脉冲磁场对Al-6.15Zn-1.41Mg-1.45Cu合金双级时效组织和性能的影响

将Al-6.15Zn-1.41Mg-1.45Cu合金在477℃固溶1 h后,基于脉冲磁场对Al-6.15Zn-1.41Mg-1.45Cu合金进行双级时效处理,通过改变时效时间,且与常规双级时效组织和性能对比分析,研究脉冲磁场对Al-6.15Zn-1.41Mg-1.45Cu合金时效过程中析出相和力学性能的影响,并结合动力学分析Al-6.15Zn-1.41Mg-1.45Cu合金在脉冲磁场双级时效过程中析出相加速析出的扩散机制。采用SEM观察Al-6.15Zn-1.41Mg-1.45Cu合金析出相和拉伸断口形貌,并进行力学性能测试。结果表明,脉冲磁场在Al-6.15Zn-1.41Mg-1.45Cu合金经时效过程中,提高扩散系数,提高析出相的形核率,使得时效后,基体中出现弥散细小的析出相。经脉冲磁场双级时效处理(121℃×90 min+177℃×60 min)后,抗拉强度为495.43 MPa,硬度为156.3 HV5,相比于常规的双级时效处理,抗拉强度提升20.83%,硬度提升17.89%,时效保温时间缩短87.5%。     

回归再时效处理对Al-6Zn-2Mg-2Cu合金力学性能及耐蚀性的影响

通过维氏硬度测试、拉伸测试、剥落腐蚀与晶间腐蚀试验、扫描电镜(SEM)与透射电镜(TEM)分析等手段,研究了回归再时效(RRA)处理对Al-6Zn-2Mg-2Cu合金力学性能及耐腐蚀性能的影响。结果表明:经RRA处理后的Al-6Zn-2Mg-2Cu合金硬度、强度与单级时效(T6态)相当,均高于双级时效(T73态)。RRA 190℃×40 min处理,合金硬度达到最高,回归时间继续延长,硬度逐渐减小。Al-6Zn-2Mg-2Cu合金经不同时效处理后抗腐蚀性能由低到高依次为:T6、RRA 190℃×20 min、RRA 190℃×40 min、RRA 190℃×60 min、T73。RRA处理可保持Al-6Zn-2Mg-2Cu合金高强度的同时提高其抗腐蚀性能。经120℃×24 h+190℃×40 min+120℃×24 h的RRA处理后,合金硬度较高且腐蚀敏感性小,具有良好的综合性能。     

升温速率对Al-4.76Zn-2.13Mg-1.18Cu合金力学性能的影响

研究了Al-Zn-Mg-Cu合金在升温时效过程中的力学性能变化以及合金内部析出相的转变规律。试验结果表明,升温时效可明显提高Al-4.76Zn-2.13Mg-1.18Cu合金的强度,在升温时效(180℃,40℃/h)条件下,只需要2 h的时效时间就可使合金达到峰时效的力学性能。随时效升温速率的降低与升温终止温度的升高,合金内部析出相尺寸增大。     

非等温回归再时效对Al-8Zn-2Mg-2Cu合金厚板组织及性能的影响

基于铝合金厚板热处理时客观存在的非等温现象,利用非等温回归动力学模型、力学性能测试、电导率测试及TEM观察,研究了非等温回归温度场和时间的耦合效应对Al-8Zn-2Mg-2Cu(质量分数,%)合金厚板组织及性能的影响。结果表明,随着非等温回归时间的延长,合金的电导率逐渐升高,硬度和强度逐渐下降。优化的非等温回归再时效制度使Mg Zn2相的尺寸分布范围宽化。因此,位错切过和位错绕过强化机制的合理匹配有效地降低了硬度的损失,同时合金的电导率得到显著提升。以105℃、24 h为预时效制度,经过慢速升温非等温回归处理120 min后再经120℃、24 h峰时效,Al-8Zn-2Mg-2Cu铝合金厚板的抗拉强度、屈服强度及电导率分别为620 MPa、593 MPa和21.1 MS/m,其综合性能优于单级峰时效(T6)及双级过时效(T73),且包含慢速升温的非等温回归再时效技术更适用于厚板的时效热处理。     

