Al-4.5Cu-3.5Zn-0.5Mg铸造铝合金的均匀化工艺及组织演变

对Al-4.5Cu-3.5Zn-0.5Mg铸态合金进行不同双级均匀化处理,采用扫描电镜、电子探针显微分析仪、差示扫描量热仪和光学显微镜等,研究了该合金的铸态组织及其在均匀化过程中的组织演变。结果表明:铸态组织主要由α-Al、粗大Al₂Cu相以及少量AlZnMgCu、Al₇Cu₂Fe相组成,合金元素枝晶偏析严重。经470 ℃×12 h均匀化处理后,AlZnMgCu相已基本回溶至基体;第二级均匀化温度由490 ℃逐渐升高到520 ℃或者延长保温时间,Al₂Cu相逐渐回溶至基体,合金元素分布趋于均匀。合金过烧温度为520 ℃,最佳双级均匀化制度为470 ℃×12 h+510 ℃×32 h,该制度与均匀化动力学计算结果基本一致。     

Al-8.0Zn-2.0Mg-2.1Cu合金均匀化过程中Al2CuMg相的消除

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子探针显微分析(EPMA)、X射线衍射(XRD)以及差示扫描量热仪(DSC)研究了一种高合金化Al-8.0Zn-2.0Mg-2.1Cu(wt%)合金在均匀化过程中难溶相Al₂CuMg的形成以及实现其充分溶解的工艺。结果表明:铸态时,合金中主要的非平衡凝固相为Mg(Zn, Al, Cu)₂相,Zn、Mg、Cu元素偏聚严重。经过470 ℃×40 h一级均匀化后,虽然Mg(Zn, Al, Cu)₂相逐渐回溶至基体中促进了合金中枝晶网络的基本消除,但合金中形成了一种耐高温的有害相Al₂CuMg。进一步采用485 ℃×14 h的高温均匀化工艺实现了合金中耐高温相Al₂CuMg的充分回溶。扩散动力学分析表明,470 ℃×40 h+485 ℃×14 h的双级均匀化工艺足以使合金中的非平衡相回溶至基体中。     

Li含量对高Cu铝锂合金均匀化处理的影响

通过金相显微分析(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、差示扫描量热法(DSC)、能谱分析(EDS)和电子探针显微分析(EPMA),研究了不同Li含量对高Cu铝锂合金铸态组织和均匀化处理的影响。结果表明：铸态高Cu铝锂合金的晶界和枝晶间有大量非平衡结晶相存在,主要为富Mg和Ag的Al-Cu相、T_B(Al₇Cu₄Li)相和θ(Al₂Cu)相;Li含量对铸锭枝晶间距和第二相种类有明显的影响,当合金中Li含量较高时,枝晶间距较小,T_B(Al₇Cu₄Li)相的占比较大;当合金中Li含量较低时,枝晶间距较大,θ(Al₂Cu)相的占比较大。θ(Al₂Cu)相占比越大,均匀化处理需要的时间越长,低Li合金、中Li合金和高Li合金适宜的均匀化制度分别为(470℃,16 h)+(500℃,40 h)、(470℃,16 h)+(500℃,24 h)和(470℃,16 h)+(500℃,8 h)。     

Yb微合金化Al-2.4Cu-1.3Li合金的均匀化退火工艺及微观组织演变

通过SEM、EDS、DSC、XRD等测试手段研究了Al-2.4Cu-1.3Li-(Yb)合金铸态及均匀化过程中组织及微观结构演变。SEM观察显示,铸态组织中存在明显的枝晶偏析,枝晶间距为45±6μm(Al-Cu-Li合金)与43±7μm(Al-Cu-Li-Yb合金),一次相形貌为块状或条状,面积占比为2.8%(Al-Cu-Li合金)与2.2%(Al-Cu-Li-Yb合金),EDS和XRD结果显示其主要成分为多种AlCu(Li)相,Al-Cu-Li-Yb合金中还存在少量Al₈Cu₄Yb相。根据DSC测试与均匀化动力学计算,制定均匀化退火工艺为500℃×12 h。SEM观察显示退火后样品枝晶偏析已经消除,残留一次相为聚集球状AlCuFe相和/或骨骼状Al₈Cu₄Yb相,面积占比下降到0.93%(Al-Cu-Li合金)和0.76%(Al-Cu-Li-Yb合金)。为了使Yb进一步回溶,针对Al-Cu-Li-Yb合金制定二级均匀化工艺为500℃×12 h+530℃×12 h,残留一次相面积占比下降到0.53%...     

