Al-Cu-Mn-Mg合金因其优异的综合性能,被广泛应用于航空航天和轨道交通等领域。然而,该合金在铸造过程中容易出现热裂缺陷,严重影响铸件的质量和可靠性。因此,提高合金的晶粒细化效果,对于改善合金的铸造性能具有重要意义。Al-Ti-B细化...Al-Cu-Mn-Mg合金因其优异的综合性能,被广泛应用于航空航天和轨道交通等领域。然而,该合金在铸造过程中容易出现热裂缺陷,严重影响铸件的质量和可靠性。因此,提高合金的晶粒细化效果,对于改善合金的铸造性能具有重要意义。Al-Ti-B细化剂是铝合金铸造中最常用的晶粒细化剂,但不同Ti/B质量比的Al-Ti-B细化剂对晶粒细化效果及热裂机制尚未系统研究。采用X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和CRC(constrained rod cast)金属型约束热裂棒模具等,分析了不同Ti/B质量比的Al-Ti-B细化剂对铸造Al-Cu-Mn-Mg合金微观组织和热裂倾向性的影响。实验结果表明,4种Ti/B比的Al-Ti-B细化剂中Al_3Ti和TiB_2相的含量存在显著差异。在B含量均为0.3%(质量分数)的条件下,添加Al-3Ti-1B、Al-4Ti-1B、Al-5Ti-1B和Al-5Ti-2B的Al-5Cu-0.7Mn-0.55Mg合金的平均晶粒尺寸分别为162.07、113.73、107.81和88.00μm,对应的热裂纹倾向性指数依次为112、136、96和24。微观机制分析表明,Ti B_(2)相的含量对晶粒细化效果和热裂倾向性具有显著影响。特别是Al-5Ti-2B细化剂,在晶粒细化的同时,显著降低了合金的热裂倾向性,展现出优异的性能。展开更多
激光定向能量沉积(laser-directed energy deposition,LDED)成形Ti-Al合金的微观组织通常表现为贯穿多个熔池的粗大柱状晶,使得该合金较难获得均匀的力学性能。本文选用Nb作为Ti-Al二元合金的添加元素,通过LDED技术成形一系列Ti-6Al-x N...激光定向能量沉积(laser-directed energy deposition,LDED)成形Ti-Al合金的微观组织通常表现为贯穿多个熔池的粗大柱状晶,使得该合金较难获得均匀的力学性能。本文选用Nb作为Ti-Al二元合金的添加元素,通过LDED技术成形一系列Ti-6Al-x Nb(x=5、6.5、7.5,质量分数)三元合金,采用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜和电子背散射衍射仪对合金的微观形貌、室温拉伸性能以及变形机制进行研究,探究Nb含量对LDED成形Ti合金微观组织及拉伸性能的影响。结果表明:不同Nb含量合金的微观组织形貌较为接近,均主要由细长的针状或片层状α/α′相组成,且存在少量的残余β相。当Nb质量分数为6.5%时,合金具有最高的极限抗拉强度((902±35)MPa)和屈服强度((849±20)MPa),这主要归因于晶粒尺寸的减小。此外,随Nb含量增加,合金的伸长率逐渐降低。当Nb质量分数为7.5%时,合金的伸长率最低,为(10.2±1.4)%。展开更多
Friction stir lap welding of AA2195 Al-Li alloy and Ti alloy was conducted to investigate the formation,microstructure,and mechanical properties of the joints.Results show that under different welding parameters,with ...Friction stir lap welding of AA2195 Al-Li alloy and Ti alloy was conducted to investigate the formation,microstructure,and mechanical properties of the joints.Results show that under different welding parameters,with the decrease in welding heat input,the weld surface is smoother.The Ti/Al joint interface is flat without obvious Ti and Al mixed structure,and the hook structure is not formed under optimal parameters.Due to the enhanced breaking effect of the stirring head,the hook structural defects and intermetallic compounds are more likely to form at the Ti/Al interface at high rotational speed of 1000 r/min,thereby deteriorating the mechanical properties of joints.Decreasing the heat input is beneficial to hardness enhancement of the aluminum alloy in the weld nugget zone.Under the optimal parameters of rotation speed of 800 r/min and welding speed of 120 mm/min,the maximum tensile shear strength of joint is 289 N/mm.展开更多
