等通道转角挤压制备7075Al/AZ31复合板界面组织及结合强度

在573 K,通过等通道转角挤压成功制备了7075Al/AZ31复合板,并采用SEM、EDS、XRD和剪切实验研究了挤压道次及退火温度对复合板界面层组织和性能的影响及剪切断裂面的组成。结果表明:1道次等通道转角挤压制备的复合板界面处形成厚度为20μm均匀致密的扩散层,由Al_3Mg_2相和Mg_(17)Al_(12)相组成,Al_3Mg_2相层厚(17μm)是Mg_(17)Al_(12)相层厚(3μm)的5.6倍。2道次等通道挤压后,扩散层厚度无变化,但是出现了裂纹,剪切强度大幅下降,剪切断裂面发生在Al_3Mg_2相层。复合板界面层在473 K退火,扩散层厚度无变化,裂纹无改善,剪切强度略有提高;573 K退火,复合板扩散层中的Al_3Mg_2相层和β-Mg_(17)Al_(12)相层均急剧增厚,微裂纹被焊合,剪切强度均大幅下降。在相同处理状态下,1道次ECAP复合板剪切强度均高于2道次ECAP复合板,473 K退火处理后,强度高出30.11%。573 K退火处理后,强度高出12.4%。故利用等通道转角挤压法制备7075Al/AZ31复合板,1道次比较合适,扩散层退火温度不宜超过473 K。     

热处理对铝/镁合金复合板连接界面组织和性能的影响

对爆炸焊接方法制备的铝/镁合金复合板进行不同温度的后续退火处理。分别采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和电子背散射衍射仪(EBSD)对复合板接合界面的扩散层成分、物相以及组织形貌特征进行了分析。结果表明:随着退火温度的升高,复合板接合界面镁铝金属间化合物扩散层的厚度呈增大的趋势;扩散层由两层组成,分别为靠近镁合金一侧的Mg_(17)Al_(12)相金属间化合物层和靠近铝合金一侧的Mg_2Al_3相金属间化合物层;Mg_(17)Al_(12)相扩散层的组织形貌呈现柱状晶形态,而Mg_2Al_3相扩散层呈现细小的等轴晶形态。对复合板进行拉伸试验分析,结果表明:随着退火温度的升高,复合板的抗拉强度呈现下降的趋势,而伸长率呈现逐渐增大的趋势;退火铝/镁合金复合板的失效断裂路径为沿着Mg_(17)Al_(12)相扩散层及Mg_2Al_3相扩散层的接合界面。     

全包覆1060/AZ31/1060复合板的界面组织

采用搅拌摩擦焊结合热轧法制备了全包覆1060/AZ31/1060复合板,通过Deform-3D有限元分析了道次压下量和热轧温度对复合板中间层镁板的边部损伤的影响,并研究了不同退火温度和时间对界面扩散层的影响。结果表明:提高热轧温度、减小单道次压下量有利于降低中间层镁板边部损伤值,提高复合板质量;1060/AZ31/1060复合板经过退火处理后,界面区域发生镁和铝等元素的互扩散,镁铝界面层由机械结合变成冶金结合,靠近AZ31镁合金一侧反应层为Mg_(17)Al_(12)相,靠近铝板一侧为Mg_2Al_3,热处理过程中产生的第二相有Mg_(17)Al_(12)、Mg_2Al_3、Al_5Mg_(11)Zn_4和Al_6Mn相;热处理温度在400℃,在保温时间为8 h条件时,界面扩散层厚度能达到59.2μm。     

退火工艺对Al/Mg/Al复合板组织及界面扩散的影响

通过累积叠轧法制备出Al/Mg/Al三明治复合板,采用超景深光学显微镜、扫描电镜和能谱仪研究了退火工艺对Al/Mg/Al复合板组织和界面扩散动力学的影响。结果表明:退火处理后,Mg层中的剪切带和变形组织消失,晶粒明显长大,且Mg/Al界面原子间的扩散加剧。随着退火温度的升高,扩散层厚度逐渐增加,产生了金属间化合物Al_3Mg_2和Mg_(17)Al_(12)。扩散层厚度受到退火温度和时间的共同影响,退火过程中Mg/Al界面的扩散机制为扩散层厚度以抛物线状的方式生长。     

