铝锂合金

摘要： 本发明介绍了一种适于制造厚板及挤压材用的高强韧铝锂合金及其制备方法。该合金的化学成分(质量分数/%)为:Cu3.2~4.2,Li0.7~1.8,Mn0.20~0.60,Zn0.20~0.60,Zr0.06~0.20,Mg0.20~0.80,Ag0.2~0.7,Si≤0.10,Fe≤0.10,Ti≤0.12,其它杂质单个≤0.05,总量≤0.15,余量为Al。其中合金元素Mn、Zn、Mg、Ag与Zr可选择加入其中1~5种。按合金成分配料,将原料融化,经炉内精炼、静置后,浇注成所需规格的合金锭。

摘要： 锂是最轻的金属,将锂元素添加到铝合金中能够使铝合金的密度降低,刚度提升,这使得铝锂合金材料在航天器建造中有着极为广泛的应用,在航空航天工业制造中是备受青睐的新材料,近十几年来在航空金属材料领域发展极为迅速。同时铝锂合金搅拌摩擦焊接头也是目前学界公认的焊接铝合金的最佳工具。基于此,本文对铝锂合金搅拌摩擦焊接头的性能进行分析,深化铝锂合金搅拌摩擦焊接的理论研究,希望能对铝锂合金的应用起到参考作用。

摘要： 通过TEM、HAADF-STEM和室温拉伸实验开展Al-2.8%Cu-1.35%Li-0.3%Mn-0.11%Zr合金在人工时效和蠕变时效状态下的析出相演化规律和力学性能研究。结果表明,160°C时效条件下,人工时效和160 MPa应力时效过程中合金中析出相数量均随时效时间的延长而增多,相同时效时间条件下应力时效状态合金T_(1)相数量较多,但其平均直径减小了约5~15 nm。这主要是因为外加应力增加了合金中的位错密度从而促进析出相析出。T_(1)相在时效析出过程中并未受外加应力的影响而沿某个方向择优析出,无明显的应力位向效应,这可能与T_(1)相具有更大的惯习平面变体上的形核与临界应力值有关。相比于人工时效,应力时效后合金的室温屈服强度和抗拉强度均增加,且在时效初期对屈服强度效果更为显著。

摘要： 轻量化材料与结构是现代航空航天工业的发展方向。铝锂合金密度小,比强度、比弹性模量高,是理想的航空航天材料。采用超塑成形/扩散连接工艺成形的空心夹层结构零件具有整体性好、设计自由度大、成形精度高、无残余应力等优点,而且能够大幅减重、降低成本,广泛应用于航空航天领域。针对航空航天领域对新一代复杂多层结构件整体化和轻量化的迫切需求,回顾了国内外铝锂合金的发展历程,介绍了国内外铝锂合金超塑成形、扩散连接以及超塑成形/扩散连接组合技术的发展现状及其在航空航天领域的应用,指出铝锂合金表面致密稳定氧化膜是阻碍其扩散连接接头质量提升的瓶颈问题,讨论去除铝锂合金表面的氧化层以及防止新的氧化层再生的相关工艺与机理,最后展望了铝锂合金超塑成形/扩散连接技术在航空航天领域的应用前景以及未来研究方向。

摘要： 研究了2195铝锂合金的制造工艺,成功制备出性能优越的轧环。研究中不仅对铸锭组织和成分进行了分析,还揭示了合金在均匀化以及T8热处理过程中合金组织和性能的变化规律,为生产提供了理论依据。

摘要： 为研究储罐材料与液体推进剂的相容性问题,使用电化学试验和全浸试验探究了2195-T8铝锂合金在HNO_(3)中的腐蚀机理,并基于元胞自动机法对其腐蚀历程进行仿真。研究结果表明:合金在质量分数30%的HNO_(3)中的腐蚀最快;腐蚀初期主要发生点蚀,随后逐渐形成剥落腐蚀。拟合的等效电路反映合金在HNO_(3)中的动力学过程,解释了电化学阻抗谱第四象限中出现感抗的现象。元胞自动机模型以Logistic分布概率为腐蚀概率临界条件,所得仿真结果与试验结果相对应。

