6061铝合金FSW焊缝时效组织与力学性能研究

研究了6061铝合金搅拌摩擦焊接(FSW)焊缝单级时效和二级时效处理后组织与力学性能变化,结果表明:6061铝合金FSW焊缝固溶后自然时效处理,硬度为52HV,抗拉强度200 MPa;6061铝合金FSW焊缝固溶后再经(180 ℃×6 h)单级峰时效(T6态),硬度为93HV,抗拉强度为320 MPa,伸长率为12%;6061铝合金FSW焊缝经120 ℃×4 h+180 ℃×4 h二级峰时效处理后,硬度为112HV,抗拉强度为375 MPa,伸长率为11%。二级峰时效的试样组织中出现了条絮状析出相,并与针状析出相发生缠结,对位错移动产生阻碍,这是铝合金FSW焊缝经二级峰时效后强度和硬度比单级峰时效更高的重要原因。     

时效制度对LD31铝合金力学性能和导电率的影响

讨论了时效方式(自然时效、人工时效)和时效工艺参数(时效温度、时效时间)对LD31铝合金的力学性能和导电率的影响。研究结果表明：低温长时间时效和高温短时间时效都可以提高LD31铝合金的抗拉强度，并且随着时效温度的提高和时效时间的延长，LD31铝合金的导电率呈上升的趋势；兼顾材料强度和导电率性能，选择200℃时效3～4h工艺较为适宜。     

时效工艺对Al-Mg-Si合金导线抗拉强度和导电率的影响

采用连铸连轧和拉拔工艺制备Al-0.8Mg-0.7Si合金导线,利用直流双臂电桥和拉伸试验机,研究了自然时效和人工时效工艺对Al-0.8Mg-0.7Si合金导线抗拉强度和电导率的影响.结果表明:随着自然时效时间延长,铝合金导线的抗拉强度提高,导电率下降.当自然时效192h时,铝合金导线的抗拉强度达到最大值318MPa,导电率为52.5%IACS.随着人工时效时间延长,铝合金导线的抗拉强度和导电率提高.在175℃人工时效8h时,铝合金导线的抗拉强度达到最大值330 MPa,导电率为55.6%IACS.     

热处理对6013铝合金显微组织、力学性能和氧化膜质量的影响

采用不同的固溶时效热处理方案处理6013铝合金,利用金相显微镜、扫描电镜、维氏硬度计及拉伸实验机等分析仪器,研究固溶和时效热处理对6013铝合金显微组织、力学性能和氧化膜质量的影响.结果表明:固溶温度越高,或者固溶时间和时效时间越长,铝合金中Mg_2Si析出强化相的尺寸越细小,分布越均匀,铝合金的拉伸性能越高,阳极氧化膜越透亮;在550℃固溶30 min及170℃时效30 h的条件下,6013铝合金可以获得最优的力学性能,其维氏硬度值为131、抗拉强度为388.1 MPa、屈服强度为368.5 MPa、伸长率为10.5%,同时铝合金还具有优异的氧化效果,阳极氧化膜通透清亮,满足3C产品对铝合金外壳力学性能和阳极氧化膜质量的双重要求.     

不同热处理工艺对LY12合金拉伸性能的影响

分析了LY12铝合金材料性能特点,通过拉伸试验来分析热处理工艺对LY12合金抗拉强度、屈服强度和延伸率的影响。利用扫描电镜观察断口形貌,通过金相分析,从微观组织的变化来解释热处理工艺对LY12合金力学性能的影响规律。试验结果表明LY12合金经过不同热处理后,自然时效处理的LY12合金的抗拉强度比正常时效的要高,但是它们的屈服强度相差不大;正常时效处理时的屈服强度和抗拉强度大于欠时效和过时效处理时的屈服强度和抗拉强度;自然时效处理时的断后延伸率最大,正常时效处理时的断后延伸率最小,过时效处理时的断后延伸率大于欠时效处理时的断后延伸率。     

