7050铝合金模锻件的热处理过程研究

将7050铝合金模锻件产品取样进行475℃×1 h固溶处理后,按照105℃×8 h、120℃×8 h、150℃×4 h、177℃×7 h依次叠加时效处理并于中间过程取样,采用透射电镜(TEM)、布氏硬度测试(HB)及能谱分析(EDS)等方法研究7050铝合金模锻件的固溶及四级时效热处理工艺过程中组织、化合物相和力学性能...     

Cu-1.4Ni-1.2Co-0.6Si合金的析出与再结晶的交互行为

通过对施加30%~70%的冷变形量的Cu-1.4Ni-1.2Co-0.6Si合金时效过程中的显微硬度及导电率规律分析和透射电镜观察,发现固溶合金时效前冷变形可加速时效初期第二相析出,导电率得以快速上升。如合金经过30%形变400℃时效1 h后导电率可达43%IACS,而固溶后直接时效为40.7%IACS。经过冷轧-时效后,沿位错分布着许多细小的析出相,使位错在时效过程中运动困难,同时合金内形成了高密度的位错,析出相弥散细小分布在基体中,故可以获得较高的显微硬度,如经30%形变于400℃时效2 h其显微硬度可达HV223,而未加形变直接时效合金的显微硬度为HV202。形变析出与再结晶过程中再结晶时间tR和时效析出时间tP取决于形变量和时效制度,在一定的形变量和较高的时效温度的条件下,合金内晶粒易发生再结晶。合金70%变形500℃时效2 h,由于基体中产生高密度的位错,会降低再结晶激活能QR,故在显微组织中发现了亚晶粒,从而降低了合金的强化效果,此时其显微硬度为HV206。该合金在450℃时效处理时组织转变主要有两种:一是第二相弥散分布在铜基体中;另一种是析出与再结晶交互作用而产生的不连续析出。     

多向锻造道次及终锻温度对5182铝合金组织性能的影响

采用多向锻造实验的方法研究了锻造道次及终锻温度对5182铝合金组织性能的影响.研究结果表明:终锻温度为340℃时,随锻造道次由3增至6,试样锤头附近的组织破碎变细,但未发生明显再结晶;试样心部的变形组织在经3道次锻造后开始发生部分再结晶;经6道次锻造后试样心部发生完全再结晶.340℃以上进行变形时,变形程度对5182铝合金的硬度影响不大.终锻温度为230℃时,随锻造道次由3增至6,试样锤头附近及心部的组织均破碎变细,但未发生明显再结晶,经6道次锻造后试样心部为纤维状变形组织.终锻温度为230℃时,变形程度大的试样心部区域的硬度值较高.     

固溶加时效处理对Gr.36钛合金棒材组织及性能的影响

研究固溶及时效处理对Gr.36钛合金棒材组织及性能的影响,对金相组织、显微硬度及拉伸性能进行了表征。结果表明:与650、680℃相比,采用750℃×1 h/AC的固溶处理,棒材发生了完全再结晶,α相完全溶入β相中,固溶效果最充分;在相同固溶制度下(750℃×1 h/AC),当时效温度为500℃时,时效8~24 h后,试样显微硬度均较低,为1 360~1 490 MPa;当时效温度为450℃时,随着时效时间增加至16 h时,显微硬度提高了近一倍,达2 340~2 690 MPa,并随时效时间的继续增加而趋于平稳;与500℃相比,450℃时效20 h后棒材强度提高了近40%。经750℃×1 h/AC+450℃×20 h/AC的固溶及时效处理后,Gr.36钛合金棒材的第二相得到充分析出,显微组织与力学性能达到良好匹配,能够符合协议标准要求。     

7050超高强铝合金蠕变时效成形行为与性能研究

对7050超高强铝合金进行蠕变时效处理,采用维氏硬度、晶间腐蚀和剥落腐蚀等试验对其力学性能与腐蚀行为进行研究,采用光学显微镜和透射电子显微镜对微观组织进行观察,研究蠕变时效对合金微观组织与性能的影响。结果表明:合金的稳态蠕变速率随温度的升高和应力的增大而逐渐升高,时效温度是影响合金蠕变速率和抗腐蚀性能的主要因素。7050超高强铝合金的稳态蠕变速率与蠕变应力和蠕变温度的关系可以表示为:■=e~(12.226)σ~(1.66)exp(-120 536/RT)。蠕变时效处理后,合金的维氏硬度、抗晶间腐蚀和抗剥落腐蚀性能均得到提高。合金在120℃和140℃下蠕变时效后,维氏硬度和抗腐蚀性能都保持在较高的水平,160℃下合金的维氏硬度和抗腐蚀性能均较低。人工时效后,7050超高强铝合金中的主要强化相为大量弥散分布的η'相,蠕变时效后,晶内和晶界析出相尺寸略有减小,晶界析出相分布不连续,电化学腐蚀速率减小,合金抗腐蚀性能提高。     

