热处理对7075铝合金组织和性能的影响
热处理对7075铝合金组织和性能的影响
摘要：对7075铝合金进行了固溶和单级时效处理，研究了单级时效对铝合金组织和性能的影响，结果表明铝合金经单级时效后纤维组织消失，在晶界处生成第二相粒子。铝合金显微硬度的峰值时效温度为120℃，时间为16h，硬度为220HV。120℃/24h时效后合金的峰值强度为680.5MPa。本研究中主要阐述热处理对7075铝合金组织和性能的影响。
关键词：热处理；7075铝合金；组织性能
引言
近些年来,铝合金的发展历程先后经历了由单一的追求高强度到追求高强耐腐蚀，再到追求高强高韧耐腐蚀性能，又到高强高韧耐腐蚀抗疲劳，最终到现在的追求高淬透性高综合性能五个发展阶段。然后发展方向却集中在以满足高强高韧铝合金的航空航天领域以及适用于各种使用条件的民用铝合金领域。当前对于铝合金强韧化以及耐蚀性的研究已经成为了重中之重，相信随着综合性能的提高，铝合金在国民经济发展中的运用将更加广泛。
1、7xxx系铝合金概述
7xxx铝合金是以Al-Zn-Mg和Al-Zn-Mg-Cu合金为主的一种超高强度铝合金，它是超高系列铝合金的最主要代表，Fe和Si是7xxx铝合金的主要有害杂质。较2xxx高强度铝合金在强度和硬度方面高出许多。属于热处理可强化的合金。该系铝合金具有强度高、密度小、易加工、焊接性能良好等优良特点，并且一般耐蚀性较好，因此在航空航天工业、车辆、建筑、桥梁、工兵装备及大型压力容器方面得到了广泛的应用。现阶段7xxx铝合金的研究主要集中在通过调节合金化元素和优化热处理工艺来得到高强高韧耐腐蚀的综合性能[1]。这也是本文的研究方向的出发点。该系代表合金如7005、7050、7075等。
2、试验材料与方法
试验材料为7075铝合金，将铝合金(尺寸为20mmX20mmX160mm)在盐浴中进行固溶处理，处理工艺为480℃/2h铝合金固溶处理后在试验箱中进行单级时效处理，时效温度分别为100,120,150℃，时效时间为0-48h。
将试样按国标GB/T228-2010用线切割加工成拉伸试样，用酒精超声清洗去除表面油污，在MT810万能试验机上进行拉伸强度测试，取5个试样的平均值;采用
扫描电镜观察拉伸断口形貌;金相试样依次用400#,800#,1000#和1200#砂纸打磨平
整，用0.05um的A1
20
3
抛光液进行抛光处理，经5%的硝酸酒精溶液浸蚀，采用
POLYVAR.MET金相显微镜观察金相组织;采用MicroMet2104显微硬度计对试样进行显微硬度测试，每个Si含量试样取五个点进行测量取平均值[2]。
3、实验内容和方法
3.1初级样品的制备
本实验所用常规7075铝合金采用铸锭冶金法制备，将铝锭和镁块以及各中间合金切成合适的大小，并用砂纸打磨干净。按照合金成分配出相应的质量，并将锌粒，镁块，以及铝铜合金用铝箔包住。然后用锯床将铝锭，镁块以及各种中间合金锯成合适的大小，并分别配成所需的质量。将电阻炉温度设置为750℃，温度稳定后加入提前200℃下预热的铝锭，待铝锭全部熔化后依次加入铝铬中间合金以及锌粒，温度回升以后再加入铝铜合金和镁块。温度再次回升到720℃后用高纯氩气除气8min，最后待温度再次达到720℃时浇铸到200℃左右预热下的金属模具中。
3.2样品的后续加工
将铸造好的直径为90mm的合金锭经过470℃/24h均匀化后热挤压成直径45mm 的棒材。然后经过线切割制备出符合如图1的拉伸实验样品和如图2所示的三点弯曲实验样品，其中跨度s为80mm，厚度w为20mm，宽度b为10mm，裂纹初始长度为a
约为5.6mm。并且将棒材切割成大小合适的硬度样品。
图1拉伸试验样品
图2三点弯曲试验样品
3.3样品的主要性能检测和分析
本实验主要有7075铝合金的硬度、7075铝合金的抗拉强度和7075铝合金的延伸率三种力学指标，通过金相显微镜和扫描电镜观察合金的微观组织及析出相分布情况。其中硬度在电子显微硬度计上测量，加载力为1Kg，加载时间为15s，在样品上均匀测出五个点，求平均值。疲劳断裂及拉伸断裂性能都在MTS810试验机上面进行。
4、实验样品组织结构及性能分析
4.1RRA处理后7075铝合金组织结构变化
研究表明，合金的硬度与其内部强化析出相的变化有密切的关系。析出强化理论认为，强化析出相与位错的交互作用的强弱决定硬度的高低。经过RRA时效处理后，合金晶体内部析出相的分布类似于T6峰值时效，并且相似程度越大，合金的硬度越接近。经过RRA时效处理后，得到最好的回归工艺为120℃/16h+190℃/lOmin+120℃/16h，此时合金的硬度为182.SHV，与T6时效的硬度相当，可以猜测到此时晶体内部的强化相数目较多，和峰值时效时候的状态非常接近。如下图3所示，为T6峰值时效和RRA处理后的SEM微观组织图片，由图片可知，通过RRA处理后晶体内部的析出相的数目众多，几乎和T6时效图片中析出相的数目不分伯仲，并且析出相更加细小，析出相也更加均匀，协调性更好，这一点也与理论相符[3]。