Al-6.3Zn-2.8Mg-1.8Cu铸造铝合金的组织和室温力学性能

研究了Al-6.3Zn 2.8Mg-1.8Cu铸造铝合金的组织和室温力学性能.研究表明,在金属型铸造条件下,Al-6.3Zn-2.8Mg-1.8Cu合金的铸态组织为近等轴晶,相组成为α（Al）基体、枝晶间α（Al）+η（MgZn₂）共晶、晶内游离η相（MgZn₂）、少量T相（Mg₃Zn_xCu₃-_xAl₂）及少量颗粒状Al₇Cu₂Fe.固溶处理后,原铸态组织中的η（MgZn₂）相大部分溶解消失,但形成新的沿晶界分布的S相（Al₂CuMg）.实验确定了固溶态Al-6.3Zn-2.8Mg-1.8Cu合金较优的单级和双级时效工艺.与单级时效工艺相比,采用双级时效工艺处理后,抗拉强度由480 MPa增加至490 MPa,延伸率由0.2%增加至2.2%.     

7050铝合金铸锭均匀化热处理

试验研究了7050铝合金铸态及不同温度-时间均匀化处理后的组织演变。研究结果表明:铸态组织中存在严重枝晶偏析,400℃均匀化处理过程中,非平衡凝固共晶相向合金基体持续溶解,在465℃均匀化时,平衡η(MgZn2)相、T(Al Zn MgCu)相等大部分共晶相回溶到基体中,晶界明显细化,均匀化效果显著。确定了7050铝合金铸锭最佳均匀化工艺制度为465℃保温24 h。     

高Cu含量Al-Cu-Li-Sc合金中W(Al8Cu4Sc)相的形成机制

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子探针显微分析(EPMA)、X射线衍射(XRD)以及扫描透射电镜(STEM),研究了一种高Cu含量Al-2.35Cu-4.6Li-0.12Sc(at%)合金在均匀化热处理过程中微观组织演变以及W(Al₈Cu₄Sc)相的形成机制。结果表明:铸态时,合金中的主要凝固相为T_B(Al₇Cu₄Li)相,Sc主要以过饱和固溶体的形式存在于基体中;均匀化后,T_B相完全溶解,基体中的Cu含量增加,Sc含量减少,稳定的W相形成。分析表明,由于T_B相与基体界面是非共格的,W相优先在此界面形核将有利于其形核能的降低。W相形核后通过不断消耗其附着的T_B相上的Cu原子和Al基体中的过饱和Sc原子而逐渐长大,直至形成尺寸1 μm左右的稳定粒子。     

Al-4Cu-Mg-Er合金均匀化制度研究

通过扫描电镜观察、XRD物相定性分析,研究了Al-4Cu-Mg-Er合金相组成及其均匀化制度.结果表明:Er元素主要以Al8Cu4Er相形式存在于铸态合金中;Al8Cu4Er相与Al2Cu相在合金铸态组织中共生于晶界,形成典型的枝晶偏析;Al8Cu4Er相在合金晶界凝固时比Al2Cu相优先析出,生长为典型的枝晶组织.与Al2Cu相相比较,Al8Cu4Er相的熔点较高,为难溶相,成为该合金均匀化制度的制约因素.经400℃×6h+495℃×24h均匀化处理后,Al8Cu4Er相回溶至基体,合金晶界变薄,均匀化效果明显.     

