固溶/时效对MA18轧制板材组织和拉伸性能影响

通过OM、SEM、XRD和拉伸试验研究热、冷轧中间固溶/时效处理对MA18镁锂合金轧制板材组织和拉伸性能的影响。结果表明:中间固溶/时效处理的轧制板材(RWQAR)比直接轧制(RR)的MA18合金板材晶粒细小,形成的第二相更多,同时存在明显的Al3(La+Ce)相。中间固溶时效处理可提高MA18合金板材的抗拉强度和屈服强度,但伸长率较直接进行冷轧的板材略微降低。中间固溶时效后的冷轧MA18合金板材拥有最佳的综合拉伸力学性能:抗拉强度207 MPa,屈服强度168 MPa,伸长率39%。     

预时效工艺对7020铝合金显微组织和应力腐蚀性能的影响

7020铝合金经470℃固溶1 h后分别进行自然时效0 h、168 h以及65℃预时效72 h、168 h,再进行(90℃,8 h)+(160℃,14 h)双级时效。采用室温拉伸、慢应变速率拉伸(SSRT)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)研究预时效工艺对7020铝合金的常温拉伸性能、抗应力腐蚀性能与显微组织的影响。结果表明:经65℃、168 h预时效处理后,合金具有最高的抗拉强度Rm=397.4 MPa和最好的抗应力腐蚀性能ISSRT=-0.003;65℃、72 h预时处理效和自然时效168 h后合金的抗拉强度和抗应力腐蚀性能相当,Rm、ISSRT分别为387.6 MPa、0.034和392.0 MPa、0.036;而直接双级时效合金的抗拉强度和抗应力腐蚀性能最差,Rm、ISSRT为368.9 MPa、0.038。晶内析出相η′(MgZn_2)的尺寸随预时效时间的延长而减小,晶界析出相η(MgZn_2)的断续分布程度随预时效时间延长而增大。     

90 ℃时效对固溶态ZA27合金组织与性能的影响

对ZA27合金进行365℃/3 h的固溶化处理,研究90℃时效对其拉伸性能及阻尼性能的影响。结果表明,固溶态ZA27合金经过90℃、6 h时效后的组织主要由α相和η相层片组织组成,另有少量粒状组织。固溶态合金的拉伸强度和阻尼性能均较低,伸长率较高。时效使合金拉伸强度和阻尼性能先提高后下降;使延伸率先降低后提高。时效6 h后ZA27合金的拉伸强度为401 MPa,伸长率为6.6%,阻尼性能为3.0×10^-3。     

热处理工艺对含Er压铸Al-Si-Mg合金组织及性能的影响

以含Er的压铸Al-Si-Mg合金为研究对象,通过拉伸性能测试、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)及透射电镜(TEM)分析及定量统计,分析研究了不同固溶、时效工艺对合金组织及性能的影响。结果表明:双级固溶有利于一次相回溶至基体,使合金的塑性提高;固溶温度、时间的提高能够增加固溶到基体中的溶质原子和一次相的数量。Al-Si-Mg合金峰时效时,主要的强化相为β″、β′相,β′相主要表现为长条状及“T”字形。当热处理工艺为(280 ℃×3 h+530 ℃×3 h)固溶+170 ℃×3 h时效时,合金的伸长率达8.5%,具有高塑性; 热处理工艺为(280 ℃×3 h+540 ℃×10 h)固溶+170 ℃×10 h时效时,合金的抗拉强度为344 MPa,屈服强度为312 MPa,合金具有高强度。     

