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预变形量对2050 Al−Li合金显微组织和力学性能的影响

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第6期34卷 1774-1788页

作者：李耀徐国富乔海光刘时超彭小燕中南大学材料科学与工程学院长沙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

研究经不同轧制预变形处理(0~20%)后2050 Al−Li合金T8时效状态的显微组织演变和力学性能。通过透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)对其显微组织进行表征。结果表明:随着预变形量的增加,晶粒尺寸沿ND方向显著变小,晶内畸变增大。... 详细信息

研究经不同轧制预变形处理(0~20%)后2050 Al−Li合金T8时效状态的显微组织演变和力学性能。通过透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)对其显微组织进行表征。结果表明:随着预变形量的增加,晶粒尺寸沿ND方向显著变小,晶内畸变增大。位错等的缠结为T1相的析出提供了大量的形核位点。这导致析出相数量增多,析出相之间的距离缩小,从而提高了对位错运动的阻碍作用和合金强度。当预变形量为16%时,T1相数量密度和合金强度最高(屈服强度和抗拉强度分别达到568和584 MPa,伸长率为8.6%);当预变形量进一步增加到20%时,由于位错缠结,原子扩散通道减少,T1相数量的减少最终导致合金强度降低。

关键词： 2050铝锂合金轧制预变形 T1相显微组织力学性能

预变形对2195铝锂合金拉伸力学性能的影响

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中国有色金属学报 2024年第3期34卷 725-738页

作者：张翼飞叶凌英董宇邹国童李俊杨献文中南大学材料科学与工程学院长沙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

通过硬度测试、室温拉伸测试、电子背散射衍射分析(EBSD)、透射电子显微分析(TEM)以及数字图像相关(DIC)等手段,研究不同拉伸预变形量对2195铝锂合金在155℃时效后拉伸力学性能的影响。结果表明:拉伸预变形量为2%、4%、6%、8%的合金经过... 详细信息

通过硬度测试、室温拉伸测试、电子背散射衍射分析(EBSD)、透射电子显微分析(TEM)以及数字图像相关(DIC)等手段,研究不同拉伸预变形量对2195铝锂合金在155℃时效后拉伸力学性能的影响。结果表明:拉伸预变形量为2%、4%、6%、8%的合金经过155℃时效后,其抗拉强度分别为560.4 MPa、570.8 MPa、573.6 MPa、575.9 MPa。随着预变形量的增大,合金强度不断提高,这是由于位错是强化相T1相的有利形核点位,拉伸预变形量的增大使得位错密度增加,从而使得T1相数量密度增加。但随着拉伸预变形量的增大,拉伸预变形对合金的强度提升幅度逐渐减小,这主要是位错堆积缠结,析出相形核点重叠导致的。随着拉伸预变形量从2%增大到8%,合金的伸长率从9.6%下降到6.4%。通过DIC观察,拉伸预变形量的增大会使得拉伸过程中的应变集中现象提前出现,颈缩稳定性有所降低。这是由于较大的拉伸预变形量会使得合金在预变形阶段的应变分布不均匀,合金内出现破碎的变形组织晶粒。这些变形组织晶粒与周围其他晶粒组织的晶粒取向不同,更有利于微裂纹的萌生和扩展。4%的拉伸预变形量可以使2195铝锂合金达到最佳的强塑性匹配,此时抗拉强度为570.8 MPa、屈服强度为543.4 MPa、伸长率为8.7%。

关键词： 2195铝锂合金拉伸预变形拉伸力学性能数字图像相关应变集中现象

应变速率对7065铝合金等温压缩软化机制的影响

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材料导报 2024年第8期38卷 207-212页

作者：赵言唐建国张勇郑许赵辉中南大学材料科学与工程学院长沙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 广西南南铝加工有限公司铝合金材料与加工重点实验室南宁530031

采用等温压缩实验并结合电子背散射衍射手段,研究了应变速率对7065铝合金热变形行为的影响规律。结果表明,随着应变速率由0.001 s^(-1)增加到30 s^(-1),合金的动态再结晶面积分数先显著减少,在1 s^(-1)时达到较低水平,而后变化幅度小于1... 详细信息

采用等温压缩实验并结合电子背散射衍射手段,研究了应变速率对7065铝合金热变形行为的影响规律。结果表明,随着应变速率由0.001 s^(-1)增加到30 s^(-1),合金的动态再结晶面积分数先显著减少,在1 s^(-1)时达到较低水平,而后变化幅度小于10%,当应变速率大于1 s^(-1)时,合金的亚结构面积分数显著增加。低应变速率阶段(0.001~1 s^(-1))的软化机制为动态再结晶(DRX)机制和动态回复(DRV)机制,而高应变速率阶段(1~30 s^(-1))的软化机制为DRV机制。随着应变速率的增加,等温压缩变形后合金的形变储能逐渐增加。