退火处理对Al/ZE42/Al复合板界面组织和腐蚀行为的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、盐水浸泡等方法研究了退火热处理工艺对Al/ZE42/Al复合板界面微观组织和该复合板在5.0%Na Cl(质量分数)水溶液中腐蚀行为的影响。实验结果表明:Al/ZE42/Al复合板经退火处理后,界面区域发生Mg和Al等元素的互扩散,界面扩散层包含2个反应层,靠近ZE42镁合金一侧的反应层为Mg_(17)Al_(12)相,靠近Al板一侧的反应层为Al_3Mg_2相,随着退火温度的升高或者保温时间的延长,ZE42/Al界面扩散层的厚度增加,ZE42镁合金发生了再结晶组织转变;退火热处理没有明显改善Al/ZE42/Al复合板的耐腐蚀性能,提高了腐蚀速率,其腐蚀机制为复合板边部向内部扩散而导致的电偶腐蚀加剧。     

挤压前固溶处理对ECAP态Mg-9Al-1Si合金组织及性能的影响

采用金相(OM)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、拉伸实验等方法研究了铸态和固溶态Mg-9Al-1Si合金在等通道转角挤压(ECAP)后的组织和力学性能。结果表明:铸态的Mg-9Al-1Si合金经过4道次ECAP变形后,网状Mg_(17)Al_(12)相和汉字状Mg2Si相破碎成颗粒状,但Mg_(17)Al_(12)颗粒的尺寸(~15μm)仍然很大,且Mg_(17)Al_(12)和Mg_2Si颗粒分布不均匀,削弱了合金力学性能。固溶态的Mg-9Al-1Si合金经过4道次ECAP变形后,析出细小的Mg_(17)Al_(12)颗粒(~1μm)和破碎的Mg_2Si颗粒呈均匀分布,晶粒明显细化,力学性能显著提高,抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达到了280 MPa、178 MPa和6.8%。     

等通道转角挤压超细晶纯铝高温压缩变形特点的应变速率依赖性（英文）

为了探索应变速率对超细晶材料高温变形特点的影响,通过压缩实验以及显微观察,系统研究在不同温度和应变速率下等通道转角挤压Al的变形和损伤特点以及显微微组织。结果表明:应变速率的提高消除了等通道转角挤压Al在变形温度T≤473 K时表现出的应变软化现象,并且大大提高了变形温度在473~573 K范围的屈服强度和流变应力。等通道转角挤压Al的塑性变形主要由剪切变形控制。当应变速率为1×10~(-3)s~(-1)时,变形温度T≥473 K时可观察到沿剪切带形成了大量裂纹,并且二次剪切带基本消失。而当应变速率为1×10~(-2)s~(-1)时,只有在变形温度低于473 K时才能观察到沿剪切带形成的裂纹,并且当压缩温度T≥473 K时,二次剪切带变得更加清晰。等通道转角挤压Al的显微组织主要由亚晶组成,应变速率的提高抑制了亚晶的长大,从而导致高温屈服强度和流变应力的提高。     

退火温度对AZ31B/A356轧制复合板组织及性能的影响

通过液-固铸轧技术制备了Mg/Al复合板,随后经过退火热处理,研究退火温度对复合板微观组织及力学性能的影响。结果表明,Mg/Al复合板界面过渡区分为3个区域,靠近AZ31B一侧形成了δ-Mg和Mg_(17)Al_(12)过渡区(Ⅰ),靠近A356一侧形成α-Al和Al_3Mg_2过渡区(Ⅱ),扩散界面中间区(Ⅲ)为Mg_(17)Al_(12)、Mg_2Si和Al_3Mg_2,且Al侧过渡区宽度大于Mg侧过渡区的。界面过渡区的显微硬度明显高于两侧合金。当退火温度不高于250℃时,界面过渡区不会形成新的金属间化合物。当高于250℃时,界面过渡区的厚度随退火温度的升高呈指数型增长。在250℃退火180min后复合板的抗拉强度、屈服强度及伸长率分别达到188MPa、148MPa和10.1%,力学性能最佳。     

热处理对消失模铸造固-液复合Al/Mg双金属界面组织的影响

研究了不同热处理方式对消失模铸造固-液复合Al/Mg双金属界面组织的影响,探索适合Al/Mg双金属铸件的热处理新工艺。结果表明,均匀化退火+空冷的热处理方式会使Al/Mg双金属界面层产生裂纹缺陷,主要由于在较快的冷却速度下,基体和界面金属间化合物的膨胀系数不同,界面处应力较大,易开裂;而均匀化退火+炉冷的方式下Al/Mg双金属界面层未产生裂纹缺陷,且在Al基体和Al_3Mg_2+Mg_2Si反应层间产生了一个由Al(Mg)固溶体+Mg_2Si组成的新扩散层。随着均匀化退火时间的增加,新的扩散层厚度不断增加,界面处Al_(12)Mg_(17)+δ-Mg共晶反应层的δ-Mg晶粒尺寸逐渐增大,镁基体中的Al_(12)Mg_(17)相不断固溶到初生相中。多级均匀化退火+时效处理相比于单级均匀化退火更能使界面层的组织和成分均匀,并促使镁基体中的Al_(12)Mg_(17)相呈细小层片状析出。     