新型Al-Mg-Si-Cu-Zn合金板材组织、织构和性能的优化调控

通过OM、SEM、TEM观察以及EBSD和力学性能测试等手段研究了不同热加工工艺对Al-Mg-Si-Cu-Zn合金板材组织、织构和成形性能,以及固溶淬火后等温时效对其析出行为的影响规律。结果表明,2种热加工工艺对T4P预时效态合金的强度和应变硬化指数n基本无影响,但是对平均塑性应变比rˉ、Δr以及不同方向延伸率影响显著;不同热加工过程对合金组织和织构演化均有影响,成形性能较好的固溶淬火态合金板材平均晶粒尺寸略大且呈双模型晶粒尺寸分布特征,其织构组分较多,但是强度较低。对该淬火态合金进行185℃人工时效20 min,其硬度即可升高65 HV,进一步时效到5 h达到峰值硬度132 HV,对应的拉伸性能可达Rp=318 MPa,Rm=364 MPa,A=13%,拉伸断口为典型的塑性断裂。该合金在185℃时效时仍以Mg-Si相析出为主,如b"、b'和Q'相等,峰时效后b"相主要沿b轴方向生长,最后转化为b'和Q'相,合金表现出较好的时效稳定性。     

Al-7.0Zn-1.9Mg-1.1Cu-0.12Zr合金T74热处理工艺研究

通过力学性能和电导率测试,TEM和SEM组织分析,研究了Al-7.0Zn-1.9Mg-1.1Cu-0.12Zr合金板材的T74工艺及其在T74状态下的微观组织和性能。结果表明,该合金适宜的固溶热处理工艺为450℃60 min+475℃90min。选用160℃～170℃作为第二级时效温度,保温6 h～12 h可以使合金获得比较理想的T74状态组织和性能。合金在T74状态下晶界析出相粗大呈离散分布,出现明显宽化的晶间无析出带,基体中的主要析出相是η'相、η相和GPII区;合金板材的极限抗拉强度、屈服强度、伸长率和电导率分别达到490 N/mm2～515 N/mm2,455 N/mm2～475 N/mm2,13.1%～17.6%和22.9 MS/m～23.7 MS/m,L-T向断裂韧性KIC可以达到39 MPa.槡m～42 MPa.槡m。合金T74状态拉伸断口的断裂方式以韧窝断裂为主,断口上尺寸较大的第二相粒子为AlCuFe相。     

高强高韧铝锌镁钪合金板材制备及其组织性能演变

采用力学性能测试和电子显微分析技术研究了不同加工处理条件下Al-5.4Zn-2.0-Mg-0.25Cu-0.1Sc-0.1Zr合金的显微组织及性能演变。结果表明:在半连续激冷铸造条件下,铸锭存在晶界偏析,形成了富Zn、Mg的非平衡相和富Fe、Si、Mn的杂质相;经470℃、12 h均匀化处理后,富Zn、Mg的非平衡相溶入基体,仅剩下少量富Fe、Si、Mn的杂质相;与此同时,铸锭合金固溶体分解析出纳米级的Al3(Sc,Zr)相,470℃、12 h是研究合金合适的铸锭均匀化制度;铸锭热变形过程中,随试验温度升高合金强度逐渐降低,伸长率则先增加而后降低,350~400℃的温度范围内合金具有较稳定的热变形抗力和塑性,是合宜的热变形温度范围;合金冷轧板材经470℃、1 h固溶处理后,热变形过程中形成的大量非平衡相溶入基体形成过饱和固溶体,时效过程中脱溶顺序为αsss(α过饱和固溶体)→GP区→η′相→η相。合金板材最佳固溶-时效工艺为(470℃,1 h)固溶+(120℃,24 h)时效,在此条件下,试验合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别可达533 MPa、494 MPa和15%。试验合金的高强度主要来源于η′相析出强...     

