2195铝锂合金时效析出行为与强化机理

采用透射电子显微镜、单向拉伸力学性能测试和扫描电子显微镜等方法研究了2195铝锂合金在不同形变热处理下时效析出行为,并阐明了析出相强化机理。结果表明：不同形变热处理下2195铝锂合金中主要强化相均为T₁相,但是其尺寸、分布、数量密度和晶界形貌有差异。预应变可显著提高T₁相的形核率并加速其长大过程。时效温度越高,T₁相的形核率越低,但长大速度越快。形变热处理后的微观组织可显著提高2195铝锂合金的力学性能,T871态(固溶处理+7%预应变+(120℃、4 h)+(160℃、24 h))的屈服强度为(541±10) MPa,抗拉强度为(606±9) MPa,伸长率为(11±1)%。位错在T₁相多处沿着垂直于直径方向剪切,有效阻止了微观尺度上的塑性局部化。     

稀土Ce对新型Al-Cu-Li合金力学性能与组织的影响

对一种含有不同量微量Cerium的新型高Cu/Li比的Al-Cu-Li合金经过T6和T8热处理后的硬度和拉伸性能进行了测试,同时对该合金峰时效的显微组织进行了观察。结果表明:随着含Cerium量的增加,立方相和T1相的数量均在增加,θ′相数量减少。主要因为微量Cerium加入后,Cerium会以固溶态的形式存在,如果分布于{100}面和{111}面,将会有利于立方相和T1相的析出;同时,微量Cerium的加入抑制了Cu原子的扩散、GP的形成和最终θ′相的析出;T8态时,θ′相和T1相存在竞争析出关系,随Cerium含量的增加,T1相与θ′相的相对含量比会增加。利用IPP软件对T6态峰时效的各析出相的单位面积数密度,以及θ′相和T1相的尺寸分布进行了统计。统计发现:随Cerium含量的增加,总的形核点在增加;2#(0.15%Ce)合金θ′相尺寸比1#(0%Ce)合金更加均匀,这是因为1#合金中的θ′相与立方相之间存在竞争析出关系;3#(0.3%Ce)合金T1相尺寸比2#(0.15%Ce)合金更均匀,据此分析认为,时效初期3#合金比2#合金T1相形核点更多,可以推断,时效16 h时,2#合金的立方相发生了溶解,同时,T1相出现二次析出和快速生长。     

GH80A合金相的溶解析出规律及热处理制度研究

本文定量分析了合金相的溶解析出规律 ,探讨了不同热处理制度对合金组织和力学性能的影响。结果表明 :合金中γ’相和碳化物相的析出峰分别在 70 0℃和 85 0℃左右 ,其大量溶解进入固溶体的温度分别为大于 10 2 0℃和大于 10 0 0℃ ,合金较为合适的热处理制度为 10 80℃× 8小时空冷 (或水冷 ) + 70 0℃× 16小时空冷或 10 80℃× 8小时空冷 (或水冷 ) + 85 0℃× 2 4小时空冷 + 70 0℃× 16小时空冷。     

铝硅合金中铁相的凝固行为及其影响因素

总结了影响铝硅合金中铁和凝固行为的各种因素,并对各种不同的观点作了分析讨论。     

镍基高温合金γ′相析出的经典动态模型及应用

基于经典形核理论,考虑温度和保温时间对沉淀相析出的影响,建立了镍基高温合金中γ′沉淀相析出模型.同时结合GH738合金在等温时效实验条件下获得的γ′相析出特征值数据,验证模拟计算结果的相对正确性.结果表明,沉淀相析出过程经典动态模型可较好预测多元复杂镍基合金体系γ′相以均匀形核为主的析出过程.进一步利用该模型对GH80A,GH738,U720Li和DD407共计4种典型高温合金计算分析了Al和Ti含量及其比值变化对γ′相析出行为的影响.结果表明,对于γ′相平衡态含量,Al的作用程度比Ti大;而在Al+Ti总量不变的前提下,Ti含量增加将对提高γ′相的析出驱动力,从而减少完全析出时间有较大的贡献;Ti含量的增加也将使得沉淀相在析出初期的数量增加,而尺寸减小.     

一种新型Al-Cu-Li合金性能研究

摘 要: 设计一种新型Al-Cu-Li-Mg-Ag合金,探索热处理制度对新合金拉伸性能及裂纹扩展性能的影响,利用光学显微镜、透射电镜和扫描电镜等手段研究合金微观组织及断口形貌。研究结果表明：该新型铝锂合金经过540℃固溶1小时,（12?AaRT（5d） 145℃（20h））双级时效热处理后获得良好的综合性能：抗拉强度σb =443Mpa,屈服强度σ0.2 =397Mpa,延伸率δ=16.5%,裂纹扩展速率da/dn≈1.34*10-3mm/cycle（△K=30 Mpa*m1/2）。双级时效态下析出大量细小均匀的T1相,在保证合金强度的同时,提高合金的抗疲劳裂纹扩展性能。T8态下析出相对粗大的T1相,θ′相和极少量的S′相,合金强度达到项目要求,抗疲劳裂纹扩展性能较差。T3态下析出相数量少,合金强度不满足项目指标。     