摘要： 通过有限元分析与钻孔法残余应力测试相结合,研究了淬火介质参数、预拉伸对铝锂合金板材淬火残余应力分布与演变的影响。结果表明:淬火介质冷却速率越慢,板材残余应力越小,淬火介质对合金冷却能力由大到小的顺序为10%NaCl>水>5%PAG;随着预拉伸量的增加,板材表层压应力减小,并逐渐转变为拉应力。预拉伸量为2.5%时,残余应力绝对值稳定在25 MPa内。有限元点追踪表明,在40°C水温淬火过程中,板材体中心点(A)与上表面中心(B)在三个方向上的残余应力变化规律相反,最终均呈平面应力状态;而板材宽向线中心(C)与长向线中心(D)演变规律相似,但分应力的方向不同;板材顶点(E)在三个方向上的残余应力均较小。

摘要： 航空航天用Al-Li合金因具有突出的低密度、优异的综合性能和广阔的应用前景,已逐步成为与2×××、7×××系合金并列的新一代高性能铝合金。概述了近百年来国内外铝锂合金的研发历史和工业应用情况,分析了第一代至第三代铝锂合金的研发和性能改进思路,同时也总结了我国铝锂合金产业化大规模应用需要进一步克服的技术难点。最后针对未来我国铝锂合金产业的发展方向提出了见解。

摘要： 通过电子背散射衍射及背散射电子等成像分析手段,从晶体学织构、晶界特征等角度研究了热处理对AA2099铝锂合金疲劳加载时分层断裂的影响机理。研究结果表明:AA2099铝锂合金疲劳加载时分层断裂多发生于平直的高角晶界处,断裂区域晶粒通常为Brass取向,且裂纹扩展方向平行于晶粒的{110}面。分层断裂现象与晶界曲折程度有直接关系,相比于T81试样和T83试样,固溶态(ST)试样晶界更为曲折,相对更难发生分层断裂。预拉伸量的增加使T83试样与T81试样的晶界析出相形貌迥异;循环载荷作用过程中,T83试样粗大颗粒状晶界析出相处的界面脱粘加剧了分层断裂,因此分层断裂严重程度为:T83试样>T81试样>ST试样。

摘要： 采用双面搅拌摩擦焊方法对6 mm厚2195铝锂合金板进行焊接,对比研究了焊前与焊后热处理(410°C×1 h退火+510°C×1 h固溶+155°C×1 h人工时效)对接头显微组织及力学性能的影响。结果表明:焊前热处理的接头焊核区晶粒呈细小等轴状,平均晶粒尺寸约为9.2μm,而焊后热处理的焊核区晶粒发生了异常长大现象,平均晶粒尺寸达到0.3 mm。焊前热处理接头的抗拉强度比焊后热处理条件下的接头高约4.7%,断后伸长率也得到明显提高,且焊前热处理接头的拉伸断裂方式为韧性断裂,焊后热处理接头的拉伸断裂方式为脆性断裂。焊前热处理接头的最大弯曲角度大于焊后热处理接头,具有良好的塑性变形能力。

摘要： 采用无针搅拌摩擦点焊工艺,对1.8mm厚2198铝锂合金进行了点焊试验,研究了焊后接头组织形貌、Hook缺陷和力学性能.结果表明,接头由焊核区、热力影响区和热影响区三个区域组成,焊核区组织最为细小,热影响区晶粒粗化,热力影响区组织被拉长.随停留时间增加或旋转转速增大,焊点界面直径增大,但Hook缺陷尖端翘曲越严重,接头拉剪力均呈先增大后减小的趋势,当旋转转速为950r/min,停留时间为6s时,达到最大值5.44kN.接头显微硬度呈“U”型分布.当热输入较小时,接头拉伸为剪切脆性断裂方式,反之则为剥离韧性断裂方式.