固溶-时效对Al-Zn-Mg-Sc-Zr合金板材组织与性能的影响

采用力学性能、电导率测试、金相和电子显微分析技术,研究固溶-时效处理对Al-Zn-Mg-Sc-Zr铝合金板材组织与性能的影响。结果表明:Al-Zn-Mg-Sc-Zr合金板材的最佳热处理制度为(470℃,1 h,水淬)+(120℃,24 h);在此条件下,合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率、硬度和电导率分别为587 MPa、564 MPa、8.95%、155HB和34.5%(IACS);固溶过程中,适当提高固溶温度或延长固溶时间,合金中过剩相逐渐减少,基体过饱和程度增加;时效过程中,固溶体析出η′(MgZn2)和η(MgZn2)相,随时效时间延长,晶内析出相η′粗化,晶界上平衡相也粗化,与此同时,晶界无析出带宽化;合金的高强度来源于微量Sc、Zr引起的亚晶强化、Al3(Sc,Zr)粒子和η′相的析出强化。     

固溶-时效对Al-Zn-Mg-Mn-Zr合金挤压板材组织和性能的影响

采用硬度测试、金相(OM)、背散射(BSM)、透射电镜(TEM)等分析方法,试验研究了固溶-时效处理对Al-ZnMg-Mn-Zr合金挤压板材组织和性能的影响。结果表明,Al-Zn-Mg-Mn-Zr合金挤压态组织除固溶基体外,还包括亚微米级的Al Zn Mg(Cu)平衡相和α-Al Fe(Cr)Si夹杂相;固溶处理过程中,亚微米级的Al Zn Mg(Cu)平衡相溶解而α-AlFe(Cr)Si夹杂相仍然保留下来;随着固溶温度升高,时效后合金板材的抗拉强度和屈服强度呈先升高后降低的趋势,470℃固溶情况下强度达到峰值;时效处理过程中,合金表现出明显的时效硬化效应,GP区的形成是合金强化的主要原因。Al-Zn-Mg-Mn-Zr合金板材合适的固溶-时效制度为470℃1 h固溶、水淬后,120℃24 h时效。在此条件下,合金板材的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为445 N/mm2、350 N/mm2和15.3%。     

固溶-时效对01975Al-Zn-Mg-Sc合金板材组织性能的影响

采用拉伸力学性能、硬度、电导率测试、金相和电子显微分析技术,研究了固溶-时效处理对01975Al-Zn-Mg-Sc合金板材组织与性能的影响。结果表明:01975铝合金板材最佳固溶时效制度为470℃1 h固溶+120℃24 h时效。在此条件下,合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率、硬度和电导率分别为532 N/mm2、496 N/mm2、15.07%、176.1HB和34.3%(IACS)。合金的高强度来源于Al3(Sc,Zr)粒子引起的亚晶强化和η'相引起析出强化。     

热处理工艺对Mg-6Zn-2.5Cu镁合金显微组织和力学性能的影响

利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和力学试验机等研究了铸造Mg-6Zn-2.5Cu合金在铸态、固溶和时效处理下的显微组织和力学性能。结果表明:合金的铸态组织主要由α-Mg和(α-Mg+MgZn2+Mg2Cu+CuZnMg)共晶相组成。在455℃固溶12~36 h时,随着时间增加,固溶效果逐渐增强,且在20 h时合金获得了较理想的显微组织及218 MPa的抗拉强度和8.68%的伸长率。随后在180℃时效6~72 h后,合金的拉伸性能随时效时间的增加呈先增加后减小的趋势,其中时效24 h时后,合金的抗拉强度和硬度达到峰值,分别为249.5 MPa和64.6 HV0.1,比铸态的分别提高了66.5 MPa和26.29%,伸长率在时效12 h时后达到了峰值6.72%。铸态合金的断裂方式以沿晶断裂为主,时效处理后合金的断裂方式为准解理断裂。     