LC4铝合金晶粒的超细化处理研究

对LC4铝合金常规热轧板材进行了由470℃固溶处理2小时水淬+400℃8小时过时效+210℃压下量为90％的温轧+510或470℃1/2小时再结晶退火等工序组成的晶粒超细化处理,制得了平均晶粒直径小于7.0μm,厚1.5mm的薄板。上述晶粒超细化处理工艺参数中,过时效的温度和时间、温轧压下量和再结晶退火温度是通过四因素二水平的正交试验优选出的。取自该超细晶粒薄板的拉伸试样,在505℃和6.66×10~(-4)S~(-1)的初始应变速率条件下拉伸时,获得了0.5的m值和500％的延伸率,显示了良好的超塑性。     

热处理工艺对高锰钢组织和硬度的影响

本文研究了水韧处理和时效处理对高锰钢组织和硬度的影响,采用激光共聚焦显微镜和X射线衍射仪（XRD）对其组织进行分析,采用显微硬度计测试其维氏硬度值。研究结果表明：水韧处理后的组织为奥氏体和少量的碳化物,当保温时间较短时,碳化物固溶不完全,随着保温时间的延长,碳化物完全溶解,奥氏体晶粒发生长大;相较于铸态组织硬度HV 461.6,水韧处理后组织硬度降到HV 229.9。随着时效温度的升高和保温时间的延长,首先会在奥氏体晶界处析出针状碳化物,然后这些针状碳化物会向晶粒内部长大,同时会在晶界处析出点状碳化物;随着时效温度的升高,显微硬度值逐渐增大,且在显微组织发生明显改变时,试样的显微硬度发生突增;当保温时间由1 h增至3 h时,试样的显微硬度值大都有所增加,但当时效温度为300℃和350℃时,试样的显微硬度值相差不大。     

固溶处理对Cu-3.2Ni-0.75Si-0.3Zn合金组织及性能的影响

研究了Cu-3.2Ni-0.75Si-0.3Zn合金时效前固溶温度和时间对该合金硬度及电导率的影响,并且分析了不同固溶条件之后时效对Cu-3.2Ni-0.75Si-0.3Zn合金性能的影响。结果表明:时效前固溶温度的升高,材料的电导率先较快下降,之后又回升,而硬度呈下降的趋势,当固溶温度到达925℃时,硬度下降缓慢;随着固溶温度的增加,其再结晶程度越来越高,到900℃时组织已是完全再结晶组织,温度继续升高,晶粒会发生长大;通过扫描电镜及能谱分析仪观察900℃固溶后的试样,发现只有少量析出相存在。而相对于固溶温度,固溶时间对合金性能的影响不明显。在不同固溶制度下,合金试样经冷变形和时效后,其电导率随固溶温度的升高先降后升,而抗拉强度和延伸率随固溶温度的升高会先升高后下降,固溶温度为925℃时试样的抗拉强度到达峰值,延伸率则在850℃时达到峰值。与其他固溶处理制度相比,合金在900℃×60 min固溶处理,经60%的冷变形,450℃×4 h时效处理后,可得到较好的综合性能。此时,合金抗拉强度达到762 MPa,延伸率为6.1%,电导率为32.5%IACS。     

时效制度对粉末冶金高温合金FGH95组织和性能的影响

研究了淬火处理的FGH95合金在不同时效制度下的显微组织和力学性能,并对室温U型缺口试样冲击断口进行了对比分析。结果表明:相同固溶淬火处理的FGH95合金,经过单级时效(760℃×16h/AC)和两级时效(870℃×1.5h/AC+650℃×24h/AC)处理后晶粒度相同,γ′相的形貌、尺寸和分布也无明显差异。二者的硬度、室温冲击韧度、室温和650℃拉伸性能相当;单级时效后650℃/1035MPa的光滑持久寿命略高于两级时效,但持久塑性低于两级时效。FGH95合金可以采用单级时效代替传统的两级时效处理。     

