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。     

热暴露对Al-Li-Cu合金力学性能和抗腐蚀性能的影响

研究了Al-1.3Li-5.8Cu-0.4Mg-0.4Ag-0.12Zr合金在不同温度、不同时间下热暴露对其组织、力学性能和抗腐蚀性能的影响。合金热暴露处理后的抗拉强度随热暴露时间延长总体表现出先上升后下降的趋势; 热暴露过程中, 不稳定的立方相(Al₅Cu₆Li₂)大量溶解, 此时基体中大量析出细小弥散分布的T₁相(Al₂CuLi), 并成为基体中主要的强化相。热暴露后期, T₁强化相逐渐粗化, 强化效果减弱; 同时, 晶界无沉淀析出带不断宽化, 从而导致了合金在腐蚀介质中的晶间腐蚀和剥落腐蚀敏感性增强。     

微量钪对低Cu/Mg 比Al-Cu-Mg-Li 合金微观组织及性能的影响

通过时效硬化曲线的测量、室温拉伸实验以及时效组织的电镜观察, 研究了微量钪对低Cu/Mg 比Al-Cu-Mg-Li 合金时效行为、显微组织和力学性能的影响。实验结果表明, 微量钪的添加能显著增强该合金的时效硬化和强化效果, 但延长了合金达到时效峰值所需的时间。微观组织分析结果表明, 微量钪的添加影响了合金的时效析出过程, 在不含钪的Al-4.0Mg-1.5Cu-1.0Li-0.12Zr合金中, 时效析出相为沿位错大量析出、分布不均匀的S 相和少量的δ′相(Al₃Li)及Al₃Zr 粒子;而在含钪的合金中主要析出相为弥散细小的Al₃Li/ Al₃(Sc, Zr)复合相与δ′相。     

预变形对Al-4.28Cu-1.33Li-0.40Mg-0.30Ag-0.14Zr合金时效组织与性能的影响

采用室温拉伸、透射电镜观察等手段, 研究了3%拉伸预变形对Al-4.28Cu-1.33Li-0.40Mg-0.30Ag-0.14Zr合金单级和双级时效组织与性能的影响。拉伸结果表明, 对于190 ℃/(3~7) h的单级时效处理, 3%拉伸预变形可以提高拉伸强度56~75 MPa, 时效时间延长, 预变形提高强度的效果大幅度降低。3%拉伸预变形可以使得190 ℃/7 h+100 ℃/24 h双级时效样品的强度提高81 MPa, 达到748 MPa。透射电镜观察结果表明, 190 ℃/7 h单级时效态样品对应的组织主要为T₁和θ'相, 还有少量S'相; 190 ℃/7 h+100 ℃/24 h双级时效态样品在190 ℃/7 h时效组织基础上析出了大量δ'相; 而在190 ℃/7 h+100 ℃/24 h双级时效前施加3%拉伸预变形则极大地促进了T₁相和θ'相的析出, 从而大幅度提高合金抗拉强度, 而δ'相的析出受到抑制。     

热挤压和热处理对Mg_(95)Y_4Zn_1合金显微组织及力学性能的影响

采用热挤压、固溶和时效对Mg_(95)Y_4Zn_1合金进行处理,利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和电子万能试验机研究合金的显微组织及力学性能。结果表明,铸态合金由α-Mg基体、网状18R-LPSO相和块状M_(24)Y_5相组成,在α-Mg相内存在大量堆垛层错。热挤压后,网状第二相破碎,18R相呈带状沿挤压方向排列,同时α-Mg基体内析出少量14H-LPSO层片。经固溶处理,14H层片的尺寸和数量显著增多。时效处理后,在α-Mg相内部析出大量的β'共格沉淀。与铸态合金相比,挤压态合金的强度显著升高。由于β'沉淀相的析出,时效态合金的强度达到最高,其抗拉强度和屈服强度分别为372 MPa和248 MPa。     

Cu-Cr合金时效处理工艺及其强化机制的定量探讨

通过力学性能测试、透射电镜观察和电子衍射花样分析等手段研究了不同时效处理工艺对Cu-0．5Cr合金(质量百分数)组织与性能的影响。结果表明：该合金450℃／4h时效处理，其强度达最大值，Cr对合金性能的影响是通过沉淀强化来实现的，并对该合金沉淀强化机制的定量关系进行了探讨。     

冷轧铍铜带材Cu-2.7Be在高温时效过程中的显微组织演变

采用X射线衍射、透射电子显微镜、高分辨电子显微镜等分析检测设备研究了冷轧态Cu-2.7Be合金在高温时效过程中的组织演变并探讨了γ'与基体的位向关系。结果表明, 合金在高温时效过程中伴随着回复、再结晶行为; 合金在400 ℃时效时基体发生了局部再结晶, 并产生了圆盘状的γ'; 在400 ℃ 时效100 s后, 基体的[200]_α与γ'相的[100]_γ'之间的夹角为6°; 在550 ℃时效5 min后, 椭圆状的γ'相与周围基体的位向关系为[1-11]_α∥[011-] _γ'和(101)_α∥(011) _γ'。     

RRA热处理对Al-Zn-Mg-Cu合金力学性能和抗剥落腐蚀性能的影响

通过力学性能、剥落腐蚀性能测试,研究回归再时效(RRA)热处理对合金力学性能、剥落腐蚀性能的影响,通过透射电镜观察分析微观组织与合金性能之间的关系。实验研究结果表明:T6态下,合金的强度较高,但其抗剥落腐蚀性能较差;经过RRA热处理后,合金的抗剥落腐蚀性能提高,峰值强度较T6态没有下降;经过RRA处理(100℃/24 h预时效+170℃/120 min回归+100℃/24 h再时效)后,合金的晶内析出相较为粗大,但其强度较高,抗拉强度、屈服强度分别是623 MPa、554 MPa,合金的晶界析出相η相粗大且不连续分布,对应了较好的抗剥落腐蚀性能,显示了较好的综合性能。     

