高强高韧铝合金研究现状及展望

简要介绍了高强高韧铝合金的发展，对其组织性能进行了全面评述，着重讨论了断裂韧性和应力腐蚀的影响，并指出今后研究工作中所需解决的问题。     

喷射成形高锌Al-Zn-Mg-Cu合金的时效行为

系统研究了喷射成形高锌Al-Zn-Mg-Cu合金在不同时效处理条件下的显微组织与力学性能.结果表明自然时效合金在晶界处已析出强化相;单级时效合金随时效时间的延长,晶内和晶界析出相逐渐粗化;双级时效合金的析出相进一步粗化,并且晶界析出相为断续特征;回归再时效合金具有较细的晶内组织及类似于双级时效的晶界组织.同时发现,双级时效合金的抗拉强度比峰时效合金的强度下降了13%左右,而回归再时效合金的强度优于峰时效合金的强度.     

喷射成形含锰高强Al-Zn-Mg-Cu的组织和性能

利用喷射成形和热挤压的方法制备了含锰为2%(质量分数)的高强铝合金Al-8.8Zn-2.9Mg-1.6Cu合金,用X射线衍射(XRD)、光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等方法研究了铝合金的微观组织,并进行了力学性能测试.研究结果表明:喷射成形制备的含锰铝合金经过热挤压和固溶处理后,基体组织为细小均匀的再结晶晶粒组织,平均尺寸约8μm.MnAl6颗粒在喷射沉积过程中沿晶界析出,经过热挤压后,尺寸大的颗粒破碎,大部分的颗粒则沿挤压方向产生一定的塑性变形.固溶处理对MnAl6颗粒尺寸的影响不明显,但棒状/片状颗粒的边角处发生球化,有利于降低诱发显微裂纹的应力或应变集中.时效后,铝合金达强度为775MPa,延伸率达4.3%,断口以细小的韧窝为主,尺寸小于500nm.     

新型高强高韧Al-Zn铸造铝合金的组织与性能

制备了一种新型的高强高韧Al-Zn铸造铝合金,考察分析了铸造铝合金的组织、强度与表面硬度。结果表明:新型高强高韧铸造铝合金具有强度高、韧性好、硬度高、耐高温、制备成本低等优点,不需进行任何热处理,合金铸态时抗拉强度375MPa、屈服强度300MPa、延伸率6.0%以上。在室温自然时效72h后,合金的硬度为132HB或90HBa;在经320℃/30min加热处理后,合金硬度略微下降至85HBa或120HB左右,有着良好的高温性能,适用于铸造铝合金鞋模等模具和机械受力结构件的生产制造。     

喷射成形钛铝合金的研究

喷射成形是一种快速凝固近终成形材料制坯技术，利用该技术制备的材料具有优异的性能，喷射成形技术产品在特定的领域正在逐步取代一些传统材料。简要阐述了喷射成形技术制备钛铝合金的研究发展现状，并指出制备喷射成形钛铝合金未来的方向。     

Al10Zn2.9Mg1.7Cu超高强铝合金的喷射成形制备研究

采用喷射成形技术制备了Al10Zn2.9Mg1.7Cu高强高韧铝合金沉积坯件，研究了喷射成形制备过程中各工艺参数对沉积坯件的成形性、显微组织、致密度的影响，确定了适当的工艺参数，研究了沉积坯件的热挤压及热处理工艺，对材料的组织进行了分析并对不同状态的材料性能进行了比较。研究结果表明：当喷射成形工艺参数合理时，沉积坯件具有良好的成形性与致密度，在随后的热挤压过程中，通过较低的挤压比即可使材料达到全致密；通过对合金进行适当的热处理，材料的极限抗拉强度达到810MPa，同时延伸率保持在8％-11％，该材料是一种理想的轻质高强结构材料。     

喷射成形6061铝合金的显微组织与力学性能研究

研究了喷射成形6061铝合金的显微组织和力学性能,并与熔铸成形6061铝合金进行对比。结果表明,喷射成形6061铝合金显微组织较好,但由于其还未进行致密化处理,组织内存在一定的孔隙,各项拉伸性能低于熔铸成形6061铝合金。     

