宋东福
,
戚文军
,
梁涛
,
王海艳
,
周楠
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2012.04.005
对4组6061 -T6铝合金搅拌摩擦焊接头进行焊后人工时效处理,采用OM,SEM等分析了时效处理工艺对接头的组织和力学性能的影响规律和机制.研究表明:焊缝截面形貌呈现典型的3个区,时效处理后,焊缝区晶粒形貌无显著变化,晶界较自然时效清晰,晶内析出相也明显增多；接头强度和显微硬度随人工时效处理时间的延长而提高,提高幅度随保温时间逐渐减小；时效处理为8h时接头力学性能优良,接头抗拉强度均达到265 MPa以上,约为母材的93.0％；焊核区硬度达到90 HV,约为母材的90％.时效处理中,焊接过程中固溶在基体中的第二相粒子析出,形成弥散强化效应,大幅提高接头的强度和硬度.随着时效时间的延长,析出粒子逐渐较少,强化效应逐渐减弱；接头最薄弱的区均位于后退侧的热机械影响区,其最低硬度值约为母材的75％.拉伸断口均与拉伸方向成约45°角,断口平整,呈典型的切断断口形貌,与自然时效接头的断口形貌相比,时效处理后接头的断口韧窝大而浅,塑性稍有降低.
关键词:
6061-T6
,
搅拌摩擦焊
,
人工时效
,
热机械影响区
农登
,
宋东福
,
戚文军
,
梁涛
,
王海艳
稀有金属材料与工程
采用正交试验法设计了以磷酸盐-高锰酸盐为基础的无铬转化工艺优化试验,讨论了工艺对转化膜厚度、耐蚀性能及形貌的影响.结果表明:当ZnSO4和NaF的浓度分别为5和1 g/L,pH值为4时,转化膜耐蚀性能可提高8倍以上.转化液pH值对膜层厚度、形貌及耐蚀性能均影响显著,当pH过小时,膜层疏松易脱落,仅剩下内层转化膜,膜层较薄,耐蚀性能较差；当pH为4时,膜层厚度达到极大值,内、表膜层结合紧密,大幅改善转化膜的耐蚀性能；当pH值继续增大时,膜层致密,但内、外膜层结合力较差,耐蚀性能有小幅提高.
关键词:
镁合金
,
磷酸盐-高锰酸盐
,
转化膜
,
耐蚀性能
宋东福
,
李亚宁
,
戚文军
,
王海艳
,
周楠
材料导报
采用慢应变速率拉伸法分析了6mm厚5052铝合金及其搅拌摩擦焊接头在大气及海水环境下的应力腐蚀敏感系数,通过OM、SEM、显微硬度仪等分析了接头组织形貌、断口形貌及接头硬度.结果表明:焊核区晶粒由细小的等轴晶粒组成,平均晶粒尺寸约为5μm,为母材的1/10;合金及其接头在应变速率为3.36×10-6 s-1时的应力腐蚀敏感系数分别为1％、2％,应力腐蚀系数小；硬度最小值及接头断口均位于接头返回侧热影响区,为接头的薄弱区；接头断口均由细小、均匀的韧窝组成,呈典型的切断形貌,接头在海水中的断口韧窝较大气中平而浅,这与接头的应力腐蚀倾向有关.
关键词:
5052铝合金
,
搅拌摩擦焊
,
慢应变速率拉伸
,
应力腐蚀
宋东福
,
王海艳
,
戚文军
,
蔡畅
,
农登
,
周楠
机械工程材料
对6 mm厚5052铝合金中厚板进行搅拌摩擦焊,分析了搅拌头转速和焊接速度对接头宏观形貌、拉伸性能和硬度的影响,并观察了拉伸断口形貌.结果表明:当搅拌头转速为800～1 600 r·min-1及焊接速度为80～560mm·min-1时均可以获得无缺陷和力学性能良好的接头;搅拌头转速过低时,易出现“隧道”型缺陷;随搅拌头转速增大或焊接速度降低,焊核区面积逐渐减小,“洋葱环”间距逐渐增大;焊核区由细小的等轴晶粒组成,平均晶粒尺寸约为5μm,约为母材的1/10;焊接工艺参数对接头力学性能的影响不显著,在工艺范围内其接头强度均可达到母材的90％以上,显微硬度则达88％以上;断口源于接头背面的原始焊接界面,沿原始界面断裂,终于接头返回侧,呈典型的切断断口形貌.