ECAP过程中不同形态的Mg_2Si相演变规律及合金性能研究

采用金属型铸造分别制备了具有汉字状Mg_2Si相的Mg-10Al-2.1Si合金和具有骨骼状的Mg_2Si相的Mg-8.8Al-0.77Si合金,并对两种合金进行了4道次等通道挤压。对比研究了两种合金中Mg_2Si相的演变规律,分析了其碎化机制及其对合金室/高温性能的影响。结果表明,ECAP挤压后,粗大汉字状Mg_2Si相碎化程度较小,内部产生裂纹,合金室/高温性能并没有明显的提高;骨骼状Mg_2Si相更易被挤压碎化成小颗粒,并均匀分布在基体上,使得合金的室/高温性能得到了显著提高。两种铸态合金的高温稳定性比较好,耐高温的Mg_2Si增强相在高温时钉扎晶界和网状Mg_(17)Al_(12)相作用显著。     

ECAP挤压对5083铝合金组织与力学性能的影响

研究了5083铝合金等通道转角挤压(ECAP)的室温拉伸性能.结果表明:5083铝合金经100℃、16道次ECAP挤压后,晶粒明显细化且第二相均匀弥散分布,合金的强度提高至480MPa;200℃、16道次ECAP挤压后,合金强度有所下降(约380MPa),但塑性显著改善(伸长率16％以上);降低ECAP挤压温度、增加挤压道次可获得更高的挤压硬化和细晶强化效果,在100℃ECAP挤压和200℃退火同样可提高该合金的抗拉强度和塑性变形能力.     

ECAP对T2工业纯铜的性能影响及实验过程模拟

在室温下运用等通道转角挤压技术(equal channel angular pressing,ECAP)对T2工业纯铜进行了多道次的挤压,并对各道次材料进行了不同温度的退火处理.研究了材料存经历不同挤压道次和不同退火温度后强度和韧性的变化规律.并运用ABAQUS软件对实验过程中材料的受力情况进行了模拟.结果表明,T2工业纯铜在BC路径下经历多次挤压后,晶粒得到细化.将材料在433、453和473 K下进行1 h的退火处理后,材料的强度有所增强,材料的韧性变化不大.     

等通道转角挤压对Mg-6Zn合金显微组织和力学性能的影响

利用等通道转角挤压(ECAP)技术,在200℃对Mg-6Zn合金进行了不同道次的挤压。结果表明,经ECAP挤压后合金显微组织明显细化、均匀化,平均晶粒尺寸由15μm减小到3μm;ECAP过程中粗大的块状共晶相变形破碎、细化,并在周围诱发新相析出。通过XRD分析发现析出相主要是Mg_4Zn_7和MgZn_2。经过2道次ECAP挤压后,Mg-6Zn合金的抗拉强度可达275 MPa,屈服强度达到245 MPa,伸长率为24%。当ECAP道次增加到4道次和6道次后,强度反而下降。     

退火温度对铜/铝/铜复合板结合性能的影响

采用冷轧复合法制备Cu/Al/Cu 3层复合板,研究不同退火温度对Cu/Al/Cu复合板结合性能的影响。采用光学显微镜(OM)及扫描电镜(SEM)观察界面过渡层的微观组织形貌,采用EDX分析界面物相成分,采用室温拉伸实验检测结合界面的结合强度。结果表明,退火温度越高,界面扩散层越明显,扩散层厚度越大,增长的速度越快;随着温度升高,复合界面处生成金属间化合物Cu_9Al_4、CuAl_2和CuAl。退火温度达到550℃时,界面层还会生成Cu_4Al_3和Cu_3Al_2。界面的结合强度随着退火温度的升高先上升后下降,最后趋于稳定。冷轧复合法制备的Cu/Al/Cu复合板最佳退火温度为350℃。     

镁铝轻质复合板多层挤压复合工艺

采用挤压工艺对AZ31镁合金板和6061铝合金板进行多层挤压复合,结合扫描电镜、能谱分析仪、金相显微镜、EBSD以及万能拉伸试验机等分析手段,研究了不同坯料层数对AZ31/6061复合板的微观组织及力学性能的影响。实验结果表明:复合板镁合金侧中存在大量的细小再结晶晶粒和少量变形组织,复合板铝合金侧的晶粒呈现典型的带状结构,且周围有大量细小再结晶晶粒生成;此外,复合板中Mg/Al界面具有良好的冶金结合,且有不同厚度的界面反应层生成,其中P1板的界面反应层以Mg_2Al_3为主,P2板靠近镁合金侧有Mg_(17)Al_(12)生成,靠近铝合金层有Mg_2Al_3生成。     

