴离子的侵蚀,尤其是在Cl离子侵蚀作用下,al-cu-li合金构件表面易出现点蚀、晶间腐蚀和剥落腐蚀现象。al-cu-li合金的局部腐蚀主要归因于合金相与合金基体间存在电势差,进而导致在腐蚀介质中形成微型腐蚀原电池。综述了al-cu-li合金在NaCl溶液中的腐蚀行为以及热处理工艺对合金耐腐蚀性能的影响,重点分析了粗大第二相颗粒和时效析出相对al-culi合金腐蚀性能的影响,研究了典型第3代al-cu-li(2A97-T3、2A97-T6、2060-T8和2099-T83)合金以及航空用常规高强铝合金2024-T4在3种不同浓度NaCl溶液中的侵蚀行为以及在质量分数3.5%NaCl溶液中的电化学行为。综合分析各试样的微观腐蚀形貌、腐蚀电化学参数以及腐蚀程度,最终得出各试样的耐腐蚀性能由强至弱为:2A97-T3>2A97-T6>2024-T4>2060-T8>2099-T83。最后揭示了al-cu-li合金在腐蚀介质中的腐蚀机理,总结了在海洋环境下铝合金的防腐措施。本文为后续al-cu-li合金防腐性能的发展和飞机耐腐蚀性能的提升提供了参考。

关键词： al-cu-li合金合金相局部腐蚀腐蚀机理腐蚀防护

人工时效和腐蚀介质浓度对2A97 al-cu-li合金电化学腐蚀行为的影响

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稀有金属材料与工程 2023年第5期52卷 1573-1582页

作者：张鹏赵新生饶思贤安徽工业大学机械工程学院安徽马鞍山243032

采用动电位极化曲线电化学方法研究了2A97-T3和2A97-T6 al-cu-li合金的耐腐蚀性能,并以第3代典型2060-T8合金、2099-T83铝锂合金和航空用2024-T4高强铝合金为参考对象进行了比较。通过分析电化学参数和腐蚀形貌,发现合金在3种浓度的NaC... 详细信息

采用动电位极化曲线电化学方法研究了2A97-T3和2A97-T6 al-cu-li合金的耐腐蚀性能,并以第3代典型2060-T8合金、2099-T83铝锂合金和航空用2024-T4高强铝合金为参考对象进行了比较。通过分析电化学参数和腐蚀形貌,发现合金在3种浓度的NaCl溶液中的耐腐蚀性为2A97-T3>2A97-T6>2024-T4>2060-T8>2099-T83。随着NaCl溶液浓度的增加,合金的腐蚀电位(E_(Corr))均降低,同时加剧了表面点蚀和晶间腐蚀程度。2A97-T3合金通过进行固溶和双级人工时效处理的共同作用得到2A97-T6合金,此时T_(1)相数量大大增加且分布更加均匀。因此,热处理工艺降低了2A97铝合金的腐蚀电位,导致2A97-T6合金的耐腐蚀性能略弱于2A97-T3合金。晶间θ相的解体诱导了2A97-T3合金的剥落腐蚀形貌,而2A97-T6合金的点蚀形貌是由晶内T_(1)相的溶解造成的。

关键词： al-cu-li合金电化学极化腐蚀电位热处理腐蚀形貌

al-cu-li合金厚板不均匀特征组织对蠕变时效成形的影响

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中国有色金属学报 2022年第7期32卷 1889-1899页

作者：张劲郑昌军陈明安中南大学轻合金研究院长沙410083 中南大学高性能与复杂制造国家重点实验室长沙410083

采用单轴恒应力蠕变试验、电子背散射衍射(EBSD)和透射电子显微镜(TEM)技术等实验手段,研究了al-cu-li合金厚板的不均匀组织特征对其蠕变时效成形过程的影响。结果表明:厚向不均匀组织的差异性表现出明显不同的蠕变变形行为,靠近中心层... 详细信息

采用单轴恒应力蠕变试验、电子背散射衍射(EBSD)和透射电子显微镜(TEM)技术等实验手段,研究了al-cu-li合金厚板的不均匀组织特征对其蠕变时效成形过程的影响。结果表明:厚向不均匀组织的差异性表现出明显不同的蠕变变形行为,靠近中心层的特征组织具有更高的蠕变量和更快的初始蠕变速率;厚板特征组织的晶粒尺寸与蠕变变形之间无确定的相关性,而位错运动是影响蠕变量的主要因素;晶粒尺寸在蠕变时效前后变化微小,但蠕变时效后小角度晶界比例存在不同程度的提高。此外,厚板不同特征组织会影响蠕变时效过程中强化相T_(1)的析出行为,靠近中心层的特征组织在蠕变过程中会形成更多的位错缠结,促使T_(1)相大量析出和致密分布。

关键词： al-cu-li合金厚板蠕变时效成形微观组织

时效对冷轧al-cu-li合金拉伸性能及晶间腐蚀敏感性的影响

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中国有色金属学报 2022年第10期32卷 2909-2919页