时效对Cu-Cr-Sn-Zn合金硬度和导电率的影响

研究时效温度、时效时间和时效前冷变形对Cu 0 3 6Cr 0 2 3Sn 0 15Zn合金显微硬度和导电率的影响规律。结果表明 ,合金 92 0℃固溶 1h后在 45 0℃时效可获得较高的硬度和导电率 ,45 0℃时效 3h分别可达 12 2Hv和 67 5 0 %IACS。时效前冷变形可加速第 2相的析出 ,加快初期导电率的增加速率 ,80 %形变后 45 0℃时效 1h可达 66 3 3 %IACS ,而固溶后直接时效仅为5 5 90 %IACS。合金的强化为弥散强化和共格强化 ,弥散强化相为体心立方Cr相。     

时效对Cu-Cr-Sn-Zn合金硬度和导电率的影响

研究时效温度、时效时间和时效前冷变形对Cu-0．36Cr-0．23Sn-0．15Zn合金显微硬度和导电率的影响规律。结果表明，合金920℃固溶1h后在450℃时效可获得较高的硬度和导电率，450℃时效3h分别可达122Hv和67．50％IACS。时效前冷变形可加速第2相的析出，加快初期导电率的增加速率，80％形变后450℃时效1h可达66．33％IACS，而固溶后直接时效仅为55.90％IACS。合金的强化为弥散强化和共格强化，弥散强化相为体心立方Cr相。     

加卸载速率对含瓦斯煤损伤-渗透时效特性影响试验研究

为探索轴压加载速率和围压卸载速率对采动含瓦斯煤损伤-渗透时效特性的影响规律,利用煤岩吸附-渗流-力学耦合特性测定仪开展了不同加卸载速率条件下煤体损伤-渗透试验。研究结果表明,轴压加载速率或围压卸载速率越高,试样损伤破坏的时间响应越快,峰值强度呈小幅度降低,即加卸载速率显著影响着试样损伤破坏的时效特性,但对试样抵抗破坏的能力影响较小;加卸载速率较低时试样呈相对稳态损伤,加卸载速率较高时试样损伤程度较高且呈非稳态损伤特征,易发生突崩式破坏;加卸载速率越高,则试样渗透率的时间响应越快,增幅越大,恒轴压卸围压试样的峰后渗透率可达到原始渗透率的163.0%~206.3%;围压卸载对采动煤体损伤-渗透的影响作用远大于轴压加载,因此在工程实践中需适当控制煤层开采速度,以有效避免煤岩瓦斯动力灾害。     

冷变形和时效处理对含Y、Nd的Cu-Cr合金电导率及硬度的影响

为了达到提高铜基合金的强度而导电率无明显下降的目的, 通过添加稀土元素、形变强化和时效处理等手段制备了Cu-Cr-RE合金。研究表明, Cu-Cr-Nd/Y合金随变形量的增大, 导电率也增大。在480 ℃,时效初期0～6 min, 合金的电导率迅速上升, 之后随着时效时间的增加合金的电导率没有明显变化。Cu-Cr-Nd/Y合金的硬度随Nd/Y含量的增加而增加, 时效时间6 min左右能达到较大的硬度。稀土有净化合金的作用, 能有效提高合金的硬度, Nd比Y能更好地净化基体。     

Cu-0.33Cr-0.05Ti 合金时效相变动力学

通过中频感应熔炼制备了Cu-0.33Cr-0.05Ti合金铸锭,铸锭经热挤压、固溶、冷拔和中间退火工序制备成直径2.1mm的线材,对合金线材进行时效处理,研究时效处理对合金导电率的影响并对该合金的时效动力学进行了分析.结果表明:Cu-0.33Cr-0.05Ti合金在400℃×2h可获得较高的导电率,导电率为83.13%IACS,随保温时间的延长,合金的导电率变化趋于平缓.根据马基申-富列明格规律和Avrami经验方程计算得到Cu-0.33Cr-0.05Ti合金在350,400及450℃的Avrami方程分别为f=1-exp(-0.0199t1.0555),f=1-exp(-0.0578t0.8632)和f=1-exp(-0.0613t0.7724),并得到了合金时效时的等温脱溶转变曲线.     

