电流场对7B04铝合金时效析出行为的影响

采用示差扫描量热分析(DSC)研究了固溶、时效阶段施加电流场对7B04铝合金时效析出行为的影响。试验结果表明:固溶阶段施加500 A直流电抑制了η'相和η'+η相的析出,促进了GPⅠ区的析出;时效阶段施加600 A直流电促进了η相的析出和长大,η相的最大析出速率较常规时效的提高了67.6%,形成激活能由常规时效的233.8 k J/mol降低至162.9 k J/mol。     

电场对2E12铝合金中S相析出动力学的影响

采用示差扫描量热法(DSC),研究2E12铝合金在190℃时效过程中施加强电场(±9kV/cm)对合金析出的动力学的影响,并探讨电场影响合金时效过程的微观机理。结果表明:时效时施加强电场促进了合金中Ⅰ型S相向Ⅱ型S相的转变,使得析出峰提前;未施加电场的合金样品具有更高的过饱和度、析出焓、析出相体积分数及析出速率;强电场作用降低合金中空位与溶质原子之间的结合能,进而降低S相析出激活能。根据DSC结果对S相析出激活能进行Kissinger方法和普适积分法计算发现,时效过程中施加电场与未施加电场相比,S相激活能分别降低7.9～12.7kJ/mol和6.8～22.6kJ/mol。     

2124合金淬火后的室温停留效应

为了探明2124合金的淬火后室温停留效应对合金力学性能的影响并找到应对措施,运用拉伸试验、硬度试验、电导率测试、DSC测试、XRD实验、EDS、TEM实验手段对2124合金淬火后室温停留不同时间的力学性能、相变过程及显微组织进行分析。结果表明:合金淬火后室温停留降低2124合金随后185℃人工时效的峰值强度,屈服强度最大降低60 MPa,伸长率略有升高,但低于1.5%;室温停留阶段合金内部析出物为GPB区,并且位错密度降低;室温停留24 h后185℃人工时效阶段主要强化相S相的析出激活能由淬火后直接时效的56.8k J/mol上升至72.7 k J/mol,室温停留阶段位错密度的降低抑制了S相的非均匀析出是导致S相析出激活能升高的原因之一;在淬火后对材料进行3%冷变形即可消除室温停留对2124合金强度、硬度带来的不利影响。     

预时效及预应变对汽车用AA6016合金析出行为的影响

利用差示扫描量热法对汽车用AA6016铝合金板材中析出相的析出行为和激活能进行分析和计算。结果表明,在10℃/min加热速率条件下,自然时效态和预时效处理后状态强化相β″相析出温度约为265℃和250℃,析出激活能分别为(178.21±4.24)和(131.87±2.91)k J/mol。对于预时效处理后的合金施加不同程度的变形,发现当预应变量为2%时,β″相析出温度为240℃左右,进一步增大变形至5%,强化相析出温度约为230℃。经计算,预应变量为0、2%和5%合金β″相析出激活能分别为(131.87±2.91),(134.81±3.45)和(128.47±3.67)k J/mol,三者相差不大。     

预时效处理对6111铝合金力学性能及析出行为的影响

采用连续退火模拟机研究了预时效处理对汽车用6111铝合金力学性能及强化相析出动力学的影响,运用差示扫描量热法(DSC)和透射电镜(TEM)表征了微观组织的变化,测试了力学性能,运用Avrami方程计算了β″相的析出动力学。结果表明:经180、190、200℃双级预时效处理后的试样,人工时效过程的屈服强度硬化增量显著高于单级预时效处理,分别提高了50%、60%和64%,且均达到了100 MPa以上;伸长率均低于单级预时效处理,分别降低了1%、3%和6%。双级预时效处理后GP区数量增加,人工时效过程形成尺寸更为细小弥散的β″亚稳强化相,密度更高。双级预时效处理后,β″相析出激活能降低,且180℃双级处理后β″相析出激活能最低,仅为62.22 k J/mol。     