关键词： Al-Zn-Mg-Cu合金等温压缩热变形本构方程动态再结晶(DRX) 动态回复(DRV)

镁含量对超高强铝合金屈服强度淬火敏感性的影响

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中国有色金属学报 2024年第5期34卷 1519-1528页

作者：刘安民刘胜胆杨梦楚张梦晗周爱华周智强中南大学材料科学与工程学院长沙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 云南爱家铝业有限公司曲靖655335

通过浸入式末端淬火、室温拉伸测试、电导率测试、相图和连续冷却转变曲线计算、扫描电镜、电子背散射衍射和透射电镜等方法,研究了Mg含量(1%、2%、3%,质量分数)对Al-9Zn-xMg-1Cu合金屈服强度淬火敏感性的影响。结果表明:Mg含量越高,合... 详细信息

通过浸入式末端淬火、室温拉伸测试、电导率测试、相图和连续冷却转变曲线计算、扫描电镜、电子背散射衍射和透射电镜等方法,研究了Mg含量(1%、2%、3%,质量分数)对Al-9Zn-xMg-1Cu合金屈服强度淬火敏感性的影响。结果表明:Mg含量越高,合金屈服强度随着淬火速率减小而下降的比率越高,即淬火敏感性越高。合金中的淬火诱导相均为η相和T相,Mg含量升高提高了这些相析出的临界淬火速率,同时增加了它们的数量和尺寸。结合电导率和淬火诱导相面积分数结果,从淬火诱导相的析出驱动力和非均匀形核位点数量差异的角度,探讨了Mg含量影响合金淬火敏感性的机理。

关键词： Al-Zn-Mg-Cu合金 Mg含量屈服强度淬火敏感性

粗糙度和金属间化合物粒子对A6111铝合金表面腐蚀的影响

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稀有金属材料与工程 2024年第5期53卷 1252-1261页

作者：康明龙邓运来雷金琴中南大学轻合金研究院湖南长沙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 东北轻合金有限责任公司黑龙江哈尔滨150060

钎焊铝蜂窝夹层结构板常用于高速列车的地板和船舶的甲板。其中四层铝复合板(4343/3003/6111/3003)作为该蜂窝结构的面板常暴露于腐蚀性环境中。经过成分优化的6111铝合金作为四层铝复合板的主要支撑层材料,其组织结构和表面状态对腐蚀... 详细信息

钎焊铝蜂窝夹层结构板常用于高速列车的地板和船舶的甲板。其中四层铝复合板(4343/3003/6111/3003)作为该蜂窝结构的面板常暴露于腐蚀性环境中。经过成分优化的6111铝合金作为四层铝复合板的主要支撑层材料,其组织结构和表面状态对腐蚀性能有很大影响。采用不同粒度的砂纸磨削6111铝合金,研究了不同程度磨削后6111铝合金的微观组织和表面腐蚀行为。结果表明:6111合金中的AlFeSi(Mn,Cu)相的电位高于基体电位,这种相作为阴极与相邻基体形成多级体系,加剧了表面腐蚀。同时,较光滑的表面具有更好的耐腐蚀性。当表面粗糙度从18.03μm降至0.92μm时,表面几何体积由0.629 mm3减少至0.029 mm3,金属间化合物AlFeSi(Mn,Cu)粒子的平均数量由1631 mm-2减少至917 mm-2,其面积分数由3.93%降至0.92%。相应地,平均腐蚀深度由237μm降至95μm。

关键词： 6111铝合金表面粗糙度金属间化合物颗粒耐腐蚀性电化学测试

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

无单元Galerkin法的电流场与渗流场耦合正演

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地球物理学报 2024年第5期67卷 2029-2042页

作者：戴前伟张文健雷轶张彬朱泽龙中南大学有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室长沙410083 中南大学地球科学与信息物理学院长沙410083 中南大学土木工程学院长沙410075

联合求解渗流场与电流场是确定土石坝渗流精确分布及评价渗流严重程度的重要途径.为解决水文-地球物理方法中存在的渗-电拟合度差及分辨率损失严重等问题,针对电性参数对水文状态变量的敏感性,本文开发一种基于无单元Galerkin法(Element... 详细信息