固溶处理对TC11钛合金组织与性能的影响

通过光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪以及室温拉伸性能测试,研究TC11钛合金分别在955、975、995和1015℃固溶处理后的微观组织与力学性能的对应关系。结果表明,合金原始锻态显微组织为α+β两相区锻造形成的双态组织,以α_p相和β转变组织为主。经固溶处理后,原始锻态组织中被扭转和拉长的α_p相随着固溶温度升高逐渐变小、变圆,同时体积较小的α_p相逐渐消失。固溶温度为995℃时,合金强度达到最大值,抗拉强度(R_m)为1403 MPa,屈服强度(R_p0.2)为1158 MPa;固溶温度为955℃时,合金塑性最佳,断后伸长率(A)为9.5%,断面收缩率(Z)为32%。当固溶温度位于两相区时,其拉伸断口微观形貌相似,均以韧窝为主;当固溶温度位于单相区时,断口形貌结晶状明显,且有较大的撕裂棱,在岩石状表面有大量撕裂状小韧窝。     

固溶冷却方式对TB15钛合金组织和力学性能的影响

采用扫描电镜观察、拉伸和断裂韧性测试研究了不同固溶冷却方式下TB15钛合金经900 ℃×2 h固溶+530 ℃×8 h时效后的力学性能、断口形貌和显微组织。结果表明,固溶冷却方式对TB15钛合金强度和塑性的影响较大,对断裂韧性的影响较小。固溶后回充0.1 MPa氩气真空气冷时,合金的综合力学性能最好,抗拉强度为1391 MPa,伸长率为7.0%,断面收缩率为13.6%,断裂韧度为70.3 MPa·m^1/2。随着固溶冷却速率的增加,TB15钛合金的断裂韧度逐渐减小,但变化幅度不大。不同固溶冷却方式下,TB15钛合金经固溶时效后的次生α相数量、厚度及片层间距有所不同。与空冷相比,回充0.1 MPa氩气真空气冷的片层状次生α相数量增多,厚度略有增加,片层间距有所增大。     

热处理对Mg-8Gd-3Y-1.5Zn-0.6Zr合金组织与力学性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪和万能力学试验机等研究了固溶和时效处理对Mg-8Gd-3Y-1.5Zn-0.6Zr合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,Mg-8Gd-3Y-1.5Zn-0.6Zr合金铸态、固溶态和时效态的显微组织均由α-Mg基体、Mg₅(Gd, Y, Zn)相和LPSO结构组成;合金经固溶和时效处理后的最大抗拉强度由铸态的187.96 MPa提高到241.93 MPa,提高了28.71%,伸长率由铸态的8.48%提高到13.91%,提高了64.03%;不同热处理状态下合金的拉伸断口形貌主要以脆性断裂为主。     

时效温度对Ti-5Al-4Zr-10Mo-3Cr钛合金微观组织及力学性能的影响

研究了Ti-5Al-4Zr-10Mo-3Cr合金经过β相区固溶(880 ℃)、不同温度时效(540~620 ℃)处理后次生α相(α_s)析出形貌及其对力学性能的影响。结果表明:随着时效温度由540 ℃升高至620 ℃,合金中析出α_s相片层厚度由0.030 μm增加到0.142 μm,屈服强度由1353 MPa降低至1074 MPa,断后伸长率由2.5%升高至11.4%,即时效析出的微米级片层α_s能够显著调控合金的力学性能。此外,时效温度升高使合金的拉伸断裂由沿晶脆性断裂为主转变为韧窝穿晶为主的韧性断裂方式。Ti-5Al-4Zr-10Mo-3Cr合金时效析出的片层状α_s相的厚度大于0.1 μm,合金的断后伸长率≥6%。当时效温度为600 ℃时,合金的硬度为387 HV10,抗拉强度为1182 MPa,伸长率为8.5%,具有良好的强塑性匹配。     