图3常规7075铝合金SEM微观组织
另外，在RRA处理的高温回归阶段，由于回归温度高，导致第一阶段析出的强化相会出现回溶现象，如图4所示，可能是高温回归时所遗留的没有完全回溶的析出相。
图4高温回归阶段没有完全回溶时的析出相
4.2实验结果
(1)常规7075铝合金峰值时效后的裂纹萌生寿命为97193，强度比为1.23,硬度为181.6HV，抗拉强度为549MPa，延伸率为6.4%。经过RRA处理后，最终得到硬度最好时的回归制度为120℃/16h+190℃/1Omin+120℃/16h，此时硬度达到182.5HV，比T6峰值时效硬度略有提高。
（2）通过三组双级时效处理后，可以得到综合性能最好的双级时效制度为120℃/24h+160℃/3Oh。此时合金的抗拉强度532MPa，比峰值时效降低了3%,而延伸率达到9.1，比峰值时效升高了41.2%。
（3）通过在最好的双级时效之间引入一个短时高温回归后，得到综合性能最好时的时效制度为120℃/24h+200℃/5min+l60℃/3Oh。此时抗拉强度为565MP,延伸率为9.6%，较不加回归状态的常规7075铝合金抗拉强度提高了6.2%，延伸率提高5.5%。较常规7075铝合金T6峰值时效，抗拉强度提高了4.5%，延伸率提高了28.6%。总体来看，通过在常规7075铝合金的双级时效之间引入一短时的高温回归，可以在提高常规7075铝合金强度的同时，大幅度的提高延伸率，这对提高常规7075铝合金的断裂韧性具有重要的意义。
5、结论
常规7075铝合金峰值时效后的裂纹萌生寿命为97193，强度比为1.23,硬度为181.6HV，抗拉强度为549MPa，延伸率为6.4%。常规7075铝合金经过RRA处理后，得到硬度最好时的回归工艺为120℃/16h+190℃/1Omin+120℃/16h,此时硬度达到182.46HV，比T6峰值时效略有提高。通过三组双级时效处理后，可以得到综合性能最好的双级时效制度为120℃ /24h+160℃ /3Oh。总体来看，通过在常规7075铝合金的双级时效之间引入一短时间的高温回归，可以在提高常规7075铝合金强度
的同时，大幅度的提高延伸率，这对提高常规7075断裂韧性具有很重要的意义。
参考文献
[1]刘大海;谢永鑫;黎俊初.工艺参数对7075铝合金板材时效成形性的影响[J].材料科学与工艺.2015(03):47.
[2]贾树建;宋波;宋高阳;杨玉厚;黄传根.超重力对Al-6%Cu合金凝固组织的影响[J].过程工程学报.2014(05):101.
[3]熊京远;宋仁国;杨京;何源.7×××系铝合金双级双峰时效工艺研究[J].轻合金加工技术.2010(11):78.
热处理对7075铝合金组织和性能的影响
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常用金属材料的显微组织观察
工程材料学实验（常用金属材料的显微组织观察） 何艳玲编写 机电工程学院材料系
常用金属材料的显微组织观察 一、实验目的 1．观察各种常用合金钢，有色金属和铸铁的显微组织。 2．分析这些金属材料的组织和性能的关系及应用。 二、概述 1．几种常用合金钢的显微组织 合金钢依合金元素含量的不同，可分为三种：合金元素总量小于5％的称为低合金钢；合金元素为5～10％的称为中合金钢；合金元素大于10％的称为高合金钢。 1）一般合金结构钢、合金工具钢都是低合金钢。由于加入合金元素，铁碳相图发生一些变动，但其平衡状态的显微组织与碳钢的显微组织并没有本质的区别。低合金钢热处理后的显微组织与碳钢的显微组织也没有根本的不同，差别只是在于合金元素都使C曲线右移(除Co外)，即以较低的冷却速度可获得马氏体组织。例如16Mn淬火后为马氏体组织，40Cr钢经调质处理后的显微组织是回火索氏体，如图1、2所示。GCrl5钢(轴承钢)840℃油淬低温回火试样的显微组织，与T12钢780℃水淬低温回火试样的显微组织也是一样的，都得到回火马氏体＋碳化物十残余奥氏体组织，如图3所示。 图1 16Mn淬火组织图2 40Cr钢调质后的组织 图3 GCr15钢淬火低温回火后组织图4 W18Cr4V淬火三次回火后的组织
