ZL101A铝合金本构关系
建模大赛本构关系
ZL101A铝合金采用本构关系为强化的二折线模型,无刚度退化。折线第一上升段的斜
率为铝合金本身的弹性模量70GPa,第二上升段为铝合金的强化段,强化模量为7GPa。真实应变由塑性应变和弹性应变两部分构成。图中a为铝合金屈服应力200MPa,此时对应的非弹性应变为0;b为铝合金材料的许用应力σf=300MPa,塑性应变pl=(300-200)/7000-200/70000=0.0114。
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半固态ZL101合金重熔加热时初生相的组织演变
2010年第9期轻金属65
基金项目:江西省自然科学基金项目资助(0650047)和江西省教育厅科技项目(GJJ09229)。收稿日期:2009-11-19轻合金及其加工
半固态ZL101合金重熔加热时初生相的组织演变
刘政1,胡咏梅2
(1.江西理工大学机电工程学院,江西赣州341000;2.江西理工大学工程院,江西赣州341000)
摘要:利用低过热度浇注技术制备了半固态ZL101铝合金坯料,研究了半固态温度区间重熔加热时半固态ZL101铝合金坯料的初生相形貌的转变过程。研究结果表明,在半固态两相区保温,半固态ZL101合金的初生相逐渐团球化,该过程随保温温度的升高而加快。半固态ZL101铝合金晶粒的圆度与保温温度和保温时间的关系不大,但晶粒的尺寸随着保温温度和保温时间的增加而增大。半固态ZL101合金试样重熔加热最佳工艺制度为583 下保温30min,其晶粒平均等积圆直径为80m,晶粒平均圆度为0.83。关键词:半固态;Zl101铝合金;重熔加热;组织演变中图分类号:TG146,TG244文献标识码:A文章编号:1002-1752(2010)09-65-5Microstructureevolutionofprimaryphase
insemi-solidZL101alloyduringreheating
LIUZheng1andHUYong-mei2
(1.SchoolofMechanicalandElectronicEngineering,2.EngineeringInstitute,JiangxiUniversityofScienceandTechnology,Ganzhou341000,China)Abstract:Thesemi-solidZL101alloybilletispreparedbylowsuperheatpouring,andthetransformcourseforprimaryphasemorphologyofthebilletisresearchedduringreheatinginsolid-liquidphaseregion.Theresultsindicatethattheprimaryphaseofsemi-solidZL101alloyisgraduallyglobularizedduringtheholdinginsolid-liquidphaseregion,inwhichglobularizationisspeededupwiththeincreaseoftheholdingtemperature.Thereisalittleeffectofholdingtemperatureandholdingtimeongrainroundnessofsemi-solidZL101alloy,butthegrainsizeofthealloyincreaseswithincreasingofthetimeandthetemperature.Theoptimazingreheatingtechnologyofsemi-solidZL101alloyisthatthebilletisheld30minat583 ,inwhichtheaverageequal-area-circlegraindiameteris80m,andtheaveragegrainroundnessis0.83.Keywords:semi-solid;ZL101alloy;reheating;microstructureevolution
化学成分对ZL101A铝合金性能的影响
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化学成分对ZL101A铝合金性能的影响
作者:陈清
来源:《中国科技博览》2012年第35期
[摘要]:ZL101A合金应用比较广泛,属于铝硅合金之一,由于质量轻等特点受到航天及汽车工业的青睐,由于不经过处理的合金性能有时达不到一些工艺的要求,所以需要对合金加入一些化学成分,比如稀土La,同时为了更好地增加ZL101A合金的用途,需要对它进行变质处理,本文研究通过化学成分稀土Ce+Sr 复合变质,研究对合金性能的影响。有的化学成分对合计你是有害的,需要去除,比如fe,本文都有介绍,希望有借鉴作用。