Al-Cu-Li合金均匀化处理参数优化和微观组织演化（英文）

对Al-Cu-Li铸态合金进行单级和双级均匀化处理,通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X衍射(XRD)和差热分析(DSC)研究合金元素分布和微观组织演化。结果表明:Al-Cu-Li合金铸态组织存在严重枝晶偏析,由晶内到晶界Cu元素分布十分不均匀,Mg、Zn、Mn和Ag变化不明显。晶界处存在大量的非平衡共晶相,主要包括Al_2Cu、含有少量Mg元素的Al_2Cu相,以及Al_2Cu Mg相。经双级均匀化(495℃/24 h+515℃/_24 h)处理后,大部分非平衡共晶相和部分第二相(Al_2Cu Mg和Al_2Cu Li)溶解到合金基体,但仍有部分富-Fe和富-Mn相残留在晶界不能回溶。Al_2Cu Mg相的熔点低于Al_2Cu相,两者分别在495和515℃先后溶解。通过均匀化动力学分析,确定Al-Cu-Li铝锂合金最佳的均匀化制度为495℃/24 h+515℃/24 h,该双级均匀化制度与动力学分析结果一致。     

Al-Zn-Mg-Cu-Zr-0.12Ce合金铸锭的均匀化退火及组织演变

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)、波谱分析(WDS)、X射线衍射(XRD)以及差示扫描量热仪(DSC)等技术对Al-Zn-Mg-Cu-Zr-0.12Ce合金铸态组织及均匀化退火过程中的组织演变进行研究。结果表明:该合金铸态组织存在严重的枝晶偏析,主要由α(Al)基体、α(Al)+Mg(Zn,Al,Cu)_2非平衡共晶组织以及少量的θ(Al_2Cu)相、Al_8Cu_4Ce相、Al_7Cu_2Fe相构成;均匀化退火过程中,大量层片状共晶组织溶入基体,同时转变生成Al_2Cu Mg相;合金的过烧温度为474.87℃;合金的最佳单级均匀化退火工艺为465℃、40 h,这与均匀化动力学方程测算结果接近;合金经(435℃,8 h)+(470℃,32 h)双级均匀化退火处理后,回溶效果更好,主要残留相为难溶的Al_2CuMg相,少量含Fe杂质相以及Al_8Cu_4Ce相。     

时效处理对7022铝合金组织与弯曲性能的影响

采用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)、电子背散射衍射(EBSD)、拉伸和弯曲试验等研究了时效处理对7022铝合金组织及弯曲性能的影响。结果表明,固溶处理后7022铝合金基体中依然含有大量黑色不溶第二相,且这些相主要由α-Al、MgZn₂、Al₂CuMg和Al₇Cu₂Fe相组成。随着时效的进行,Al₂CuMg和Al₇Cu₂Fe相逐渐溶解,与MgZn₂相性质相似的Mg(Zn, Cu, Al)₂相析出,同时晶粒逐渐长大,产生明显的析出强化效应。试样的抗弯强度主要受到第二相颗粒的数目、尺寸以及晶粒尺寸的影响。110 ℃×10 h时效条件下,合金拥有弥散分布的细小第二相颗粒和合适的晶粒尺寸,具有较好的抗弯强度和抗拉强度,其数值分别为21.7 MPa、608 MPa。     

固溶处理对铸态Mg-4.8Al-2.7Ca-0.4Mn合金组织及力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、X射线能谱仪、X射线衍射仪、硬度测试及拉伸性能测试等手段分别研究了铸态Mg-4.8Al-2.7Ca-0.4Mn合金固溶处理前后的组织演变及力学性能。结果表明,铸态Mg-4.8Al-2.7Ca-0.4Mn合金的微观组织中,α-Mg相呈现典型的枝晶形态,枝晶间分布着大量在凝固过程中形成的Al₂Ca相;固溶处理对第二相的形貌有显著影响,随着固溶时间的增加,枝晶偏析减弱,Al₂Ca相从网状分布演变为多边形或细块状;经500 ℃固溶4 h,合金具有较好的综合拉伸性能,抗拉强度、屈服强度及伸长率分别达到222.0 MPa、182.5 MPa和4.5%。     

Microstructural evolution of high strength 7B04 ingot during homogenization treatment

The evolution of the microstructure and phases of the direct chill semicontinuous casting ingot of 7B04 super-high strength aluminum alloy during homogenization treatment was studied with metallographic analysis, scanning electron microscopy（SEM）, energy spectroscopy and differential scanning calorimetry（DSC）. The results show that a considerable amount of non-equilibrium eutectics containing AI, Zn, Cu and Mg exist in the direct chill semicontinuous casting ingot of 7B04 super-high strength aluminum alloy, and their melting point is 478℃. During homogenization treatment at 470℃, these eutectics dissolve into the matrix partly, coarsen and also transform into Al2CuMg phase whose equilibrium melting point is 490℃ in the alloy. Moreover, the homogenization treatment at 470℃ for 72 h results in the disappearance of the non-equilibrium eutectics though Al2CuMg phase can not dissolve completely.     