Mg-12Gd-2Y-Sm-0.5Zr合金抗蠕变性能

研究了时效态Mg-12Gd-2Y-Sm-0.5Zr合金显微组织和抗蠕变性能。结果表明:合金时效态组织由α-Mg,β'相和Mg_(41)Sm_5相组成;合金具有较好的高温力学性能和抗蠕变性能,在(200~250℃)/50MPa蠕变条件下,合金的蠕变激活能为113 k J/mol,在(250~300℃)/50MPa时合金蠕变激活能为162 k J/mol。     

外场应力对Al-Cu合金中θ″相形貌及析出行为的影响(英文)

对Al-5Cu铝合金在时效过程中施加弹性加载,并采取透射电镜、热分析研究外应力时效作用下θ″析出相的形态和析出行为。结果表明:在50 MPa的外力作用下,在453 K时效6 h后的析出相尺寸是19.83 nm,小于其常规时效(453 K,6 h)的尺寸28.79 nm。热分析结果揭示施加应力后时效析出过程得到促进,同时析出激活能结果表明外应力作用使得激活能下降10%。第一性原理计算结果发现,外应力作用使得析出相与基体的界面能下降6%;结合经典形核相变理论分析讨论,临界形核功受到外应力作用下降19%,从而引起了析出相形态和析出行为的改变。     

预变形对汽车用Al-Mg-Si-Cu合金析出行为的影响

采用力学性能测试、DSC及TEM研究了预变形对Al-Mg-Si-Cu合金析出行为的影响.结果表明,在慢速率升温过程中,预时效态合金GP区溶解速率均随预变形量的增加而降低,利用Avrami-Johnson-Mehl方法求得经0,5%和15%预变形后合金的GP区溶解激活能分别为137.1,189.5和141.3 k J/mol;若合金经不同预变形后直接进行185℃,20 min烤漆硬化,预变形可有效促进沉淀相析出,提高烤漆硬化增量,最高达160 MPa,不过预变形量大于10%时合金烤漆硬化增幅减缓;此外,经预变形处理后烤漆态合金的GP区溶解速率在一定温度下均较低,但高于某一温度后,相应的GP区溶解速率均高于未经预变形处理,最终获得的ln[(d Y/d T)f/f(Y)]-1/T曲线甚至会出现高激活能向低激活能转化现象;不过随预变形量增加,β″相析出激活能不断降低,析出速率不断增加.     

应力对蠕变时效2524合金微观组织的影响(英文)

研究了2524合金(Al-4.3Cu-1.5Mg)通过蠕变机器施加不同应力(0、173和250 MPa)在170℃时效的微观组织变化,测定了不同应力下的硬度曲线,并利用透射电镜(TEM)观察相应的微观组织。结果表明:施加应力的样品,时效后其峰值硬度增加,而达到峰值硬度所需的时间缩短;时效成形后,S(Al2CuMg)相长度变短,而密度增加;弹性应力下GPB区对峰值硬度起主要作用。     

Fe-15Mn-10Al-0.3C钢升温过程中κ-碳化物的析出行为研究

利用差示扫描量热分析法(DSC)研究了淬火态轻质Fe-15Mn-10Al-0. 3C(质量分数,%)钢在升温过程中κ-碳化物的析出行为。由DSC曲线可以发现,δ-铁素体中淬火时形成的DO3相,先转变为L1_2相,再转变为κ-碳化物。利用JMAK方法计算了δ-铁素体中κ-碳化物的析出动力学和奥氏体分解动力学。计算结果表明:DO3相向L1_2相转变的激活能为145. 25 kJ/mol,L1_2相向κ-碳化物转变的激活能为81. 18 k J/mol。此外,试验钢经600℃时效30 s后,δ-铁素体的硬度最高,此时δ-铁素体中κ-碳化物的相对体积分数约为20%。     

铸态Mg-2Zn-1.5Cu合金组织及力学性能

利用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、XRD物相分析以及力学性能测试等手段,研究了Mg-2Zn-1.5Cu(at%)合金的显微组织及力学性能。结果表明:铸态合金存在较为明显的元素偏析,主要的第二相为MgCuZn相;合金的力学性能随着温度的提高而不断降低,塑性变化幅度要明显高于强度,合金的断裂方式也由低温时的沿晶断裂转变为高温时的穿晶断裂;在相同温度下,随着应力的提升,合金的稳态蠕变速率提高,蠕变机制由晶界控制转变为晶界及位错共同控制;在相同的应力下,随着温度的提升,合金的稳态蠕变速率存在数量级的提升,蠕变激活能由130kJ/mol降低到36.4 kJ/mol;在200℃,45 MPa时,出现加速蠕变阶段,发生蠕变断裂,断口存在明显的穿晶断裂特征,基体中有大量的沿基面运动的位错,部分位错发生攀移,MgZnCu相具有减缓蠕变变形的作用。     