Cu_4Ni_6合金均质形核的分子动力学模拟

采用分子动力学方法,研究了不同过冷度下Cu4Ni6二元合金均质形核的微观过程,确定了临界晶核的大小与结构。结果表明,在形核初期,体系中会出现大量不稳定的晶胚,通过结构起伏和成分选择,最终形成稳定晶核。晶核近似具有原始合金的成分。晶核由大量FCC结构原子和少量HCP结构原子组成。两种原子各自呈层状排列。正二十面体结构不参与合金的实际形核过程。随着过冷度的增加,晶核大小逐渐降低,但形核开始时间呈先减少后增加的趋势。     

析出相对铝锂合金回复与再结晶的影响

研究了时效析出相对8090铝锂合金回复与再结晶的影响。透射电镜观察表明320℃/8 h时效的试样在350℃温轧后形成的是有残余位错存在的位错胞结构,而450℃/8 h时效的试样中对应的组织是边界整齐的亚晶结构。经500℃/15 min保温,前者是带有混乱晶内位错的亚晶组织,后者是无混乱晶内位错,且具有可动性晶界的亚晶组织。晶界角度测试结果表明,保温后亚晶的平均晶界角度随析出相间距而增大。研究表明,析出相通过对位错的钉扎而影响回复过程,最终影响再结晶核心的形成。     

温度对01420铝锂合金轧制开裂及晶粒细化的影响

采用形变热处理方法制备了01420铝锂合金细晶板材,研究了预热温度、中间退火温度对板材轧制开裂及晶粒细化的影响.结果表明:板材在低温(＜300℃)轧制时常常开裂,将开轧温度提高到400℃,在53%～70%轧制变形量后将板材在340～400℃退火2 h,可解决开裂问题.但中间退火温度对最终的再结晶晶粒大小有很大影响:温度为400℃时,合金发生了明显的部分再结晶,位错密度大大降低,虽获得了82%变形量的无开裂的板材,但再结晶后的晶粒粗大,平均晶粒尺寸约为16μm.温度为340、370℃时,合金发生了回复,无明显的再结晶发生,且退火温度越低,所保留的位错密度越高,81%轧制变形量的合金再结晶晶粒尺寸约为11μm.     

高Cu含量Al-Cu-Li-Sc合金中W(Al8Cu4Sc)相的形成机制

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子探针显微分析(EPMA)、X射线衍射(XRD)以及扫描透射电镜(STEM),研究了一种高Cu含量Al-2.35Cu-4.6Li-0.12Sc(at%)合金在均匀化热处理过程中微观组织演变以及W(Al₈Cu₄Sc)相的形成机制。结果表明:铸态时,合金中的主要凝固相为T_B(Al₇Cu₄Li)相,Sc主要以过饱和固溶体的形式存在于基体中;均匀化后,T_B相完全溶解,基体中的Cu含量增加,Sc含量减少,稳定的W相形成。分析表明,由于T_B相与基体界面是非共格的,W相优先在此界面形核将有利于其形核能的降低。W相形核后通过不断消耗其附着的T_B相上的Cu原子和Al基体中的过饱和Sc原子而逐渐长大,直至形成尺寸1 μm左右的稳定粒子。     

2024铝合金相变的体积分析新方法及其应用

以一种新的材料相变体积定量测量的方法,即比容差法,对2024铝合金热处理过程进行了测量与分析。结果表明：该方法对铝合金的固溶及时效热处理工艺的相转变,都可精确测量与分析。文中对该新方法进行了其他测量方法的定量验证,结果表明：该方法精确,两者的误差在15%以内。在此基础上,以一个具体实例,应用比容差法对铝合金淬透性进行了测量研究。比容差法得到淬透层深度为49 mm,而硬度法得到2024铝合金的淬透层深度为45 mm,两者基本相同,相对差值约9%。由此可见,比容差法可用于铝合金不同冷速的固溶热处理工艺研究,这就为其热处理相变提供了一种新的精确且定量的分析测量方法。     

平衡相对8090Al—Li合金力学性能的影响

研究了一种８０９０Ａｌ－Ｌｉ合金中平衡相Ｔ２（Ａｌ６ＣｕＬｉ３）和δ（ＡｌＬｉ）数量变化对合金室温力学性能的影响。结果表明，合金经过双级时效（２１０－３００℃，４ｈ＋回复处理＋１６０℃，１００ｈ）后，Ｔ２相的大量析出会使合金的强度有所降低，塑性有一定程度升高，而δ相的大量析出迅速降低合金的强度，大幅度提高塑性。     

