热处理对Al-9.0Zn-2.5Mg-1.2Cu-0.12Sc-0.15Zr合金组织与性能的影响

通过差热分析和X射线衍射分析及硬度、拉伸性能和电导率测试,研究了热处理工艺对Al-9.0Zn-2.5Mg-1.2Cu-0.12Sc-0.15Zr合金组织及性能的影响.结果表明合金的峰值时效工艺为120℃×22 h;综合性能最佳的热处理工艺为120℃×22 h+180℃×30min+120℃×22 h的回归再时效处理(RRA).经RRA处理,合金的σb为733.4 MPa,δ为5.4%,电导率为37.6%IACS.     

热处理对Mg-Gd-Y-Zr合金组织和力学性能的影响

采用拉伸、硬度、显微组织观察等方法,研究了不同热处理条件对Mg-Gd-Y-Zr合金组织和力学性能的影响。结果表明,铸态Mg-Gd-Y-Zr合金经固溶处理后其塑性提高,δ5提高40%;挤压可以明显改善合金的强度和塑性,相比铸态,σb提高25%,σ0.2提高30%,δ5达到14.9%;时效可使挤压态合金的强度得到进一步提高,峰时效时,σb达到420MPa,σ0.2达到310MPa,但塑性有所降低,δ5降低至7.5%。     

热处理对Al-9.0Zn-2.5Mg-1.2Cu-0.12Sc-0.15Zr合金组织与性能的影响

通过差热分析和X射线衍射分析及硬度、拉伸性能和电导率测试,研究了热处理工艺对A l-9.0Zn-2.5M g-1.2Cu-0.12Sc-0.15Zr合金组织及性能的影响。结果表明:合金的峰值时效工艺为:120℃×22 h;综合性能最佳的热处理工艺为:120℃×22 h+180℃×30 m in+120℃×22 h的回归再时效处理(RRA)。经RRA处理,合金的σb为733.4 MPa,δ为5.4%,电导率为37.6%IACS。     

固溶温度对Al-11.7Zn-2.2Mg-2.0Cu-0.12Zr铝合金组织及性能的影响

采用拉伸试验机、金相显微镜、XRD、SEM以及EMPA等手段对合金元素总含量超过15%(质量分数,下同)的新型超高强Al-11.7Zn-2.2Mg-2.0Cu-0.12Zr铝合金不同固溶温度处理后的组织与性能变化规律进行了研究。结果表明:晶内的固溶度随温度升高逐渐增加,在474℃时基本达到稳定状态,约有99%的Zn、Mg以及75%的Cu溶入晶内,其余的合金元素富集在晶界第二相内,此时,第二相主要由含Cu的η以及T相构成;合金的最佳固溶温度为474℃,此时合金的抗拉强度(σb)为688 MPa、延伸率(δ)为8%;温度为476℃时,合金局部区域出现轻微过烧,导致延伸率迅速降低;断口分析显示,随固溶温度的提高,再结晶程度增加,晶界第二相数量减少,合金的拉伸断口由较低温度时的沿晶+穿晶混合断口转变为较高温度时的沿晶断口为主。     

固溶处理对高纯高强铝合金组织和性能的影响

通过力学性能的检测、扫描电镜和透射电镜的观察 ,研究了不同固溶制度、不同变形系数对高纯高强铝合金组织和性能的影响。结果表明 ,尽可能地提高固溶温度、延长固溶时间和采用较大的变形程度 ,可以提高残余可溶结晶相的固溶程度和合金的力学性能 ;合金的断裂属晶内韧窝与沿晶的混合型断裂 ;合金的KIc主要受δ值的影响并与δ值有相似的变化趋势 ;在同样的固溶制度下 ,当合金的变形系数为 1 2 5时其性能高于变形系数为6 5的场合 ;合金的最佳固溶制度为 4 85℃× 4 0 0min。在此制度下 ,合金的σb、σ0 .2 、δ和KIc分别为 6 46 7MPa、6 0 1 2MPa、1 2 %和 36 7MPa·m1/2 ,超过了国际同类材料的标准     

热处理对挤压Mg-5.5Zn-1.7Nd-0.7Cd-0.5Zr镁合金组织和性能的影响

采用光学显微镜及透射电镜研究了挤压变形Mg-5.5Zn-1.7Nd-0.7Cd-0.5Zr镁合金在不同热处理条件下的组织和性能。结果表明,经T6(固溶420℃×20h+时效200℃×20h)处理后,合金的抗拉强度和屈服强度低于挤压态,而经过T5(时效120℃×15h)处理后,高于挤压态;在T5工艺条件下,合金具有较好的力学性能,其抗拉强度σb=349MPa,屈服强度σ0.2=315MPa,伸长率δ=13%。     