2)高速钢是一种常用的高合金工具钢，例如W18Cr4V。因为它含有大量合金元素，使铁碳相图中的E点大大向左移，以致它虽然只含有0.7～0.8％的碳，但也已经含有莱氏体组织，所以称为莱氏体钢。 高速钢的铸造状态下与亚共晶白口铸铁的组织相似。其中莱氏体由合金碳化物和马氏体或屈氏体组成。莱氏体沿晶界呈宽网状分布，莱氏体中的碳化物粗大，有骨架状，不能靠热处理消除，必须进行锻造打碎。锻造退火后高速钢的显微组织是由索氏体和碳化物所组成的。 高速钢优良的热硬性及高的耐磨性，只有经淬火及回火后才能获得。它的淬火温度较高，为1270～1280℃，以使奥氏体充分合金化，保证最终有高的热硬性。淬火时可在油中或空气中冷却。淬火组织为马氏体、碳化物和残余奥氏休。由于淬火组织中存在有较大量(25～30％)的残余奥氏体，一般都进行三次约560℃的回火。经淬火和三次回火后，高速钢的组织为回火马氏体、碳化物和少量残余奥氏体(2～3％)(图4)。 3)不锈钢是在大气、海水及其它浸蚀性介质条件下能稳定工作的钢种，大都属于高合金钢，例如应用很广的1Crl8Ni9即18-8钢。它的碳含量较低，因为碳不利于防锈；高的铬含量是保证耐蚀性的主要因素；镍除了进一步提高耐蚀能力以外，主要是为了获得奥氏体组织。这种钢在室温下的平衡组织是奥氏体十铁素体+(Cr，Fe)23C6。为了提高耐蚀性以及其它性能，必须进行固溶处理。为此加热到1050～1150℃，使碳化物等全部溶解，然后水冷，即可在室温下获得单一的奥氏体组织，如图5所示。 但是1Crl8Ni9在室温下的单相奥氏体状态是过饱和的，不稳定的，当钢使用时温度到达400～800℃的范围或者从较高温度，例如固溶处理温度下冷却较慢时，(Cr，Fe)23C6会从奥氏体晶界上析出，造成晶间腐蚀，使钢的强度大大降低。目前，防止这种晶间腐蚀的途经有两条：一是尽量降低碳含量，但有限度；二是加入与碳的亲和力很强的元素Ti，Nb等。因此出现了1Crl8Ni9Ti、0Crl8Ni9Ti 等及更复杂的牌号的奥氏体镍铬不锈钢。 200× 500× 图5 1Crl8Ni9钢固溶处理后的组织 2．几种常用有色金属的显微组织 1）铝合金应用十分广泛的铝合金主要分变形铝合金和铸造铝合金两类。依照热处理效果又可分为能热处理强化的铝合金及不能热处理强化的铝合金。
铝合金电缆的使用寿命
铝合金电缆的使用寿命 ------------------------------------------------------------------------------- 1、导体部分腐蚀主要有两种：化学腐蚀与电化学腐蚀 ◆化学腐蚀：指金属在大气中与氧、氯、二氧化硫、硫化氢等气体做用下发生腐蚀。 金属表面与氧发生作用后，生成不同的金属氧化物。 铝的氧化物能构成致密的有一定硬度的表面保护膜。 铁的氧化物结构松，易于脱落，并继续不断的向金属内部渗入、扩散，破坏材料。 铜的氧化物俗称铜绿，介于以上两者之间，是一种有毒物质。 ◆电化学腐蚀：指由金属和介质组成原电池后，形成了金属的腐蚀过程，当两种不同电极电位的金属相连接，其间又有水或其它电解质时，两种金属之间就会产生 电流形成一个原电池，其中一种金属处于正电位，另一种处于负电位，处于负电位的金属就不断地以离子状态经电解液向处于正电位的金属聚积。使处于负电位的金 属逐渐损失破坏，形成电化学腐蚀。两种金属的电极电位之差愈大，电化学腐蚀就愈强烈。温度愈高，金属的腐蚀也愈严重。 不同的金属有不 同电极电位。常用的几种金属的电极电位次序为;金属 Ag(银) Cu(铜) Pb(铅) Sn(锡)Fe(铁)Zn(锌) A1(铝)。电位+0.8+0.334-0.122-0.16-0.44-0.76-1.33电极电位负值越大的金属，转入电解质中成为离子的趋势越强， 即越易受到腐蚀。铝的电极电位的负值较大，但由于其表面经常有一层氧化膜保护层，能改善其耐腐蚀性能。 稀土铝合金材料是在铝中加入稀 土元素，它能够起到净化，提高纯度，填补表层缺陷，细化晶粒。减少偏析，消除显微不均而导致局部腐蚀的作用，同时也带来铝的电极电位负移，具有了牲阳极效 应和优异的导电性能，从而大大提高了铝的耐腐蚀性能。对于海洋环境中C1-和石油，化工环境中的S，H2S+C02等腐蚀问题，这种材料有独特的防腐机 理。稀土金属的强还原性可以与S，H2S，C1-的强氧化性有效结合，相互作用，生成稳定的化合物(C1-与稀土铝合金生成稳定配位化合物)，将化学反应 中的氧化和还原过程有机统一，相互作用，从根本上截止了S，H2S，C1-等腐蚀介质的氧化活动造成的腐蚀破坏，从而彻底解决了在全球范围包括美国在内的 发达国家未能很好解决的问题，经北京有色金属研究总院等国家级检测部门的检测和工程实例数据分析表明，在氯离子，海水，海洋大气，盐雾环境(干湿交替)， 饱和HzS，硫以及高温，高压环境条件下，稀土铝合金的年腐蚀率为零或几乎为零。 2、绝缘部分 ◆电力电缆的载流 量是指在最高允许温度下，电缆导体允许通过的最大电流。在设计选用电缆时，应使电缆各部分损耗产生的热量不会超过电缆允许最高温度，在大多数情况下，电缆 的传输容量是由电缆温度最高限度所确定，电缆的最高允许温度，主要取决于所用绝缘材料的热老化性能，因为电缆工作温度过高，绝缘材料老化会加速，电缆寿 命大缩短。如果电缆在最允许温度以上运行，电缆将30年安全工作。 ◆XLPE是交联聚乙烯英文名称的缩写，聚乙烯是一种线性分子结构，在高温下极易变形。交联聚乙烯过程使其变成一种网状结构。这种结构即使在高温下也一样具有很强的抗变形能力。 ◆交联聚乙烯极佳的抗老化特性及超强的耐热变形决定了在正常运行温度(90C)短时故障(130C)及短路(250C)条件下可允许大电流通过。正因为它的运行温度比聚氯乙烯高20C，具有优异的抗热化性能，增加绝缘的抗老化性能，寿命大大增加。