联合求解渗流场与电流场是确定土石坝渗流精确分布及评价渗流严重程度的重要途径.为解决水文-地球物理方法中存在的渗-电拟合度差及分辨率损失严重等问题,针对电性参数对水文状态变量的敏感性,本文开发一种基于无单元Galerkin法(Element-Free Galerkin Method,EFGM)的渗流场与电流场耦合正演算法.一方面,通过引入岩石物理关系经验公式及水文状态变量构建耦合模型;另一方面,通过滑动最小二乘法构造形函数,利用罚函数计算边界条件,以解决耦合模型的构建过程中对网格单元过度依赖问题来提高渗-电拟合精度.数值模拟的渗-电关联响应及耦合正演中,分析了土石坝内电流场及渗流路径,探索了各分量对土石坝不同附属结构体的异常响应特征.关联响应结果显示,饱和区内渗-电关联响应吻合较好.但由于非饱和渗流的特殊性,非饱和区介质岩石的物理特性会随着饱和度、孔隙度等因素的变化而发生改变,从而导致土石坝内非饱和区物性参数的分布与饱和区不同,从而造成非饱和区内渗-电场关联响应存在差异.在非饱和区域,耦合电位及电流密度分布与渗流分布吻合度高.渗-电耦合结果对实施模型约束的水文-地球物理耦合反演具有重要理论和实际意义.

关键词：电流场渗流场土石坝关联响应耦合分析

Cu含量对Al-1Mg-0.6Si-xCu合金板材韧性及弯曲性能的影响

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中国有色金属学报 2024年第5期34卷 1486-1494页

作者：欧阳瑞丁赵磊蒋海春唐建国叶凌英刘胜胆张勇马乐航胡西艳卢冯恺中南大学材料科学与工程学院长沙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 北京卫星制造厂有限公司北京100089 敏实集团研发中心宁波315800

采用室温拉伸、Kahn撕裂以及弯曲实验,结合数字图像分析法和扫描透射电镜等手段,探究了Cu含量对Al-1Mg-0.6Si-xCu合金板材韧性及弯曲性能的影响。结果表明:随着Cu含量的增加,合金的伸长率、均匀伸长率、均匀断裂能和单位面积裂纹形核功... 详细信息

采用室温拉伸、Kahn撕裂以及弯曲实验,结合数字图像分析法和扫描透射电镜等手段,探究了Cu含量对Al-1Mg-0.6Si-xCu合金板材韧性及弯曲性能的影响。结果表明:随着Cu含量的增加,合金的伸长率、均匀伸长率、均匀断裂能和单位面积裂纹形核功逐渐增加,合金的弯曲性能变好,均匀阶段韧性提升,而合金的失稳伸长率、失稳断裂能及单位面积裂纹扩展功下降,合金失稳阶段韧性变差。随着Cu含量的增加,Al-1Mg-0.6Si-xCu合金中强化相β″的密度增加,且在0.5-Cu合金中出现Q′相和L相,晶内析出相密度增加,使得合金在形变过程中消耗的能量增加;晶界析出相间距增加,从而提高合金的韧性及弯曲性能。

关键词： Al-Mg-Si-Cu合金 Cu含量失稳伸长率裂纹形核功裂纹扩展功弯曲性能

超塑性变形对2A97铝锂合金微观组织和力学性能的影响

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中国有色金属学报 2024年第9期34卷 2895-2907页

作者：徐亚琪叶凌英邹国童李俊张翼飞陈世杰中南大学材料科学与工程学院长沙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

本文将2A97铝锂合金板材在430℃、2×10^(-3)s-1条件下进行超塑性拉伸实验,拉伸至不同真应变(ε=0.4、0.7、0.9、1.1)后对其进行室温拉伸测试和断口形貌分析,并结合电子背散射衍射(EBSD)和扫描电子显微镜(SEM)研究不同超塑性变形量对2A9... 详细信息

本文将2A97铝锂合金板材在430℃、2×10^(-3)s-1条件下进行超塑性拉伸实验,拉伸至不同真应变(ε=0.4、0.7、0.9、1.1)后对其进行室温拉伸测试和断口形貌分析,并结合电子背散射衍射(EBSD)和扫描电子显微镜(SEM)研究不同超塑性变形量对2A97铝锂合金微观组织的影响。结果表明:随着超塑性变形量的增加,小角度晶界通过动态再结晶转变为大角度晶界,晶粒形貌从条带状向等轴状演变;在真应变0~0.9阶段,平均位错密度由于动态再结晶作用从0.6×10^(13)m^(-2)下降至0.2×10^(13)m^(-2),但在真应变达到1.1时,由于由于协调晶界滑动平均位错密度反而上升至0.3×10^(13)m^(-2)。合金室温拉伸强度在真应变0~0.4阶段下降,在0.4~1.1阶段上升;而伸长率变化规律相反,由于在真应变0~0.4阶段,动态再结晶软化作用使强度下降;在真应变0.4~1.1阶段,第二相回溶增强固溶强化效果,同时晶界强化和析出强化综合作用使强度增加,而空洞面积分数从0.09%增加至0.47%,第二相粒子粗化,导致伸长率下降。

关键词：铝锂合金超塑性变形微观组织演变位错空洞力学性能

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