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。     

Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si合金中α′相和α″相的组织演变与力学性能

对Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si合金进行固溶时效处理,随后使用光学显微镜、扫描电镜、XRD衍射仪、拉伸试验以及冲击性能试验,分析固溶时效对合金中α′相和α″相的组织演变与力学性能的影响。结果表明,固溶处理后的微观组织中发生初生α相尺寸变小并趋于等轴化,尺寸较小的初生α相发生溶解并消失,其β转变组织变得不明显,经时效后的微观组织中析出大量α_s相,β转变组织更加明显。经固溶处理后,组织均由α+α′+α″相构成,经时效处理后,组织由α相和β相构成。合金经固溶处理后,其抗拉强度为1336 MPa,屈服强度为1070 MPa,断后伸长率为6%,断面收缩率为22%,冲击吸收能量为16 J。经时效处理后,强度随时效温度升高而升高,塑性趋势与之相反,其冲击性能几乎没有变化。合金经固溶处理后的拉伸与冲击断口微观形貌均由韧窝构成,为典型的韧性断裂。经时效处理后,拉伸和冲击断口的微观形貌有明显的高低起伏,随着时效温度的升高,韧窝的尺寸和数量减少,并出现撕裂棱以及空洞,断裂类型有向脆性断裂转变的趋势,但仍以韧性断裂为主。     

固溶温度对Ti-1300合金时效析出行为与性能的影响

研究了Ti-1300合金固溶处理后低速率升温时效的α相析出行为及力学性能。通过SEM、TEM和拉伸试验等手段对不同固溶温度处理的Ti-1300合金进行显微组织观察和力学性能测试。结果表明:随着固溶温度由820 ℃降低至790 ℃,初生α相(α_p)的尺寸变化不明显,但是其含量(面积分数)从0.8%增至6.7%;合金经4 ℃/min升温速率加热到500 ℃时效4 h,显微组织中析出次生α相(α_s)的长度从0.098 μm 增加到0.440 μm。此外,固溶温度降低使合金的强度与塑性均提高,拉伸断口由沿晶脆性断裂特征转变为韧窝状的韧性断裂特征。820 ℃固溶处理的试样其抗拉强度为1358 MPa,断后伸长率小于2%,而790 ℃固溶处理的试样其抗拉强度为1548 MPa,断后伸长率为10.2%,可获得优良的强塑性匹配。分析认为790 ℃固溶处理组织中初生α相含量较多,其尺寸为微米尺度,同时基体中时效析出的片层α_s相能产生显著的强化效果。     

焊后热处理对6063铝合金激光填丝焊接头组织与性能的影响

采用激光填丝焊对6063铝合金进行焊接,并对焊接接头进行人工时效和固溶+人工时效的热处理。通过光学显微镜、扫描电镜观察及拉伸试验,对焊后经不同热处理的焊接接头组织和性能进行研究。结果表明:未热处理的焊接接头抗拉强度为196 MPa,焊缝内部为铸态组织,弥散分布着Mg₂Si强化相,熔合线附近存在向焊缝内部生长的粗大柱状晶,焊缝内部为细小的树枝晶,焊缝中心为等轴晶;经时效处理后,焊接接头组织不均匀性和强化相的分布得到改善,焊接接头抗拉强度提高27 MPa;经固溶+时效处理的焊接接头抗拉强度提高64 MPa,焊缝组织、熔合区及热影响区组织得到显著细化。焊接接头均为韧脆混合断裂;时效处理的断口韧窝大小差异较大,韧窝较深;固溶+时效处理后的断口韧窝大小均匀,韧窝尺寸较大较深,韧窝数量更多。     

时效处理对5A06铝合金压铸件组织和力学性能的影响

通过光学显微镜(OM),扫描电镜(SEM)及拉伸试验等研究了时效处理对5A06铝合金压铸件组织与性能的影响。结果表明:随着时效温度升高,合金压铸件的抗拉强度呈现先上升后下降的趋势,伸长率先降低后升高,最佳时效温度为240℃;在240℃时效过程中,合金压铸件的综合力学性能随着时效时间的延长呈现先上升后趋于平稳的趋势,最佳时效工艺为240℃×4 h,此时合金力学性能得到明显改善,抗拉强度提高了10.43%,伸长率略微降低,其强化机理主要为时效过程中进一步析出的β(Al₈Mg₅)相的第二相强化。时效处理后合金压铸件的断裂方式依旧为准解理断裂。