7075_T651铝合金疲劳特性研究
第30卷 第4期 2010年8月 航 空 材 料 学 报 J OURNAL OF A ERONAUT ICAL MAT ER I A LS V o l 130,N o 14 A ugust 2010 7075-T651铝合金疲劳特性研究 韩 剑, 戴起勋, 赵玉涛, 李桂荣 (江苏大学材料科学与工程学院,江苏镇江212013) 摘要:在不同的应力幅值下测试了7075-T651铝合金的疲劳寿命,拟合试验数据得到合金S -N 曲线,估算疲劳极限为223M P a 。用扫描电镜观察高低应力幅值下的疲劳试样断口,结果表明:合金的加工缺陷或粗大夹杂处往往为裂纹源,裂纹扩展伴随着小平面断裂的发生,高应力幅下疲劳裂纹扩展区出现犁沟和轮胎花样,而低应力幅下的疲劳裂纹扩展区中除有大量疲劳条带外,还出现了疲劳台阶和二次裂纹。合金的疲劳瞬断区则存在着撕裂棱与等轴韧窝。弥散分布的微小析出相对合金的疲劳性能有着积极的影响。关键词:7075-T 651铝合金;S -N 曲线;疲劳断口DO I :1013969/j 1i ssn 11005-505312010141018 中图分类号:TG146121 文献标识码:A 文章编号:1005-5053(2010)04-0092-05 收稿日期:2009-04-21;修订日期:2009-06-16基金项目:国家863高技术研究项目(2007AA 03Z548)作者介绍:韩剑(1984)),男,硕士研究生,从事高强铝合金组织与性能方面的研究,(E -m a il)han ji an_m oon @yahoo .com .cn 通讯作者:戴起勋,男,教授,博士生导师,(E -m ail)qxda i @u j s .edu .cn 。 7075合金是美国较早开发的一种铝合金,是航空航天领域广泛使用的一种轻型结构材料。近年来,因其强度高、重量轻的特性也在其他领域得到广 泛应用,例如攀岩设备及自行车零件都普遍使用7075铝合金 [1~4] 。在对7075合金所开展的研究工 作中,其疲劳性能因与实际应用联系较为密切,是一 个极有理论意义和应用价值的课题,目前虽然已有许多科研工作者对其进行了广泛的研究 [5~8] ,但对 其疲劳断裂机理研究却不多。为了进一步深化研究,充分挖掘7075铝合金的使用潜力,本研究对时效 7075-T651铝合金材料在不同应力幅下的疲劳断裂机理进行了研究。 1 试验材料和方法 试验材料为A lcan 生产的厚度为23mm 的7075-T651铝合金成品板材,合金成分如表1所示。合金抗拉强度达到580M Pa ,屈服强度为570M Pa ,断后伸长率为8%。 表1 试验合金成分(质量分数/%) T able 1 T he component o f alu m i nu m a lloy (m ass fracti on /%) Zn M g Cu M n T i C r N i Fe S i A l 5.68 2.40 1.63 0.14 0.22 0.18 0.044 0.18 0.06 Ba.l 疲劳试验在PLA30050疲劳试验机上进行,参照GB /T 4337)1984制成标准圆棒光滑试样。试验在室温下进行,应力水平设置在518MPa 到200MPa 之间测试轴向应力疲劳性能,疲劳试验的应力比R =-1,即轴向拉压对称加载,控制波形为正弦波,循环加 载频率为20H z 。试样在机器上循环加载直至断裂,记录加载周次。将疲劳断口完整切下,浸于酒精中在超声波清洗仪中清洗,而后在JS M-7001F 型扫描电子显微镜下进行断口形貌观察和分析,并用扫描电镜自 带的I nca Ener gy 350能谱仪作EDS 分析。 2 试验结果与分析 2.1 疲劳寿命曲线 将测得的试验数据拟合得到S-N 曲线(图1),数据点基本平均分布在曲线两侧,较为吻合。S-N 曲线没有水平部分,只是随着应力的降低,循环周次不断增大。通常,如果材料应力循环107 周次不断
均匀化退火对6056铝合金组织与性能的影响
