白清领
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李宏祥
,
向曙光
,
王正安
,
游江海
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张济山
,
庄林忠
稀有金属材料与工程
采用某铝业公司提供的铸造工艺参数,基于温度场、应力场和流场三场的耦合系统研究了铸造工艺参数设置对熔铸过程的影响.结果显示,铸造速度对应力场影响非常大,而铸造温度、水流量对应力场的影响则不太明显.针对800 mm铸锭热裂问题,通过数值模拟对原工艺参数进行了优化.
关键词:
7050铝合金
,
热裂
,
应力场
,
参数优化
霍望图
,
郭明星
,
侯陇刚
,
崔华
,
孙涛涛
,
庄林忠
,
张济山
材料科学与工程学报
全面综述了铝合金先进形变热处理(Thermo-mechanical Treatment,TMT)工艺的分类、原理以及发展历程,介绍了不同形变热处理的特点和国内外在形变热处理领域的研究动态,分析了形变热处理工艺参数对铝合金组织性能的影响规律,总结了形变热处理的缺点、不足以及矛盾之处并提出了可行的解决方案,最后进一步展望了改进形变热处理工艺的方法和途径.
关键词:
铝合金
,
形变热处理
,
组织
,
性能
曹零勇
,
郭明星
,
崔华
,
蔡元华
,
汪小峰
,
庄林忠
,
张济山
材料热处理学报
对6111铝合金板材T4P态(预时效后室温放置)和烤漆态(185℃×20 min)沿不同方向的力学性能和织构差异进行研究,结果表明:合金两个状态沿不同方向的力学性能存在明显差异,屈服强度沿轧向最高,分别为171MPa和261MPa,烘烤增量达90 MPa,而伸长率却在与轧向呈45°方向最高；T4P态r和n值均沿轧向最高,而与轧向呈45°方向最低；合金T4P态已完全再结晶,表层晶粒尺寸小于中间层,纵截面再结晶晶粒长宽比高于横截面的；合金板材滑厚度方向存在明显的织构梯度,表层以{001} 〈100〉 Cube织构和β取向线上的{114} 〈131〉织构为主,而中间层除{001} 〈100〉 Cube织构外,还存在旋转立方织构{001} 〈310〉；据此建立了6111铝合金板材不同状态力学性能和织构之间的定量关系.
关键词:
汽车材料
,
6xxx系铝合金
,
各向异性
,
织构
,
成形性能
李勇
,
郭明星
,
姜宁
,
张许凯
,
张艳
,
庄林忠
,
张济山
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2015.00334
通过DSC, OM, SEM, TEM观察及拉伸测试等手段对新开发的汽车用新型Al-0.93Mg-0.78Si-0.20Cu-0.30Mn-0.40Fe-3.00Zn (质量分数, %)合金的时效析出行为进行了系统研究. 结果表明, 固溶淬火态合金的DSC曲线出现5个放热峰, 分别对应GP区聚集长大及沉淀相析出, 运用Avrami-Johnson-Mehl方法对合金时效析出动力学进行了计算分析, 创建的沉淀相析出动力学方程Y=1-exp[-2.03×1019exp(-23573/T)t2]可以比较准确地预测合金时效析出规律. 185 ℃人工时效90 min即可达到峰值硬度133 HV, 对应的拉伸性能可达σ0.2=346 MPa, σb=383 MPa, δ=13%, 拉伸断口仍以塑性断裂为主. 虽然该合金含有一定量的Zn, 但在185 ℃时效时仍以Mg-Si相的析出为主, 峰时效态分布有结构稳定的β′′相及其前驱体pre-β′′相, 后者的出现主要是由于Zn参与了沉淀相的析出所致. 此外, 根据合金时效过程的组织演化规律, 提出了该新型合金沉淀相形核和析出模型示意图.
关键词:
Al-Mg-Si-Cu-Zn合金
,
GP区
,
β"相
,
pre-β"相
,
析出动力学
张艳
,
郭明星
,
邢辉
,
王斐
,
汪小锋
,
张济山
,
庄林忠
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2015.00063
通过拉伸实验,并利用OM,SEM,TEM观察以及EBSD测试手段,研究了不同热加工工艺对Al-Mg-Si-Cu系合金板材力学性能和组织,包括织构的影响规律.结果表明,热加工工艺的变化对T4P预时效态合金的强度和应变硬化指数n基本无影响,但是对平均塑性应变比r-,平面各向异性度△r以及不同方向延伸率影响显著;热轧之后首先进行一定量的冷轧变形然后再进行退火处理获得的合金板材(工艺Ⅱ)较热轧后直接进行退火处理(工艺Ⅰ)获得的合金板材在固溶之后的成形性能要好,r可达0.6187,同时各向异性明显减小;虽然工艺Ⅰ处理的合金板材固溶过程中PSN效应显著,但是工艺Ⅱ固溶处理前的冷轧变形量和不同尺寸粒子分布情况设计合理,再结晶晶粒基本呈等轴状,且仅含有强度较低的CubeND,Cube和H织构.并根据热加工工艺对合金板材显微组织的影响规律,提出该系合金随热加工工艺进行的组织演化模型示意图.