激光熔化沉积2195铝锂合金微观组织演变及力学性能

采用激光熔化沉积技术对2195铝锂合金进行制备,通过单道以及搭接试验分析激光熔化沉积2195铝锂合金的最佳工艺参数,并利用光学显微镜(OM)等表征方法对其微观组织进行系统研究。结果表明,最佳沉积工艺参数为扫描功率1400 W,扫描速度480 mm/min,扫描间距1.6 mm。利用最佳工艺参数进行5层堆叠块体打印所得激光熔化沉积2195铝锂合金的微观组织中会出现沿晶界分布的析出相TB(Al₇Cu₄Li)相;激光熔化沉积2195铝锂合金经450℃固溶2 h后,合金中的第二相发生回溶;155℃时效32 h水冷后,合金中的不稳定过饱和固溶体Al₇Cu₄Li相会析出稳定的第二相,形成稳定时效态组织,硬度比固溶处理试样明显增加。     

Mg含量对Al-Zn-Mg铝合金组织及性能的影响

通过改变镁的含量,设计了4种不同成分的Al-6.0Zn-xMg合金。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、差式扫描量热分析仪(DSC)、硬度、导电率以及室温拉伸等分析测试方法,研究了Mg含量对Al-Zn-Mg合金铸态、均匀化态组织性能及T6态力学性能的影响。结果表明:4种铸态合金组织晶界附近存在大量共晶网状结构与链状第二相,主要为α(Al)+三元T(AlZnMg)相,合金中还存在少量的Al₃(Zr,Ti)相和富铁相,提高Mg含量会使合金组织中的非平衡共晶相增加。合金均匀化处理后空冷,基体内有大量细小弥散的针状η(MgZn₂)相析出,且随着Mg含量的提高,这种针状η(MgZn₂)相的析出数量也逐渐增多。随着Mg含量增加,硬度逐渐增加,导电率逐渐下降,且均匀化态合金的硬度及导电率比铸态的高。4种T6态合金中Al-6.0Zn-2Mg合金的综合力学性能最佳。     

固溶时效处理对8030铝合金导线组织性能的影响

研究了固溶时效处理对8030铝合金导线组织性能的影响。结果表明,未经热处理的8030铝合金导线由α-Al、Al₆Fe、Al₁₃Cu₄Fe₃、AlMg₂Zn相组成。经过480 ℃固溶处理6 h后,AlMg₂Zn相完全溶入基体,Al₁₃Cu₄Fe₃相及Al₆Fe相部分溶入基体。再经240 ℃时效处理6 h后,第二相重新析出。经固溶时效处理后,8030铝合金导线的导电率都有所提高,在480 ℃固溶处理6 h,再经240 ℃时效处理6 h后,其导电率最高达56.67%IACS,比未经热处理的合金导电率提高了3.41%。经固溶时效处理后,8030铝合金导线的伸长率显著提高,在480 ℃固溶处理6 h,再经200 ℃时效处理4 h后,伸长率从未经热处理的3.75%提高到31.25%。     

Al-Cu-Mg-Mn-Sc-Zr合金均匀化过程中的结构转变

通过电子探针微分析(EPMA)等手段研究了Al-Cu-Mg-Mn-Sc-Zr合金均匀化过程中的结构演变。结果显示:铸态时,晶界上存在大量共晶网络状Al₂Cu相及Al₆(Mn,Cu)相,初生Al₃(Sc,Zr)和Al₂CuMg相形成较少, 并没有发现W(AlCuSc)相。在520 ℃下均匀化,Al₂Cu相在12 h后就几乎完全回溶,16 h彻底溶解,这与均匀化动力学分析得到的14.1 h基本吻合,而Al₆(Mn,Cu)相并不能溶解,且在均匀化过程中会形成一些粗大的、不连续排列的W相颗粒,可见添加Sc会影响均匀化过程中的组织变化。