均匀化退火对6056铝合金组织与性能的影响 宁波科诺铝业有限责任公司，董培纯邱建平李博 摘要：采用热分析技术、扫描电子显微镜、拉伸试验研究均匀化退火处理对于6056铝合金微观组织和力学性能的影响。结果表明：6056铝合金铸态组织存在严重的枝晶偏析及明显的非平衡共晶组织，经过540℃×12 h 均匀化退火处理后，枝晶偏析和非平衡共晶组织明显消除，其强度降低、塑性大幅度提高。 关键词：均匀化退火；微观组织；力学性能 The effect of homogenizing annealing on microstructure and properties of 6056 aluminum alloy （Ningbo KENO Aluminum Co.,Ltd，Ningbo 315033，China） Abstract：The influence of homogenizing annealing on microstructure and properties of 6056 aluminum alloy is investigated by heat analysis technology，scan electrical microscope and tensile test. The results show that severe dendritic-segregation and unequilibrium phases exist in its as-cast structure，After 540℃×12h homogenizing annealing treatment，dendrite segregation and unequilibrium eutectic phases eliminate . The strength decrease and the ductility increase obviously. Keywords：Homogenization annealing；Microstructure；Mechanical properties 引言 6056铝合金是广泛应用于汽车和航空领域的一种Al-Mg-Si-Cu合金，其强度比6061铝合金高15%，可焊性、耐腐蚀性能和切削加工性能均优于7075和2024铝合金[1,2]。6056铝合金成分复杂，在半连续铸造过程中，铸锭组织会不同程度地偏离平衡状态，产生严重的枝晶偏析，形成大量的非平衡凝固共晶组织，因此，6056铝合金铸锭必须进行均匀化退火处理，以消除枝晶偏析，同时使合金中非平衡凝固共晶组织溶入基体，最大限度地减少基体中残留的结晶相，提高合金的塑性[3,4]。 均匀化退火处理是6056铝合金获得理想工艺性能和力学性能的关键环节之一。目前国内对于6065铝合金的均匀化退火处理的研究还不充分，本文通过研究均匀化退火对6065铝合金微观组织和性能的影响，为6056铝合金的生产提供试验指导。 试验材料与试验方法 按照表1所示的6056铝合金成分进行配料，使用中频感应炉熔炼，精炼后采用半连续铸造的方法铸成Φ85 mm的铸棒。在铸棒上取样，采用DSC进行热分析试验，得到铸棒中低熔点共晶组织的熔化温度，以确定均匀化退火温度，DSC试验的升温速率5 ℃/min，从室温加热到600 ℃。截取Φ85×100 mm的铸棒进行均匀化退火，均匀化退火温度为540 ℃，保温时间分别是6 h、12 h。从铸态和均匀化退火后的铸棒上切取金相试样，经机械研磨和抛光后，在2 ml HF、3 ml HCl、5 mlHNO3、250 mlH2O 腐蚀液中腐蚀10 s，用清水冲洗干净，然后用酒精擦净吹干，制得的试样采用扫描电子显微镜观察微观组织形貌。将铸态及均
铝合金电缆的六大优势
铝合金电缆的六大优势 安徽华联采用具有自主独立研发的生产工艺生产的高强度铝合金电力电缆性能达到国际电工委员会(IEC)标准要求。已在国内国家级大型工程项目上予以大量应用，2011年我公司生产的中压（10KV）铝合金电缆与国家电网形成合作，其优良的综合电气性能取得了良好的经济效益与社会效益~~~. 1、安全性能 1、在中国上海电缆研究所，安徽华联铝合金电缆通过了《按照长期运行(大于30年)所制定的IECl000次连接头热循环测试标准》。 2、在北美，铝合金电缆通过了权威测试实验室《按照长期运行(大于30年)所制定的IECl000次冷水急冷连接头热循环测试标准》。 2.导电性能 安徽华联铝合金导体的导电率是最常用基准材料铜(IACS)的61%。其导电热性能仅次于银、铜和金。因此成为目前国内外广泛应用、产量最大的导电材料。 安徽华联采用具有自主独立研发的生产工艺生产的高强度铝合金电力电缆性能达到国际电工委员会(IEC)标准要求。生产及用量日增，目前应用于各个领域，取得极好的经济效益，节约大量的成本而且提高了线路的质量。 3、防腐性能 安徽华联铝合金电缆表面与空气接触时立即形成薄而坚固的致密的氧化层。这种氧化层特别耐受各种形式的腐蚀。铝合金具有承受最恶劣环境的特性，所以铝合金作为托盘内电缆的导体被广泛应用。在含硫的环境中，例如：铁路隧道和其它类似地方，铝合金电缆的抗腐蚀性能大大优于铜电缆。 4、机械性能 1、安徽华联铝合金电缆的反弹性能比铜电缆小40%; 2、安徽华联铝合金电缆的柔韧性能比铜电缆高25%; 3、安徽华联铝合金电缆有很好的弯曲性能，敷设半径远小于铜电缆要求，因此更容易进行敷设和端子连接;