[关键词]:化学成分 稀土 ZL101A铝合金 影响
中图分类号:Q939.42 文献标识码:Q 文章编号:1009-914X(2012)35- 0640 -01
ZL101A 合金是应用较广泛的铝硅合金之一,由于其质轻, 因此特别受到航空航天以及汽车工业的青睐, 尤其是轿车、摩托车轮毂材料几乎都是用ZL101A[1]。未经变质处理的Al-Si合金中,共晶硅呈现出粗大片状或者针状,这使得合金的基体被严重割裂,而且在共晶硅尖端和棱角处容易形成应力集中,导致材料塑性、切削加工性能降低。因此,为了提高Al-Si合金的力学性能,改善合金综合性能,通常需对Al-Si合金进行变质处理。本文主要是在前人基础上研究熔体不除气、不精炼情况下,稀土La对ZL101A合金显微组织及热处理后性能的影响,以及Ce+Sr复合变质的效果和Fe的去除。
一、化学成分稀土La对ZL101A的影响
稀土La对ZL101A合金的影响主要表现在抗拉强度上,研究表明,增大稀土的加入量,抗拉强度也有增大趋势。稀土La加入前,抗拉强度达到261.5MPa,当加入0.2%时,增加抗拉强度到284MPa,增加幅度达到9%。当加入0.4%时,抗拉强度增加到286MPa,增加了10%。随着稀土量进一步的增加,当达到0.6%时,抗拉强度达到318Mpa,为最大值,比未添加稀土前提高了23%,增加幅度明显。之后加入稀土,就会降低抗拉强度,比如,当加入0.8%的La时,合金抗拉强度为300MPa。稀土La还对ZL101A的伸长率有影响,实验证明,伸长率与抗拉强度变化趋势比较一致,随着稀土的加入变化曲线表现为先升高后降低。
ZL101A铝合金热处理工艺研究
ZL101A铝合金热处理工艺研究
聂铁安;彭继华;唐小龙
【摘 要】本文研究了铸造A1-Si合金的热处理工艺,特别是铸造ZL101A铝合金轮毂的热处理工艺,它可以缩短热处理过程中的固溶、时效处理时间,从而提高铝合金轮毂的热处理生产效率,降低能耗.
【期刊名称】《有色金属加工》
【年(卷),期】2013(042)005
【总页数】3页(P55-57)
【关键词】Al-Si合金;热处理工艺
【作 者】聂铁安;彭继华;唐小龙
【作者单位】广州钢铁企业集团有限公司,广东广州510381;华南理工大学材料科学与工程学院,广东广州510641;华南理工大学材料科学与工程学院,广东广州510641
【正文语种】中 文
【中图分类】TG166.3
低压铸造铝合金轮毂广泛采用Al-7Si-Mg合金。为了满足汽车轮毂对合金材料的各种力学性能要求,即很高的旋转弯曲性能、高强度、优良的冲击韧性、良好的耐磨性和耐疲劳性能,其中重要的一道工序是实施T6热处理使其达到目的。为此通过研究了不同国家制订的汽车轮毂用Al-Si铸造合金T6热处理标准工艺现状和研究成果及存在的问题,有针对性地将短时固溶处理及短时时效处理二者有机组合,达到低能耗、高工效目的,所采用的工艺同标准T6热处理工艺比较,实验的结论可以缩短热处理时间一倍以上,同时确保其固溶及时效获得的合金微观组织达到标准T6处理的理想状态。
1 Al-Si合金的热处理工艺现状
表1列出了不同国家制订的汽车轮毂用Al-Si铸造合金T6热处理标准工艺。从表中可以看出,现有热处理工艺需要花费10小时以上处理时间,是压铸铝合金轮毂制造过程中耗时最长的工序。由于耗时长,不仅降低了生产效率,也造成巨大的加热能耗。研究开发短时热处理工艺具有重要意义。
表1 不同国家Al-7Si-Mg铸造铝合金T6热处理标准工艺Tab.1 T6 heat
treatment standard process in different countries of Al-7Si-Mg cast
ZL101A铝合金表面微弧氧化陶瓷层的摩擦磨损性能
ZL101A铝合金表面微弧氧化陶瓷层的摩擦磨损性能
边培莹;戴君
【期刊名称】《机械工程材料》
【年(卷),期】2016(040)006
【摘 要】在ZL101 A铝合金表面制备了微弧氧化陶瓷层,采用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、高温摩擦磨损试验机等研究了该陶瓷层的显微组织、物相组成、显微硬度和摩擦磨损性能.结果表明:微弧氧化陶瓷层主要由α-Al2 O3和γ-Al2
O3相组成,其层厚约60μm,表层疏松、内层致密;该陶瓷层的平均硬度为1740.9 HV,远高于 ZL101A 铝合金的150.2 HV,摩擦因数与磨损质量损失均小于ZL101 A铝合金的,其磨损机理主要为磨粒磨损.