喷射沉积Al-Fe-V-Si系耐热铝合金制备工艺的研究

采用两种不同喷嘴喷射沉积制备了Al-Fe-V-Si系耐热铝合金，并对沉积坯件的热挤压工艺进行了优化，对材料的组织和性能进行了比较。结果表明：采用做扫描运动的非约束式复合喷嘴和G／M为4．3米喷射沉积。沉积坯件具有良好的成形性和高达93％的致密度，通过随后的热挤压可使材料十分接近全致密，其室温下的挤压棒材σb达538MPa。     

喷射成形超高强度Al-Zn-Mg-Cu合金的固溶处理

研究了单级固溶和双级固溶热处理工艺对喷射成形Al-Zn-Mg-Cu铝合金力学性能的影响.应用光学显微镜、扫描电镜与透射电镜对显微组织和第二相颗粒的固溶及沉淀析出状况做了进一步的研究.结果表明:双级固溶时效和单级固溶时效处理制度相比,前者得到的组织和力学性能较为理想;双级固溶处理综合了低温单级固溶和高温单级固溶的优点,即再结晶晶粒尺寸较小,同时回溶颗粒较多.时效后的组织也较理想.采用双级固溶处理(450℃/3h+480℃/3h)和T6时效处理后,合金的抗拉强度和屈服强度分别达到806MPa和797MPa,延伸率达到7.5%.     

Al-Zn-Mg-Cu系高强铝合金研究进展

简要评述了Zn、Mg、Cu、Cr、Zr等主要元素及稀土对Al—Zn—Mg—Cu系合金性能的影响，介绍了热处理工艺和进展以及制备Al—Zn—Mg—Cu系合金的新技术，指出了现存的问题并展望了发展趋势。     

Al_(10)Zn_(2.9)Mg_(1.7)Cu超高强铝合金的喷射成形制备研究

采用喷射成形技术制备了Al1 0 Zn2 .9Mg1 .7Cu高强高韧铝合金沉积坯件 ,研究了喷射成形制备过程中各工艺参数对沉积坯件的成形性、显微组织、致密度的影响 ,确定了适当的工艺参数 ,研究了沉积坯件的热挤压及热处理工艺 ,对材料的组织进行了分析并对不同状态的材料性能进行了比较。研究结果表明 :当喷射成形工艺参数合理时 ,沉积坯件具有良好的成形性与致密度 ,在随后的热挤压过程中 ,通过较低的挤压比即可使材料达到全致密 ;通过对合金进行适当的热处理 ,材料的极限抗拉强度达到 810MPa ,同时延伸率保持在 8%～ 11% ,该材料是一种理想的轻质高强结构材料。     

Zn及Ni元素对喷射成形铝合金组织特征和时效行为的影响

Microstructure and aging behavior of spayformed Al-Zn-Mg-Cu alloys were investigated as a func.tion of alloying element addition. It reveals that the grains of the as-deposited alloys are refined with increasing Zn element, while the function of the Ni addition is to reduce grain boundary particles and eutectic in the as-extruded condition. Particles containing Mg and Zn are found to be increased with Zn content increasing, while the role of Ni is to reduce both number and size of these particles. During artificial aging, the increment of Zn content produces not much effect on peak hardness, in addition to an accelerated overage softening. An addition of about 0.13% Ni,however, gives rise to not only an improved peak hardness but also an improvement of property stability at the aging temperature.     