作者：王芝秀章宇豪陈天宇李海孙萌徐效栋常州大学材料科学与工程学院常州213164 常州大学江苏省材料表面科学与技术重点实验室常州213164

采用拉伸测试、加速腐蚀试验、扫描电镜(SEM)及透射电镜(TEM)观察,研究了120、140、160℃时效对固溶处理+冷轧al-cu-li合金拉伸性能和晶间腐蚀(IGC)敏感性的影响。结果表明:时效过程中,合金强度和伸长率呈现先增加后减小的变化趋势;时... 详细信息

采用拉伸测试、加速腐蚀试验、扫描电镜(SEM)及透射电镜(TEM)观察,研究了120、140、160℃时效对固溶处理+冷轧al-cu-li合金拉伸性能和晶间腐蚀(IGC)敏感性的影响。结果表明:时效过程中,合金强度和伸长率呈现先增加后减小的变化趋势;时效合金拉伸断口形貌上沿晶断裂与穿晶断裂二者并存,且随着时效时间延长,沿晶断裂比例逐渐增加;欠时效合金发生晶间腐蚀,而峰值时效及过时效合金转为孔蚀。上述变化与位错和析出特征的时效变化密切相关,且随着时效温度升高而加快。经(520℃,1 h)固溶处理+60%压下量冷轧+(160℃,12 h)时效处理,合金综合性能较优,抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为582 MPa、540 MPa和4.7%,且无IGC敏感性,最大腐蚀深度约55μm。

关键词： al-cu-li合金冷轧时效拉伸性能晶间腐蚀敏感性

预处理对喷射沉积al-cu-li合金中al_(3)Zr粒子析出及再结晶行为的影响

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Journal of Central South University 2023年第2期30卷 365-373页

作者：汪成张劲 light alloy Research Institute Central South UniversityChangsha 410083China State Key Laboratory of High Performance and Complex Manufacturing(Central South University) Changsha 410083China

本文为探究如何调控喷射沉积al-cu-li合金中al_(3)Zr粒子的析出以及其析出机制,通过扫描电镜、透射电镜和电子背散射衍射研究了预处理对喷射沉积al-cu-li合金中al_(3)Zr粒子的析出行为及其对再结晶的影响。研究结果表明,喷射沉积al-cu-L... 详细信息

本文为探究如何调控喷射沉积al-cu-li合金中al_(3)Zr粒子的析出以及其析出机制,通过扫描电镜、透射电镜和电子背散射衍射研究了预处理对喷射沉积al-cu-li合金中al_(3)Zr粒子的析出行为及其对再结晶的影响。研究结果表明,喷射沉积al-cu-li合金中al_(3)Zr粒子存在分布不均匀,其粒子数量密度在Zr原子过饱和度高的晶内更高,在过饱和度低的晶界附近更低;晶界附近和晶内均存在局部无沉淀析出带,且晶界附近存在少量粒子线性团簇。在均匀化过程中Zr原子与位错攀移之间发生交互作用使得al3Zr粒子析出。在均匀化前热变形预处理增加了基体中位错数量进而促进了al_(3)Zr粒子析出,改善了粒子分布,抑制了局部无沉淀析出带。相比于(573 K/12 h)退火预处理和673 K下压缩10%预处理,673 K下压缩30%预处理试样中al3Zr粒子密度更高,分布更均匀,尺寸更小。经过热压缩和固溶处理后,3种热压缩试样大角度晶界占比分别为30.3%、21.6%和17.3%。本研究将为喷射沉积al-cu-li合金的研发提供依据。

关键词： al-cu-li合金喷射沉积预处理 al_(3)Zr粒子再结晶

al-cu-li合金超低温变形行为和微观机制

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中南大学学报（自然科学版） 2022年第7期53卷 2457-2466页

作者：张劲祝春楠易幼平汪成中南大学轻合金研究院湖南长沙410083 中南大学高性能复杂制造国家重点实验室湖南长沙410083

通过拉伸性能测试、断口扫描、电子背散射衍射(EBSD)和透射电镜(TEM)等表征方式,探究不同初始状态的al-cu-li合金室温和超低温变形行为区别,探明超低温对不同状态的al-cu-li合金力学性能和微观组织的影响机理。研究结果表明:在低温条件... 详细信息

通过拉伸性能测试、断口扫描、电子背散射衍射(EBSD)和透射电镜(TEM)等表征方式,探究不同初始状态的al-cu-li合金室温和超低温变形行为区别,探明超低温对不同状态的al-cu-li合金力学性能和微观组织的影响机理。研究结果表明:在低温条件下,随着变形温度降低,退火态(O态)al-cu-li合金的强度和塑性均显著提升,预变形+人工时效态(T8态)al-cu-li合金的强度显著上升,但塑性几乎不变;温度降低抑制了O态和T8态合金的动态回复,使位错密度提高,加工硬化程度增大,从而合金强度提高;在超低温下,O态合金的晶粒内部更多地参与变形,整体变形更加协调、均匀,使得O态合金具有更高的塑性;T8态al-cu-li合金晶内存在大量T1相,晶内胞状结构被钉扎,晶粒不易变形;超低温下T8态合金的变形模式没有发生改变,故塑性不提升。

关键词： al-cu-li合金人工时效超低温位错密度 T1相晶粒变形