A铝合金显微组织及断口分析
目录 1 绪论 (1) 1.1断口分析的意义 (1) 1.2 对显微组织及断口缺陷的理论分析 (1) 1.3研究方法和实验设计 (3) 1.4预期结果和意义 (3) 2 实验过程 (4) 2.1 生产工艺 (4) 2．1.1 加料 (4) 2.1.2 精炼 (4) 2.1．3 保温、扒渣和放料 (5) 2.1. 4 单线除气和单线过滤 (5) 2.1. 5连铸 (6) 2.2 实验过程 (6) 2.2. 1 试样的选取 (6) 2.2.2 金相试样的制取 (8) 2.2.3 用显微镜观察 (9) 2.3 观察方法 (10) 2.3.1显微组织的观察 (10) 2.3.2 对断口形貌的观察 (11) 3 实验结果及分析 (11) 3.1对所取K模试样的观察 (11) 3.2 金相试样的观察及分析 (12) 3.2.1 对显微组织的观察 (12) 3.2.2 断口缺陷 (15)
结论 (23) 致谢 (24) 参考文献 (25) 附录 (27)
1 绪论 1.1断口分析的意义 随着现代科技的发展以及现代工业的需求，作为21世纪三大支柱产业的材料科学正朝着高比强度，高强高韧等综合性能等方向发展。长久以来，铸造铝合金以其价廉、质轻、性能可靠等因素在工业应用中获得了较大的发展。尤其随着近年来对轨道交通材料轻量化的要求日益迫切[1]，作为铸造铝合金中应用最广的A356铝合金具有铸造流动性好、气密性好、收缩率小和热裂倾向小，经过变质和热处理后，具有良好的力学性能、物理性能、耐腐蚀性能和较好的机械加工性能[2-3]，与钢轮毂相比，铝合金轮毂具有质量轻、安全、舒适、节能等，在汽车和航空工业上得到了日益广泛的应用[4]。 然而，由于其凝固收缩，同时在熔融状态下很容易溶入氢，因此铸造铝合金不可避免地包含一定数量的缺陷，比如空隙、氧化物、孔洞和非金属夹杂物等[5-7]。这些缺陷对构件的力学性能影响较大，如含1%体积分数的空隙将导致其疲劳50%，疲劳极限降20%[8-9]。所以研究构件中缺陷的性质、数量、尺寸和分布位置对力学性能的影响具有重要意义[10]。而这些缺陷往往是通过显微组织和断口分析来研究的。 另外，通过显微组织和断口分析所得到的结果可以分析这些缺陷产生的原因，研究断裂机理，比结合工艺过程分析缺陷产生的原因，从而对改进工艺提出一定的有效措施，确定较好的生产工艺，以提高铝合金铸锭的性能。 但关于该合金的微观组织及其断口分析研究较少，研究内容深但不够综合，每篇论文多研究其部分缺陷，断口的获得多为拉伸端口。因此，希望对A356铝合金的断口缺陷有一个较为全面的研究。 1.2 对显微组织及断口缺陷的理论分析 铸件的力学性能与其微观组织有密切联系[11]。A356合金是一个典型的Al-Si-Mg系三元合金，它是Al-Si二元合金中添加镁、形成强化相Mg2Si，通过热处理来显著提高合金的时效强化能力，改善合金的力学性能。A356合金处于α-Al＋Mg2Si＋Si三元共晶系内，其平衡组织为初生α-Al＋（α-Al＋Si）共晶＋
7075铝合金表面处理
7075铝合金表面处理 1. 化学镀镍、渗氮、热扩渗都是传统的铝合金表面强化技术，能够改善材料的表面性能。研究化学镀镍加气体渗氮的复合方法处理7075铝合金表面的工艺和性能以及7075铝合金与Mg-Zn合金相互扩散过程。对带有镍层表面的7075铝合金进行气体渗氮，增大了铝合金的表面硬度,其硬度最高达700HV,是基体硬度的7-8倍。 2. 7075铝合金表面镀硬铬工艺。 3. 化学镀技术：在铝合金基体上制备Ni-Cu-P合金镀层、Ni-P/纳米金刚石或者Ni-Co-P/Si3N4化学复合镀层。 4. 铝合金复合涂层技术，研究硬质阳极氧化处理，发展具有减摩耐磨性能的自润滑铝合金复合涂层。将铝先进行硬质阳极氧化,然后采用热浸法引入聚四氟乙烯微粒至氧化膜膜孔及表面,通过真空精密热处理后形成复合涂层。 5. 复合电镀：利用复合电镀技术，在铝合金基体上电镀Ni／微米Al2O3／纳米Al2O3复合镀层。 6. 喷涂方法：在铝合金表面喷涂烧结型WC-17Co粉末，制备WC涂层,以提高铝合金基体的耐磨性。 7. 激光熔覆技术 用激光熔覆技术对铝合金表面进行改性，在铝合金表面激光熔覆制备各种性能的硅涂层。利用横流CO2高激光器，以铝合金为基材，在其表面预置硅粉后进行激光处理，研究熔覆工艺参数优化、组织形貌、热处理研究。 8. 低温常压化学气相沉积（APCVD）技术，在铝及其合金基底上制备硅氧化物陶瓷薄膜。