高强度铸造铝铜合金微观组织对性能的影响

研究了微观组织对ZL205A系铸造铝铜合金热处理后强度和塑性的影响。结果表明:影响该合金强度和塑性性能的微观组织主要是晶粒尺寸、晶内、晶界沉淀相,弥散析出相和未固溶相。晶界处主要是θ相、N相、初生T相的混合组织,当呈针状或条状时恶化合金性能,当呈半连续的骨骼对合金性能影响较小。晶内细小弥散的二次T相是主要强化相,当T相聚集长大会降低强度。过剩相θ相,当呈大块分布时降低合金塑性,当呈细小均匀分布时对合金性能影响较小。     

固溶处理对2A66铝锂合金力学性能和晶间腐蚀性能的影响

采用常温拉伸试验、晶间腐蚀试验、SEM和TEM检测等手段,研究了固溶处理工艺对2A66铝锂合金显微组织、力学性能和晶间腐蚀性能的影响。结果表明:双级固溶比单级固溶的过饱和度更大,未溶第二相大幅减少,T6时效后晶内析出相(T1相和θ'相)数量增加,尺寸减小,晶界析出相由连续分布变为断续分布,合金的强度和抗腐蚀性能提升;高温预析出固溶在低温固溶阶段析出大量粗大第二相,时效强化减弱,强度显著降低;逐级固溶的过饱和度最大,未溶第二相基本消失,T6时效后晶内析出相细小弥散,晶界析出相间距增大,呈不连续分布,出现无沉淀析出带(PFZ),合金的抗拉强度、伸长率及最大晶间腐蚀深度分别为640.7 MPa、8.9%和39.15μm,即合金同时具有较好的力学性能和抗腐蚀性能。     

轧后冷速对X120管线钢组织和强度的影响

研究了X120管线钢模拟控扎后冷却速度对组织性能的影响。扫描（SEM）和电子背散射衍射（EBSD）观察结果表明,提高控轧后冷速可以得到有效晶粒尺寸细小的板条贝氏体,有利于提高大角度晶界百分比,并结合力学性能测试结果,得出细小的板条贝氏体和大角度晶界有利于提高管线钢强度。利用透射电镜和能谱分析研究了实验钢中Nb、Ti等微合金元素的析出规律,冷速越大析出相粒子越细小弥散,沉淀析出强化效果越好。细晶强化、晶界强化和析出相强化等都是管线钢强化的主要方式。     

Inconel 617B合金焊接接头750℃持久微观组织演变对性能的影响

采用扫描电镜和透射电镜观察Inconel 617B合金焊接接头750℃持久试验前后微观组织,并探讨了微观组织演变对硬度的影响和持久断裂机制。结果表明:Inconel 617B合金焊接接头持久后,主要析出M_(23)C_6相和γ'相。晶界上M_(23)C_6相呈块状,晶内M_(23)C_6相为薄板状或针状;球形γ'相细小,弥散在晶内。随持久时间延长,晶界M_(23)C_6相长大并连接;晶内γ'相也有长大的趋势,但长时间持久尺寸仍十分细小;晶内除析出的M_(23)C_6相继续长大成薄板状外,还析出新的尺寸较小的针状M_(23)C_6相。持久初期,M_(23)C_6和γ'的析出使得焊接接头的硬度明显升高。随着持久时间延长,由于新析出的M_(23)C_6产生的强化增强效果不足以弥补因析出相粗化和固溶度降低造成的弱化效果,硬度有下降趋势。Inconel 617B合金焊接接头持久试样断裂在焊缝区,晶界和枝晶间M_(23)C_6相粗化严重,更易萌生空洞和裂纹,是引起沿晶断裂的主要原因。     

薄带连铸Fe-2.7%Si铸带组织和析出物

研究了双辊薄带连铸Fe-2.7%Si合金铸带组织和析出物的形貌特征及分布规律。结果表明,实验钢铸带中间区域具有以表层柱状晶为主、中心细小等轴晶共存的组织,且细小等轴晶区厚度约为600μm,尺寸为10μm~40μm,晶内有大量亚晶。铸带初始织构较为漫散。铸带中的析出物主要为AlN和MnS的复合析出,通常以MnS周边包围AlN的形态存在,析出的位置主要在晶界、亚晶界附近及晶内。表层析出物尺寸为50nm~500nm,中心层尺寸更为粗大,甚至包括1μm以上的特大型析出物。同时,铸带中存在一定的位错,可在一定程度上促进第二相粒子的快速细小析出。     