冷变形及退火对薄板5182铝合金微观组织与力学性能的影响

本文研究了冷轧过程中不同的冷变形及退火工艺对薄板5182铝合金晶粒组织、拉伸性能与各向异性影响。研究结果表明,当退火温度在300℃时,5182合金中发生不完全再结晶。随着冷变形量的增加,拉伸强度先增加后降低,延伸率逐渐增加;当退火温度在320℃~380℃时,5182合金中发生完全再结晶,变形量为30%的试样晶粒发生异常长大形成粗大晶粒;而变形量大于50%的试样晶粒发生完全再结晶形成细小等轴晶。随着冷变形量的增加,拉伸强度略有增加,延伸率变化较小。     

固溶时效工艺对Cu-Ni-Si合金组织和性能的影响

用扫描电镜(SEM)、硬度计、涡流电导率测量仪和万能试验机测试分别测量了在850 ～950℃固溶温度及400 ～ 500℃时效不同时间下对Cu-1.5 Ni-0.6Si合金硬度及电导率性能的影响,用金相显微镜观察不同固溶温度下合金的组织.并对合金拉伸形貌断口进行了分析.探讨了合金的强化机理.结果表明:时效前随着固溶温度的升高,材料的硬度及电导率均随之下降,但电导率下降的幅度很小.随着固溶温度的增加,其再结晶程度越来越高,到900℃时组织已是完全再结晶组织,温度继续升高,晶粒会发生长大.时效析出为Cu-1.5 Ni-0.6Si合金的主要强化手段.Cu-1.5Ni-0.6Si固溶后经不同温度时效后,时效初期硬度和电导率快速上升.随后硬度到达峰值后缓慢下降,而电导率继续上升.经过900℃×1h水淬+450℃×2h空冷处理后,合金得到良好的综合性能;其抗拉强度为780.7 MPa,伸长率为15.1％,电导率为40.2％ IACS.     

时效处理对7075铝合金组织和性能的影响

对7075铝合金进行了单级时效处理和双级时效处理，表征了微观组织，测试了显微硬度。利用电化学工作站测试了腐蚀性能。实验结果表明：7075铝合金经120℃时效24h后，平均硬度为196HV；二级时效温度为160℃时，随时效时间的延长，硬度值基本呈现逐渐降低的趋势。7075铝合金经一级时效处理后，第二相析出产生时效硬化效果；在较高温度下进行二级时效，随保温时间的延长，时效析出相发生聚集、粗化和长大，降低了合金的硬度。随着二级时效时间的增长，合金的腐蚀电流先升高后降低，在二级时效16h、24h时合金的腐蚀电流最小，腐蚀性能最优。     

锻造工艺参数对7050铝合金再结晶行为的影响

利用Gleeble-1500热模拟实验机对7050铝合金进行了等温压缩实验，与有限元仿真软件DEFORM3D模拟实验相结合，通过应力-应变与组织分析研究了7050铝合金在不同锻造工艺参数条件下的再结晶行为，结果表明，通过改变温度和应变速率能有效控制再结晶体积分数和晶粒尺寸。     

喷射成形7055铝合金锻件的高温力学性能

对喷射成形7055铝合金挤压棒材进行自由锻造及T74热处理(450℃/3 h+475℃/3 h固溶,120℃/8h+160℃/24 h时效),然后分别在室温下、以及加热到100,125,150,175和200℃下保温30 min后进行拉伸试验,待试样冷却到室温后,测定其电导率,观察其金相组织与拉伸断口形貌,研究7055铝合金锻件的室温与高温力学性能以及温度对合金组织的影响。结果表明,热处理后的7055铝合金锻件组织均匀、晶粒细小,并且具有较好的高温稳定性。合金的室温抗拉强度和屈服强度分别为632 MPa和607 MPa,伸长率为14.5%。随温度从100℃升高到150℃,合金电导率基本不变,合金的强度小幅下降;当加热温度从150℃升高到200℃时,电导率显著降低,强度大幅下降。合金的伸长率随温度升高而提高。在200℃下合金的抗拉强度和屈服强度分别为349MPa和335 MPa,伸长率为20%。在100~200℃温度范围内表现出塑韧性断裂特征。     

7050Al/Gr复合材料的组织及力学性能

为获得一种力学性能和阻尼性能俱佳的材料,在7050Al合金基体中加入4％（体积分数）的石墨（Gr）作为增阻体,用包套挤压的方法制备7050Al/Gr复合材料,研究石墨的加入对7050A1合金组织和力学性能的影响。结果表明加入石墨后,时效过程中沉淀相析出长大速率加快,峰时效时间提前约4h,峰时效强度和硬度都有所降低。7050A1／Gr复合材料峰时效强度（吼）和硬度（HB）分别为521MPa和152,而7050Al合金峰时效强度和硬度分别为558MPa和158。     