微量锡对AA7085铝合金组织与性能的影响

利用金相显微镜、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、维氏硬度计、断裂韧性性能测试等实验手段, 研究了添加0.1%Sn对AA7085铝合金组织与性能的影响。结果表明: 添加含量为0.1%的Sn能够细化AA7085合金的铸态组织, 形成了Mg₂Sn的第二相, 且该相在后续的热处理过程中能够保留下来; 添加Sn能够加快AA7085铝合金120 ℃下的时效初期的时效响应速度, 延缓峰值时效出现的时间, 同时使合金在过时效阶段保持较高的硬度和较低的硬度降低速率; 另外, 添加Sn的AA7085的抗拉强度和屈服强度分别为511 MPa和468 MPa, 比未添加Sn的合金的抗拉强度和屈服强度(504 MPa和441 MPa)均有所提高, 断裂韧性也从33.8 MPa·m^1/2提高到35.5 MPa·m^1/2, 表现出良好的综合力学性能。     

不同峰时效处理后Al-Cu-Mg-Ag合金的显微组织和晶间腐蚀性能

通过维氏硬度试验、拉伸试验、晶间腐蚀试验、极化曲线试验以及透射电镜和扫描电镜观察,研究了不同峰时效状态(165 ℃/16 h、180 ℃/6 h和190 ℃/2 h)下Al-Cu-Mg-Ag合金的力学性能、显微组织和晶间腐蚀性能的差异。研究结果表明: 3种峰时效状态下,180 ℃/6 h时效状态合金的Ω相和θ'相总数量密度最高,其抗拉强度和屈服强度分别为513.6 MPa和463.4 MPa。当时效温度达到190 ℃时,θ'相迅速粗化从而抑制Ω相的析出,降低了Ω相的数量密度。另外,不同峰时效状态的无沉淀析出带(PFZ)宽度从大到小依次为: 180 ℃/6 h>190 ℃/2 h>165 ℃/16 h。由于在晶间腐蚀过程中,PFZ作为阳极优先被腐蚀,因此180 ℃/6 h时效状态合金的抗晶间腐蚀性能最差,而165 ℃/16 h时效状态合金的抗晶间腐蚀性能最好。     

形变热处理对Cu-Ni-Cr合金组织与性能的影响

采用中频熔炼-铁模铸造-热轧-固溶-冷轧-时效处理工艺,制备了Cu-1.5Ni-0.5Cr合金板材。通过拉伸力学性能测试、电导率测试、金相和透射电子显微镜观察, 研究了不同形变时效条件对该合金组织和性能的影响。结果表明: 合金的高强度主要来源于预冷变形和时效过程中引起的亚结构强化和从过饱和固溶体中析出Cr粒子引起7的析出强化。时效前预冷变形量越大, 合金的强度提高越多, 而电导率只是稍有下降。该合金较好的形变热处理工艺为时效前进行50%的冷变形, 然后在450 ℃条件下保温4 h, 在此工艺条件下, 该合金的抗拉强度、屈服强度、延伸率、电导率分别为: σ_b=415.2 MPa、σ_0.2=368 MPa、δ₅=13.2%、σ_r =41.2%IACS。     

新型Al-Cu-Li合金时效过程中组织和性能的变化研究

通过拉伸试验和透射电镜(TEM)等分析测试手段, 研究了一种新型Al-Cu-Li合金在固溶+预拉伸+人工时效过程中组织和性能的变化。结果表明, 143 ℃下时效65 h后合金的强度达到峰值, 抗拉强度为559 MPa, 屈服强度为472 MPa, 延伸率为6.7%, 塑性损失较为严重;透射电镜(TEM)观察分析表明, 合金中的主要析出相是T1相, δ'相析出较少。2%预拉伸引入的适量密度位错为T1相提供了形核位置, 既提高了T1相的形核率, 又使T1相的分布均匀弥散。T1相的数量密度和尺寸随着时效的进行而增大。峰时效状态下, T1相长大较为明显, 尺寸达到200 nm, 尺寸均匀性减弱。结合显微组织和拉伸性能比较分析, 合金时效35 h后可得到良好的组织和力学性能匹配。     