文摘Al-Cu-Mn-Mg合金因其优异的综合性能,被广泛应用于航空航天和轨道交通等领域。然而,该合金在铸造过程中容易出现热裂缺陷,严重影响铸件的质量和可靠性。因此,提高合金的晶粒细化效果,对于改善合金的铸造性能具有重要意义。Al-Ti-B细化剂是铝合金铸造中最常用的晶粒细化剂,但不同Ti/B质量比的Al-Ti-B细化剂对晶粒细化效果及热裂机制尚未系统研究。采用X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和CRC(constrained rod cast)金属型约束热裂棒模具等,分析了不同Ti/B质量比的Al-Ti-B细化剂对铸造Al-Cu-Mn-Mg合金微观组织和热裂倾向性的影响。实验结果表明,4种Ti/B比的Al-Ti-B细化剂中Al_3Ti和TiB_2相的含量存在显著差异。在B含量均为0.3%(质量分数)的条件下,添加Al-3Ti-1B、Al-4Ti-1B、Al-5Ti-1B和Al-5Ti-2B的Al-5Cu-0.7Mn-0.55Mg合金的平均晶粒尺寸分别为162.07、113.73、107.81和88.00μm,对应的热裂纹倾向性指数依次为112、136、96和24。微观机制分析表明,Ti B_(2)相的含量对晶粒细化效果和热裂倾向性具有显著影响。特别是Al-5Ti-2B细化剂,在晶粒细化的同时,显著降低了合金的热裂倾向性,展现出优异的性能。
文摘激光定向能量沉积(laser-directed energy deposition,LDED)成形Ti-Al合金的微观组织通常表现为贯穿多个熔池的粗大柱状晶,使得该合金较难获得均匀的力学性能。本文选用Nb作为Ti-Al二元合金的添加元素,通过LDED技术成形一系列Ti-6Al-x Nb(x=5、6.5、7.5,质量分数)三元合金,采用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜和电子背散射衍射仪对合金的微观形貌、室温拉伸性能以及变形机制进行研究,探究Nb含量对LDED成形Ti合金微观组织及拉伸性能的影响。结果表明:不同Nb含量合金的微观组织形貌较为接近,均主要由细长的针状或片层状α/α′相组成,且存在少量的残余β相。当Nb质量分数为6.5%时,合金具有最高的极限抗拉强度((902±35)MPa)和屈服强度((849±20)MPa),这主要归因于晶粒尺寸的减小。此外,随Nb含量增加,合金的伸长率逐渐降低。当Nb质量分数为7.5%时,合金的伸长率最低,为(10.2±1.4)%。
基金National Natural Science Foundation of China(52275349)Key Research and Development Program of Shandong Province(2021ZLGX01)。
文摘Friction stir lap welding of AA2195 Al-Li alloy and Ti alloy was conducted to investigate the formation,microstructure,and mechanical properties of the joints.Results show that under different welding parameters,with the decrease in welding heat input,the weld surface is smoother.The Ti/Al joint interface is flat without obvious Ti and Al mixed structure,and the hook structure is not formed under optimal parameters.Due to the enhanced breaking effect of the stirring head,the hook structural defects and intermetallic compounds are more likely to form at the Ti/Al interface at high rotational speed of 1000 r/min,thereby deteriorating the mechanical properties of joints.Decreasing the heat input is beneficial to hardness enhancement of the aluminum alloy in the weld nugget zone.Under the optimal parameters of rotation speed of 800 r/min and welding speed of 120 mm/min,the maximum tensile shear strength of joint is 289 N/mm.