高温预析出对Al-5.8Zn-2.7Mg-1.6Cu铝合金应力腐蚀的影响

对Al-Zn-Mg-Cu铝合金进行固溶(预析出)处理、室温水淬及人工时效。通过室温力学性能测试、慢应变速率拉伸试验、硬度测试、电导率测量及应力腐蚀试验,结合光学显微镜、扫描电镜和能谱分析,研究了高温预析出对Al-5. 8Zn-2. 7Mg-1. 6Cu铝合金的组织和应力腐蚀的影响。结果表明:高温预析出可以改变合金晶内和晶界的析出相大小和分布,能抑制阳极溶解和氢脆,从而提高合金的力学性能和抗应力腐蚀性能。经420℃预析出处理的合金的应力腐蚀敏感性最低,抗应力腐蚀性能增强,但强度和硬度有所降低。Al-5. 8Zn-2. 7Mg-1. 6Cu铝合金获得较佳抗应力腐蚀性能的高温预析出工艺为470℃×1 h+420℃×0. 5 h。     

双级时效对超高强铝合金Al-12.26Zn-2.96Mg-2.49Cu-0.183Zr-0.0673Sr挤压材组织与力学性能的影响

采用光学显微镜和X射线衍射仪分析、显微硬度与电导率测试、拉伸试验与断口分析、晶间腐蚀及剥落腐蚀试验,研究了两种双级时效工艺对经预回复处理-逐级固溶-预变形的超高强铝合金Al-12.26Zn-2.96Mg-2.49Cu-0.183Zr-0.0673Sr挤压材显微组织及性能的影响。结果表明:与单级时效相比,双级时效处理后合金的力学性能降低,但耐腐蚀性能明显改善。121℃×5 h+153℃×16 h双级时效后合金的综合性能良好。     

锌镁含量对Al-Zn-Mg-Cu高强铝合金组织和性能的影响

采用硬度测试、室温拉伸性能测试、光学显微镜、扫描电镜及透射电镜等方法研究了锌镁元素含量对Al-3Zn-4.5Mg-1Cu、Al-4Zn-3.5Mg-1Cu和Al-4.5Zn-3.5Mg-1Cu 3种高强铝合金挤压棒材的显微组织、时效硬化行为和力学性能的影响。结果表明,Al-4.5Zn-3.5Mg-1Cu合金的时效硬化效果最显著,经120℃×24 h时效后维氏硬度达183 HV3,抗拉强度达617 MPa,屈服强度为590 MPa,伸长率为10.2%。Zn元素含量或Zn/Mg比值升高增加了时效时沉淀强化相的密度,减小了其尺寸,从而提高了强化效果。     

时效热处理对建筑铝合金型材组织与性能的影响

采用显微硬度计、拉伸试验机、电导率测试仪、透射电镜、晶间腐蚀和电化学腐蚀等手段,研究了单级时效、双级时效和回归再时效对Al-6. 6Zn-2. 2Mg-2. 0Cu-0. 1Zr合金组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明,T6态合金的硬度、抗拉强度和规定塑性延伸强度高于双级时效态合金;随着回归时间的延长,合金的硬度先增加而后减小、电导率逐渐增加,抗拉强度和规定塑性延伸强度都呈现单调递减趋势,RRA工艺下试验合金的强度要低于T6态,但是明显高于双级时效态。T6态合金的晶间腐蚀最严重,RRA 175℃×3 h和RRA 195℃×1 h合金的晶间腐蚀较轻且与双级时效态相当,除T6态合金的腐蚀等级为4级外,RRA态和双级时效态合金的腐蚀等级都为3级。RRA 175℃×3 h、RRA 195℃×1 h合金和双级时效态合金的极化曲线相似、腐蚀电位较为接近,且腐蚀电位都较T6态合金发生正向移动,而腐蚀电流密度都明显低于T6态合金; RRA 175℃×3 h、RRA 195℃×1 h合金和双级时效态合金的耐腐蚀性能相当,且都明显高于T6态合金。     

Al-6.2Zn-2.3Mg-2.3Cu铝合金厚板的双级时效工艺

采用力学性能和电导率测定、透射电镜组织观察等方法,研究了Al-6.2Zn-2.3Mg-2.3Cu超高强铝合金厚板双级时效过程第一级时效条件及第二级时效温度和时间对合金性能的影响。结果表明,影响该合金厚板性能最重要的因素是第二级时效温度,其次是第二级时效时间,第一级时效条件对合金性能的影响不大;当第二级时效温度为165℃或175℃时,温度低、长时间(165℃8 h)时效或温度高、短时间(175℃4 h)时效可使板材获得相似的性能;该合金厚板合适的双级时效处理制度为120℃4 h+165℃(8～12)h。     

