重固溶-不同温度T8再时效2195铝锂合金的力学性能与显微组织演化

以5.2 mm厚度2195-T8铝锂合金为对象,进行重固溶、4.5%预变形后不同温度(145C~160℃)的T8再时效处理,研究其力学性能与晶内显微组织演化。结果表明:重固溶处理后的晶粒形态与原始2195-T8态晶粒形态一样,仍然保持为拉长的带状晶粒组织。重固溶并经4.5%预变形后,再采用适当的温度和时间进行T8时效处理,2195铝锂合金可以回复到原始T8态的显微组织和力学性能,即2195铝锂合金采用重固溶-T8再时效处理不会明显损害其力学性能。2195铝锂合金的晶内时效析出相包括T1相(Al2Cu Li)、δ′相(Al3Li)、θ′相(Al2Cu)及θ″相(Al2Cu),其中优先析出相为T1相;较低温度及较短时间时效可形成较多δ′相和θ″相;随着时效时间延长,T1相生长,θ″相转化为θ′相并减少,δ′相消失;时效温度提高可促进该转变过程,加快铝锂合金的时效响应速度。     

时效工艺对超低温成形2060铝锂合金组织及性能的影响

通过透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)表征分析及单轴拉伸测试等手段，研究了时效温度与时间对2060铝锂合金力学性能及组织演变的影响，获得与超低温成形相适配的最佳时效工艺参数。结果表明，在时效初期，合金的析出相以球状δ′相和针状T₁相为主；随着时效时间的延长，T₁相不断形核长大，而δ′相数量不断减少，T₁相对位错运动的阻碍作用增大，合金强度不断提高并到达峰值。随着时效时间进一步延长，T₁相的数量不再变化，但其形态变得粗大，合金强度有所下降。分别在165、175、185℃进行时效时，随着时效温度的升高，合金到达峰值时效的时间变短，但与较高温度时效相比，较低温度时效后析出相形态更加细长，分布更加弥散，合金峰值时效强度更高。超低温成形2060铝锂合金采用165℃×35 h的时效工艺后可获得最佳的综合力学性能，此工艺下获得的合金屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为494 MPa、538 MPa和6%。     

时效处理对挤压成型2195铝锂合金组织和力学性能的影响

研究了热处理对挤压态2195铝锂合金组织和力学性能的影响。结果表明,固溶处理和人工时效处理对挤压合金的力学性能有显著的增强作用,这与析出相的类型、尺寸、数量密度和分布有关。2195铝锂合金在时效过程中的析出顺序为过饱和固溶体(SSSS)→GP区+δ′/β′(Al₃(Li,Zr))→δ′+θ′(Al₂Cu) +T₁ (Al₂CuLi)→θ′+T₁;其中T₁相在析出强化中起主导作用。2195铝锂合金经过525 ℃×60 min固溶后在170 ℃人工时效的峰时效时间是36 h,此时抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为579 MPa、537 MPa和5.5%。     

一种2050铝锂合金薄板的微观组织与力学性能

通过力学性能测试和微观组织观察研究了不同热处理工艺对一种2050铝锂合金薄板力学性能和组织结构的影响。结果表明:2050铝锂合金主要强化析出相为T1相和θ′相,并可能存在少量S′相析出。在T6态(175℃)、T8态(6%预变形+155℃)时效时合金具有不同的时效析出特征;相比于T6态时效,由于时效前预变形的引入,T8态时效时合金中T1相和θ′相析出密度提高,尺寸减小,其对应的强度及延伸率均提高,T8峰时效(32 h)时σ_b、σ_(0.2)和δ分别为531MPa、488 MPa和11.4%。T8态时效(155℃/32 h)时,2%~10%预变形均可促进T1相形核,2%~6%预变形可促进θ′相形核,过大的预变形(如10%)并不能促进θ′相进一步形核,但可显著抑制θ′相长大。     

不同时效制度对铝锂合金力学性能与微观组织的影响

本文采用TEM、SEM、EBSD和室温拉伸测试等方法，研究了时效温度及预拉伸过程对喷射成形2195铝锂合金挤压棒组织性能的影响规律。结果表明：当时效温度低于145℃时，2195铝锂合金T6状态下基体微观组织中主要形成GP区+θ?/θ’相，而T8状态下基体微观组织中主要形成T1+θ’相，且T8状态下合金的晶界无析出带宽度相对T6状态显著降低。当时效温度增加至155℃时，2195铝锂合金T6状态下基体微观组织发生显著变化，逐渐由GP区+θ?/θ’相向T1+θ?/θ’相转变，并伴随θ?/θ’相数量的减少，而T8状态下基体微观组织由T1+θ?/θ’相转变为以T1相为主导的微观组织。3%的预拉伸增加了基体中的位错密度，可作为T1相优先形核位置，导致相同时效温度下，T8态合金的屈服强度明显高于T6态合金，但对抗拉强度的影响不明显，这是沉淀强化效果优于加工硬化效果导致的。T6状态下(165℃, 24 h)时效处理获得最佳的强塑性(抗拉强度584 MPa，屈服强度526 MPa，断后伸长率11.5%)，而T8状态下3%预拉伸+(155℃, 24 h)时效获得最佳的强塑性匹配(抗拉强度622 MPa，屈...     