Effects of external stress aging on morphology and precipitation behavior of θ″ phase in Al-Cu alloy

The exposure of Al–5Cu alloy to an external stress with normal aging was carried out. The effects of external stress-aging on the morphology and precipitation behavior of θ″ phase were investigated by transmission electron microscopy (TEM), differential scanning calorimetry (DSC) and first principle calculation. The size of the θ″ phase precipitated plates in stress-aging (453 K, 6 h, 50 MPa) is 19.83 nm, which is smaller than that of those present (28.79 nm) in stress-free aging (453 K, 6 h). The precipitation process of θ″ phase is accelerated by loading external stress aging according to the analysis of DSC results. The apparent activation energy for the external stress-aging is 10% lower than the stress-free one. The first principle calculation results show that the external stress makes a decrease of 6% in the interface energy. The effects of the stress on aging process of the alloy are discussed on the basis of the classical theory. The external stress changes the morphology and precipitation behavior of θ″ phase because the critical nucleation energy is decreased by 19% under stress aging.     

Rejuvenation Heat Treatment of the Second-Generation Single-Crystal Superalloy DD6

The second-generation single-crystal superalloy DD6 with [001] orientation was prepared by screw selecting method in the directionally solidified furnace. The long-term aging of the alloy after full heat treatment was performed at1100 °C for 400 h. Then the rejuvenation heat treatment 1300 °C/4 h/AC ? 1120 °C/4 h/AC ? 870 °C/24 h/AC was carried out. The stress rupture properties were investigated at 760 °C/800 MPa, 850 °C/550 MPa, 980 °C/250 MPa and1100 °C/140 MPa after different heat treatments. The microstructures of the alloy at different conditions were studied by SEM. The results show that c0 phase of the alloy became very irregular and larger after long-term aging at 1100 °C for 400 h. A very small amount of needle-shaped TCP phase precipitated in the dendrite core. The coarsened c0 phase and TCP phase dissolved entirely after rejuvenation heat treatment. The microstructure was restored and almost same with the original microstructure. The stress rupture life of the alloy decreased in different degrees at various test conditions after long-term aging. The stress rupture life of the alloy after rejuvenation heat treatment all restores to the original specimen more than 80%at different conditions. The microstructure degradation of the alloy during long-term aging includes coarsening of the c0 phase,P-type raft and precipitation of TCP phase, which results in the degeneration of stress rupture property. The rejuvenation heat treatment succeeds in restoring the original microstructure and stress rupture properties of the alloy.     

Mg-5.5Zn-2Gd-0.6Zr铸造镁合金的蠕变机制

在ZM-1(Mg-5Zn-0.6Zr)合金的基础上,适量增加Zn的含量并加入重稀土元素Gd,设计了Mg-5.5Zn-2Gd-0.6Zr实验合金。采用砂型铸造工艺制备实验合金试样,在不同温度和应力条件下对该实验合金和ZM-1合金的蠕变曲线进行了测试。结果表明:在相同条件下,Mg-5.5Zn-2Gd-0.6Zr实验合金的稳态蠕变速率较ZM-1合金的降低了一个数量级;当施加应力为40 MPa时,实验合金的蠕变激活能Q200-250℃=142.0 kJ/mol,接近镁的自扩散激活能,蠕变受位错攀移控制,而ZM-1合金在相同应力下蠕变激活能Q200-250℃=88.5 kJ/mol,接近镁的晶界扩散激活能,蠕变受晶界滑移控制。合金在200℃条件下的应力指数n=4.21,而ZM-1合金的应力指数n=2.21。因此,认为加入重稀土元素Gd后实验合金的蠕变机制发生改变,200℃时的蠕变机制为位错攀移机制。     

Al-Zn-Mg-Cu合金时效过程动力学分析

根据升温差热扫描量热分析( DSC)曲线,对Al-Zn-Mg-Cu系合金的时效过程进行了动力学分析,并利用Ozawa、Takor、Kissinger和Starink方法计算出GP区、η′相、平衡相η的激活能分别为:50、122、90 kJ/mol,这表明GP区的形成主要与Mg原子的迁移相关;η′相的形成是Mg和Zn原子共同迁移的结果,主要与Zn原子的迁移相关.     