平衡相对8090Al－Li合金力学性能的影响

研究了一种８０９０Ａｌ－Ｌｉ合金中平衡相Ｔ２（Ａｌ６ＣｕＬｉ３）和δ（ＡｌＬｉ）数量变化对合金室温力学性能的影响。结果表明，合金经过双级时效（２１０－３００℃，４ｈ＋回复处理＋１６０℃，１００ｈ）后，Ｔ２相的大量析出会使合金的强度有所降低，塑性有一定程度升高，而δ相的大量析出迅速降低合金的强度，大幅度提高塑性。     

Effect of 0.3% Sc on microstructure,phase composition and hardening of Al-Ca-Si eutectic alloys

The phase composition, microstructure and hardening of aluminum-based experimental alloys containing 0.3% Sc, 0–14% Si and 0–10% Ca (mass fraction) were studied. The experimental study (electron microscopy, thermal analysis and hardness measurements) was combined with Thermo-Calc software simulation for the optimization of the alloy composition. It was determined that the maximum hardening corresponded to the annealing at 300–350 °C, which was due to the precipitation of Al₃Sc nanoparticles with their further coarsening. The alloys falling into the phase region (Al)+Al₄Ca+Al₂Si₂Ca have demonstrated a significant hardening effect. The ternary eutectic (Al)+Al₄Ca+Al₂Si₂Ca had a much finer microstructure as compared to the Al–Si eutectic, which suggests a possibility of reaching higher mechanical properties as compared to commercial alloys of the A356 type. Unlike commercial alloys of the A356 type, the model alloy does not require quenching, as hardening particles are formed in the course of annealing of castings.     

Kinetic Monte Carlo simulation of microalloying effect in Al-Ag alloys

The kinetic Monte Carlo method, which based on the Multi-States Ising Model, was applied to simulate the effect of microelements on the microstructural evolution of Al-Ag alloys during initial aging stage. The simulation results suggest that the microelements In, Sn and Be have a dramatic depression effect on the Ag clustering because of their strong tendency to co-existed with vacancies. There are no significant effects on the process of Ag clustering in Al-Ag alloys containing Li or Cd, because of little interaction between Li/Cd and Ag/vacancies. Microelements can influence the aging by interacting with vacancies and the atoms of precipitated composition, in which the former seems more important. In this model, ＂vacancy-locking＂ and ＂vacancy clusters＂ are two important mechanisms in the aging process.     

Strengthening contribution of precipitates and anisotropy of yield strength in Al-Li alloys 2090 and 2090 Ce

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＭｏｓｔｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｓｈａｖｅｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄｔｈａｔＡｌ Ｌｉａｌｌｏｙｓｗｉｔｈｔｅｘｔｕｒｅｓｈｏｗｏｐｔｉｍｉｚｅｄｓｔｒｅｎｇｔｈ ｔｏｕｇｈ ｎｅｓｓｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｓ[1～ 3].Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ,ｔｈｅｒｍｏｍｅｃｈａｎｉ ｃａｌｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｓｕｃｈａｓｒｏｌｌｉｎｇａｎｄｓｔｒｅｔｃｈｉｎｇａｒｅｃｏｍ ｍｏｎｌｙｅｍｐｌｏｙｅｄｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＡｌ Ｌｉａｌｌｏｙ…     

Influence of Si content and heat treatment on microstructure of Al-Fe-Si alloys

The effect of Si addition and heat treatment on the Al-5wt.%Fe al oy has been investigated by OM, SEM-EDS and XRD. The results show that the Si plays a significant role in refining the primary Al3Fe phase. It was found that the addition of 3.0wt.% Si made the al oy present the finest and wel -distributed primary Al3Fe phase, but the Al3Fe phase almost disappeared when 5wt.% Si was added. With further increase in the Si content, some Fe-rich phases appeared in the inter-grains and coarsened. In addition, the heat treatments exert a significant impact on the microstructural evolution of the Al-5wt.%Fe-5wt.%Si al oy. After heat treatment for 28 hours at 590 oC, the coarse platelet or blocky Fe-rich phase in Al-5wt.%Fe-5wt.%Si al oys was granulated; the phase transformation from metastable platelet Al3FeSi and blocky Al8Fe2Si to stable Al5FeSi had occurred. With the extension of heat treatment, the Si phase coarsened gradual y.     

Effect of heat-treatment on fatigue property of Al-Li alloy

1　INTRODUCTIONMorethan 80 %ofstructuralmaterials failuresarecausedbyfatiguefailuredirectlyorindirectly [1,2 ] .Al Lialloyhasbeenusedasakindofnewstructuralspaceflightmaterialbecauseofitshighstrengthandlowdensity[3,4 ] .AlthoughalotofresearchesaboutAl Lialloy[58] havebeendoneinthepastfew years ,thede tailedstudyonthefatigueproperty[910 ] hasnotbeendonesomuch .Especially ,therewaslittleresearchonthefatiguecrackinitiatingandpropagatingbehavior.Be causethestrengthofAl Lialloycouldbeaffected…