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3004铝合金晶格和织构演化的原位X射线衍射研究

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材料科学与工艺 2022年第2期30卷 91-96页

作者：董学光王眉眉韦绍林邹立颖贺铭兰杨阳中铝材料应用研究院有限公司北京100028

为探究3004铝合金板材在拉伸变形过程中晶粒取向变化和晶格应变行为,明确两者在塑性变形过程中的竞争机制和作用,本文首次将原位拉伸方法用于铝合金织构演化和晶格应变行为的研究中,利用试验装置对3004铝合金进行定量应变拉伸,并在不同... 详细信息

为探究3004铝合金板材在拉伸变形过程中晶粒取向变化和晶格应变行为,明确两者在塑性变形过程中的竞争机制和作用,本文首次将原位拉伸方法用于铝合金织构演化和晶格应变行为的研究中,利用试验装置对3004铝合金进行定量应变拉伸,并在不同变形量下对样品进行X射线衍射物相和织构测试分析。实验结果表明:样品在弹性变形区晶格常数随应变的增加线性减小,3004铝合金样品中6种典型织构总量未发生变化;随着拉伸进入塑性阶段,晶格常数减小的速度减弱并脱离线性,6种典型织构总量开始减弱;当应变继续增加,应力应变曲线产生Portevin-Le Chatelier(PLC)效应呈现锯齿状,此时织构总量百分比达到最小值;从PLC效应结束到样品断裂,晶格常数仍保持非线性减小,但织构总量持续增加。在整个拉伸过程中,样品晶格应变、PLC效应、织构存在的竞争机制可由能量最低原理解释。在弹性变形区,晶格应变起主导作用;在初始塑性变形区和PLC效应区,晶格应变和PLC效应共同主导;在近断裂区,晶格应变持续存在,PLC效应减弱,织构变化占据主导优势。

关键词： X射线衍射原位拉伸铝合金织构晶格应变 PLC效应

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汽车轻量化用铝合金材料及应用技术的研究

中国材料进展 2022年第10期41卷 786-795,807页

作者：刘贞山李英东赵经纬傅垒李利余康才毛晓东赵丕植中铝材料应用研究院有限公司北京102209

通过铝合金的应用实现汽车轻量化是节能减排的有效手段之一,国内汽车公司长期依靠进口铝合金汽车板,从成本、效率方面影响了汽车轻量化的进程,铝合金汽车板的国产化及应用技术的研究开发对推动我国汽车、特别是新能源汽车的轻量化至关... 详细信息

通过铝合金的应用实现汽车轻量化是节能减排的有效手段之一,国内汽车公司长期依靠进口铝合金汽车板,从成本、效率方面影响了汽车轻量化的进程,铝合金汽车板的国产化及应用技术的研究开发对推动我国汽车、特别是新能源汽车的轻量化至关重要。总结了5XXX、6XXX和7XXX系铝合金汽车板材及应用技术的研究成果,重点围绕中铝材料应用研究院开展的合金成分-工艺-金属组织-基本性能及应用性能的关联性研究进行系统总结,包括:覆盖件外板用6XXX系铝合金板材的包边性能与晶粒组织、漆刷线与织构、烤漆强化效果与团簇的关联性;覆盖件内板用5XXX系铝合金板材的屈服强度与晶粒尺寸的Hall-Petch关系、吕德斯带与金属组织的关系;结构件用热成形铝合金板材及相关热成形技术;铝合金汽车板成形极限的预测与冲压成形模拟仿真技术;自冲铆连接过程模拟仿真技术;磷化、锆薄膜化、硅烷化表面处理技术。希望为铝合金汽车板的国产化及进一步提升铝合金汽车板的性能提供参考。

关键词：覆盖件外板用6XXX系铝合金覆盖件内板用5XXX系铝合金热成形铝合金汽车板屈服强度烘烤强化冲压成形连接表面处理

阳极氧化膜的结构对5754铝合金胶接性能的影响（英文）

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2019年第9期29卷 1836-1841页

作者：李英东赵丕植冯莹娟曹海龙中铝材料应用研究院有限公司

采用5754汽车用铝合金板材制备三种不同类型的阳极氧化膜(未封孔、热水封孔、封闭剂封孔),研究阳极氧化膜的结构对铝合金板材胶接性能的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)和辉光放电光谱(GDOES)分别研究阳极氧化膜的显微形貌和成分,采用胶... 详细信息

采用5754汽车用铝合金板材制备三种不同类型的阳极氧化膜(未封孔、热水封孔、封闭剂封孔),研究阳极氧化膜的结构对铝合金板材胶接性能的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)和辉光放电光谱(GDOES)分别研究阳极氧化膜的显微形貌和成分,采用胶接实验研究不同阳极氧化处理下铝合金板材的胶接接头强度,并结合盐雾实验(SST)研究阳极氧化膜和胶接接头的耐腐蚀性能。结果表明,未封闭试样可以提供高初始胶接强度,但是在腐蚀环境下胶接强度下降;热水封闭的试样在腐蚀环境下胶接强度未出现明显下降,但是胶接强度整体偏低;采用封闭剂处理的试样,膜层结构为外部呈现多孔,内部纳米孔洞被部分封堵,初始胶接强度和耐久性匀很高。