Ti-B20钛合金热轧棒材固溶时效处理后的组织与性能

研究了-种新型的Ti-B20合金在不同热处理状态下的显微组织与力学性能.结果表明,Ti.B20合金热轧棒材固溶处理后屈强比高,没有屈服降落现象,具有良好的拉伸塑性.固溶温度越高,合金强度越低,塑性越好.相变点以上固溶处理后,合金断面收缩率达55%,有利于深度塑性加工.合金时效强化能力较高.合金固溶时效处理后具有优异的强度、塑性匹配值,可以保证性能为:σb≥1400 MPa,δ≥8%.     

热处理对选区激光熔化成形M2052合金组织性能的影响

目的综合提升选区激光熔化(Selective Laser Melting,SLM)成形M2052锰铜合金的力学性能。方法利用SLM技术成形M2052锰铜合金,并通过固溶、时效及固溶+时效等热处理方法对其成形态组织进行调控。通过扫描电子显微镜和X射线衍射仪,对合金的显微组织、晶粒形貌、拉伸断口形貌及物相组成进行分析,并通过拉伸性能、冲击性能测试,分别评价SLM成形及热处理后的屈服强度、抗拉强度、延伸率和冲击韧性。结果 SLM成形的M2052合金经过固溶处理后,形成了典型的类孪晶结构;时效处理后的组织和SLM成形态类似,形成了细微的亚孪晶组织;固溶+时效处理后,类孪晶组织粗大。四种状态的显微组织均由单相γ固溶体组成,时效态和固溶+时效态析出了α-Mn相,但时效态析出含量较多。SLM成形态具有较高的抗拉强度σb和屈服强度σp0.2(636 MPa和548 MPa),时效处理能提高合金的σb和σp0.2(707MPa和570MPa),但是冲击韧性和延伸率(5.5J和8.5%)较差;而固溶处理能显著提高合金的冲击韧性和延伸率(23.5 J和22.25%)。综合比较,固溶+时效态试样具有最好的力学性能(冲击韧性为17 J,延伸率为10.8%,σb为503 MPa和σp0.2为322.5 MPa)。断口分析表明,四种状态下均为韧性断裂。结论固溶+时效热处理可以在存在单相γ固溶体条件下析出少量的α-Mn相,综合提升锰铜合金的力学性能。     

喷射成形Al-Zn-Mg-Cu-Zr系合金热处理工艺研究

采用硬度、力学性能测试,金相、扫描电镜、透射电镜观察,X射线衍射分析,研究了不同固溶及时效处理条件下喷射成形A l-7.61Zn-3.57Mg-1.79Cu-0.25Zr合金的力学性能和显微组织结构。结果表明,该喷射成形合金经挤压后基体组织细小均匀,固溶温度达490℃时,合金晶粒明显长大,出现过烧现象。合金适宜的固溶时效工艺为:480℃×60 m in+120℃×28 h。在此条件下,合金的抗拉强度σb、屈服强度σ0.2、伸长率δ、布氏硬度分别为674 MPa、601 MPa、10.6%和173 HB。合金的断裂形式为微孔聚集韧性断裂。     

强化固溶对7050铝合金组织与性能的影响

采用室温拉伸、电导率测试、金相及扫描电镜观察、晶间腐蚀分析手段,研究强化固溶对7050铝合金强度、电导率、微观组织和晶间腐蚀性能的影响。结果表明,经强化固溶处理后合金强度、电导率和腐蚀性能均超过单级固溶;提高强化固溶温度可促使粗大第二相大量回溶,且合金未出现过烧及晶粒明显长大现象,合金抗拉强度由546 MPa提高到572 MPa,拉伸断裂主要为韧窝断口,断口中粗大第二相粒子数量下降,使穿晶韧窝型断裂部分转向沿晶断裂。合金电导率稍许降低,抗晶间腐蚀性能显著提高。     

含钪Al-9.0Zn-2.5Mg-1.2Cu-0.15Zr合金铸态组织与力学性能

采用铸锭冶金法制备了Al-9.0Zn-2.5Mg-1.2Cu-0.15Zr、Al-9.0Zn-2.5Mg-1.2Cu-0.12Sc-0.15Zr和Al-9.0Zn-2.5Mg-1.2Cu-0.20Sc-0.15Zr三种合金,采用金相显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜,研究了三种合金铸态及不同热处理状态下的显微组织,测试了不同热处理状态下合金的力学性能。结果表明,Sc含量增加可以提高Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金的抗拉强度和伸长率,Al-9.0Zn-2.5Mg-1.2Cu-0.15Zr-0.20Sc经固溶和T6处理后,抗拉强度达到774.6 MPa,伸长率为8.3%。其作用机理主要为Sc含量增加,使合金中Al(3 Sc,Zr)引起的细晶强化、亚结构强化和弥散强化更进一步加强。     