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。     

微量钪对Al-9.0Zn-2.5Mg-1.2Cu-0.15Zr合金组织性能的影响

采用铸锭冶金法制备了Al-9.0Zn-2.5Mg-1.2Cu-0.15Zr和Al-9.0Zn-2.5Mg-1.2Cu-0.12Sc-0.15Zr 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2种合金不同处理态的显微组织, 测试了不同热处理状态下合金的力学性能和电导率。结果表明:添加微量Sc可以明显细化合金的铸态晶粒, 显著提高Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金的力学性能和电导率, 其作用机理主要为Al₃(Sc, Zr)引起的细晶强化、亚结构强化和沉淀强化。     

时效处理对7050锻造铝合金微观组织及性能的影响

研究了不同时效工艺对7050锻造铝合金微观组织、力学性能和腐蚀性能的影响,结果表明:T74态(120 ℃/6 h + 175 ℃/8 h)合金晶内析出相主要为粗大的η'相和η相,晶界析出相粗大、相间距宽且存在宽的无沉淀析出带(PFZ),合金拥有较好的腐蚀性能,但力学性能差。四级时效态(100 ℃/24 h+175 ℃/3 h+ NA/24 h+80 ℃/34 h)合金基体析出相主要为GP区和细小的η'相,与回归再时效态(RRA)(100 ℃/24 h+175 ℃/3 h+80 ℃/34 h)类似,但GP区数量增多,该状态合金力学性能好;由于晶界析出相相间距小以及PFZ宽度较窄,该状态下合金的腐蚀性能差。     

热处理工艺对超高强铝合金组织与性能的影响

通过硬度、拉伸性能测试, 金相、扫描电镜、透射电镜观察, X 射线衍射分析, 研究了热处理工艺对新型电磁铸造合金(Al-9.0Zn-2.5～2.8Mg-2.0～2.4Cu-0.1～0.15Zr-0.224Ag)显微组织和性能的影响。结果表明:合金的峰时效制度为120 ℃/24 h。在峰时效条件下, 合金的抗拉强度达到730 MPa, 屈服强度达到705 MPa, 延伸率为8.8 %。合金有显著的时效硬化特性, 其强化机制主要是沉淀强化, 合金的主要强化相为GP 区和η′过渡相。合金的断裂形式为微孔聚集型韧性断裂。     

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。     

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。     

Ce-10La合金在水蒸气中的表面气相反应结构特征研究

研究了Ce-10La合金 (原子分数)在100 ℃水蒸气中的表面气相反应行为, 描述并探讨了合金在气化过程中表面层组织结构和形貌的演变规律, 讨论了氢气的存在对Ce-10La合金与水蒸气表面反应的影响。结果表明, Ce-10La合金在水蒸气中被迅速氧化为Ce₂O₃, 并被进一步氧化为CeO₂, 形成疏松的表面层, 但经过2 h的反应后Ce-10La合金仍可保持块体形状。在100℃水蒸气和氢气混和气氛中, Ce-10La合金优先与水蒸气反应, 形成稀土氢氧化物并释放出氢气, 氢氧化物遇空气后会部分被氧化为CeO₂。氢气的存在降低合金与水蒸气的反应速度和反应程度。     

微量元素铈对Al-Li-Cu-Mg-Ag-Zr合金强化和 断裂机制的影响

采用断裂性能测试、扫描电镜(SEM)断口分析、透射电镜(TEM)观察等手段研究了微量元素Ce对Al-Li-Cu-Mg-Ag-Zr合金强化和断裂机制的影响。实验结果表明: 添加微量元素Ce并不改变合金主要强化析出相(T₁、θ')的种类, 但是能够促进T1相细小均匀弥散分布, 提高合金强度以及断裂韧性。随着Ce含量的增加, T1相析出密度越大, 分布越均匀, 强化效果越好。添加0.3%Ce的合金强度明显高于添加0.15%Ce的合金, 添加Ce的合金断裂韧性明显高于不加Ce的合金, 并且Ce能够使合金组织分层薄化, 在一定程度上改变合金的断裂行为方式, 减少了沿晶断裂的趋势。断裂韧性断口扫描分析表明, 合金的断裂方式随Ce含量的增加逐渐由沿晶脆性断裂转变为穿晶-沿晶分层断裂方式。     

微量Ca、Y元素对AZ91镁合金动态再结晶及力学性能的影响

为同步提升AZ91镁合金强度及延性,研究了微量Ca、Y元素对AZ91镁合金热变形过程中动态再结晶及力学性能的影响。结果表明: Ca、Y元素的引入减少了Al元素在AZ91镁合金中的偏聚,减少了Mg₁₇Al₁₂相的动态析出,从而抑制了低温热变形过程中的动态再结晶,同时细小弥散分布的Al₂Y相在高温时促进了动态再结晶的发生。Ca、Y元素复合添加,引入大量弥散分布的Al₂Y,使完全再结晶后的组织更加细小,提升了力学性能。AZ91+Ca+Y镁合金673 K热压后室温压缩延伸率和强度分别达到了16.5%和392.55 MPa,比AZ91镁合金分别提升了16.2%和8.56%。