关键词:
Al-Mg-Si-Cu合金
,
热加工工艺
,
成形性能
,
再结晶织构
,
模型
李勇
,
郭明星
,
姜宁
,
张许凯
,
张艳
,
庄林忠
,
张济山
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2015.00334
通过DSC,OM,SEM,TEM观察及拉伸测试等手段对新开发的汽车用新型Al-0.93Mg-0.78Si-0.20Cu-0.30Mn-0.40Fe-3.00Zn(质量分数,％)合金的时效析出行为进行了系统研究.结果表明,固溶淬火态合金的DSC曲线出现5个放热峰,分别对应GP区聚集长大及沉淀相析出,运用Avrami-Johnson-Mehl方法对合金时效析出动力学进行了计算分析,创建的沉淀相析出动力学方程Y=1-exp[-2.03×1019exp(-23573/T)t2]可以比较准确地预测合金时效析出规律.185℃人工时效90 min即可达到峰值硬度133 HV,对应的拉伸性能可达σ02=346 MPa,σb=383 MPa,δ=13％,拉伸断口仍以塑性断裂为主.虽然该合金含有一定量的Zn,但在185℃时效时仍以Mg-Si相的析出为主,峰时效态分布有结构稳定的β"相及其前驱体pre-β"相,后者的出现主要是由于Zn参与了沉淀相的析出所致.此外,根据合金时效过程的组织演化规律,提出了该新型合金沉淀相形核和析出模型示意图.
关键词:
Al-Mg-Si-Cu-Zn合金
,
GP区
,
β"相
,
pre-β"相
,
析出动力学
舒文祥
,
郭明星
,
侯陇刚
,
崔华
,
庄林忠
,
张济山
材料导报
从合金成分、热处理制度以及显微组织特征等方面对如何提高7xxx系铝合金抗应力腐蚀性能进行了系统的分析,重点阐述了影响合金抗应力腐蚀性能的本质因素——GBP、MPT、PFZ、晶界原子偏聚等.同时提出了合理可行的提高7xxx系铝合金抗应力腐蚀性能的解决途径,为新一代超高强铝合金的成分设计和工艺优化提供了重要的参考.
关键词:
超高强铝合金
,
热处理
,
抗应力腐蚀
汪小锋
,
郭明星
,
曹零勇
,
彭祥阳
,
张济山
,
庄林忠
材料热处理学报
通过拉伸实验、光镜观察、电镜观察以及EBSD测试等手段研究了中间退火加热速率对Al-Mg-Si合金板材组织、织构及力学性能的影响.结果表明,采用两种不同加热速率(快速和慢速)的中间退火方式会产生不同晶粒形态的中间退火显微组织.采用慢速加热中间退火热处理的T4P态(预时效加自然时效)合金板材的强度及应变强化指数n值与采用快速加热中间退火热处理的T4P态合金板材的基本相同,但△r值要明显低于后者,且二者的力学性能均呈各向异性.二者的再结晶晶粒组织均为等轴晶,前者的平均晶粒尺寸略大于后者的.二者的织构组分均为H{001} <110>,但后者的织构密度要稍强于前者,正是织构密度上的差异导致了二者△r值的差异.
关键词:
中间退火加热速率
,
Al-Mg-Si合金
,
力学性能
,
各向异性
,
再结晶织构
汪小锋
,
郭明星
,
曹零勇
,
张济山
,
庄林忠
材料热处理学报
对T4P态的商用6016铝合金板材沿不同方向的力学性能、显微组织和织构差异进行了研究.结果表明:合金沿不同方向的力学性能均存在明显差异,厚向异性系数r值和加工硬化系数n值均沿轧向最高,而沿45°方向最低;合金已发生完全再结晶,但是各部位再结晶晶粒仍然存在较大差异,表层晶粒数量较多且尺寸细小,而纵截面再结晶晶粒长宽比横截面的要大;合金板材沿厚度方向存在明显的织构梯度,表层主要以Cube织构｛001｝ ＜100＞和不常见的｛114｝ ＜131＞织构为主,而中间层除了Cube织构｛001｝ ＜100＞之外,还存在P｛011｝ ＜112＞、R｛124｝ ＜211＞以及｛112｝ ＜253＞;分析了织构组分与r值的关系,并建立了成形性能、组织和织构之间的定量关系.
关键词:
汽车材料
,
6xxx系铝合金
,
各向异性
,
再结晶
,
织构
马鹏程
,
张迪
,
庄林忠
,
张济山
材料科学与工程学报
在实验室范围内制备了一种适用于汽车内板的Al-Mg合金材料.对厚度为6mm的热轧板采用不同的冷轧及退火工艺得到了1mm厚的板材.通过阳极覆膜和拉伸试验等方法系统研究了材料的显微组织和力学性能,并计算得到了材料的成形性能参数,包括平均应变硬化指数,平均塑性应变比和极限拉深比.结果表明:总压下率一定时,采用一次冷轧压下量为33.3％、二次冷轧压下量为75％的冷轧工艺可以得到较高的强度和较优的成形性能.在350～450℃的温度范围内,合金在450℃最终退火后表现出较好的成形性能.所得结果对此材料的实际应用有较大指导作用.
关键词:
冷轧工艺
,
退火温度
,
显微组织
,
成形性能