【总页数】4页(P102-105)
【作 者】边培莹;戴君
【作者单位】西安文理学院,陕西省表面工程与再制造重点实验室,西安 710065;西安文理学院,陕西省表面工程与再制造重点实验室,西安 710065
【正文语种】中 文
【中图分类】TG174.44
【相关文献】
1.铝合金表面微弧氧化陶瓷层的耐腐蚀性能 [J], 陈飞;周海;姚斌;陈晨
2.6063铝合金表面微弧氧化陶瓷层制备和性能试验研究 [J], 徐新华; 董虹星; 陈丽英 3.6061铝合金表面新型黄色微弧氧化陶瓷层的制备与表征 [J], 武上焜;杨巍;高羽;苏霖深;刘晓鹏;陈建
4.铝合金表面微弧氧化陶瓷层耐磨性 [J], 鲍爱莲;刘万辉
5.铝合金表面微弧氧化陶瓷层摩擦学性能的研究 [J], 陈飞;周海;万汉城;陈晨;吕反修
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探析ZL101A铝合金中Fe危害的消除
探析ZL101A铝合金中Fe危害的消除
在ZL101A铝合金铸造中,经常会出现Fe危害的现象,严重影响生态环境,因此,需要全面分析ZL101A铝合金性能特点,在明确铁相来源的情况下,对各类合金元素之间的关系进行了解,在改变铁相形态结构的情况下,减少铁相含量,以便于消除其中存在的Fe危害。
标签: ZL101A铝合金;Fe危害;消除措施
对于ZL101A而言,具有一定的力学性能与耐腐蚀性能,可以应用在飞机构件生产工作中,在实际生产期间,需要利用高纯度原料,保证铝合金质量,将铁含量控制在0.1%左右,需要对各类生产环节进行管理,实现环保效果。
1 铁相来源与形式分析
铝合金材料中含有杂质铁成分,因此,ZL101A铝合金中的铁相多源于原材料。同时,在对其进行熔炼与铸造期间,会使用各类铁质工具,导致Fe被带入铝合金溶液中,出现铁相。对于铝合金而言,主要的存在形式为:铝硅铁金属化合作,其中含有β与α两种铁相。对于α铁相而言,其结构外貌与中国汉字较为相似。对于β铁相而言,其结构外貌与“针”相似。根据相关调查研究可以得知,“针”形状的铁相,会出现合金力学性能危害现象,而中国汉字形状的铁相所产生的危害程度较低。一般情况下,铁相都是以“针”的形状出现在铝合金中。“针”形状的铁相会对铝合金的力学性能产生较大程度的影响,与其中的含铁量相关,例如:在铝合金中“镁”数量增加的情况下,“针”形状铁相的数量就会随之增加,导致其受到严重影响。
2 ZL101A铝合金Fe危害的消除方式分析
对于ZL101A铝合金而言,需要理清Fe的消除思路,一方面,要改善铝合金的外貌,减少其中存在的“针”形状铁相,使得中国汉字形状的铁相能够以其他形式出现。另一方面,需要通过科学方式,直接减少其中存在的Fe元素。
2.1 铁相外貌的改善措施。
第一,对各类元素进行中和处理。在ZL101A铝合金中,含有较多的特定Fe元素,以中国汉字形状或是“针”形状出现,对于铝合金的强度、性能等,都会产生一定的影响。因此,需要应用Mn元素对其进行中和处理,或是利用Cr元素、S元素等开展中和工作。对于Mn中和元素而言,可以减少“针”形状铁相的数量,缩小其尺寸,甚至可以使其彻底消失。因此,在消除Fe期间,尽量选择Mn元素开展中和工作[1]。
ZL101A铝合金微弧氧化纳米陶瓷涂层的腐蚀行为研究
第47卷第9期 人 工 晶 体 学 报 Vol.47 No.9 2018年9月 JOURNALOFSYNTHETICCRYSTALS Septemberꎬ2018
ZL101A铝合金微弧氧化纳米陶瓷涂层的
腐蚀行为研究
张 宇1ꎬ2ꎬ赵燕伟2ꎬ宋仁国3
(1.浙江工业职业技术学院机械工程学院ꎬ绍兴 312000ꎻ2.浙江工业大学特种装备制造与先进
加工技术教育部/浙江重点实验室ꎬ杭州 310014ꎻ3.常州大学材料科学与工程学院ꎬ常州 213164)
摘要:本文通过在硅酸盐电解液中加入纳米TiO2添加剂ꎬ研究了在NaCl溶液中长时间浸泡后ꎬZL101A铸造铝合金
微弧氧化陶瓷涂层的腐蚀行为ꎮ结果表明ꎬ微弧氧化涂层可以在一定程度上保护基体不被腐蚀ꎬ电解液中加入纳
米TiO2添加剂后ꎬ不但填补部分疏松层的孔洞ꎬ也增加了致密层的厚度ꎬ有效阻挡了Cl-对基体的直接侵入ꎮ
