第1章 绪论 1
1.1 高强铝合金的发展概况 1
1.2 高强铝合金的应用 4
1.3 高强铝合金的制备 6
1.3.1 熔铸 6
1.3.2 熔体净化与检测 7
1.3.3 制坯 8
1.4 高强铝合金的热处理 9
1.4.1 均匀化处理 10
1.4.2 固溶处理 11
1.4.3 淬火 11
1.4.4 时效处理 13
1.5 高强铝合金的微观组织 14
1.6 高强铝合金的性能 16
1.6.1 基本力学性能 16
1.6.2 疲劳性能 17
1.6.3 断裂韧性 20
1.6.4 抗应力腐蚀性能 20
1.7 存在问题与发展方向 21
1.7.1 存在问题 21
1.7.2 发展方向 22
第2章 B93高强铝合金铸锭均匀化工艺研究 23
2.1 试验方法 23
2.2 B93铝合金铸锭的DSC分析 24
2.3 B93铝合金铸锭的XRD分析 25
2.3.1 不同均匀化温度条件下的XRD分析 25
2.3.2 不同均匀化时间条件下的XRD分析 26
2.4 B93铝合金铸锭的显微组织观察 27
2.4.1 铸态合金的显微组织观察 27
2.4.2 不同均匀化温度条件下的显微组织观察 30
2.4.3 不同均匀化时间条件下的显微组织观察 32
2.5 分析与讨论 33
2.5.1 均匀化处理对铸锭物相的影响 33
2.5.2 均匀化处理对铸锭微观组织的影响 35
2.6 小结 36
第3章 B93高强铝合金铸锭热模拟研究 37
3.1 试验方法 37
3.2 真应力-真应变曲线 39
3.3 组织形貌观察 42
3.4 有限元模拟 45
3.4.1 等效应变 45
3.4.2 等效应力 47
3.5 分析与讨论 49
3.5.1 应力-应变特征 49
3.5.2 压缩变形流变本构方程 51
3.5.3 加工图 55
3.6 小结 57
第4章 B93高强铝合金塑性成形过程损伤研究 59
4.1 试验方法 59
4.2 韧性断裂机理 61
4.2.1 应力三轴度计算 61
4.2.2 断裂类型 62
4.2.3 损伤特征尺寸测量 63
4.3 常用韧性断裂准则评估 65
4.4 临界损伤断裂值计算 68
4.5 小结 73
第5章 B93高强铝合金淬透性研究 74
5.1 试验方法 74
5.2 性能测试与组织观察 76
5.2.1 硬度测试 76
5.2.2 XRD物相分析 77
5.2.3 金相组织观察 78
5.2.4 扫描电镜观察 79
5.2.5 透射显微组织观察 80
5.3 淬火过程中的温度场模拟 84
5.3.1 有限元模型 84
5.3.2 边界条件 84
5.3.3 有限元模拟结果 85
5.4 分析与讨论 88
5.4.1 淬火临界冷却速度 88
5.4.2 冷却速率对组织的影响 90
5.4.3 冷却速率对性能的影响 90
5.5 小结 91
第6章 B93高强铝合金棒材固溶时效工艺研究 93
6.1 试验方法 93
6.2 固溶工艺对B93铝合金组织与性能的影响 95
6.2.1 固溶温度和时间对固溶程度的影响 95
6.2.2 固溶温度和时间对合金性能的影响 97
6.2.3 淬火水温对合金性能的影响 98
6.2.4 淬火转移时间对合金性能的影响 99
6.2.5 淬火后停放时间对合金性能的影响 99
6.3 双级时效对B93铝合金性能的影响 100
6.3.1 一级时效条件对合金性能与组织的影响 100
6.3.2 二级时效条件对合金性能与组织的影响 100
6.4 微观组织观察 102
6.5 B93铝合金等速加热时效析出特性 104
6.5.1 电阻率随温度的变化关系 104
6.5.2 电阻率随保温时间的变化关系 105
6.5.3 电阻率计算公式模拟 106
6.6 分析与讨论 107
6.6.1 固溶温度和时间对合金棒材组织与性能的影响 107
6.6.2 淬火条件对合金棒材组织与性能的影响 108
6.6.3 时效对合金棒材组织与性能的影响 109
6.6.4 时效析出过程中电阻率的变化 109
6.7. 小结 110
第7章 B93高强铝合金疲劳特性研究 112
7.1 试验方法 112
7.2 疲劳试验结果 115
7.2.1 基本S-N曲线 115
7.2.2 疲劳裂纹扩展速率 116
7.3 疲劳裂纹的萌生 117
7.4 疲劳裂纹的扩展 119
7.5 疲劳断口形貌分析 125
7.5.1 断口全貌 125
7.5.2 扩展形貌 125
7.5.3 疲劳条纹 127
7.6 分析与讨论 127
7.6.1 疲劳数据统计分析 127
7.6.2 疲劳裂纹萌生与扩展机制 133
7.7 小结 134
第8章 B93高强铝合金断裂行为研究 135
8.1 试验方法 135
8.2 断裂载荷的计算 136
8.3 裂纹尖端应力强度因子的模拟计算 137
8.4 断口形貌观察 139
8.5 分析与讨论 142
8.5.1 粗大相第二相对铝合金断裂的影响 142
8.5.2 双级时效状态对铝合金断裂的影响 143
8.6 小结 143
参考文献 144