热机械处理对7075铝合金组织及抗应力腐蚀性能的影响

通过力学性能、电导率、慢应变速率拉伸试验、透射电镜及扫描电镜分析,研究了新型热机械处理对7075铝合金力学性能、抗应力腐蚀性能及显微组织的影响。结果表明:T6态合金晶内析出相细小但有粗大相存在,晶界析出相连续,具有较高的强度但塑性欠佳,抗应力腐蚀性最差;回归再时效(RRA)状态下,晶内析出相相对细小弥散,晶界析出相尺寸、间距大,具有较高的强度和抗应力腐蚀性能,塑性相对T6态有所改善;回归冷轧再时效(RRCA)态合金形变处理后产生大量位错,位错析出相及位错强化相互作用,使合金强度增大但塑性降低,晶界析出相仍为断续态,抗应力腐蚀性较好;回归热轧再时效(RRWA)工艺具有良好的综合力学性能,且抗应力腐蚀性能良好,I_(SSRT)=0.22。     

时效处理对HR3C合金微观组织和冲击韧度的影响

采用高温热处理炉对超超临界电站锅炉用HR3C合金进行短时时效和650℃×500h时效,研究了时效对合金微观组织和冲击韧度的影响。结果表明,短时时效后,晶内存在少量一次大块NbCrN相,同时有少量细小的Z相析出。在650℃×500h时效后,晶内析出更多细小的Z相,经短时时效,合金晶内的Z相更多,其弥散强化提高了合金的显微硬度;晶界析出M23C6相并进一步粗化长大,晶界附近有弥散块状的M_(23)C_6相析出。长期时效后,固溶态和短时时效态合金的冲击韧度降低,断口沿晶断裂。     

挤压态喷射成形Mg12Al1.5Zn6.5Ca1Nd镁合金组织及力学性能

利用喷射成形技术制备了Mg12Al1.5Zn6.5Ca1Nd镁合金,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等测试手段,研究了挤压态实验合金的微观组织及力学性能。结果表明:挤压态实验合金组织主要由α-Mg和Al2Ca组成,合金组织为等轴晶,晶粒大小约为2μm,第二相Al2Ca颗粒主要弥散分布在晶界处,颗粒平均尺寸小于1μm;基体内存在位错网及位错塞积,Al2Ca相中存在孪晶结构;合金抗拉强度(σb)、屈服强度(σ0.2)、延伸率(δ)分别为470 MPa、350 MPa、4.7%,主要强化方式为细晶强化、弥散强化、固溶强化;断口存在微孔聚合形成的孔洞,孔洞底部的杂质相或孔洞周围硬脆相与基体之间易萌生微裂纹,合金断裂机制为微孔聚合型沿晶断裂。     

2524铝合金均匀化过程中的组织演变

通过扫描电镜(SEM)、差热分析(DSC)、电子探针(EPMA)、波谱分析(WDX)和X射线衍射等方法,研究了2524铝合金铸锭均匀化过程中的组织演变。结果表明:合金铸锭由枝晶和非平衡相组成;300℃以上均匀化时,晶粒内析出大量的弥散相,延长保温时间,弥散相尺寸变大,分布逐渐变均匀;随着均匀化温度升高,非平衡相逐渐溶解、球化,残余相为Al12Cu Mn2,残余相周围存在PFZ,其形成机制为贫溶质机制;不同冷却方式影响合金的最终组织,冷却速度较快时析出相细小弥散,冷却速度较慢时晶界和晶内有粗大S相形成。     

Al-Cu-Sn合金WAAM堆积体的组织与性能（英文）

Al-Cu合金ZL205A电弧熔丝增材制造(WAAM)堆积体具有良好的综合力学性能,但在增材过程中产生有毒的氧化镉。本研究以Sn替换Cd,通过金相、SEM、EDS、TEM及拉伸试验,考察堆积体的微观组织和力学性能,并与ZL205A合金堆积体进行对比。结果发现,Al-Cu-Sn合金堆积体表面平整,呈现出银白色光泽,Sn元素的烧损率为5.9%。WAAM Al-Cu-Sn合金堆积体直接堆积态晶粒细小、均匀,晶粒尺寸约为30μm,小于ZL205A合金堆积体的晶粒尺寸,主要析出相在晶内和晶界上均匀分布。T6热处理后,θ相完全固溶到Al基体中,在晶界上均匀分布着复熔T相和Sn与Al_2Cu的细小共生相,TEM显示晶内弥散分布大量的θ′相。T6热处理后,Al-Cu-Sn合金的力学性能为:抗拉强度493MPa;屈服强度434MPa;延伸率9.5%。该合金在WAAM过程中表现出了优异的性能,具有广泛的应用前景。     

