Al-Li合金强韧化技术研究进展

阐述了关于Al—Li合金改善其应变局部化问题的合金化技术及加工热处理技术进展情况;详细介绍了微量杂质元素在合金中的存在形式与有害作用及其改善的技术方法与途径。评述了Al—Li合金研究的发展趋势。     

微量稀土元素对Al-Li-Cu-Mg-Zr合金断裂行为的影响

一、前言 Al—Li合金与一般工业铝合金相比,具有比重轻、比强度和弹性模量高等优点,在航空航天和兵器工业等高技术领域有着广阔的应用前景,因而受到世界各国重视。但研究发现,Al—Li合金的塑韧性比2024、7075等工业铝合金低,易于断裂,因而实际应用受到限制。稀土元素化学性质活涉,将微量稀土加入到合金中,具有精炼、净化和微合金化的作用,能显著改善合金的性能。稀土元素在Al—Li合金中的作用已有了初步的研究。本文目的是研究微量稀土元素La对Al—Li—Cu—Ma—Zr合金的断裂行为和韧性的影响,并分析La的作用和机理。 二、实验方法 实验采用的合金试料全部在氩气保护下熔炼铸造。合金的化学成分见表1。     

Na对Al—Mg—Li合金焊缝金属韧性的影响

研究了ＴＩＧ焊接时微量杂质元素Ｎａ对０１４２０Ａｌ－Ｍｇ－Ｌｉ合金焊缝金属力学性能的影响．Ｎａ含量小于２０μｇ／ｇ时，焊缝金属不发生脆化，含量达到５０μｇ／ｇ时，焊缝强度稍有下降，塑性急剧降低用电子探针分析发现Ｎａ在焊缝枝晶界偏聚．     

EFFECT OF Na ON PLASTICITY OF Al─Mg─Li ALLOY WELD METAL

研究了ＴＩＧ焊接时微量杂质元素Ｎａ对０１４２０Ａｌ－Ｍｇ－Ｌｉ合金焊缝金属力学性能的影响，Ｎａ含量小于２０μｇ／ｇ时，焊缝金属不发生脆化，含量达到５０μｇ／ｇ时，焊缝强度 肖有下降，塑性急剧降低，用电子探针分子分析探针分析发现Ｎａ在焊缝枝晶界偏聚。     

Sb 对 Al 的影响及稀土加入的作用

本文研究了杂质 Sb 在 Al 的晶界的偏聚情况和对组织、力学性能的影响.在加入稀土之后,研究稀土对 Al-Sb 合金的组织性能的影响以及它对存在于 Al 的晶界上 Sb 的交互作用.     

Li对Al-3.5Cu-1.5Mg合金组织与性能的影响

采用光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、维氏硬度计和力学性能测试等方法研究了Li元素对Al-3.5Cu-1.5Mg合金微观结构及性能的影响。结果表明:在Cu/Mg原子比约为1的Al-3.5Cu-1.5Mg实验合金中,加入1%(质量分数)的Li元素,主要时效析出相由S′(Al2CuMg)转变为S′(Al2CuMg)+δ′(Al3Li),晶界无沉淀析出带(PFZ)窄化;弹性模量提高了8GPa,抗拉强度提高了21MPa,伸长率由20.3%降至15.8%,由韧性断口转变为韧/脆混合型断口。     

非晶态合金的退火脆化及其影响因素

本文综合论述了非晶态合金的退火脆化具有明显的成分依赖性，并对组织结构和制备工艺比较敏感。微量杂质元素的偏聚显著增大合金的脆化倾向，而微量稀土元素铈的适当添加则可以明显减轻杂质元素的不利影响，使延性得到改善。快速退火滞后了合金结构的变化过程，可有效地抑制磁性优化退火过程中非晶态合金的延—脆转化的发生。     

热力学在材料工程中的应用(续)

五、晶界偏聚杂质元素 P、Sb、As 等在钢中原奥氏体晶界上的偏聚促使高温回火脆性,而合金元素Ni、Cr、Mn 等则助长杂质在晶界的偏聚。Guttmann 曾以合金元素(M)与杂质(Ⅰ)的交互作用系数α′_(MI)>0定性说明这一问题。他虽列出定量的计算式,却难以作实际运     