Mg-6Gd-3Y-2Zn-0.5Zr镁合金的组织和性能

设计了新型Mg-6Gd-3Y-2Zn-0.5Zr镁合金,并用光学显微镜、扫描电镜及拉伸试验机对合金铸态、均匀化态及挤压态的显微组织特征和力学性能进行了研究。结果表明,铸态Mg-6Gd-3Y-2Zn-0.5Zr合金组织主要由α-Mg基体和沿晶界分布的块状长周期堆垛有序结构相组成,均匀化处理(450℃×16h)促使细小层片状的长周期堆垛有序结构相由晶界向晶内生长。挤压态Mg-6Gd-3Y-2Zn-0.5Zr合金在200℃下时效处理,无明显时效硬化现象,但挤压态合金具有优良的强韧性能,室温抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为335MPa、276MPa和17%。     

形变热处理对Cu-Ag-Cr和Cu-Ag-Zr合金组织和性能的影响

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—Ag-Cr和Cu—Ag-Zr两种合金板材。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，研究了固溶-预冷变形-时效对加入微量Cr、Zr的Cu—Ag合金组织和性能的影响。结果表明：在Cu—Ag合金中添加微量Cr和Zr，能显著地提高铜银合金的力学性能，添加Cr时，电导率有-定降低，而添加Zr时，电导率没有明显变化；两种合金较好的形变热处理工艺为时效前进行30％冷变形，然后在450℃下时效4h，在此工艺条件下Cu—Ag-Cr合金的抗拉强度、伸长率、相对电导率分别为397MPa、16．8％和78％IACS，Cu—Ag-Zr合金的抗拉强度、伸长率、相对电导率分别为373MPa、10％和96％IACS；形变热处理能够显著提高研究合金的力学性能而不明显降低电导率，微量Cr、Zr以Cr单质和Cu3Zr粒子的形式在基体中弥散析出，是合金强度提高的主要原因，而纯铜的基体仍使其具有较高的电导率。     

热处理对Mg-8Gd-3Y-1.5Zn-0.6Zr合金组织与力学性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪和万能力学试验机等研究了固溶和时效处理对Mg-8Gd-3Y-1.5Zn-0.6Zr合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,Mg-8Gd-3Y-1.5Zn-0.6Zr合金铸态、固溶态和时效态的显微组织均由α-Mg基体、Mg₅(Gd, Y, Zn)相和LPSO结构组成;合金经固溶和时效处理后的最大抗拉强度由铸态的187.96 MPa提高到241.93 MPa,提高了28.71%,伸长率由铸态的8.48%提高到13.91%,提高了64.03%;不同热处理状态下合金的拉伸断口形貌主要以脆性断裂为主。     

Al-9.0Zn-2.5Mg-2.5Cu-0.15Zr-0.2Sc合金中Al3(Sc,Zr)粒子的析出行为

采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜和能谱分析,研究了Al-9.0Zn-2.5Mg-2.5Cu-0.15Zr-0.2Sc合金中Al3(Sc,Zr)粒子的形貌及其细化合金铸态组织、提高合金性能的机理.从熔体中析出的一次Al3(Sc,Zr)粒子是α(Al)固溶体的有效形核剂,该粒子以亚稳的Ll2型Al3Zr为核心,形成富钪与富锆Al3(Sc,Zr)层相间排列的多层复合结构;铸态合金退火后,α(Al)基体内析出二次Al3(Sc,Zr)粒子,经450℃×3 2h退火,二次Al3(Sc,Zr)粒子尺寸为16 ～ 23 nm,与α(Al)基体完全共格,该粒子钉扎位错和亚晶界,阻碍合金再结晶过程,提高合金再结晶温度;合金经RRA处理后,抗拉强度、伸长率和电导率分别为:667.5 MPa、7.5％和37.8％ IACS,具有良好的综合性能.     