2519铝合金时效过程的组织特征

采用金相、透射电镜、扫描电镜、硬度测试等手段,研究了2 5 1 9铝合金在1 80℃时效组织与性能的变化。结果表明,2 5 1 9铝合金在1 80℃时效时具有3阶段时效特征:①时效5h ,合金沿晶界析出少量不连续的θ(或θ′)相,晶内未见明显的析出物;②峰值时效,合金晶内普遍析出强化相θ″相,晶界析出θ(或θ′)相呈链状连续分布;③时效2 0h ,晶界析出θ(或θ′)相粗化、球化并且呈离散分布,晶内析出θ′相变粗。随着时效时间的延长,合金的伸长率逐渐降低。     

镁合金轮毂的铸造工艺与组织性能

分别采用金属型铸造、常规挤压铸造和流变挤压铸造法制备了轮毂用Mg-2.9Nd-0.18Zn-0.35Zr镁合金,对比分析了三种不同铸造工艺下铸态和T6态镁合金的显微组织和力学性能,探讨了镁合金的强化机理。结果表明,金属型铸造合金的组织为α-Mg和以鱼骨状形式存在于晶界处的Mg_(12)Nd共晶相,平均α-Mg相尺寸约51μm,常规挤压铸造和流变挤压铸造合金的α-Mg相尺寸和Mg_(12)Nd相相似,但是后者的α-Mg相更加细小;三种铸造工艺下镁合金的主要物相都为α-Mg和Mg_(12)Nd,金属型铸造合金中α-Mg的晶格常数要比常规挤压铸造和流变挤压铸造的小。三种铸造工艺下T6态镁合金基体中都析出了细小短棒状β'相,且T6态常规挤压铸造和流变挤压铸造镁合金中β'相的尺寸相对金属型铸造更大,而T6态流变挤压铸造镁合金中还发现了细小盘状β"相。铸态和T6态镁合金的抗拉强度和屈服强度为:流变挤压铸造常规挤压铸造金属型铸造;T6态常规挤压铸造和流变挤压铸造相对金属型铸造镁合金的强度提高主要来自细晶强化和析出强化,且流变挤压铸造的细晶强化和析出强化效果要优于常规挤压铸造。     

时效工艺对7A85铝合金力学和晶间腐蚀性能的影响

采用拉伸试验、晶间腐蚀实验、透射电镜观察等方法,研究时效工艺对7A85铝合金显微组织、力学性能和晶间腐蚀行为的影响。结果表明:7A85铝合金的T6态晶内分布着大量细小而弥散的GP区和少量η′相,晶界上析出相(η相)连续分布,无明显的无沉淀析出带(PFZ);T73态晶内析出相尺寸和间距都变大,晶界析出相长大粗化、呈不连续分布,PFZ带宽化,具有良好的抗晶间腐蚀性能,但强度略低;回归再时效处理后的7A85铝合金具有与T6态相似的晶内组织和与T73态相似的晶界组织,合金的抗拉强度及电导率分别为731.7MPa和36.5%(IACS),即合金同时具有较好的强度和抗腐蚀性能。合金的晶间腐蚀敏感性与晶界析出相和无沉淀析出带有关,晶界析出相尺寸越大,分布越不连续,PFZ越宽,合金腐蚀敏感性越小。     

喷射成形Al-Zn-Mg-Cu合金电子束焊接接头组织研究

采用真空电子束焊接的方法对10mm厚的喷射成形Al-Zn-Mg-Cu合金进行了焊接实验。采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜等方法分析了焊接接头的微观组织特点。结果表明,喷射成形Al-Zn-Mg-Cu合金电子束焊接接头由3个区域(近缝区母材、熔合区、热影响区)组成。焊缝宽0.3～1mm,熔合区由尺寸3～8μm的等轴细晶组成,析出相沿晶界均匀分布,晶内析出相较少;热影响区小部分区域发生了重熔,存在大量的共晶组织,部分保留了母材的原始组织特征。经T6处理后熔合区晶粒尺寸无明显变化,晶界变细,沿晶界分布的连续析出相溶解,变成了孤立的析出相,尺寸1～2μm。同时存在少量长约2μm的针状(棒)的Al7Cu2Fe相,热影响区共晶组织消失。     

铁含量对ZCuSn3Zn8Pb6Ni1FeCo合金组织与性能的影响

采用砂型铸造方法,制备了不同Fe含量的ZCuSn3Zn8Pb6Ni1FeCo合金.利用光学显微镜、拉伸测验、SEM和EDS能谱等分析测试手段,研究Fe含量对合金组织与性能的影响.结果表明:合金组织以α{Cu,Sn,Zn}为基体,并存在硬脆相δ-Cu_(10)Sn_3,铅以单质形式析出;强化析出相主要有α-Fe和γ-Fe,以及CoCu_2Sn、Fe_3Co_7、Fe_Zn_9等;强化机制符合Orowan机制;当铁含量为1wt%时.以细小弥散颗粒状析出为主(平均直径5-15nm),抗拉强度和伸长率分别为350MPa和12.5%;随着铁含量的增加,除细小弥散析出外,较大颗粒状和粗大颗粒析出数量增多,析出物平均直径增大,综合力学性能指标大幅下降;当铁含量为4wt%时,析出颗粒尺寸达到4～10μm,晶界富集粗大析出相,伸长率下降到5%.     