非晶态合金的退火脆化及其影响因素

本文综合论述了非晶态合金的退火脆化具有明显的成分依赖性，并对组织结构和制备工艺比较敏感。微量杂质元素的偏聚显著增大合金的脆化倾向，而微量稀土铈的适当添加则可以明显减轻质元素的不利影响，使延性得到改善。快速退火滞后了合金结构的变化过程，可有效地抑制磁性优化退火过程中非晶态合金的延－脆转化的发生。     

物理金相三级人员试题参考答案

二　问答题2 4 .沿晶断裂是裂纹沿晶界扩展而造成金属材料的脆断。在失效分析中常见的有以下几种类型的沿晶断裂形式 :(1)晶界沉淀相造成的沿晶断裂。晶界上不连续的沉淀相在外力作用下 ,在其周围首先形成微孔 ,后经长大连接成为晶界裂纹 ,最后造成沿晶断裂 ,此时为沿晶韧窝断裂。若晶界上沉淀相粒子形成脆性网状薄膜 ,此时断裂为脆性薄膜分裂型。(2 )杂质元素偏聚造成的沿晶脆断。杂质元素Ｐ ,Ｓ ,Ｓｂ ,Ａｓ和Ｓｎ等在晶界上存在并达到一定浓度时 ,它们将降低晶界内聚能 ,从而引起脆断。如高强度低合金钢的回火脆性就是典型例子。(3)由环…     

高强度螺栓断裂的SEM分析

利用扫描电镜对高强度螺栓断口进行了微观形貌观察与分析。结果表明，由于冶炼或浇注时，钢液内混入了耐火材料碎块，其杂质元素向晶界偏聚引起局域性的晶界脆化，从而导致螺栓在较低应力状态下发生断裂。     

稀土La对Al-4％Cu合金热脆性的影响

本文采用自行设计的装置研究了稀土La对Al—4％Cu合金热脆性的影响。试验表明加入微量L_α可使Al—4％Cu含金在固液态时的热脆区明显缩小,热脆区的下限上移,并能明显地提高合金在凝固过程中的瞬时断裂强度。La的加入可使合金热裂纹形成温度下降,使临界断裂应力增加,且峰值右移。这表明,在Al—4％Cu中加入微量La可使热裂倾向性降低。文章指出,La与Al、Cu形成高熔点金属间化合物使晶间强化是降低合金在固液态时热脆性的主要原因。     

方钢管断裂原因分析

某Q235B方钢管在运输过程中发生断裂,采用化学成分分析、力学性能试验、金相检验、断口宏微观分析以及俄歇能谱分析等方法对方钢管断裂的原因进行了分析。结果表明:方钢管断裂是由于热加工工艺不当,导致长条状碳化物在晶界析出及磷等有害元素在晶界偏聚,引起材料脆化,从而在运输过程中的冲击载荷作用下发生脆性断裂。     

热轧态LT24铝合金溶质原子的偏聚规律

采用原子探针层析技术(APT)等测试手段分析了LT24铝合金热轧后合金元素的偏聚规律。结果表明:热轧态铝合金晶粒内部有成分为Al0.5Mg(Si0.7Cu0.3)的析出相,析出相与基体之间的界面处没有元素偏聚。溶质原子Mg、Si、Cu在晶界处偏聚,在晶界处的偏聚规律与晶粒内部的相反,Cu的偏聚倾向远大于Si和Mg,晶界处Cu的含量达到基体Cu含量的45倍左右。基于实验结果,讨论了合金元素偏聚的规律及其对材料性能的影响。     

高温合金中微量元素与冶炼、组织及性能的关系

本文论述高温合金中微量元素中有害元素:气体(O_2、N_2、H_2);低熔点金属(Pb、Bi、Te、T1等)及非金属(S、P)对组织和性能的有害影响以及采用真空熔炼去除的可能性;也论述了微量元素中的有害元素:作为冶炼中脱硫,脱氧、去气加入的Si,Mn、Ca、Mg和稀土金属对组织和性能的有利作用;在冶炼中控制作为少量合金元素的B、Zr和C含量可以得到综合性能好的合金;最近发现加入少量Hf可以大大地提高中温强度、塑性和热疲劳性能。     