关键词:微弧氧化ꎻ铝合金ꎻ腐蚀行为
中图分类号:TQ174 文献标识码:A 文章编号:1000 ̄985X(2018)09 ̄1960 ̄06
CorrosionBehaviorofMicro ̄arcOxidationNanoCeramic
CoatingofZL101AAluminumAlloy
ZHANGYu1ꎬ2ꎬZHAOYan ̄wei2ꎬSONGRen ̄guo3
(1.SchoolofMechanicalEngineeringꎬZhejiangIndustryPolytechnicCollegeꎬShaoxing312000ꎬChinaꎻ
2.KeyLabofE&MꎬMinistryofEducation&ZhejiangProvinceꎬZhejiangUniversityofTechnologyꎬHangzhou310014ꎬChinaꎻ
3.SchoolofMaterialsScienceandEngineeringꎬChangzhouUniversityꎬChangzhou213164ꎬChina)
Zl101A生产操作规程.
1 合金及其性能 ................................................................................................................................... 5
一、 ZL101A合金的主要性能 ............................................................................... 5
二、 ................................................................................................................................... 6
三、 ................................................................................................................................... 6
一、 铝合金熔炼的主要影响因数 ................................................................................... 7
1、 气体的影响 ........................................................................................................... 7
2、 影响铝合金吸气的因素 ....................................................................................... 7
ZL101A和LF6异种铝合金的脉冲交流TIG焊工艺
ZL101A和LF6异种铝合金的脉冲交流TIG焊工艺
哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室(150001) 吕世雄李俐群石经纬 黑龙江省华安工业集团有限公司(齐齐哈尔市161046) 柳 燕
摘要ZL101A与LF6异种铝合金悬空对接焊时,往往存在熔合不良、成形差、气孔等问题,采用铝镁焊丝 ER5356和脉冲交流TIG焊接方法对其进行焊接工艺研究。焊接前对母材进行化学清洗和时效处理,在适当的焊 接参数下,采用背面氩气保护和背面开坡口的措施可以有效地解决背面成形差和气孔问题,获得良好的焊缝成形; 焊缝和接头的拉伸强度分别达到了ZL101A母材的77%和71%,满足性能要求;焊缝区为细小的胞状枝晶,主要成 分为铝,几乎不含有si元素,且Mg元素少量富集于晶界。最后实现了优质的ZL101A与LF6异种铝合金简体的焊 接。 关键词:ZL101A铝合金LF6铝合金异种铝合金TIG焊 中图分类号:TGn.44.