热处理制度对新型Al-Cu-Li合金组织与性能的影响

采用硬度测试、力学性能测试、SEM、EDS和TEM分析等方法,研究不同固溶处理和时效处理制度对新型Al-Cu-Li合金组织与性能的影响。结果表明:合金经490℃、1.5 h固溶处理后,第二相粒子回溶充分,未回溶第二相为Al Cu Fe Mn相,合金断口形貌呈沿晶断裂与少量韧窝形貌混合特征。合金适宜的T6制度为175℃、48 h,抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为447 MPa、369 MPa和8.9%。适宜的T8制度为预变形6%+(160℃、36 h),抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为500 MPa、454 MPa和10.5%,此时合金具有较好的强塑性匹配。合金在T6和T8态的强化相均为复合相δ′/β′相、θ′相和T_1相3种。时效前的预变形可显著提高合金强度,随预变形量的增加,合金强化相由δ′/β′相、θ′相和T_1相为主逐渐转向以T_1相为主,T_1相比θ′相、δ′相具有更佳的强化效果。     

两种Ce微合金化铝锂合金形变热处理时的微观组织与拉伸性能

研究了Ce添加量分别为0.09%及0.23%的Al-4.15Cu-1.25Li-X高强铝锂合金薄板T6态时效(175℃时效)及T8态时效(5%冷轧预变形+155℃时效)时的微观组织和拉伸性能。结果表明,相比T6态时效,T8态时效时铝锂合金强度及伸长率均有所提高。T8态时效时,含0.23%Ce的铝锂合金强度及伸长率均低于Ce含量为0.09%的铝锂合金。Ce含量增加未改变铝锂合金中时效析出相的种类,主要强化相仍为T1相(Al_2CuLi)及θ'相(Al_2Cu),但其数量减少。微量Ce的添加可形成含Ce且富Cu的Al_8Cu_4Ce相粒子,这些粒子在均匀化及固溶处理时均难以完全溶解。Ce含量增加,导致固溶基体中Cu含量降低,时效时含Cu析出相T1相及θ'相含量减少,铝锂合金强度降低。     

2195铝锂合金重固溶-T8再时效的组织与力学性能

以5.2 mm厚2195-T8铝锂合金为基础,进行了重固溶及后续152℃的T8(预变形3%~6%)再时效处理,研究了其微观组织与拉伸性能。结果表明,重固溶处理未显著改变2195铝锂合金的晶粒组织,仍然保持为拉长的扁平状(带状)晶粒组织态。合金的主要时效强化相为T1相(Al_2Cu Li)和θ'相(Al_2Cu)。T1相数量随预变形量增大而明显增加,而峰时效后θ'相数量及尺寸随预变形量增加呈降低的趋势。合金中T1相分数随时效时间延长而增加并主要沿长度方向长大,而峰时效后θ'相随时效时间延长逐渐减少。重固溶T8再时效处理未明显损害2195铝锂合金拉伸性能。     

预轧制时效对2055铝锂合金组织和力学性能的影响

研究了不同预轧制变形时效对固溶态2055铝锂合金组织和力学性能的影响。结果表明,对固溶2055铝锂合金在时效前进行预轧制变形可显著缩短峰值时效时间、提高合金硬度和强度。当预轧制变形量为0、3%和10%时,2055铝锂合金分别在155℃下时效40、30和28 h达到峰值硬度（HV）,分别为207.66、215.31和220.07。10%预轧制+155℃×28 h峰时效合金的屈服强度、抗拉强度分别达到562.64 MPa和622.04 MPa,比未预轧制、3%预轧制峰时效合金分别提高了67%、21%和43%、8%,大塑性变形诱导高密度位错促进析出相大量均匀弥散析出是其力学性能提高的主要原因。     

人工时效对喷射成形2195-T4搅拌摩擦焊接头组织与性能的影响

对喷射成形2195-T4铝锂合金搅拌摩擦焊接头在205℃进行6、12、18和24 h的时效处理，采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和电子万能试验机等对接头的显微组织和力学性能进行分析。结果表明：205℃时效24 h后，接头晶粒大小和形貌无明显变化；随着时效时间的延长，焊核区与热影响区的T₁、θ′、δ′相持续析出并粗化，时效12 h时，焊核区的T₁、θ′、δ′相与热影响区的θ′、δ′相数量最多，热影响区T₁相的数量在时效18 h时达到最大值；接头硬度与抗拉强度在时效12 h时达到峰值，此时接头平均硬度为166.7 HV0.1,抗拉强度为453 MPa,断裂方式为沿晶脆性断裂。     