热处理工艺对Cu-Ni-Si合金组织与性能的影响

采用3种不同的工艺(直接在450℃下进行时效处理;80%冷轧,然后在450℃下进行时效处理;600℃/8 h高温预时效+80%冷轧+780℃/2 min+450℃/16 h终时效)对固溶处理后的Cu-2.0Ni-0.34Si-Mg合金进行形变热处理,研究形变热处理工艺对该合金的组织与硬度及电导率的影响。结果表明:采用第3种工艺对合金进行形变热处理,由于其中的短时高温预处理可以获得溶质原子充分固溶的过饱和固溶体,因此终时效后的合金具有最佳的综合性能,显微硬度为180 HV,相对电导率为49.8%IACS,伸长率为13%。合金的平均晶粒尺寸约为20μm,主要析出强化相为δ-Ni2Si。     

热轧变形参数对7050铝合金淬火敏感性的影响

通过扫描电镜、显微镜等现代化设备对7050铝合金硬度测试,分析轧制变形速率对铝合金淬火敏感性的影响。结果发现随着变形速率的减少,铝合金结晶的分数会降低,而试样中的亚组织结构会增多,随着亚晶粒尺寸的减小,晶界分辨困难,在小角度晶界中,试样固溶慢速淬火。     

时效对大型发电机转子用Cu-Ni-Si合金槽楔组织与性能的影响

采用光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)、抗拉强度和电导率测试等方法研究了不同温度时效后大型发电机转子用Cu-Ni-Si合金槽楔组织和性能变化规律。结果表明:合金在热挤压过程中发生动态回复与再结晶,热挤压后为再结晶组织,晶粒内部有贯穿整个晶粒的退火孪晶。在时效阶段屈服强度和抗拉强度随温度变化表现为先升高后下降的趋势,在430℃时过饱和固溶体发生有序化转变和第二相析出,基体上弥散分布的细小析出相和长程有序相会阻碍位错运动,提高力学性能。在550℃时效阶段合金处于过时效状态,析出相主要为Ni_2Si,已经明显长大,对位错阻碍作用减弱,合金力学性能下降,但电导率始终保持上升的趋势。随时效温度升高,试样拉伸断口形貌逐渐由解理型转变为韧窝型,表明合金塑性逐渐提高。实验结果表明,在430℃时效3 h Cu-Ni-Si合金具有最佳的综合性能,屈服强度为650 MPa,抗拉强度为760 MPa,电导率为43.2%IACS。     

Ni/Ni_3Al两相合金箔材的退火行为研究

研究了冷轧变形95%的Ni/Ni3Al两相合金箔材在经过100h退火后的再结晶过程以及织构和晶粒的微取向的变化。对其织构的测量未表现出如冷轧单相Ni3Al合金退火后所具有的织构记忆效应。EBSD(electron back-scattered diffraction)的测量结果显示退火后根据晶粒的取向可分为两个区域,一个区域的晶粒保持了与冷轧后试样的晶粒相同的取向,即其取向为(110),并且这一区域沿轧制方向呈带状分布,而另一个区域的晶粒的取向则为随机的。两个区域中(110)取向晶粒所占的百分比依次为57%和16%,并且在长时间退火后这种带状结构依然存在。冷轧变形95%的Ni/Ni3Al两相合金箔材在600～800℃之间退火时存在两种再结晶过程。一部分区域退火后生成大量的晶粒取向随机分布的再结晶晶粒,而在另一部分区域则其再结晶晶粒保持与冷轧织构相同的晶粒取向,并随着退火温度的升高而长大。     

时效热处理对7B50超强铝合金组织与性能的影响

通过拉伸试验、维氏硬度测试、电导率测试、晶间腐蚀与剥落腐蚀试验、金相观察及透射电镜分析等,研究新型的4级时效工艺(four-step aging,FSA),即高温短时效—低温长时效—高温短时效—低温时效工艺对Al-Zn-Mg-Cu系7B50超强铝合金组织和性能的影响。结果表明:FSA处理促使7B50铝合金晶界析出相发生球化和细化,晶界析出相的体积分数显著增大并呈非连续分布;与传统的回归再时效RRA工艺相比,经过优化的新型4级时效热处理能明显提高7B50铝合金的力学性能和抗腐蚀性能;经过150℃/5 h→110℃/24 h→150℃/5 h→110℃/12 h的4级时效处理后,合金的室温抗拉强度从582 MPa提高到685 MPa,抗腐蚀性能明显超过回归再时效(RRA)处理的合金。