热处理制度对2056铝合金微观组织和抗应力腐蚀性能的影响

采用光学显微分析、扫描电镜及透射电镜观察、慢应变速率拉伸测试等研究2056铝合金在T6、T851及T351热处理状态下的微观组织和抗应力腐蚀性能.结果表明:2056合金在T6态下,晶内析出相主要为粗大的S'相和少量粗大的含锰相,抗拉强度为445.13 MPa,晶界析出相粗大且呈非连续分布,无沉淀析出带(PFz)为0.1～0.2μm,应力腐蚀敏感性最大;T851态下,晶内析出相主要为细小弥散的S'相,合金具有最高的抗拉强度,达到502.01MPa,晶界析出相呈离散状分布,PFZ较窄,约为0.02 μm,抗应力腐蚀性能优于T6态的;T351时效状态下,晶内观察到大量的位错和位错塞积以及少量GPB区,抗拉强度为469.73MPa,介于T6和T851之间,晶界无粗大平衡相析出,无明显PFZ,抗应力腐蚀性能最好.     

Al-Cu-Sn合金WAAM堆积体的组织与性能

Al-Cu合金ZL205A电弧熔丝增材制造堆积体具有良好的综合力学性能,但在增材过程中产生有毒的氧化镉。本论文以Sn替换Cd,通过金相、SEM、EDS、TEM及拉伸试验,考察堆积体的微观组织和力学性能,并与ZL205A合金堆积体进行对比。结果发现,Al-Cu-Sn合金堆积体表面平整,呈现出银白色光泽,Sn元素的烧损率为5.9%。WAAM Al-Cu-Sn合金堆积体直接堆积态晶粒细小、均匀,晶粒尺寸约为30μm,小于ZL205A合金堆积体的晶粒尺寸,主要析出相在晶内和晶界上均匀分布。T6热处理后,θ相完全固溶到Al基体中,在晶界上均匀分布着复熔T相和Sn与Al2Cu的细小共生相,TEM显示晶内弥散分布大量的θ,相。T6热处理后,Al-Cu-Sn合金的力学性能为：抗拉强度：493Mpa;屈服强度：434Mpa;延伸率：9.5%。该合金在WAAM过程中表现出了优异的性能,具有广泛的应用前景。     

双重淬火对7055铝合金组织性能的影响

通过拉伸性能测试、晶间腐蚀和剥落腐蚀性能测试,金相显微镜、透射电子显微镜研究了双重淬火对7055铝合金组织及性能的影响.结果表明:合适的双重淬火可调控晶界和晶内析出状态,使合金时效后晶界上的析出相呈断续分布,晶内沉淀强化相均匀、弥散、细小析出,保证合金高强度的同时,提高晶间和剥落腐蚀性能.     

固溶及时效处理对AZ80镁合金显微组织的影响

采用场发射扫描电镜(FESEM)、能谱(EDS)及X射线衍射(XRD)对AZ80镁合金铸态及经固溶、时效处理后的显微组织、主要元素分布进行了观察和分析.结果表明,固溶处理后,AZ80镁合金晶界及枝晶间的粗大网状β-Mg17Al12相几乎全部消除,只剩少量、不连续状的β-Mg17Al12相残留在晶界,α-Mg基体中出现少量细小颗粒状β-Mg17Al12相,α-Mg基体中的Al含量显著增加;时效处理后,AZ80合金组织中出现不连续析出与连续析出的β-Mg17Al12相,不连续析出β相呈细小片层状弥散分布于晶界,连续析出β相呈细小颗粒状及菱形片状弥散分布于晶内,组织中Mg、Al元素的分布较均匀.     

Mg、Si含量对Al-Mg-Si合金力学性能及耐腐蚀性能的影响

采用布氏硬度试验、拉伸试验、金相显微镜和透射电子显微镜(TEM)等方法,研究了Mg、Si含量变化对Al-Mg-Si合金力学性能和耐晶间腐蚀性能以及析出行为的影响。结果表明:随着Mg、Si含量的增加,Al-Mg-Si合金的时效硬化速率显著提高,时效峰值硬度和强度均提高。在峰值时效状态下,高Mg、Si含量的合金的硬度与抗拉强度最高,但其耐晶间腐蚀性能明显降低。高Mg、Si含量的合金在时效过程中晶内析出了大量细小弥散的β″相,晶界析出相呈细小连续分布;低Mg、Si含量的合金晶内析出的β″析出相尺寸较大,晶界无沉淀析出相。