Al-Mg-Si-Cu系铝合金晶间腐蚀研究进展

简述了铝合金晶间腐蚀机理,以及合金元素对Al-Mg-Si-Cu系铝合金晶间腐蚀性能的影响。主要介绍了合金元素、时效热处理等对Al-Mg-Si-Cu系铝合金晶间腐蚀敏感性的影响。大量研究表明,合金晶间腐蚀向点蚀的转变与均匀化热处理、固溶温度、冷却速率以及人工时效等因素有关,经合适的热处理后Al-Mg-Si-Cu系铝合金可由晶间腐蚀转变为轻微点蚀。同时,展望了Al-Mg-Si-Cu系铝合金晶间腐蚀研究的发展方向。     

升温速率与固溶时间对超高强铝合金挤压材组织性能的影响

采用电导率、硬度测试、拉伸性能测试、X射线衍射仪(XRD)分析、电子背散射衍射检验(EBSD)、晶间与剥落腐蚀试验,研究了不同初始形变储能超高强铝合金Al-11.54Zn-3.51Mg-2.26Cu-0.24Zr-0.0025Sr挤压材在不同升温速率与固溶时间下组织性能的影响。结果表明:慢速升温退火能够降低合金的晶粒尺寸,24 h固溶较2 h固溶能够减少合金难溶第二相。合金硬度值在HV 220左右,快速升温合金硬度较慢速升温合金的硬度高。导电率在25.0%IACS左右。慢速升温2 h固溶、24 h固溶时效后合金试样的屈服强度由647.9 MPa变为697.1 MPa,增加了49.2 MPa。强度的提升主要来自于固溶强化与时效沉淀析出相强化的总强化,其次为低角度晶界强化。快速升温、慢速升温24 h固溶X方向合金试样的晶间腐蚀深度分别为42.17,64.70μm,晶间腐蚀等级为3级,合金的抗剥落腐蚀性能Y方向明显好于X方向,固溶24 h合金抗剥落腐蚀性能较固溶2 h得到了轻微改善。     

一种提高时效强化型AlMgZn合金晶间腐蚀性能的热处理工艺

正专利申请号:201710262367.4公开号:107022725A申请日:2017.04.20公开日:2017.08.08申请人:北京科技大学一种提高时效强化型AlMgZn合金晶间腐蚀性能的热处理工艺,属于有色金属及其制备领域。本发明将时效强化型AlMgZn合金固溶淬火处理后,进行高     

固溶温度对00Cr25ND5AlTi合金冷轧板组织及力学性能和耐蚀性的影响

研究了00Cr25Ni35AlTi合金冷轧板900～1150℃固溶处理后的组织以及室温和350 ℃时的力学性能.并用电化学动电位再活化法测定了该合金的晶间腐蚀敏感性.结果表明,随着固溶温度的升高,该合金的晶粒尺寸逐渐增大,强度降低,塑性提高,晶间腐蚀敏感性也增加.在1 000℃固溶时,合金可获得均匀细小的奥氏体晶粒,晶粒度≥9级,且具有良好的力学和耐晶间腐蚀性能.     

Co40NiCrMo合金强化机制

用电子拉伸试验机测定Co40NiCrMo高弹性合金固溶时效和冷拔时效样品的抗拉强度,用显微硬度计测定其硬度,用透射电子显微镜研究其固溶时效和冷拔时效的微观组织,并探讨该合金的强化机制.结果表明: 冷拔引起的冷变形使Co40NiCrMo高弹性合金产生细小的形变孪晶,显著提高合金强度,并促使时效后的Cr、Mo、C等原子偏聚、形成铃木气团、有利于时效强化; 但是未经冷变形,就没有这种孪晶,也不能时效强化.此外,孪晶形成的网络结构也可阻碍位错运动,从而提高合金强度.     

固溶温度对00Cr25NB5AlTi合金冷轧板组织及力学性能和耐蚀性的影响

研究了00Cr25Ni35AlTi合金冷轧板900～1150℃固溶处理后的组织以及室温和350oC时的力学性能。并用电化学动电位再活化法测定了该合金的晶间腐蚀敏感性。结果表明,随着固溶温度的升高,该合金的晶粒尺寸逐渐增大,强度降低,塑性提高,晶间腐蚀敏感性也增加。在1000℃固溶时,合金可获得均匀细小的奥氏体晶粒,晶粒度≥9级,且具有良好的力学和耐晶间腐蚀性能。     

时效处理对7A04铝合金晶问腐蚀性能的影响

基于7A04铝合金热处理强化机制,拟从深冷并多种时效方面改进工艺,以改善7A04铝合金沉淀析出的均匀性,从而减小7A04铝合金晶间腐蚀倾向.实验设计不同时效工艺,进行7A04铝合金不同工艺的处理,对处理后材料的组织和晶间腐蚀性能进行测试,研究7A04铝合金组织对晶间腐蚀性能的影响.结果表明:时效温度为130℃,采用水淬+深冷这一冷却方式的试样获得的抗晶间腐蚀性能更好.     