摘要： 针对2198铝锂合金真空电子束焊接接头的显微组织及在质量分数为3.5％的NaCl溶液中的腐蚀行为进行研究.利用光学显微镜、扫描电镜对焊接接头微观组织形貌、析出相的种类及分布研究的基础上,室温下采用浸泡实验法和电化学腐蚀法对母材和焊缝腐蚀行为进行了系统的研究.结果表明,2198铝锂合金的电子束焊接接头热影响区较窄,焊缝熔合线附近均出现了独特的细化显微组织,取代了部分柱状晶区域,区域范围一般在35μm左右.熔合区附近存在等轴细晶区,晶粒度约10μm,区域范围一般在35μm左右.焊缝中心区为树枝状晶区,总体范围较大,压缩了焊缝边缘柱状晶的生长,其晶粒度约12μm.室温下在质量分数为3.5％的NaCl溶液中,焊缝和热影响区为均匀腐蚀,腐蚀斑点面积小、蚀点浅.母材为点蚀,随着浸泡时间增加,腐蚀斑点面积变大、蚀点加深并开裂.焊缝的开路电位、自腐蚀电位和极化电阻均高于母材,腐蚀电流密度则小于母材.通过研究焊接接头的腐蚀机制,掌握焊接接头关键部位的腐蚀规律,采用了合理的防护措施,实现了对2198铝锂合金焊接接头的长效防护.

摘要： 开展了130°C和不同应力水平(10/125/150/175MPa)下,先加载再升温条件下的5A90铝锂合金的单轴拉伸蠕变时效试验,分析了5A90合金在不同应力作用下蠕变变形行为.结果表明:蠕变时效过程分为升温阶段和恒温阶段,总变形包括弹性变形、升温热膨胀、沉淀导致的晶格收缩变形和蠕变变形,其中材料从室温升温至130°C的线膨胀量为0.07％,时效18h后晶格收缩导致的线收缩量为0.018％.对于蠕变变形,175MPa条件下,升温过程产生明显蠕变变形,125MPa和150MPa条件下,升温至120°C后才开始发生明显的蠕变变形;125、150和175MPa条件下,恒温阶段蠕变应变分别达到0.039％、0.063％和0.079％,稳态蠕变应变速率分别为1.43×10-3、2.23×10-3和3.06×10-3％/h.

摘要： 飞机单曲率蒙皮壁板零件通常采用滚弯-化铣工艺完成成形,该工艺方法通常会面临回弹造成的几何精度问题.通常情况下手工校形和多次滚弯等手段对回弹进行控制或者消除,但这些手段会造成产品成本和周期的上升并会引起材料性能的降低.因而精确控制蒙皮滚弯-化铣过程的回弹,对当前飞机大尺寸蒙皮结构件制造具有重要意义.因此本文针对滚弯-化铣后的回弹展开仿真研究,首先构建2060-T8铝锂合金蒙皮滚弯-化铣有限元仿真模型并通过实验与仿真的对比验证仿真的有效性,然后通过仿真研究2060-T8铝锂合金蒙皮滚弯-化铣工艺参数对壁板最终成形半径影响规律,进而实现通过控制工艺参数对回弹的预测和补偿.

摘要： 铝锂合金材料的特点是密度低，有较高的比模量和比强度值;导热性和导电性良好;抗腐蚀性能好;制造工艺性能良好。是航天器上最主要的结构材料之一.用其代替常规的高强度铝合金可使结构质量减轻10%-20%,刚度提高15%-20%，因此，在未来航天领域将发挥越来越重要的作用。

摘要： 铝锂合金材料具有应变率负效应,并且当应变率超过一定应变率时其应变率效应趋于一个恒定值,这种与传统金属材料不同的力学性能使得适用于大部分金属材料的Johnson-Cook本构模型并不适用于铝锂合金材料.本文在Johnson-Cook屈服准则的基础上对其应变率效应项进行修正,并依据实验数据得到更适用的温度软化相关项,提出了一种适用于铝锂合金材料的屈服准则,同时根据轻气炮的实验数据确定了铝锂合金材料是一种压力不相关的材料,从而得到了铝锂合金材料的动态本构新模型,并依据实验数据给出了本构模型中材料参数的值.

