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激光冲击诱导的航空铝合金表层高熵结构及其抗蚀性

金属学报 doi:10.11900/0412.1961.2014.00279

用7075-T76航空铝合金进行激光冲击表层改性实验,借助SEM和TEM分析冲击层的微观结构、表层获得的非晶/纳米晶复合材料高熵合金层的演变过程和成因及力学性能与抗腐蚀性能.结果表明,激光冲击的超高能量、超快过程导致的绝热剪切热效应诱导材料表层合金体系发生熵增效应及重新配分.合金体系混合熵的增大促进组元间的混乱度增高,弱化了杂质原子的不良作用.激光冲击提供的外场能量促进熵的增量转化为合金中形成非晶态组织所需Gibbs自由能△Gconf的降低.多组元铝合金在多次激光冲击强大的外场能量作用过程中,各组元间按照Boltzmann定律自发重组,动态析出的纳米晶组织则发挥过程中体系不平衡度的协调作用,使所获高熵非晶组织更符合Boltzmann关系的热力学要求.通过热力学自调整和微结构重组,激光冲击层最终由非晶/纳米晶颗粒复合组成.同时,激光冲击的超高应变率诱导的强烈微观应力使时效析出相发生整体塑性形变,产生平行分布的形变孪晶,协同吸收激光冲击能量.由于晶界强化消失和位错密度降低,激光冲击主要体现为结构重组效应.激光冲击表层的硬度在单次激光冲击后有所提高,随冲击次数增加,硬度逐步与基体硬度持平.激光冲击造成的强烈形变可使铝合金表层内纳米晶尺寸减小至2～3 nm.非晶态消除了在第二相周围的原电池腐蚀,从而使航空铝合金7075-T76表面激光冲击所获非晶/纳米晶复合材料表层的抗腐蚀性能明显改善.

关键词: 激光冲击 , 航空铝合金 , 表面改性 , 高熵合金 , 非晶 , 纳米晶 , 抗蚀性

整体硬质合金铣刀加工航空用2A90铝合金工艺研究

吴勇 , 何云

硬质合金 doi:10.3969/j.issn.1003-7292.2009.03.009

设计一组切削实验,分析使用硬质合金刀具切削航空铝合金时,工艺参数的改变对工件表面质量和加工效率的影响.实验结果表明:对于铝合金切削,刀具几何角度宜采用较大的前角和螺旋角组合以获得较高的加工表面质量;提高切削速度可以提高加工表面质量和加工效率,增大进给量则会降低工件表面质量;环切式刀轨加工效率高,加工表面质量差,一般用于粗铣或半精铣,往复式刀轨加工效率低,加工表面质量好,一般用于精铣.

关键词: 航空铝合金 , 硬质合金 , 高速切削 , 工艺参数

激光冲击处理对LY2航空铝合金低循环疲劳寿命影响研究

马壮 , 李应红 , 汪诚 , 张永康

材料热处理学报 doi:10.3969/j.issn.1009-6264.2007.z1.012

本文针对LY2航窄铝合金材料,利用爆轰波理论、材料的屈服强度理论计算了激光冲击的参数范围.在此基础上设计进行了试件激光冲击处理前后的低循环疲劳寿命实验,得出激光冲击强化可以显著提高LY2航空铝合金试件的低循环疲劳寿命的结果.最后从残余应力和微观组织结构变化两方面分析了LY2航空铝合金这种低循环疲劳性能改善的根本原因.

关键词: 激光冲击处理 , 航空铝合金 , 低循环 , 疲劳寿命

基于腐蚀等级的航空铝合金腐蚀当量关系

刘治国 , 李旭东 , 穆志韬

腐蚀与防护

以LY12CZ铝合金材料试件为研究对象,以腐蚀等级为度量参数,通过试验室内开展的定级加速腐蚀试验和机场环境下该材料结构腐蚀损伤检查与腐蚀等级评估,得到了LY12CZ铝合金两种环境中腐蚀的当量折算关系系数k=0.95,进而通过该系数得到了机场环境中LY12CZ铝合金腐蚀等级随腐蚀年限的变化规律,通过与飞机LY12CZ铝合金结构机场环境中实际腐蚀损伤检查对比及文献分析,验证了所得当量关系是合理有效的.

关键词: 航空铝合金 , 腐蚀等级 , 加速腐蚀 , 自然腐蚀 , 当量关系

航空铝合金激光激波强化工艺

马壮 , 李应红 , 任旭东 , 周磊

机械工程材料 doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2007.08.010

用激光激波强化工艺对LY2航空铝合金进行了表面强化试验研究,测试了强化前后材料的性能.结果表明:经激光激波强化后材料表面残余压应力提高了约100 MPa,强化深度达1.5mm,是普通喷丸强化的2～5倍.

关键词: 航空铝合金 , 激光激波 , 强化 , 残余应力

位错及其运动在航空铝合金激光冲击表面改性中的作用

罗新民 , 王翔 , 陈康敏 , 张永康 , 任旭东 , 罗开玉

材料热处理学报

利用输出波长为1064 nm的钕玻璃YAG激光器,对2000系铝铜镁航空铝合金进行了激光冲击表面改性试验.用TEM和IFFT方法分析了位错及其运动在铝合金激光冲击表面改性中的作用.结果表明,激光冲击表面改性效果明显,可使表层硬度提高50％以上;残余压应力达到120MPa以上.激光冲击在基体中诱发大量位错,位错组态主要包括刃型位错、异号位错组和由位错偶构成的螺型位错等.合金中的析出相与基体中的应变位错保持半共格关系,增强了析出相颗粒的强化作用;激光冲击的超高应变率导致基体产生有序连续排列的同号位错形成位错墙,将基体分割为纳米级亚晶粒.激光冲击诱发的复杂位错组态是表层硬度和残余应力提高的内在原因.

关键词: 航空铝合金 , 激光冲击 , 表面改性 , 微结构 , 位错

预腐蚀7A09铝合金腐蚀坑处萌生疲劳裂纹扩展深度的估算

李旭东 , 刘元海 , 刘治国 , 朱泽龙

机械工程材料 doi:10.11973/jxgccl201701005

含初始缺陷铝合金结构的寿命评估方法大多需要用到裂纹扩展深度这一难以直接测得的参数，为了找到其与表面裂纹长度之间的关系，对预腐蚀7 A09铝合金进行疲劳试验，并利用扫描电镜结合能谱仪进行疲劳断口分析，发现了腐蚀坑处萌生裂纹沿着深度方向的扩展规律。结果表明：7 A09铝合金的疲劳断口多呈脆性断裂特征，富集的增强相反而会成为脆性相，降低材料的塑性变形能力；对于单一裂纹源主导的疲劳断裂，其内部扩展深度与表面裂纹长度之间存在线性关系，通过检测构件中裂纹的表面长度可以获得其扩展深度，对于结构剩余寿命的估算具有参考价值；对于多源疲劳，裂纹扩展长度与深度间无确定的关系。。

关键词: 航空铝合金 , 疲劳裂纹长度 , 断口分析 , 预腐蚀