Effect of Zr and Sc on mechanical properties and electrical conductivities of Al wires

In order to obtain the Al wires with good mechanical properties and high electrical conductivities, conductive wires of Al–0.16Zr, Al–0.16Sc, Al–0.12Sc–0.04Zr (mass fraction, %) and pure Al (99.996%) were produced with the diameter of 9.5 mm by continuous rheo-extrusion technology, and the extruded materials were heat treated and analyzed. The results show that the separate additions of 0.16% Sc and 0.16% Zr to pure Al improve the ultimate tensile strength but reduce the electrical conductivity, and the similar trend is found in the Al–0.12Sc–0.04Zr alloy. After the subsequent heat treatment, the wire with the optimum comprehensive properties is Al–0.12Sc–0.04Zr alloy, of which the ultimate tensile strength and electrical conductivity reach 160 MPa and 64.03% (IACS), respectively.     

Effect of thermomechanical treatment on microstructure and properties of Cu-Cr-Zr-Ag alloy

The effects of thermomechanical treatment on the properties and microstructure of Cu-Cr-Zr alloy and Cu-Cr-Zr-Ag alloy were investigated. Ag addition improves the mechanical properties of the alloy through solid solution strengthening and brings a little effect on the electrical conductivity of the alloy. A new Cu-Cr-Zr-Ag alloy was developed, which has an excellent combination of the tensile strength, elongation, and electrical conductivity reaching 476.09 MPa, 15.43% and 88.68% IACS respectively when subjected to the optimum thermomechanical treatment, i.e., solution-treating at 920°C for 1 h, cold drawing to 96% deformation, followed by aging at 400°C for 3 h. TEM analysis re-vealed two kinds of finely dispersed precipitates of Cr and Cu4Zr. It is very important to use the mechanisms of solid solution strengthening, work hardening effect as well as precipitate pinning effect of dislocations to improve tensile strength of the alloy without adversely affecting its electrical conductivity.     

电线电缆用Al-Fe-Cu-0.25La-Zr耐热合金的导电性能

采用导电率测试仪、万能拉伸试验机、光学显微镜等分别测试了Al-Fe-Cu-0.25La-Zr合金的导电率、抗拉强度、伸长率等性能指标及显微组织,研究了电线电缆Al-Fe-Cu-0.25La-Zr合金在不同退火工艺下的导电性能与力学性能。结果表明,合金在350 ℃×2 h退火时达到导电率峰值62.8%IACS,抗拉强度为101.5 MPa,伸长率为32.4%;在300 ℃退火2 h时导电率达到62.1%IACS,抗拉强度为125.0 MPa,伸长率为13.4%。合金在300 ℃×(4~10) h退火期间,合金的导电率维持相对稳定,且高于350 ℃×(4~10) h,说明合金在300 ℃时具有更好的耐热稳定性。Al-Fe-Cu-0.25La-Zr合金最优的退火工艺为300 ℃×2 h,此工艺处理后的合金线材符合对电线电缆电学性能与力学性能的标准要求,且可以降低生产成本。     

热处理工艺对Mg-6Zn-2.5Cu镁合金显微组织和力学性能的影响

利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和力学试验机等研究了铸造Mg-6Zn-2.5Cu合金在铸态、固溶和时效处理下的显微组织和力学性能。结果表明:合金的铸态组织主要由α-Mg和(α-Mg+MgZn2+Mg2Cu+CuZnMg)共晶相组成。在455℃固溶12~36 h时,随着时间增加,固溶效果逐渐增强,且在20 h时合金获得了较理想的显微组织及218 MPa的抗拉强度和8.68%的伸长率。随后在180℃时效6~72 h后,合金的拉伸性能随时效时间的增加呈先增加后减小的趋势,其中时效24 h时后,合金的抗拉强度和硬度达到峰值,分别为249.5 MPa和64.6 HV0.1,比铸态的分别提高了66.5 MPa和26.29%,伸长率在时效12 h时后达到了峰值6.72%。铸态合金的断裂方式以沿晶断裂为主,时效处理后合金的断裂方式为准解理断裂。     

固溶处理对Al-8.8Zn-2.0Mg-2.1Cu-0.1Zr-0.1Ce合金组织性能的影响

采用拉伸性能和导电率测试、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、差热分析(DSC)、透射电镜(TEM)研究了固溶温度和时间对Al-8.8Zn-2.0Mg-2.1Cu-0.1Zr-0.1Ce合金板材微观组织、拉伸性能及断口形貌的影响。结果表明,试验合金适宜的固溶工艺为470 ℃×60 min,使冷轧态金属间化合物充分固溶。在此工艺下合金时效后的抗拉强度、屈服强度(以R_p0.2计)以及伸长率分别为646 MPa、581 MPa和14.5%。TEM观察发现合金板材固溶时效后晶内强化相η′仅为2~5 nm,并且晶界析出相η呈现断续分布。此外,合金拉伸断面韧窝中大量弥散分布的AlCuCeZn粒子有利于合金塑性的明显提升。