摘要： 采用不同旋转速度的搅拌摩擦点焊焊接2198-T8铝锂合金,通过光学显微镜、X射线衍射和透射电镜观察了焊点的晶粒形貌、位错密度和强化相分布,并且测试了焊核区的硬度分布和拉伸性能.研究结果表明,经过搅拌摩擦点焊处理后,2198-T8铝锂合金中的强化相全部回溶到基体中,同时位错密度降低,导致FSpW2198-T8铝锂合金的显微硬度和拉伸强度降低.不同旋转速度(500rpm,1000rpm和1800rpm)的搅拌摩擦点焊铝锂合金拉伸性能存在差异,是由于晶粒尺寸和分布,以及位错密度的影响.适中的旋转速度(1000rpm),搅拌摩擦点焊铝锂合金的再结晶晶粒尺寸细小且分布均匀,力学性能优良.

摘要： 针对壳体铝锂合金/防热层粘接结构质量检测,采用仿真分析计算了在防热层复合材料与铝锂合金粘接质量检测时的超声相位变化规律.超声相位检测法被证实有效并在实际应用检测中获得了良好的检测效果,检测灵敏度达到Φ5mm,有效解决了壳体防热层粘接质量无损检测的难题.

摘要： 蠕变时效成形是一种适用于大型飞机整体壁板成形制造的技术方法.按曲面主曲率方向的不同,将双曲率面分为椭球面和马鞍面两种类型.建立了椭球型和马鞍型两种双曲率面蠕变时效成形过程的有限元模型,分析了两种曲面成形的特点,研究了时效成形时间和板料厚度两个因素对板料回弹的影响.结果表明,两种类型的双曲面半径值相同时,在蠕变时效成形过程各阶段,板料的最大等效应力差小于4.1MPa.成形初始阶段,回弹率随时间急剧减小,而后进入稳定阶段,回弹率随时间缓慢减小.板料厚度较小时,回弹率随板料厚度变化不明显,当超过一定阈值时,回弹率随厚度增加急剧减小.相同成形条件下,双曲面的主曲率方向对回弹率的影响不大.

摘要： 本文针对5A90锻件加工过程去应力时效对材料性能影响的问题,系统的研究了不同去应力时效工艺对材料力学性能的影响,并在此基础上进一步分析去应力时效工艺对材料抗电化学腐蚀能力的影响.研究结果表明锻件横向抗拉强度和屈服强度随着去应力时效温度的增加缓慢增大,纵向基本保持恒定;横向延伸率随着温度升高,先升高后降低,纵向延伸率随着温度升高,延伸率先升高,然后基本保持恒定.120-140°C去应力时效后,材料抗电化学腐蚀能力基本与锻件自身相同,当温度提高到160°C后,抗电化学腐蚀能力出现明显下降.

摘要： 本发明涉及一种低锂含量的高强铸造铝锂铜锌合金及其制备方法。所述合金以质量百分比包括下述组分：Li：1～2％，Cu：3～5％，Zn：1.05～5％，Mg：0.5～1％，Ag：0.1～0.5％，Mn：0.1～0.3％，Zr：0.1～0.3％，Ti：0.05～0.1％，余量为Al。其制备方法为：按设计的铝合金组分配比，称取各组分，先按设计的顺序熔炼除锂源外的其他组分，然后在覆盖剂和保护气体的环境下，将纯锂压入合金熔体中，除气除渣精炼，静置并浇铸，然后再经过均匀化退火、固溶时效处理。本发明制备出了比传统商业铸造铝合金性能更为优越的产品，所述产品具有高强度、高硬度、可热处理强化等特性。同时成本低廉。