6061 Al/AZ31B Mg/6061 Al对称复合板的组织与力学性能（英文）

在理论分析与模拟计算的基础上,通过热轧制备了6061 Al/AZ31B Mg/6061 Al对称复合板,并对其组织结构和力学性能进行了研究。首先通过经典复合板理论计算得到了复合板中6061 Al的最佳包覆率,再通过有限元方法模拟得到了复合板的最佳压下率。依据理论分析和仿真计算得到了铝的最佳包覆率和复合板的最佳压下率,对6061 Al/AZ31B Mg/6061 Al复合板进行组坯,并在不同轧制温度、不同压下率和不同退火时间下进行了轧制实验,最后对实验得到的复合板进行了拉伸性能测试、微观组织和能谱分析。结果表明,在复合板的复合界面处的镁层中发现了再结晶晶粒,且界面上形成了由Mg_(17)Al_(12)和Mg_2Al_3组成的金属间化合物;随着轧制压下率的增大,6061 Al/AZ31B Mg/6061Al复合板的抗拉伸强度、延伸率和界面扩散厚度显著增大;随着轧制温度的升高,复合板的抗拉伸强度、延伸率和界面扩散厚度也增大;而随着退火时间的增加,复合板的抗拉伸强度降低,但界面扩散厚度增加。     

等通道转角挤压ZAM63-1Si镁合金的组织和性能

试验研究了Mg-6Zn-3Al-1Si镁合金通过等通道转角挤压(ECAP)后的微观组织和力学性能。结果表明:ZAM63-1Si镁合金ECAP后,α-Mg基体、汉字状的Mg_2Si相及层片状MgZn相得到有效细化,随着道次的增加,汉字状Mg_2Si逐渐破碎成颗粒状,并逐步相对均匀地分布在细化后的α-Mg基体中。等通道转角挤压后,该合金的力学性能显著提高。铸态合金屈服强度为41 N/mm~2,抗拉强度为62 N/mm~2,伸长率为1.35%。1道次挤压后合金的屈服强度提高到152 N/mm~2,抗拉强度提高到173 N/mm~2,伸长率提高到2%;4道次后屈服强度和抗拉强度分别提高到210 N/mm~2和240 N/mm~2,伸长率提高到6.5%。     

Mg/Al真空扩散焊接头界面的显微组织和力学性能

对Mg/Al异种金属进行真空扩散焊接,采用SEM和XRD等手段分析接头界面微观结构和相成分,研究Mg/Al界面组织结构的演变规律,测试接头的抗弯强度。结果表明:真空扩散焊接能够实现Mg1/Al1060的连接;扩散焊接过程中,界面发生扩散反应生成中间相Mg_2Al_3和Mg_(17)Al_(12),且Mg_2Al_3相生长速率要快于Mg_(17)Al_(12)相;中间相由初始的岛状组织,经纵向长大相互连接,最后形成均匀平直的扩散反应层;接头最高抗弯强度为36.3MPa,断裂发生在扩散反应层,属于准解理断裂。     

等通道挤压对7075铝合金组织与力学性能的影响

通过对粉末冶金法制备的7075铝合金在150~400℃进行1~4道次等通道挤压(ECAP),采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)分析了挤压工艺对7075铝合金显微组织和力学性能的影响。研究表明:挤压后7075铝合金试样表面的光滑度随着挤压温度的升高显著提高。随着ECAP温度的升高,7075铝合金的抗拉强度先升高后降低,伸长率变化趋势相反,ECAP温度为250℃时,7075铝合金综合性能最佳。随着ECAP道次的增加,合金致密度、硬度及室温抗拉强度明显提高,伸长率先降低后提高;在2道次ECAP后,由于细晶强化与位错强化的双重作用,合金抗拉强度达到375 MPa。     

铜/铝固态界面金属间化合物的生长行为

在573～773 K温度范围内对铜铝冷轧复合板进行退火处理。观察、分析了铜铝固态界面金属间化合物的演变行为,从扩散动力学的角度分析了界面相的形成机制和长大机制。结果表明:退火处理后试样界面反应层由靠近Al侧的Al_2Cu、靠近Cu侧的Al_4Cu_9以及处于二者之间的AlCu三层金属间化合物构成,其形成序列为Al_2Cu、Al_4Cu_9、AlCu;界面金属间化合物生长控制机制由前期的反应控制和后期的扩散控制两部分构成;退火温度越高,反应机制控制阶段终了时间越早。