关键词：阳极氧化封闭剂辉光放电光谱(GDOES) 搭接剪切胶接

Fe含量对AlSiCuMg合金中富Fe相与缩松的影响

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特种铸造及有色合金 2023年第8期43卷 1117-1122页

作者：宋炜钟鼓李虎田贵星卉路通蒋会学中铝材料应用研究院有限公司

根据AlSiCuMg合金的实际应用,设计了不同Fe含量的试样。利用试验分析结合热力学计算,研究了Fe含量变化对富Fe相种类、数量以及最大尺寸的影响。结果表明,Fe含量增会促进合金中β-Fe相的析出与长大,并使π-Fe相的形貌由简单的汉字状转化... 详细信息

根据AlSiCuMg合金的实际应用,设计了不同Fe含量的试样。利用试验分析结合热力学计算,研究了Fe含量变化对富Fe相种类、数量以及最大尺寸的影响。结果表明,Fe含量增会促进合金中β-Fe相的析出与长大,并使π-Fe相的形貌由简单的汉字状转化为较复杂的骨骼状。另外,将Fe含量控制在一定范围内可以抑制β-Fe相析出。通过试验和理论分析研究了β-Fe相对缩松形成与长大的影响机制,结果发现,针片状的β-Fe相在结晶前沿阻断了枝晶间补缩,导致缩松产生。此外,由于富Fe相比α-Al的气-固相界面能更低,促使氢在富Fe相表面优先析出,将进一步扩大缩松体积。从拉伸结果可以看出,Fe对合金的综合性能影响较大,当Fe含量超过0.25%,合金趋向脆性断裂。

关键词： AlSiCuMg合金富Fe相缩松力学性能

汽车用5182-H111铝合金电阻点焊工艺研究

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热加工工艺 2024年

作者：刘庆永毛晓东宋小雨李井泉李英东王国军中铝材料应用研究院有限公司

以汽车车身用1.2 mm厚5182-H111铝合金制备的电阻点焊接头为研究对象，通过金相观察和拉伸试验对焊接接头的微观形貌和力学性能进行表征和分析，分别研究了焊接电流、焊接时间、电极压力三个工艺参数对接头力学性能的影响，同时对最优... 详细信息

以汽车车身用1.2 mm厚5182-H111铝合金制备的电阻点焊接头为研究对象，通过金相观察和拉伸试验对焊接接头的微观形貌和力学性能进行表征和分析，分别研究了焊接电流、焊接时间、电极压力三个工艺参数对接头力学性能的影响，同时对最优化参数下的焊接接头进行电极寿命测试。结果表明：1.2 mm厚度5182-H111电阻点焊最优化参数为：焊接电流21 kA+焊接时间200 ms+电极压力3.5kN，在此工艺参数下，焊点最大载荷为2.4 kN，焊点熔核尺寸为4.9 mm,CuCrZr电极的使用寿命为40点。

关键词： 5182铝合金焊接电流焊接时间电极压力电极寿命

时效时间对AA6014铝合金板材力学性能及晶间腐蚀性能的影响

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材料热处理学报 2023年第5期44卷 59-67页

作者：毛晓东李英东陈振宁刘贞山谷宁杰赵丕植王国军中铝材料应用研究院有限公司北京102209

采用显微硬度仪、拉伸试验和晶间腐蚀浸泡试验等研究了185℃时效时间对6014-T4P铝合金板材硬度、力学性能和晶间腐蚀敏感性的影响,采用透射电镜观察了合金晶内和晶界析出相形貌,以阐明晶间腐蚀机理。结果表明:随着时效时间的增加,合金... 详细信息

采用显微硬度仪、拉伸试验和晶间腐蚀浸泡试验等研究了185℃时效时间对6014-T4P铝合金板材硬度、力学性能和晶间腐蚀敏感性的影响,采用透射电镜观察了合金晶内和晶界析出相形貌,以阐明晶间腐蚀机理。结果表明:随着时效时间的增加,合金的硬度及抗拉强度呈先升高后保持稳定最终有所下降的变化规律,断后伸长率逐渐下降。合金的晶间腐蚀敏感性呈先升高后降低的趋势,在时效时间为500 min时电位最负、晶间腐蚀敏感性最高。随着时效时间的延长,合金的腐蚀类型由最初的点蚀转变为连续晶间腐蚀最终变为局部斑状腐蚀,这与晶界析出相的形貌及无沉淀析出带(PFZ)的宽度紧密相关。