SDAS对A357合金时效过程的影响

铸造Al-Si-Mg合金是典型的可热处理强化铝合金,二次枝晶臂间距（SDAS）对合金力学性能有非常显著的影响,研究SDAS对合金时效动力学的影响有重要意义.采用硬度计进行力学性能测试、光学显微镜分析金相组织,研究了SDAS对A357合金时效动力学的影响.研究发现,在相同的固溶处理条件下,随着A357合金试样二次枝晶臂间距的增大,固溶处理后达到的硬度值减小;不同壁厚的合金试样的时效峰随SDAS增大而延后;对时效处理实验结果进行回归分析和量纲分析,得到时效力学性能的数学模型,并证明了该数学模型的有效性.     

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。     

时效制度对1441Al-Li合金抗腐蚀性能的影响

对固溶态1441Al-Li合金板材分别进行T6时效,以及5%冷轧预变形后再进行150℃时效,即T8时效处理,通过晶间腐蚀(IGC)、剥落腐蚀(EXCO)实验、极化曲线测试及透射电镜(TEM)分析,研究时效制度对1441铝锂合金的室温抗晶间腐蚀性能、抗剥落腐蚀性能及微观组织的影响。结果表明,合金经T6或T8时效处理后,随时效时间延长,合金微观组织由欠时效的晶内析出均匀的δ′相,变为晶内析出δ′相和S′相,以及沿晶界析出平衡相δ相和S相,因此合金抗腐蚀性能顺序为欠时效峰时效过时效。与T6时效态相比,经T8时效处理后,晶内析出的δ′相和S′相的数量增加、尺寸减小、分布均匀;同时,沿晶界析出的δ相和S相数量减少,PFZ变窄,合金的抗晶间腐蚀和抗剥落腐蚀能力提高。在3.5%NaCl溶液中进行的极化曲线测试表现出相同的结果。     

固溶—大变形—时效下7085铝合金的晶间腐蚀和剥落腐蚀

以7085铝合金(Al-7.48Zn-1.51Mg-1.42Cu-0.15Zr)为试验对象,通过使用光学显微镜(OM)、电子背散射衍射系统(EBSD)研究了固溶—大变形—时效工艺下7085铝合金的微观组织与抗腐蚀性能的影响。研究表明:相比于常规固溶—时效工艺,固溶—大变形—时效工艺是调控7085铝合金组织与性能的有效手段,它能够显著细化晶粒,增加小角度晶界数量,位错密度上升,同时还可以提高7085铝合金的抗腐蚀性能(晶间腐蚀、剥落腐蚀)。相比于压缩变形加工,等通道转角挤压(ECAP)加工由于可以降低织构和更为有效的细化合金组织,其提高合金性能的能力更强。100℃时效下合金的抗腐蚀性能排序为:固溶—ECAP—时效(晶间腐蚀二级,剥落腐蚀PC)固溶—压缩变形—时效(三级,EA)固溶—时效(四级,EB+)。     

双级时效对含钪Al-Cu-Li-Zr合金力学性能与抗腐蚀性的影响

采用室温力学性能测试、透射电镜分析和腐蚀实验等方法,研究了双级时效对含钪Al-Cu-Li-Zr合金的力学性能与抗腐蚀性的影响.结果表明,经双级时效处理的合金可获得较佳的强塑性组合,与T8峰时效态合金相比,双级时效态合金可在不降低强度的情况下提高延伸率;T1相是合金的主要沉淀强化相,合金经双级时效处理后,晶内析出的T1相细小弥散且分布均匀,从而改善合金的抗腐蚀性.     

C元素对0Cr19Ni9钢高温力学性能的影响

对不同C含量的奥氏体不锈钢0Cr19Ni9材料进行固溶处理,研究了固溶后试样的高温力学性能和抗晶间腐蚀性能,研究发现:随着合金元素C元素含量的增加,0Cr19Ni9材料的350℃高温力学拉伸强度逐渐增加,最大达到R_m为419 MPa,碳含量的增加促使抗晶间腐蚀性能下降,碳量较高的试样在晶间腐蚀实验时出现微裂纹。因此当采用增加C元素含量的方法来提高材料的高温力学性能时,要合理控制C含量的范围,避免出现晶间腐蚀。     

1Cr18Ni9Ti棒材稳定化处理替代固溶处理的工艺研究

通过对1Cr18Ni9Ti热轧不锈钢棒材稳定化处理和固溶处理的试验结果进行比较,发现两种工艺处理后的机械性能和耐晶间腐蚀性能基本相同,而且稳定化处理对提高其耐晶间腐蚀性能是有利的,因此确认1Cr18Ni9Ti不锈钢可以用稳定化处理工艺替代通常采用的固溶处理工艺。     

含银A1-4.5Zn-1.0Mg-0.5Cu合金的强化固溶行为

采用拉伸力学性能测试、金相显微观察、扫描电镜及透射电镜等分析手段,研究了Al-4.5Zn-1.0Mg-0.5Cu-0.4Ag合金的强化固溶行为.结果表明:经强化固溶处理后,合金固溶态的抗拉强度和屈服强度以及伸长率分别较常规固溶的低15 MPa、16 MPa和1.7％;峰值时效态的抗拉强度和屈服强度较常规固溶的分别高62...     