时效制度对2099铝锂合金力学和应力腐蚀性能的影响

采用透射电镜,拉伸性能测试和慢应变拉伸等手段研究时效制度对2099铝锂合金微观组织和力学及应力腐蚀性能的影响。研究采用1组T6(175℃/48 h)制度和2组T8制度对试样进行处理。实验发现,T8状态下试样的抗拉强度均高于T6态。同时T8态中双级时效制度(2.5%预变形,120℃/12 h+150℃/48 h)相比于单级时效制度(2.5%预变形,150℃/48 h)具有更优异的综合性能。对2099合金进行应力腐蚀测试,试样并未发生强度损失现象,然而失效却加速。合金经过T8双级时效后,抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为590 MPa、570 MPa,9.3%。     

2050铝锂合金薄板拉伸性能及晶间腐蚀与时效的相关性

采用拉伸性能测试、浸泡腐蚀及透射电镜(TEM)观察,研究了2050铝锂合金薄板T6及T8态时效时后的拉伸性能、晶间腐蚀(IGC)及微观组织。结果表明,T8态时效2050铝锂合金强度及伸长率均明显高于T6态时效。T6及T8态时效时,合金IGC敏感性随时效延长至峰时效阶段而逐渐降低;进一步延长至过时效阶段,IGC敏感性有所增加。另外,T8态时效时IGC敏感性明显低于T6态时效。基于提高强度、伸长率及降低IGC敏感性的综合考虑,2050铝锂合金薄板适宜的时效制度为T8态峰值时效,相应合金具有最高的强度(抗拉强度529 MPa)、良好的伸长率(10%)及最低的IGC敏感性。     

时效工艺对纳米结构2297铝锂合金力学性能与微观组织的影响

采用535 ℃×2 h固溶制度,将热锻态2297铝锂合金固溶水淬后冷轧,冷轧压下量为95%,然后将轧制样品在不同温度(120~190 ℃)和时间(0~80 h)范围内进行时效处理。采用拉伸、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等测试方法,分析时效温度和时间对铝锂合金组织与性能的影响。结果表明:时效前的大塑性变形能获得纳米结构组织,能促进T₁相均匀细小地析出,缩短合金达到峰时效的时间,最终成功制备了高强高塑性铝锂合金。在120~140 ℃温区内时效时,时效温度越高,达到峰时效的时间越短、强度越高。140 ℃达到峰时效时间缩短为40 h,此时合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为525 MPa、478 MPa和7.7%,主要强化相为细小的T₁相。在170~190 ℃温区内时效时,时效温度越高,达到峰时效的时间越短,但抗拉强度与屈服强度迅速下降。170 ℃时效8 h达到峰时效状态,此时合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别是503 MPa、462 MPa和5.0%,主要强化相仍为T₁相,但已经明显粗化。     

高Li含量Al-Cu-Li合金时效析出相的分布与演化（英文）

采用透射电镜研究高Li含量(2.14%,质量分数)1460铝锂合金T6(145、160、175℃)及T8双级时效(4%预变形,130℃,24 h+160℃)时析出相的演化及分布。合金的时效析出相包括δ'(Al_3Li)相和T1(Al_2CuL i)相,其中δ'相为晶内优先析出相。低温(145℃)T6时效时,晶内还形成大量均匀分布而且稳定的δ'/GPI/δ'复合相。较高温度(160℃及175℃) T6时效时,还会析出大量T1相;T1相优先于(亚)晶界形核,而后随时效时间延长,逐渐在晶内析出。T8双级时效时,晶内可形成δ'/GPI/δ'复合相及T1相;其中δ'/GPI/δ'复合相开始形成于第一级低温时效,并于第二级较高温度时效时一直稳定存在;T1相则形成于第二级时效,且T8时效时的预变形促进T1相在晶内快速析出。     