关键词:
5052铝合金
,
搅拌摩擦焊
,
工艺参数
,
力学性能
王海艳
,
戚文军
,
农登
,
郑飞燕
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2010.05.002
采用搅拌摩擦焊方法(FSW)对6 mm厚的6061-T4铝合金板材进行对接,焊后利用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)分析、对比了焊接接头和母材的显微组织和断口形貌特征,并测试了其室温拉伸性能和显微硬度.实验结果表明:选择了适合于6061-T4铝合金板材搅拌摩擦焊的工艺参数:焊接时搅拌头旋转速度为1200 r·min-1,工件的进给速度为300 mm·min-1,在此参数下获得了与母材等强度、韧性接近于母材的焊接接头,为此种合金应用于汽车关键零部件提供了可靠的工艺方法.FSW板材接头焊核区的组织和性能明显优于其他区,热影响区是接头最薄弱的部分,焊核区的硬度最高,而热影响区的硬度最低,焊缝金属发生同复再结晶使晶粒细化.断口分析表明,断裂发生在热影响区,由于搅拌头的旋转运动和热量的累积,该区存在晶粒长大、组织粗化现象.对工艺参数的优化实验表明,搅拌头旋转速度与焊接速度对接头性能的影响存在一定的适配关系,通过工艺参数的调整可以有效地控制热影响区的焊缝组织和改善焊接接头的性能.细晶强化是搅拌摩擦焊接头强度与韧性提高的主要原因.
关键词:
6061铝合金
,
搅拌摩擦焊
,
组织
,
性能
王顺成
,
徐静
,
王海艳
,
郑开宏
,
戚文军
材料导报
分别采用Al-5Ti-1B、Al-10Ti、Al-4B合金和TiB2粉末对纯铝进行细化实验,比较了TiAl3、TiB2和AlB2对纯铝的晶粒细化作用,利用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜和透射电子显微镜研究了Al-5Ti-1B合金的晶粒细化机理.结果表明,TiAl3是铝晶粒的有效异质形核相,但Al-5Ti-1B合金中的TiAl3因在铝熔体中会熔化而不是铝晶粒的直接形核相.单独的AlB2和TiB2都不是铝晶粒的有效异质形核相,但TiB2通过表面包覆TiAl3后可成为铝晶粒的有效异质形核相.Al-5Ti-1B合金的晶粒细化机理为TiAl3熔解于铝熔体中释放Ti原子,部分Ti原子通过浓度起伏形成TiAl3,TiAl3再与铝熔体发生包晶转变形成α-Al晶粒直接起到晶粒细化作用;部分Ti原子在TiB2表面偏聚形成TiAl3,TiAl3再与铝熔体发生包晶转变形成α-Al晶粒起到晶粒细化作用.
关键词:
晶粒细化剂
,
Al-5Ti-1B合金
,
异质形核
,
细化机理
王海艳
,
戚文军
,
农登
,
宋东福
,
周楠
兵器材料科学与工程
doi:10.3969/j.issn.1004-244X.2011.03.013
采用搅拌摩擦焊(FSW)方法对6mm厚的6061-O铝合金板材进行对接,利用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)分析母材和焊接接头的显微组织和断口形貌,并测试其拉伸性能和显微硬度.结果表明:焊接速度v为300 mm/min时,当搅拌头旋转速度n低于800 r/min.6061-O铝合金FSW接头出现明显的未焊合缺陷;当转速提高到1200 r/min,接头缺陷消失,接头拉伸性能与母材接近.在所选工艺参数下获得的FSW接头硬度均比母材高,最高点均出现在焊核区;断口分析表明,断裂均为韧性断裂,且位置均出现在远离接头的前进侧热影响区.
关键词:
6061铝合金
,
搅拌摩擦焊
,
组织
,
性能
姚丹姝
,
刘凡
,
李国华
,
王海艳
,
张宝砚
高分子材料科学与工程
合成了一种以酒石酸为中心的新型工字型液晶单体2,3-二乙酰氧基-1,4-丁二酸对烯丙氧基苯甲酸对苯二酚酯(M1),将其与手性液晶单体4-烯丙氧基苯甲酸胆甾醇酯(M2)共聚,得到侧链液晶聚合物P1～P8.通过红外光谱(FT-IR)、核磁共振(1H-NMR)、偏光显微镜(POM)、差示扫描量热分析(DSC)和X射线衍射(XRD)等手段对所获单体及聚合物的结构和液晶相行为进行了表征.结果表明,液晶单体M1具有近晶相扇形、纹影织构,手性单体M2具有胆甾相油丝织构.聚合物P1～P8出现胆甾相的Grandjean织构,随着单体M1含量的增加,聚合物P1～P8的Tg呈上升趋势,液晶区间变窄.
关键词:
酒石酸
,
工字型液晶
,
近晶相
,
胆甾相
王海艳
,
张平则
,
吴红艳
机械工程材料
采用双层辉光等离子渗金属技术在纯钛表面渗入铌元素形成了钛-铌合金层,采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪分析了合金层的截面形貌和物相组成;通过动态凝血时间和阳极极化曲线的测试,比较了纯钛渗铌前后的血液相容性和耐腐蚀性.结果表明:纯钛表面经过渗铌处理后,形成了梯度分布、致密且与基体牢固结合的钛-铌合金层;由于该合金层与纯钛相比,其抗凝血时间延长、自腐蚀电位升高、自腐蚀电流密度减小,从而显著提高了纯钛表面的血液相容性和耐腐蚀性.
关键词:
纯钛
,
钛-铌合金
,
血液相容性
,
耐腐蚀性