含银Al-4.5Zn-1.0Mg-0.5Cu合金的强化固溶行为

采用拉伸力学性能测试、金相显微观察、扫描电镜及透射电镜等分析手段,研究了Al-4.5Zn-1.0Mg-0.5Cu-0.4Ag合金的强化固溶行为。结果表明:经强化固溶处理后,合金固溶态的抗拉强度和屈服强度以及伸长率分别较常规固溶的低15 MPa、16 MPa和1.7%;峰值时效态的抗拉强度和屈服强度较常规固溶的分别高62 MPa和68 MPa,伸长率低0.8%。;强化固溶可使Al-4.5Zn-1.0Mg-0.5Cu-0.4Ag合金固溶后的第二相粒子减少,但使其时效后的强化相数量增多,密度增大。     

热处理工艺对SLM成形汽车用Fe-35Mn铁基高锰合金组织与力学性能的影响

采用激光选区熔化(selective laser melting,SLM)成形技术制备汽车用Fe-35Mn铁基高锰合金,并分别采用固溶、时效以及固溶–时效3种不同的工艺进行热处理,分析和测试合金的显微组织与力学性能。结果表明:SLM成形态Fe-35Mn高锰合金经过固溶或固溶–时效处理后,晶粒细化,并生成许多孪晶。与固溶态合金相比,固溶-时效态合金的晶粒更大,晶粒中存在均匀分布的孪晶组织,并且孪晶尺寸更大。SLM成形态Fe-35Mn合金经过不同的热处理后,均生成α-Mn相。随拉伸应变提高,固溶态合金最早发生塑性变形,塑性最好;经过时效处理后,合金的抗拉强度与屈服强度提高,但冲击韧性与伸长率降低;经过固溶-时效处理后,合金的孔隙数量最少,冲击韧性与伸长率达到最大(分别为22.8 kV/J和21.6%),具有良好的塑性。SLM成形态及热处理态Fe-35Mn合金的拉伸断口均呈现韧窝断裂特征。固溶-时效态合金的拉伸断口孔隙数量最少,塑性最好。     

形变热处理对Cu-0.3Cr-0.1Zr合金上引铸坯杆组织性能的影响

通过对上引Cu-0.3Cr-0.1Zr合金固溶处理、冷拉拔以及随后的时效处理工艺,研究冷拉拔形变及时效对材料力学性能、导电性能及组织结构的影响规律.结果表明:时效前的冷拉拔变形能提高Cu-0.3Cr-0.1Zr合金的力学性能而保持较高的导电率;合金在950℃固溶1 h后,经70%冷拉拔变形和500℃时效4 h,合金抗拉强度和导电率分别达到了418 MPa和87%IACS;时效合金组织转变过程为:固溶体G.P.区Cr+Cu4Zr,析出相对位错运动的阻碍是合金强化的重要机制.     

固溶处理对选区激光融化316L不锈钢晶间腐蚀性能行为的影响机制

选区激光融化316L不锈钢(SLM-316L不锈钢)常采用固溶处理进行组织优化、消减残余应力,以获得优异综合性能.奥氏体不锈钢的晶间腐蚀行为与其组织结构有较高的依赖性,因此固溶处理会提高SLM-316L不锈钢的晶间腐蚀性能.然而,固溶处理对SLM-316L不锈钢晶间腐蚀行为的影响规律和机制目前尚不清晰.基于此,本文首先对SLM-316L不锈钢进行1150℃固溶处理,随后采用SEM、EBSD、TEM等分析其组织结构特征和纳米氧化物颗粒形貌,最后采用双环电化学再活化和过硫酸铵电解试验研究其晶间腐蚀行为.主要结论如下：固溶处理后SLM-316L不锈钢发生再结晶,形成规则形状等轴晶粒及退火孪晶;纳米氧化物颗粒粗化,晶界处最大尺寸能够达到微米级,同时氧化物颗粒的类型也从菱矿石结构的MnSiO₃转变为尖晶石结构CrMn₂O₄;固溶处理导致SLM-316L不锈钢晶间腐蚀性能下降,伴随着敏化时间的延长,晶间腐蚀类型从台阶状转变为沟状.     

NS1402合金的热变形行为、力学和晶间腐蚀性能

采用拉伸试验、热模拟和晶间腐蚀试验方法对铁镍基耐蚀合金NS1402的力学性能、热加工性能以及晶间腐蚀性能进行了研究。结果表明:NS1402合金热加工过程中,动态回复、再结晶发生的临界条件不易满足。其适宜的热加工温度区间为1050℃～1200℃。NS1402合金力学性能与合金元素含量、加工工艺以及热处理制度有关,加工工艺特别是锻造(轧制)变形比是影响力学性能的关键因素。不同冷却方式影响NS1402合金耐晶间腐蚀性能,水冷、空冷均能满足技术条件要求。对NS1402合金,C含量小于0.035%均能满足技术条件要求。NS1402合金既能通过ASTM A 26-02C法对晶间腐蚀的检测,也能通过ASTM G 28-02A法的检测。采用前者更适宜评价其晶间腐蚀性能。