双级时效工艺对Al-5.7Zn-2.2Mg-1.5Cu-0.20Cr合金锻件组织与性能的影响

借助拉伸试验机、涡流电导仪、透射电镜等研究了双级时效工艺对Al-5.7Zn-2.2Mg-1.5Cu-0.20Cr合金锻件组织性能的影响。结果表明：第一级时效温度对合金锻件的性能影响不大；随第二级时效温度和时间的增加，锻件抗拉强度和屈服强度先增大后减小，电导率明显升高；对锻件进行121℃5 h+163℃20 h双级时效处理后，其力学性能、电导率达到指标要求。     

Sc对Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金挤压铸造组织性能的影响

采用电阻炉熔炼了Al-7.2Zn-2.2Mg-1.8Cu-0.2Zr和Al-7.2Zn-2.2Mg-1.8Cu-0.2Sc-0.2Zr两种铝合金,在700~720℃挤压铸造成形,并经过465℃×24h+475℃×8h水淬+120℃×24h时效热处理。结果表明,Sc、Zr的复合添加能明显细化α-Al基体和晶间第二相;通过多级固溶和时效处理,显著提高了合金的力学性能,铸件的抗拉强度达到613MPa,屈服强度达到528 MPa,伸长率为6%。     

喷射沉积Al-Zn-Mg-Cu合金双级时效的微观组织和力学性能研究

采用喷射沉积技术制备了Al-12Zn-2.4Mg-1.1Cu合金。通过高分辨电子显微镜和硬度测试等手段,研究分析了双级时效处理对喷射沉积Al-Zn-Mg-Cu合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:合金经120℃(14 h)时效后,硬度达到峰值,晶内主要强化相为η′亚稳相和少量的GPⅡ区,晶界析出相呈连续分布;合金经120℃(14 h)+160℃(0.5 h)、120℃(14 h)+160℃(16 h)、120℃(14 h)+160℃(24 h)双级时效后,硬度较峰时效相比,分别下降了5.92%、11.13%、15%,它们的晶内析出相依次是细小的η′相、粗大的η′相、粗大的η相,晶界析出相呈断续状分布,晶内和晶界的析出相明显长大,并且在120℃(14 h)+160℃(16 h)、120℃(14 h)+160℃(24 h)时效后,出现了晶界无沉淀析出带。通过对TEM图像的测量,可以得到η相和η′相的晶格参数分别为0.520、0.860 nm和0.490、1.402 nm;对η和η′相解卷处理,可以提高像的分辨率,然后用jems对η和η′相模拟,可以确定原子的基本位置。     

含Sr7085铝合金挤压棒材的时效处理

通过硬度、电导率测试、晶间腐蚀及剥落腐蚀试验探究含Sr 7085铝合金（Al-8.0Zn-1.8Mg-1.6Cu-0.15Zr）挤压棒材强化固溶后,采用不同的时效制度对合金性能的影响。结果表明,经T6峰值时效（121 ℃×24 h）处理后,硬度较高,为208.42 HV0.2,但电导率低;硬度相当条件下,三级（RRA）时效处理后,合金电导率较双级T7x时效处理合金的低;经(121 ℃×5 h+163 ℃×7 h)双级T7x时效处理后,合金综合性能最优,硬度为195.69 HV0.2,电导率为35.03% IACS,晶间腐蚀深度为250 μm,剥落腐蚀等级为EA级;经（121 ℃×5 h+163℃×32 h）双级T7x时效处理后,合金抗腐蚀性能最优,电导率41.23% IACS,晶间腐蚀深度为144 μm,剥落腐蚀等级为PC级。     

双级时效处理对喷射沉积Al-Zn-Mg-Cu合金微观组织和力学性能的影响

利用喷射成形技术制备Al-10．8Zn-2．8Mg—1.9Cu合金。借助透射电镜、高分辨电子显微镜和拉伸性能测试等手段研究双级时效处理对喷射沉积Al—Zn—Mg—Cu合金微观组织和力学性能的影响。结果表明，合金经120℃，16h＋150℃，2h双级时效后，晶内析出相略有长大，此时合金的强化机制是GP区和η相的综合强化。与峰时效条件相比，双级时效后合金的抗拉强度和屈服强度分别降低4．5％和3．5％，但合金组织中的晶界析出相完全断开，这对提高合金的抗应力腐蚀能力具有重要意义。     