不同Ca含量及合金元素对Al-Ca合金组织的影响

本文主要介绍了不同Ca含量以及合金元素Mg、Si对于Al—Ca二元合金微观组织的影响．同时运用了X射线衍射、金相观察等分析测试方法对合金的微观组织进行了定性分析。结果表明,合金中共晶相随Ca含量的增加而逐渐增加,当Ca含量为8wt．％时全部转变为共晶组织．当Ca含量达到11％时,合金中出初生Al4Ca相。在Al-8Ca合金中加入Si元素后,组织中出现随机分布的规则多边形Al2CaSi2相;当加入6％Mg元素后合金组织未发生较大改变,仍由共晶α—Al及Al4Ca两相所组成,Mg元素以固溶的形式分布在共晶基体当中。     

Ti3Al基合金室温塑性的改善方法

结合Ti3Al基合金室温塑性的主要影响因素,总结了Ti3Al基合金改善塑性的方法,这些方法包括:合金化、细化晶粒、热处理、控制间隙元素含量等.合金化元素主要包括Mo,V,Nb 3种,它们的加入稳定了塑性相,提高了合金塑性.细化晶粒一方面可缩短滑移带长度,减少晶界的应变集中,使裂纹形核变得困难;另一方面由于细晶材料的塑性变形协调性较好,有利于更多滑移系的开动.热处理通过控制组织达到改善塑性的目的.间隙元素严重影响合金塑性,控制其含量是改善塑性的重要手段.     

Al-2.55Li-1.01Mg合金的变形与断裂行为研究

本文研究了不同时效状态下Al—2.55Li—1.01Mg合金的变形与断裂行为,并结合显微组织进行了分析。结果表明:在固溶态和短时间时效状态下,合金的断裂主要是共面滑移导致的穿晶断裂;在长时间时效状态下,合金的断裂主要是晶界弱化造成的沿晶断裂。     

高Ca/Al比的Mg-Al-Ca合金的超塑性

针对3种高Ca/Al比的Mg-Al-Ca合金(Mg-3.7Al-3.8Ca,Mg-4.4Al-4.5Ca和Mg-4.9Al-5.0Ca)的超塑性行为展开研究,研究结果表明,铸态镁合金具有二次相Al2Ca分布于晶界的枝晶结构。经挤压后,合金的晶粒被细化,二次相也被细化为更小的粒子。这些合金在400℃时表现出很高的伸长率,Mg-4.9Al-5.0Ca在400℃时3.6×10-4 s-1应变速率下获得最大伸长率572%。超塑性流变的变形机制为晶格扩散(DL)控制的晶界滑移(GBS)。对于挤压态Mg-4.9Al-5.0Ca合金,大部分高温稳定相Al2Ca粒子尺寸为80nm,对晶粒长大的抑制作用强烈,在晶界滑移时协调变形,因此在3种合金中Mg-4.9Al-5.0Ca具有最好的超塑性。     

镁合金半固态坯料及其部分重熔组织的显微分析

对AZ91镁合金的液相线铸造与两相区铸造半固态坯料及其部分重熔组织进行SEM,EPMA,XRD和EDAX分析．结果表明,两种制浆工艺的铸造前适当静置,除增加形核数量外,还有利于促进溶质元素扩散,减小显微偏析．初生α-Mg固相颗粒中固溶有部分Al,Ca和Zn,Mg17Al22和阻燃元素Ca形成的Al2Ca相主要存在于晶界上．坯料部分重熔开始时Al2Ca相在晶界上呈条状和块状的不连续分布,随后部分分解,逐渐形成Al2Ca和Mg1Al2Al2与α-Mg形成的低熔点共晶组织;重熔时间过长加剧了Al和Ca等元素在液相中的偏聚程度．