摘要： 本发明涉及一种制造铝基合金薄板的方法，所述薄板包含以重量百分比计2.2至2.7％的Cu、1.3至1.6％的Li、小于0.1％的银、0.2至0.5％的Mg、0.1至0.5％的Mn、0.01至0.15％的Ti、Zn的量小于0.3、Fe和Si的量各自小于或等于0.1％，以及不可避免的含量各自小于或等于0.05重量％的杂质且总计0.15重量％，其余为铝，其中特别是热轧入口温度为400°C至460°C，热轧出口温度低于300°C，固溶热处理期间在300至400°C的平均加热速度至少约为17°C/min，时效条件使得长横向上的屈服强度Rp0.2(LT)为350至380MPa。本发明的板具有有利的机械性能并且特别用于制造飞机机身面板。

摘要： 一种航天用铝锂合金及铝锂合金型材制造方法，涉及一种铝锂合金及铝锂合金型材制造方法。目的是解决生产铝锂合金难度大和铝锂合金的强度低的问题。铝锂合金由Mg、Li、Ti、Zr和Al组成；Mg：5.5％～6.5％、Li：2.2％～2.5％、Ti：0.03％～0.12％、Zr：0.15％～0.20％、Zr+Ti≤0.25％和Al为余量。方法：称取原料、制备铝合金熔液、精炼、喷射成形、切成短棒、盲模挤压、热挤压、淬火、拉伸矫直和时效处理。本发明喷射进行成形解决了铝锂合金生产难度大和质量差的问题，抗拉强度达485Mpa，规定非比例延伸强度达345Mpa，断后伸长率达10.0％；盲模挤压能够使铸锭更加致密。

摘要： 本发明涉及锂离子电池技术领域，旨在提供偏铝酸锂包覆铝锂合金复合材料及其锂硫电池的制备方法。该偏铝酸锂包覆铝锂合金复合材料的制备方法包括步骤：取球形铝粉和锂源化合物粉末混合后，加热得到偏铝酸锂包覆铝锂合金复合材料粉末；该锂硫电池包括隔膜、正极、负极和电解液，负极的负极材料中包括偏铝酸锂包覆铝锂合金复合材料。本发明制备得到的偏铝酸锂包覆铝锂合金复合材料具有：平稳的充放电电压平台使有机电解质在电池应用中更为安全；很好的电极反应可逆性；良好的化学稳定性与热稳定性；在锂硫电池中避免形成锂枝晶，有效防止短路，有效提高锂硫电池的可靠性和安全性。

摘要： 本发明提供了一种高锂含量铸造铝锂合金的精炼方法，其包括如下步骤：S1、将纯铝熔化后，在加入细化合金元素前，于810～820°C下，利用氩气旋转喷吹，进行一级精炼；S2、在加入主合金化元素前，于730～740°C下，利用氩气旋转喷吹，进行二级精炼；S3、在加入主合金化元素后，于720～730°C下，利用氩气旋转喷吹，进行三级精炼。与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：获得的高锂含量铸造铝锂合金含氢量与含渣量大幅度减少，Li元素烧损率降低，熔炼成本降低，力学性能提高，为高锂含量铸造铝锂合金的开发和实际应用提供技术支持。

摘要： 一种航天用铝锂合金及铝锂合金型材制造方法，涉及一种铝锂合金及铝锂合金型材制造方法。目的是解决生产铝锂合金难度大和铝锂合金的强度低的问题。铝锂合金由Mg、Li、Ti、Zr和Al组成；Mg：5.5％～6.5％、Li：2.2％～2.5％、Ti：0.03％～0.12％、Zr：0.15％～0.20％、Zr+Ti≤0.25％和Al为余量。方法：称取原料、制备铝合金熔液、精炼、喷射成形、切成短棒、盲模挤压、热挤压、淬火、拉伸矫直和时效处理。本发明喷射进行成形解决了铝锂合金生产难度大和质量差的问题，抗拉强度达485Mpa，规定非比例延伸强度达345Mpa，断后伸长率达10.0％；盲模挤压能够使铸锭更加致密。