时效前冷变形对Al-15Zn-0.5Mg-0.5Sc合金组织及力学性能的影响

对热轧态Al-15Zn-0.5Mg-0.5Sc合金进行固溶+时效和固溶+冷轧+时效处理,利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和万能力学试验机等研究了各状态合金的微观组织及力学性能。结果表明,冷轧可使饱和Al-Zn固溶体分解,并动态析出Zn相,同时冷轧还促使合金晶粒细化以及位错增殖。人工时效可使合金内析出高密度η′相,而冷轧所导致的高密度位错促进了析出过程并加速了η′相向η相的转变。时效前冷轧可明显优化Al-15Zn-0.5Mg-0.5Sc合金的力学性能,Al-15Zn-0.5Mg-0.5Sc合金经固溶+冷轧+70 ℃人工时效后,其屈服强度和极限抗拉强度分别为413和462 MPa,其强化机理包括细晶强化、位错强化和析出强化。而120 ℃时效会加速位错湮灭,从而削弱位错强化效果。     

时效制度对Al-5.8Zn-2.1Mg-1.7Cu合金型材性能与组织的影响

采用力学性能、电导率、剥落腐蚀试验及透射电镜组织观察,研究了Al-5.8Zn-2.1Mg-1.7Cu合金挤压材时效工艺对其组织和性能的影响。结果表明:一级时效对挤压型材性能影响不大;型材力学性能随二级时效温度和时间的增加而明显降低,电导率和抗蚀性能明显提高。105℃10h+170℃(16～18)h时效的型材力学性能、电导率和抗蚀性能达到合理匹配。     

双级时效对A1-Zn-Mg-Cu合金组织和力学性能的影响

对A1-Zn-Mg-Cu合金进行了单级和双级时效处理,测试了不同状态下的显微硬度,利用光学显微镜和透射电镜观察了显微组织。结果表明:120℃单级时效合金具有很明显的强化效应,时效4 h硬度达到193 HV,随后趋于平缓,时效时间延长至24 h,硬度增幅不大;120℃单级时效处理后,合金晶内析出相细小弥散,硬化效果较好,晶界析出相呈链状分布;120℃×4 h+160℃×12 h双级时效后,硬化效果更优,晶界析出相呈断续状,并且晶界附近出现无析出带。     

新型Al-6Zn-2.5Mg-0.6Cu合金的均匀化工艺

采用差热分析仪(DSC)、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜观察(TEM)、布氏硬度测试等方法研究了一种新型Al-6Zn-2.5Mg-0.6Cu(mass%)合金在单、双级均匀化过程的组织性能演变。结果表明:Al-6Zn-2.5Mg-0.6Cu(mass%)合金铸锭组织中存在着严重的枝晶偏析,由ɑ(Al)和T(Al-Mg-Zn-Cu)四元相组成的非平衡共晶相沿晶界呈连续链状分布;合金经470℃×24 h均匀化处理过后,铸锭晶界得到了明显的净化,晶界上原本大量存在的非平衡共晶相回溶入基体中;铸锭先在250℃×4C h下进行均匀化预处理有利于获得尺寸细小、均匀分布的含Mn、Cr析出相,提高合金的布氏硬度值,确定该新型合金铸锭的最优均匀化工艺为250℃×4 h+470℃×24 h。     

固溶处理及时效对7xxx铝合金组织与性能的影响

通过拉伸性能和电导率测试,扫描电镜和透射电镜观察,研究了固溶处理及时效对Al-7.2Zn-2.0Mg-1.2Cu-0.101c-0.10Zr合金组织性能的影响.结果表明:合金的最佳固溶工艺为:470℃×120min.经回归再时效处理(RRA)120℃×24h 170℃×1h 120℃×24h处理,合金的抗拉强度为595.8MPa,屈服强度为572.0MPa,伸长率为8.3%,相对电导率为38.4%IACS.     

新型Al-7.5Zn-1.7Mg-1.4Cu-0.12Zr合金单级时效行为研究

通过力学性能和电导率测试以及显微组织的TEM分析,研究新型Al-7.5Zn-1.7Mg-1.4Cu-0.12Zr合金的单级时效行为特征.结果表明:当时效温度由100 ℃升高至160 ℃时,合金时效硬化响应速度明显加快,合金进入过时效状态所需的时间缩短,合金的电导率明显提高.与通常的120 ℃,24 h峰时效态相比,合金经140 ℃, 14 h时效处理后,抗拉强度、屈服强度、断后伸长率和电导率分别达到585 MPa, 560 MPa, 16.1 %和22.6 MS/m,其抗拉强度仅降低1%,屈服强度却提高4%,电导率更是提高11%,作为单级时效制度具有较明显的优势.合金峰时效状态下的主要强化相是细小弥散分布的η'相和GP区.随着时效温度的升高,晶内和晶界的析出相粗化,140 ℃时效时出现明显的晶间无析出带.