沉积温度为400℃，有效提高铝及铝合金表面的耐磨性。 9. 强流脉冲电子束表面改性：高能电子束在很短的脉冲时间内将能量注入材料表面极薄的一层。利用Nadezhda-2型强流脉冲电子束装置研究了对6063铝合金化学镀的影响和YG8硬质合金的改性研究。 10. 铝合金表面镀渗复合改性处理工艺：利用闭合场非平衡磁控溅射预先在铝合金表面制备一层Ti膜，再进行脉冲等离子体渗氮处理，探索了铝合金表面镀渗复合改性处理工艺。复合改性后与未处理铝合金的磨损率相比,下降了64.7%。 11. 利用电弧离子镀在铝合金上镀制TiN膜以及Ti/TiN多层膜。 12. 对铝合金进行等离子体基离子注入(Plasma Based Ion Implantation，PBII)氮、碳及磁控溅射沉积Ti结合PBII氮、碳注入,在基体表面形成改性层,从而使铝合金表面硬度、耐磨性和耐腐蚀性得到提高,延长铝合金塑料模具的使用寿命。 13. 微等离子体氧化技术：将铝合金置于电解液中通电，使其表面产生微等离子体放电，从而在铝合金表面原位生长一层陶瓷膜的表面处理技术。通过这种技术可在铝合金表面获得高硬度、高热抗、耐腐蚀性好、附着力高、色泽稳定的陶瓷膜层。 14. 铝合金微弧氧化陶瓷层：通过微弧氧化可获得硬质陶瓷层； 15. 铝合金硬质阳极氧化膜技术：研究常温下的硬质阳极氧化工艺，以硫酸为基础电解液，加入有机酸改性，采用恒流法直流叠加脉冲阳极氧化，在2024铝合金表面得到硬度350HV、膜厚50μm的氧化膜。 16. 利用电弧氮化法直接在铝及铝合金基体上制备氮化层。使用普通的钨极氩弧焊机，通入不同比例的氮气与氩气混合气体，在纯Al合金基体上，高温电弧使基体局部熔化，同时使氮气电离，与熔化的Al发生反应生成AlN，冷却后形成氮化层，提高抗磨料磨损和摩擦磨损性能。
常用YJV、VV、铝合金电缆基础知识
常用YJV、VV、铝合金电缆基础知识 1、YJV（电缆）和VV（电缆）区别 首先，产品的命名不同，所代表的含义也不同： YJV绝缘用的是交联聚乙烯. VV绝缘用的是聚氯乙烯. 其次，二者在生产设备和工艺制造上也有区别的： VV为塑力缆，YJV即交联电缆，其绝缘层性能优于塑力缆。 YJV只是在绝缘材料上做了交联处理提高了耐热温度,而 VV没有。 YJV电缆工作温度达90度，而VV只有70度，同截面积YJV 电缆载流量大。 VV类电缆导体运行最高额定温度为摄氏70度，短路时（持续时间小于5秒）最高温度不超过摄氏160度。 YJV类电缆导体运行最高额定温度为摄氏90度，短路时（持续时间小于5秒）最高温度不超过摄氏250度。 YJV从长远看比VV好（使用寿命长等），但比VV贵。从短路允许的最高度看：YJV为250度，VV为160、140。 从技术经济指标看，三芯的YJV比VV电缆的各项参数都要高。在民用建筑中推荐使用YJV，其载流量比VV的大，更为主要的是在电气火灾时，由于其绝缘材料不含氯，燃烧时不会产生有毒气体。所以也就是说VV的环保性能差些。在民用，核电等领域VV已基本被YJV取代，但是在很多的工业企业，VV应用还是非常广泛的，原因是它的价格便宜。 2、铝合金电缆与铜电缆的性能比较 铝合金电缆若想在电力工程中占有一席之地，打破铜电缆在电缆行业中的垄断地位，则应在与铜电缆的比较中，有其独特的技术与经
济优势。 铝合金电缆的主要参数 铝合金导体以金属铝为主要成分，通过添加铜（Cu）、锰（Mn）、镁（Mg）、钛（Ti）、铬（Cr）、锌（Zn）、铁（Fe）和硅（Si）等多种元素，经先进的合成和退火等工艺，弥补了纯铝电缆的不足，改善了纯铝电缆的物理性能和工艺性能，提高了电缆的抗腐蚀、抗蠕变能力，保证电缆即使在长时间过载和过热时的连接稳定性。铝合金电缆的参数如下：（1）电阻率 铝合金导体的电阻率与铝相当，约为铜的1.68倍，由于铜芯电缆的电阻率低，在同截面情况下，铜芯电缆的电压降较小。但一般在工程应用中，铝合金电缆为了达到相同的载流量，放大截面后，电压降相当。 （2）重量 铜的密度约为8.9t/m3，铝合金的密度与铝相当，约为2.7t/m3，即在单位面积重量下，铜的重量约为铝合金的3.3倍。 （3）导电能力 由于导体的导电能力与导体截面成正比，则（8.9/2.7）×（0.612/1）=2，即2kg铜的导电能力与1kg铝合金相当。另外，考虑密度后，合金电缆的截面积是铜电缆的约1.5倍时，其电气性能相同。因此，在实际的电缆选型中，铝合金电缆截面约为铜电缆的1.5倍，重量约为铜电缆的一半。 （4）短路热稳定能力 根据《电力工程电缆设计规范》GB50217-2007，按短路热稳定条件计算电缆导体允许最小截面的公式如下： 经计算（本文略去计算过程），可得，铜电缆热稳定系数C铜
5052铝合金与7075铝合金参数对比