最初形成的喷射沉积Al-Zn-Mg-Cu铝合金的显微组织分析

用喷射成形工艺制备了Al-Zn-Mg-Cu高强铝合金。通过对最初形成的沉积坯的显微组织的观察，分析液滴在飞行和沉积过程中的形核、长大过程，分析均匀化和热挤压后最初形成的沉积材料的显微组织变化。由实验结果，经雾化沉积制备的Al-Zn-Mg-Cu合金。最初沉积坯的沉积态由于经历了两次形核，形成了大小不一的近似等轴晶；均匀化晶粒无明显长大，晶粒进一步球化。同常规的工艺相比，雾化沉积制备的材料可以省略均匀化过程；沉积态组织直接经过热挤压形成均匀致密的组织。     

喷射成形原位反应TiC/Al-Fe-V-Si复合材料的显微组织

使用X射线衍射(XRD)、光镜(OM)、电子扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等对在Al-8.5Fe-1.4V-1.7Si合金中原位反应生成TiC的喷射沉积坯件的显微组织进行了分析和研究.结果表明,原位反应生成的TiC颗粒在喷射沉积过程中抑制了针状相的形成,改善了合金的显微组织,生成的TiC颗粒均匀地分布在合金基体中.     

一种新型超高强钛合金材料初探

设计了一种九元系α+β两相新型超高强钛合金。探讨了3种极端合金元素含量的新型钛合金经VAR熔炼+常规锻造+热轧制备14 mm棒材的工艺。研究了合金元素含量和热处理对该新型钛合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,该合金在极端元素含量波动情况下具有不同的组织形貌特征;在室温下该材料具有1 200～1 700 MPa的抗拉强度和一般低于5%的延伸率,可以进行真空电子束焊接,但韧性较低;在600℃下具有一定的高温短时强度。根据以上特点,该新型钛合金有望被应用于有特种服役条件要求的场合。     

喷射成形Al11.4Zn2.6Mg1.7Cu合金沉积、预热和挤压3种状态的显微组织分析

利用金相、XRD、SEM、TEM等测试方法对喷射成形工艺制备的Al11.4Zn2.6Mg1.7Cu超高强铝合金材料沉积、预热和挤压3种不同状态的显微组织演变进行了分析。结果表明:沉积坯件和预热坯件的显微组织都由等轴晶粒组成,晶粒平均尺寸分别约为23和24μm,没有发生明显变化,经过热挤压后,晶粒沿挤压方向拉长;合金在沉积、预热、挤压3种不同状态,一次析出相主要组成为MgZn2,Al2Cu和Al2CuMg相,没有发生变化。沉积坯件晶内呈针状、类球状和块状等形态的MgZn2相经过热挤压之后在一定程度上被破碎,尺寸变小,弥散分布于晶内;原来存在晶界上的尺寸稍大的Al2CuMg相经过热挤压之后被剧烈破碎,由在沉积态中主要呈现的骨骼状变为尺寸细小的不规则形态,并沿挤压方向分布;Al11.4Zn2.6Mg1.7Cu超高强铝合金中添加的主要合金元素在沉积、预热、挤压3种状态中的分布规律没有发生变化。     

喷射成形Al-Zn-Mg-Cu系超高强度铝合金热处理制度的实验研究

研究了喷射成形Al-Zn-Mg-Cu系超高强度铝合金的沉积态和挤压态的组织,对挤压态合金进行了固溶处理和时效处理,得到了时效硬度曲线,并进行了力学性能测试.结果显示:沉积态合金孔隙较多;挤压态合金内存在大量的颗粒,经能谱分析为富铜相;固溶温度达到490℃时,晶界出现熔化现象.时效硬度曲线表明:采用120℃时效,在15~25h之间达到硬度峰值;采用135℃时效,达到硬度峰值的时间与合金的成分有关,随着Zn含量的增加,达到硬度峰值的时间变短,而抗拉强度基本稳定在700MPa左右.     

喷射成形工艺的发展及应用

喷射成形是近年来发展较快的一种新型快速凝固技术，应用于多种高性能金属材料的制备中。介绍了该工艺的原理、特点、设备及在铝基、铁基、铜基和高温合金等不同材料中的研究及应用情况；对该工艺近几年在热传输、气体流场动力学、凝固组织形成机制和材料性能等理论方面的进展做了总结。并对该工艺存在的问题和今后的发展方向提出了一些新的观点。