关键词： 6014铝合金板材时效时间力学性能晶间腐蚀

微量Er和Zr对Al-Mg合金再结晶行为和焊接性能的影响

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中国有色金属学报 2021年第2期31卷 289-297页

作者：吴浩郑志凯任思蒙李书磊赵丕植中铝材料应用研究院有限公司北京102209

本文研究了微量Er和Zr元素对Al-Mg合金再结晶行为及组织演变的影响,同时探讨Er和Zr元素对稳定化态合金的FSW和MIG焊接接头组织和力学性能的影响。结果表明:复合添加Er和Zr元素能够有效抑制Al-Mg-Er-Zr合金冷轧板再结晶和晶粒长大行为,与... 详细信息

本文研究了微量Er和Zr元素对Al-Mg合金再结晶行为及组织演变的影响,同时探讨Er和Zr元素对稳定化态合金的FSW和MIG焊接接头组织和力学性能的影响。结果表明:复合添加Er和Zr元素能够有效抑制Al-Mg-Er-Zr合金冷轧板再结晶和晶粒长大行为,与Al-Mg和Al-Mg-Zr合金相比,其再结晶起始温度和结束温度分别提高至225℃和450℃,稳定化态板材强度提高30 MPa以上;同时,Er和Zr元素的复合添加能够有效削弱由于焊接热量输入产生的板材形变组织再结晶软化作用,减小热影响区再结晶组织宽度,改善合金焊接接头组织,提高焊接接头性能。Al-Mg-Er-Zr合金的FSW和MIG焊接系数分别提高到85.7%和80%。

关键词： Al-Mg-Er-Zr合金再结晶行为焊接性能显微组织

时效工艺对6056铝合金线杆力学性能和晶间腐蚀性能的影响

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材料热处理学报 2022年第8期43卷 69-77页

作者：邓桢桢郭世杰刘成中铝材料应用研究院有限公司苏州分公司江苏苏州215026 中铝材料应用研究院有限公司北京102209

采用拉伸试验、晶间腐蚀试验、光学显微镜、扫描电镜和透射电镜等研究了不同时效工艺对连铸连轧法生产的高强度紧固件用6056铝合金线杆力学性能和晶间腐蚀性能的影响。结果表明:6056铝合金线杆经180℃×2 h+160℃×120 h双级时效后屈服... 详细信息

采用拉伸试验、晶间腐蚀试验、光学显微镜、扫描电镜和透射电镜等研究了不同时效工艺对连铸连轧法生产的高强度紧固件用6056铝合金线杆力学性能和晶间腐蚀性能的影响。结果表明:6056铝合金线杆经180℃×2 h+160℃×120 h双级时效后屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为354 MPa、406 MPa和16%,比经180℃×6 h单级时效后的屈服强度和抗拉强度提高10~30 MPa,且耐晶间腐蚀性能有所改善。6056铝合金析出强化相主要是β″相和含Cu(U和Q′)相。晶界处连续分布的含Cu(Q)相增大了晶间腐蚀敏感性,而断续分布的含Cu(Q)相降低了晶间腐蚀敏感性。

关键词： 6056铝合金力学性能晶间腐蚀紧固件线杆

5182-O铝合金板材自冲铆接工艺参数对接头组织和性能的影响

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中国有色金属学报 2021年第5期31卷 1239-1252页

作者：毛晓东刘庆永李利谷宁杰傅垒赵丕植 YANG Hao 中铝材料应用研究院有限公司北京102209

在D、F两种底模作用下,采用4种长度的铆钉(5.0 mm、5.5 mm、6.0 mm和6.5 mm)对5182-O铝合金板材1.5 mm+1.5 mm组合接头进行自冲铆接试验,对接头剖切面进行关键特征值测量,利用EBSD、硬度测试及拉伸试验对接头的组织和强度、吸能进行了研... 详细信息

在D、F两种底模作用下,采用4种长度的铆钉(5.0 mm、5.5 mm、6.0 mm和6.5 mm)对5182-O铝合金板材1.5 mm+1.5 mm组合接头进行自冲铆接试验,对接头剖切面进行关键特征值测量,利用EBSD、硬度测试及拉伸试验对接头的组织和强度、吸能进行了研究;并基于5182-O板材在不同应变速率下的本构模型及Johnson-Cook损伤模型,建立自冲铆接成形过程模型,并与试验结果进行对比验证。结果表明:随着铆钉长度的增加,接头的强度、吸能呈先提高后降低的变化趋势,铆钉长度为6.0 mm时,接头性能最佳;在相同铆钉长度下,D组接头力学性能明显高于F组,原因是D组接头板材变形程度明显大于F组,加工硬化程度更高。利用DEFORM-2D软件对自冲铆接成形过程进行模拟,仿真结果与真实试验误差在15%以内,验证了模型的准确性。

关键词： 5182-O铝合金自冲铆接力学性能电子背散射衍射变形组织