5052铝合金与7075铝合金参数对比 一、材料名称： 铝及铝合金轧制板材(≤150mm,O态) 牌号：5052 铝合金板(2张) 标准：GB/T 3880-2006 5052铝板的介绍：5052铝板为AL-Mg系合金铝板，是应用最广的一种防锈铝，这种合金的强度高，特别是具有抗疲劳强度：塑性与耐腐蚀性高，不能热处理强化，，在半冷作硬化时塑性尚好，冷作硬化时塑性低，耐腐蚀好，焊接性良好，可切削性能不良，可抛光。。 二、5052铝板的应用范围 5052铝板用途主要用于要求高的可塑性和良好的焊接性，在液体或气体介质中工作的低载荷零件，如邮箱，汽油或润滑油导管，各种液体容器和其他用深拉制作的小负荷零件：线材用来做铆钉。也常用于交通车辆、船舶的钣金件，仪表、街灯支架与铆钉、五金制品、电器外壳等。 三、5052铝板的化学成份： 铝 Al ：余量；硅 Si ：0.25；铜 Cu ：0.10 ；镁 Mg：2.2～2.8；锌 Zn：0.10；锰 Mn：0.10；铬 Cr：0.15～0.35 ；铁 Fe： 0.4 0 。 四、5052铝板的力学性能 抗拉强度（σb ）：170～305MPa 条件屈服强度σ0.2 (MPa)≥65 弹性模量（E）： 69.3～70.7Gpa 退火温度为：345℃。不同加工硬化和热处理状态下，力学性能有所不同。
五、5052铝板的表面质量 1、表面不允许有裂纹、腐蚀斑点和硝盐痕迹。 2、表面上允许有深度不超过缺陷所在部位壁厚公称尺寸8%的起皮、气泡、表面粗超和局部机械损伤，但缺陷最大深度不能超过0.5mm,缺陷总面积不超过板材总面积的5%。 3、允许供货方沿型材纵向打光至表面光滑。 4、其他要求：有需求方和供货方自己拟定。 六、5052铝板焊接焊条型号 5052铝板可用ER5356焊条焊接，焊接以后能满足5052铝板的力学性能。5356的化学成分：Si：0.25； Fe：0.40 ；Cu：0.10；Mn：0.05-0.20；Mg ：4.5-5.6； Cu：0.02--0.20； Zn：0.10- 0.20 ； Ti：0.06--0.20 ；Al：余量；5336含镁量高一些。 七、5052铝板系列和1060铝板系列的区别 硬度：1060铝板的抗拉强度为 110-130之间，而5052系列的抗拉强度则达到了210-230之间也就是说5052的硬度比1060的硬度高100%。延伸率：1060系列的延伸率为5%，而5052系列的延伸率达到了12-20%之间，也可以这样认为，在5052系列比1060硬100%的情况下，延伸率也提高了200%左右。化学性能：1060为纯铝板，5052为合金铝板，在特殊环境下5052耐腐蚀更好一些。 八、相关产品标准 铝板带国家标准(GB/T 3880-2006)，适用于铝合金板带材料的统一标准。词条图册更多图册 九、5052铝板现货规格： 5052板材现货规格：0.3mm-350mm(厚度) 5052棒材现货规格：3.0mm-500mm(直径) 5052线材现货规格：0.1mm-20mm(线径） 5052管材现货规格：20mm-100mm(管径） 可以为客户提供各种规格的加工 7075铝合金
7075铝合金高温扭转微观组织演变及数值模拟的研究
7075铝合金高温扭转微观组织演变及数值模拟的研究 本文以7075铝合金为研究对象,采用国内高校首台Gleeble-3500高温扭转热模拟试验机研究了7075挤压态铝合金高温扭转行为。分析了不同变形参数对纤维组织演变过程的影响。 基于物理实验和有限元数值模拟相结合的方法,开展对该合金热成形行为的组织演变及织构预测的研究。通过与实验结果对比分析,对模拟预测结果的可靠性进行了验证。 主要得到结论如下:(1)在高温扭转过程中,试样的变形程度不断增加,晶粒的形状变化差异明显。根据试样的轴心到表面晶粒形状的变化可分为三个区域:纤维状晶粒区、椭圆状晶粒区、等轴状晶粒区。 (2)7075铝合金在热扭转后对微观组织变化分析得:相同应变速率时,随着变形程度的增加晶粒尺寸变小,同时小角度晶界的比例分数也降低;棒材内仍存在残留的平行ED方向的<111>丝织构。变形温度升高,相同变形区域的晶粒尺寸和小角度晶界所占的比例分数出现变小的趋势;晶粒的取向极密度降低,织构的最大强度位置发生改变。 相同变形温度时,变形程度增大,试样发生不均匀变形,织构的最大强度位置发生改变。应变速率增加,晶粒尺寸基本趋于逐渐的增加的趋势,小角度晶界的比例分数升高;晶粒的取向不断发生转变,织构最大强度级数呈现不规则变化。 (3)采用DEFORM-3D计算机数值模拟技术对7075铝合金试样的变形过程进行动态预测:相同应变速率时,随着变形温度的升高等效应力出现减小的趋势。而整个试样各个部分都发生了不同程度的变形,等效应变的分布不均匀。 数值模拟所得极图的极密度位置与物理实验基本符合,但是也有一些位置和
物理实验存在误差。相同变形温度时,伴随应变速率的升高等效应力出现增加的趋势。