摘要： 本发明提供了一种铝锂合金板材的成形强化方法，包括：将铝锂合金板材放入热处理炉中固溶处理，固溶温度为475‑525°C，固溶时间为30‑45min；将固溶后的所述铝锂合金板材在介质中进行淬火冷却；将淬火后的所述铝锂合金板材在室温下停留60‑180min，随后进行充液拉伸成形；将所获得的所述铝锂合金钣金件放入热处理炉中进行时效处理，时效温度为150‑165°C，时效时间为10‑25h中某一时间，最终得到铝锂合金强化构件。此方法避免了固溶后的热态坯料难以快速转移并快速成形的问题，规定了淬火态板料室温停留时间，避免PLC效应，提高成形质量，对设备要求低，生产效率高，具有很高的工程应用价值。本发明还提供由此得到的铝锂合金强化构件和相应模具。

摘要： 本发明涉及锂离子电池技术领域，旨在提供偏铝酸锂包覆铝锂合金复合材料及其锂硫电池的制备方法。该偏铝酸锂包覆铝锂合金复合材料的制备方法包括步骤：取球形铝粉和锂源化合物粉末混合后，加热得到偏铝酸锂包覆铝锂合金复合材料粉末；该锂硫电池包括隔膜、正极、负极和电解液，负极的负极材料中包括偏铝酸锂包覆铝锂合金复合材料。本发明制备得到的偏铝酸锂包覆铝锂合金复合材料具有：平稳的充放电电压平台使有机电解质在电池应用中更为安全；很好的电极反应可逆性；良好的化学稳定性与热稳定性；在锂硫电池中避免形成锂枝晶，有效防止短路，有效提高锂硫电池的可靠性和安全性。

摘要： 本发明属于金属材料制备领域，具体涉及一种稀土合金化的镁锂合金或铝锂合金的制备方法。为解决Mg‑Li/Al‑Li合金强度低、高温蠕变性差等问题，同时为了解决原位生成法中，含铝的镁锂合金或铝合金中，第二相AlmREn的形貌、含量、尺寸等不可控的问题，以及采用Mg‑RE/Al‑RE中间合金制备稀土合金化的镁锂/铝锂合金时成本过高、收率低的问题，本发明以Mg‑Li/Al‑Li合金作为基体合金，将低成本的纳米或微米级的REpOq颗粒来代替高成本的Mg‑RE/Al‑RE中间合金作为前驱体添加到Mg‑Li/Al‑Li合金熔体中，实现稀土合金化。本发明降低了稀土合金化的镁锂/铝锂合金的制备成本，操作简单，实现难度小，很容易实现工业化生产，并且所制备得到的稀土合金化的Mg‑Li/Al‑Li合金具有十分优异的综合力学性能。

摘要： 本发明属于铸造铝锂合金相关技术领域，公开了一种适用于砂型铸造铝锂合金的硅酸锂作为粘结剂的铸造涂料，使用该涂料的砂型铸造铝锂合金的制备方法可包括以下步骤：S1制备砂型；S2在砂型的内表面涂覆基于无机粘结剂的涂料，该涂料中使用的无机粘结剂具体为硅酸锂溶液；S3将铝锂合金液浇注到步骤S2得到的砂型内，冷却后得到铝锂合金铸件。本发明通过使用硅酸锂作为无机粘结剂，得到基于无机粘结剂的铸造涂料，在应用时，可在砂型内表面涂刷该无机粘结剂涂料，能够避免砂型铸造铝锂合金过程中铝锂合金和铸型的界面反应，从而减少铝锂合金铸件的气孔缺陷，提高铝锂合金铸件的质量。