0前 言 轻质量、高强度和良好的低温性能使铝合金材料 在航空、航天及国防工业中得到了广泛的应用。某型 号铝合金航空产品,需要实现ZL101A和LF6异种铝合 金的悬空焊接,由于铸造铝合金(ZL101A)与防锈铝合 金(LF6)在熔点、线膨胀系数、热导率及比热容等方面 存在一定差异,可能出现焊缝金属熔合不良的问题;其 次,焊接过程为最后的悬空密封焊接,而铝合金的表面 张力小,高温时的强度低,可能出现焊缝塌陷甚至焊漏 的问题;另外,焊接作为最后工序,还要保证良好的表 面质量。因此,异种材料ZL101A和LF6的悬空焊存在 较高的工艺难度,该研究将为产品的焊接提供工艺方 法选择并为进一步的焊接装备研制提供试验依据。 铝合金焊接过程中,为了有效地清除试件表面的 氧化膜,一般采用交流钨极氩弧焊接方法,在前期的探 索中发现采用连续电流进行焊接焊缝成形差,且热输 入比较大,接头力学性能也较低。故又采用热输入较 小、便于通过调节各种参数来控制电弧功率的脉冲交 流钨极氩弧焊进行工艺试验,并通过填充焊丝来调节 焊缝成形。 1 工艺试验 1.1试验材料及设备 铸造铝合金ZL101A和防锈铝合金LF6及焊丝的 化学成分如表I所示,异种铝及铝合金焊接时,应选用 化学成分与抗拉强度较高的与母材相近的焊丝作为填 充材料…,由于LF6的抗拉强度远高于ZL101A,故选 用铝镁焊丝ER5356,直径为I.6 mm。选用镧钨极,焊 枪喷嘴直径为69.0 mm。在自制的焊接夹具以及焊接 行走机构上进行试验。 氧化膜的存在会导致未焊透、未熔合、焊缝夹杂等 缺陷,且由于氧化膜吸附大量水分可促使焊缝产生气 孔,所以采用化学清洗除去试件表面的氧化膜、油脂和 尘污是铝合金焊接前必须的准备工作。此外,母材和 焊丝中的固溶氢是造成氢气孔的主要原因之一 ,所 以对工件和焊丝进行除氢处理(加热到170℃,保温5 h),以去除焊接材料中的固溶氢。 表1 母材及焊丝的化学成分《质量分数。%)
铸铝牌号性能
各种牌号铝合金的主要特点及用途((铸铝)
【ZL101】 ZL101的特点是成分简单,容易熔炼和铸造,铸造性能好,气密性好、焊接和切削加工性能也比较好,但
力学性能不高。适合铸造薄壁、大面积和形状复杂的、强度要求不高的各种零件,如泵的壳体、齿轮箱、仪表壳(框架)及家电产品上的零件等。主要采用砂型铸造和金属型铸造。
【Zl101A】 由于是在ZL101的基础上加了微量Ti,细化了晶粒,强化了合金的组织,其综合性能高于Zl101、ZL102,并有较好的抗蚀性能,可用作一般载荷的工程结构件和摩托车、汽车及家电、仪表产品上的各种结构件的优质铸件。其使用量目前仅次于ZL102。多采用砂型和金属型铸造。
【Zl102】 这种合金的最大特点是流动性好,其它性能与ZL101差不多,但气密性比ZL101要好,可用来铸造各种形状复杂、薄壁的压铸件和强度要求不高的薄壁、大面积、形状复杂的金属或砂型铸件。不论是压铸件还是金属型、砂型铸件,都是民用产品上用得最多的一个铸造铝合金品种。
【Zl104】 因其工晶体量多,又加入了Mn,抵消了材料中混入的Fe有害作用,有较好的铸造性能和优良的气密性、耐蚀性,焊接和切削加工性能也比较好,但耐热性能较差,适合制作形状复杂、尺寸较大的有较大负荷的动力结构件,如增压器壳体、气缸盖,气缸套等零件,主要用压铸,也多采用砂型和金属型铸造。
【Zl105、ZL105A】 由于加入了Cu,降低了Si的含量,其铸造性能和焊接性能都比ZL104差,但室温和高温强度、切削加工性能都比ZL104要好,塑性稍低,抗蚀性能较差。适合用作形状复杂、尺寸较大、有重大负荷的动力结构件。如增压器壳体、气缸盖、气缸套等零件。Zl105A是降低了ZL105的杂质元素Fe