Si含量对Al-Cu-Mg-Ag合金微观组织与力学性能的影响

通过室温拉伸、高温拉伸,研究了固溶时效态Al-Cu-Mg-Ag合金力学性能随Si含量的变化关系; 利用扫描电镜、透射电镜和高分辨投射电镜观察不同Si含量合金峰时效态下的微观组织特征变化。研究结果表明: 合金中Si含量增多,会导致Al-Cu-Mg-Ag合金拉伸强度尤其是高温拉伸强度下降; Si含量从0.03%增加到0.20%,合金固溶时效后残余大尺寸第二相粒子(AlFeMnSi)数量增多,合金延伸率明显下降; 当Si含量大于0.10%时,合金基体中开始有β″(MgSi)相析出,影响时效初期析出过程中Mg-Ag团簇的形成,抑制了Ω相的析出,θ'相密度随之增加。     

固溶温度对Al-Cu-Mg-Ag合金显微组织与力学性能的影响

通过金相显微镜、透射电镜、扫描电镜和室温拉伸试验研究了固溶温度对Al-Cu-Mg-Ag合金显微组织与力学性能的影响。结果表明: 随着固溶温度提高(500~520 ℃), Al-Cu-Mg-Ag合金在190 ℃/2 h时效过程中析出的Ω相数量密度逐渐增加, 而且Ω相的大小更均匀, 从而导致合金的强度和热稳定性逐渐提高。热暴露(200 ℃/1 000 h)后, Ω相数量密度显著下降, 从而导致Al-Cu-Mg-Ag合金的强度大幅下降。在热暴露过程中, Ω相的直径方向增长速率远远大于厚度方向增长速率。     

形变热处理对Cu-Co-Cr-Si合金组织和性能的影响

研究了在确定固溶条件下预冷变形-时效处理工艺对Cu-Co-Cr-Si合金力学性能、电学性能及其显微组织结构的影响。结果表明, 在固溶温度为980 ℃, 固溶时间1 h条件下, 最佳的形变热处理工艺为50%预冷变形之后480 ℃时效4 h。合金的抗拉强度、屈服强度、延伸率和相对电导率分别达到521 MPa, 469 MPa, 10.9%和51.9%IACS。在合金成分设计中降低了Si含量, 使合金保持较高强度的同时电导率有所增高。     

固溶处理对Al-Li-Cu-Mg-Ag-Zr合金组织与性能的影响

通过力学性能、电导率测试和差示扫描量热法(DSC)、能谱分析(EDX)及光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)观察, 分析研究了固溶处理对Al-Li-Cu-Mg-Ag-Zr合金组织与性能的影响。结果表明: 当固溶时间为30 min时, 随固溶温度升高, 合金的拉伸强度和硬度先升高后降低, 520 ℃固溶温度下合金的力学性能最好; 520 ℃下, 随固溶时间的延长, 合金力学性能也呈现出先升高后降低的趋势; 520 ℃/30 min固溶处理的合金能获得最佳时效组织模式, T1相数量多、尺寸细小、弥散分布, 合金的综合力学性能最佳, 在此固溶制度下合金的断裂机制呈现穿晶断裂和沿晶分层断裂的混合断裂模式; 固溶温度为525 ℃时合金有局部过烧现象。     

7050Al/Gr复合材料时效强化行为及内耗研究

采用力学性能和阻尼性能测试及透射电镜组织观察的方法, 研究了添加4%(体积分数)石墨(Gr)颗粒对7050铝合金组织、力学性能和阻尼性能的影响, 以及热处理对7050Al/4%Gr复合材料的组织、力学性能和阻尼性能的影响, 并对7050Al/4%Gr复合材料的内耗机理进行了初步探讨。结果表明: 在7050铝合金中加入4%Gr颗粒, 使其强度降低了约16%, 延伸率降低了37.5%; 热处理强化7050Al/4%Gr复合材料的力学性能变化趋势与7050铝合金的基本相同, 7050Al/4%Gr复合材料在120 ℃单级时效20 h后抗拉强度达到峰值521 MPa, 比7050铝合金有所降低, 但达到峰时效时间提前4 h; 7050Al/4%Gr复合材料的内耗值随着温度的升高而增加, 其除了材料本征阻尼以外, 在中、低温时的内耗主要是位错与第二相颗粒交互作用引起的位错内耗, 在高温下内耗主要由相界面、晶界、Gr与基体的界面微滑移引起。