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。     

AgInCd合金压缩蠕变性能研究

用RDL-50型拉伸蠕变试验机进行改装后的实验装置研究了铸态AgInCd合金在温度300~400℃及应力范围12~24 MPa内的压缩蠕变行为,分析了稳态速率与温度和应力的关系,计算了应力指数(n)和蠕变激活能(Q_a),并结合蠕变后样品在透射电子显微镜下的微观形貌及位错组态,探讨了合金的压缩蠕变机制。结果表明:随温度和应力水平的升高,合金的稳态蠕变速率增加。相比较指数关系,蠕变速率与应力之间更符合幂函数关系。300、350和400℃条件下,合金的蠕变应力指数n分别为3.31、4.09和5.77;12、18和24 MPa条件下,合金的蠕变激活能Q_a分别为68.1、103.7和131.6 kJ/mol。微观形貌以层错为主,孪生为300℃的主要蠕变机制,位错攀移生成位错墙为400℃的主要蠕变机制。     

Crystallization kinetics of Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5 bulk metallic glass

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｍｅｔａｌｌｉｃｇｌａｓｓｅｓｈａｖｅｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｌｏｎｇ ｒａｎｇｅｒａｎｄｏｍａｎｄｓｈｏｒｔ ｒａｎｇｅｏｒｄｅｒ .Ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅａｌｌｏｙ ,ｔｈｅｙｈａｖｅａｌｏｔｏｆ     

Effect of SiC volume fraction on the age-hardening behavior in SiC particulate-reinforced 6061 aluminum alloy composites

The age-hardening behavior in the SiC particulate-reinforced 6061 aluminum alloy composites (SiCp/6061 Al alloy composites) was investigated using hardness measurement, calorimetric technique and transmission electron microscopy. The aging time for the peak hardness in 10%SiCp/6061 Al and 20%SiCp/6061 Al alloy composites was shorter than that of the unreinforced 6061 Al alloy, and the age-hardening was most accelerated in the 20%SiCp/6061 Al alloy composite. It is induced from the high density of dislocations in SiCp/6061 Al alloy composites which act as heterogeneous nucleation sites of precipitates and as a high diffusivity path of alloy elements. The precipitation sequence and the aspect of precipitates in the 6061 Al alloy cannot be affected considerably by the presence of SiC particulate and the volume fraction of SiC particulate. The activation energies for the formation of the intermediate β' phase in the unreinforced 6061 Al alloy, 10%SiCp/6061 Al and 20%SiCp/6061 Al alloy composite were 142.6 kJ/mol, 127.3 kJ/mol, 106.1 kJ/mol, respectively.     

凝胶注模多孔NiTi合金的固化工艺及动力学研究

以氢化脱氢钛粉和雾化镍粉为原始粉末,单体甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)和交联剂1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)组成凝胶体系,采用凝胶注模法制备多孔NiTi合金。研究了引发剂(过氧化苯甲酸叔丁酯,TBPB)、催化剂(N,N-二甲基苯胺,DMA)、固化温度及固相体积分数对固化过程的影响。结果表明：随着引发剂及催化剂加入量的增加,固化时间降低,最佳的催化剂用量(质量分数)为1.5%,引发剂用量(质量分数)为2%;固化反应随着固化温度及固相体积分数的增加而加快;根据DSC测试结果,计算得到HEMA-HDDA-TBPB-DMA凝胶体系的固化反应表观活化能为60.15 kJ·mol^-1,反应级数为0.91。在最佳固化工艺条件下,利用固相体积分数为45%的NiTi浆料制备了孔隙率为43.87%、抗压强度为104 MPa,且具有三维连通双级孔隙结构的多孔NiTi合金。