的含量,提高了合金的强度,具有比ZL105更好的力学性能,多采用铸造优质铸件。
【ZL106】由于提高了Si的含量,又加入了微量的Ti、Mn,使合金的铸造性能和高温性能优于ZL105气密性、耐蚀性也较好,可用作一般负荷的结构件及要求气密性较好和在较高温度下工作的零件,主要采用砂型和金属型铸造。
ZL101A铸铝合金和LY12硬铝同槽硬氧化的研究
Z L 1 O 1 A铸铝合金和L Y 1 2硬铝 同槽硬氧化的titF究
河南新平科烟草机械有限公司 (新乡453002) 张劲松 1.概述 LY12硬铝的主要合金元素是Cu和Mg, c 一般 为3.5%一5.0%, M 为1.2%~1.8%,并含一定量的 Mn,经时效后会生成强化相CuAlz。因含Cu固溶体和 CuAl,的电极电位比晶体临界电位高,所以必须采用高 浓度的H2so4溶液(300~350g/L),或采用交直流电叠 加或脉冲电流法。 ZL101是含有Mg的A1-Si合金,铸造性能高,可热 处理(T 、T )强化。通过采用高纯度原材料,降低杂 质含量,并添加细化元素调整成分,使合金具有更高的 力学性能,用于铸造形状复杂、要求气密的各种铸件, 合金的化学成分为 si=6.5%一7.5%, Mg=0.20% 一0.45%, Ti=0.05%~0.20%, Fe≤0.20%, C ≤0.10%, M ≤0.10%, z ≤0.10%,其他杂质单 个0.05%,总计0.15%,A1余量。这些元素多数电位 较高,一方面由于微电池的作用,自身产生了腐蚀电 流,破坏了铝的钝化表面,使铝的溶解速度加大;另一 方面,铸造铝组织疏松,有大量的裂纹和缩孔存在,使 铝的真实表面积比外观表面积大得多,这些因素将导致 铸铝在浓H2so4溶液(300~350g/L)工艺槽硬氧化后 表面“发花”,色泽差,以及膜层质量下降等问题。 原硬氧化工艺见下表。 溶液 电流密度 时间 阴极 H2S04 g/L 材料 温度/℃ 电压/v 膜厚 m 成分 A/dm /min 材料 H2SO4 310~350 LY12 15 2~5 35 40~60 60 铅棒 H2SO4 130~180 ZL101A 15 2 35 40~60 60 铅棒 从上述内容可以看出,ZL101A铸铝硬氧化工艺和 LY12硬铝硬氧化工艺相矛盾,同槽氧化非常因难。我 公司通过大量试验,研制出一种ZL101A铸铝和LY12 硬铝同槽硬氧化的方法,供大家参考。 2.试验部分 (1)试验材料本试验所用的试样为烟机29A5.2— 9ZEL101A铸铝气阀(废件)两件,分别为试件A和试 件B,表面积25.64dm 。 (2)试验方法 采用本公司LY12硬铝硬氧化槽, 配方:H2SO4溶液330g/L和多种添加剂,槽温(15± 1)℃,阴极材料:铅棒。 (3)测定着色膜性能的方法 矢量法测定缓蚀效 果:用蒸馏水配制5%NaC1溶液,把末处理的着色效果 浅的和着色效果深的铝件各一片放置到溶液中浸渍15 天后取出,算出腐蚀速率,其公式如下: =(Gn—G)/At 蛋 垒 曼堡复曼塑 缸撼l 热加工 式中 ——腐蚀速率; G ——试样腐蚀前质量; c——试样腐蚀后的质量; A——试样面积; t——腐蚀时间。 致密性的测定方法:采用湿润滤化贴置法配制的溶 液,将滤纸在溶液中浸湿,在铝件上贴置5min,拿下放 入红外线快速干燥器中,干燥后计算黑点数目。 (4)外观按GB8013--1987铝及铝合金阳极氧化, 阳极氧化膜的总规范和用户提供的标样进行对比。 (5)工艺流程有机除油一碱蚀一出光一热水洗一 冷水洗一酸洗出光一冷水洗一硬氧化一冷水洗一黑色填 充一热水洗一晾干一成品。 3.工艺条件的选择 (1)试件A的工艺条件采用上表中铸件硬氧化工 艺条件:电流密度为2A/din2,硬化槽温度(15±1)℃,