预变形与二次时效对Al-Mg-Si-Cu合金组织与力学性能的影响

采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、拉伸试验机等手段,研究了预变形和时效处理对Al-Mg-Si-Cu合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,时效温度为115～175℃时,Al-Mg-Si-Cu合金的硬度会随着轧制变形量的增加而增大;相同变形量下时效温度的升高可以缩短合金到达峰值硬度的时间;经过5%～80%轧制变形后Al-Mg-Si-Cu合金的峰值硬度都相较于传统T6热处理态高。在时效温度为145℃和175℃时,合金的抗拉强度和屈服强度会随着轧制变形量的增加而增大,而断后伸长率在变形量为20%及以上时保持在6%以上,时效温度175℃、变形量为20%时即可获得与传统T6态合金相当的强塑性。Al-Mg-Si-Cu合金在轧制变形过程中会以位错、位错缠结、位错胞和亚晶的过程发生组织结构演变,在变形量为20%及以下时,合金中主要为尺寸较大的β″相、L相和颗粒状第二相;随着变形量增加,第二相尺寸减小并在变形量为80%时形成沿晶面缺陷生长的连续第二相。通过变形+时效处理相结合的方法可以对Al-Mg-Si-Cu合金的强塑性进行调节,从而获得强度和塑性兼备的6000系铝合金。     

固溶时效工艺对2297铝锂合金微观组织和力学性能的影响

通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和拉伸性能测试等方法系统研究固溶和时效工艺对2297铝锂合金组织和性能的影响。结果表明:实验合金较为适宜的固溶制度为((535±5)℃,1.5 h),基体中的第二相得到比较充分的溶解,同时抑制再结晶晶粒长大。T6态的主要强化相为T_1相和θ′相,T8态的主要强化相为T_1相,时效前的预变形可以促进T1相的形成,提高合金的强度峰值,缩短合金达到峰值的时间,160℃时效后,未经预变形的合金的强度峰值为392 MPa,到峰时间为48 h,变形量为7%时,合金的强度峰值最高,达到482 MPa,到峰时间为23 h。     

2195铝锂合金力学性能及组织与热挤压及冷轧变形过程的相关性（英文）

采用挤压及后续冷轧变形制备2195铝锂合金板材,研究固溶处理后挤压板材及冷轧薄板的织构以及T8时效后的析出相及纵向强度。结果表明,挤压板T8时效时T1(Al_2Cu Li)相分布不均匀而且孕育期较短。挤压板固溶处理后未发生再结晶,变形织构Brass和S体积分数达55.28%。而冷轧薄板固溶处理后发生严重再结晶,且S变形织构消失。由于固溶态挤压板Brass和S织构分数高,其Schmid因子大,等效滑移系数量少,因而其屈服强度不高甚至低于固溶态冷轧板,但抗拉强度则明显较高。另外,在预变形后的时效过程中,这些变形织构促进T1相在优先滑移面析出,从而导致时效态挤压板屈服强度及抗拉强度均高于时效后的冷轧薄板。     

稀土元素Ce和预变形对Al—Li—Cu—Zr合金时效相变过程的影响

以2090铝锂合金为对象，研究了稀土元素Ce和预变形对其时效过程的影响，结果表明：微量Ce(0.11%),能显著弥散T1相，使T1相均匀，细小地析出，且在峰时效态表现明显，但Ce对δ′相的相变过程影响不大，预变形使合金位错密度增大，减小了T1相的形核功，从而促进了T1相和δ′相析出；微量稀土元素Ce(0.04%-0.14%)和预变形（3％－9％）配合使用可达到更好的综合性能效果。     

拉伸与轧制预变形对2519A铝合金组织与力学性能的影响

通过硬度测试、拉伸测试、透射电镜分析以及织构测试等手段,研究拉伸和冷轧两种不同预变形方式对2519A铝合金165℃时效后组织与力学性能的影响。结果表明:适当的变形量均使θ′相尺寸细小、密度增加,而变形量过大使θ′相分布变得较不均匀,合金强度提高不大,而塑性降低;6%拉伸预变形和7%冷轧预变形使合金板材峰值时效抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为472MPa、404MPa、15.6%和472MPa、417MPa、9.4%,二者的抗拉强度基本相同,但前者的屈服强度低、塑性高;两种预变形方式下板材织构类型相同,取向密度无明显差别;合金板材屈服强度和伸长率的差别由第二相θ′相的数量、尺寸和分布所确定。     

时效制度对2A97铝-锂合金组织和性能的影响

通过拉伸测试和透射电镜分析,研究时效温度和时间对2A97铝锂合金组织和性能的影响。结果表明:经淬火后分别在135℃和155℃时效,随着时效温度升高,2A97合金强度升高,达到峰值强度的时间提前,延伸率降低;随着时效时间延长,合金屈服强度升高,抗拉强度则先升高而后降低,出现峰值强度,延伸率下降;当合金在155℃时效36 h,获得最佳强度和塑性匹配,抗拉强度为500 MPa,屈服强度为413 MPa,延伸率为7%;随着时效温度升高,合金组织中T1(Al2CuLi)相数量增加;135℃的过时效合金显微组织主要为θ′/θ″(Al2Cu)相和δ′(Al3Li)相,155℃的时效合金显微组织主要为T1相、θ′/θ″相和δ′相。