淬火速度对7085铝合金显微组织和应力腐蚀的影响(英文)

采用力学性能测试、慢应变速率拉伸实验,结合扫描电镜和透射电镜及电化学测试等方法,研究淬火速度对7085铝合金组织和应力腐蚀性能的影响。结果表明,随着淬火速度的降低,合金晶界析出相的尺寸和间距增大,晶界析出相的Cu含量降低;合金的抗应力腐蚀性能随着淬火速度的减少先增强后减弱。晶界析出相的尺寸和分布以及Cu含量是影响合金抗应力腐蚀性能的主要因素。     

淬火速率对AlZnMgCu(Zr)合金断裂行为的影响

通过室温力学性能测试,光学显微镜、扫描电镜和透射电镜研究了淬火速率对AlZnMgCu(Zr)合金断裂行为的影响.结果表明:含Zr小于0.1%合金随着淬火速率的降低,由穿晶破断和沿晶开裂的混合型断裂逐渐转变成沿晶断裂;其主要原因是淬火速率降低使晶界无沉淀析出带(PFZ)宽化.含Zr大于等于0.1%的合金随着淬火速率的降低由穿晶破断为主的断裂逐渐转变成沿晶开裂和穿晶剪切的混合型断裂;沿晶断裂的产生主要是由于晶界无沉淀析出带宽化;穿晶剪切主要是由于慢速淬火过程中晶粒内部析出了大量粗大的η平衡相.     

轧制变形速率对7050铝合金板材淬火敏感性的影响

通过光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、电子背散射衍射以及硬度测试研究轧制变形速率对7050铝合金微观组织演变的影响,分析轧制变形速率影响合金淬火敏感性的微观机理。结果表明:变形速率较小时(5 s?1和8 s?1),合金再结晶分数低,试样中存在大量的亚组织结构,亚晶粒的尺寸较小,晶界较难分辨,为小角度晶界,固溶慢速淬火的试样中少量η平衡相在亚晶界上形核析出;随着变形速率的增加,亚晶长大,晶界平直逐渐向大角度晶界转变,η平衡相在晶界上析出增加,在亚晶内部亦有明显析出;当变形速率升高至15 s?1时,固溶后试样的再结晶百分数明显增加,在大角度晶界处以及再结晶晶粒内出现大量非均匀形核析出,同时,在亚晶区域观察到较多析出,与微观组织演变对应,合金时效态硬度性能测试结果表明:随着轧制变形速率增加,慢速淬火的试样力学性能损失变大,合金淬火敏感性增加。     

7050铝合金的TTP曲线

通过分级淬火方法获得7050铝合金的时间-温度-性能(TTP)曲线.结果表明:合金TTP曲线的鼻尖温度为330 ℃,淬火敏感温度区间为240～420 ℃;等温保温时,过饱和固溶体分解析出第二相粒子,在330 ℃附近,第二相(主要为η平衡相)的析出速率达到最高;随着时间的延长,晶内η相数量增加、尺寸变大,时效后粒子周围出现无沉淀析出区,导致强化效果显著降低;晶界处η相粒子粗化,由不连续分布形貌转变为连续分布形貌,无沉淀析出带宽化;鼻尖温度的高相变驱动力和较快的扩散速率是η相析出和长大的主要原因,建议在淬火敏感区间应加快淬火冷却速率避免平衡相的析出,而高于淬火敏感区间温度时可适当降低冷却速率减小热应力的影响.     

淬火温度对超高强Al-Zn-Mg-Cu合金组织和与性能的影响

强度接近800MPa的超高强Al-Zn-Mg-Cu合金在航空工业上拥有广阔的应用前景,对结构轻量化具有重要意义,但较差的耐蚀性能限制了该合金的应用。本文通过控制淬火用的水介质温度（简称淬火温度）,在超高强Al-Zn-Mg-Cu合金晶间形成淬火析出相来调控耐腐蚀性能。研究对比了经不同温度淬火后的峰时效态微观组织、拉伸力学性能、晶间腐蚀性能以及剥落腐蚀性能,发现：提高淬火温度有助于形成晶内与晶间淬火析出相,促进时效析出相断续分布,并提高了晶间析出相中Cu元素含量;当淬火温度升高至80℃,室温拉伸强度性能仅下降了1.4%,但晶间腐蚀深度降低了约50%,剥落腐蚀由ED级优化为PC-EA级,但继续增加淬火温度则降低耐蚀性能。分析认为,淬火温度在60-80℃之间时,晶界区域形成的淬火析出相提高了晶界电位,阻断了腐蚀扩展通道,同时由于晶内淬火析出相的数量较少,在不显著降低力学性能的前提下提高了耐腐蚀性能。     

铜元素含量对超高强铝合金力学性能淬火敏感性的影响

采用浸入式末端淬火的方法,结合硬度、电导率测试和相图、连续冷却转变曲线计算,通过电子背散射衍射分析、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等微观组织表征方法,研究铜元素含量对超高强AlZn-Mg-Cu合金力学性能淬火敏感性的影响。结果表明：淬火速率从400℃/s降低至70℃/s时,铜含量几乎不影响合金的淬火敏感性;淬火速率从70℃/s降低至4℃/s时,随着铜含量增加,析出驱动力增大,淬火析出相的种类和数量增多、尺寸增大,消耗的相对溶质原子数量增多,合金的淬火敏感性也随之提高;根据晶界及晶内淬火析出相的面积分数差异,发现晶内淬火析出相的数量差异是造成不同合金淬火敏感性差异的主要因素。     

非等温蠕变时效对Al-Zn-Mg-Cu合金力学性能和耐腐蚀性能的影响

研究了非等温蠕变时效处理中升温速率和峰值温度对Al-Zn-Mg-Cu合金回弹性能、力学性能和耐腐蚀性能的影响。通过透射电镜分析了合金的析出行为和时效强化机理。结果表明：随着加热速率的降低和峰值温度的升高,合金的回弹率降低;晶内析出相的尺寸增大,而体积分数先增大后减小;晶界析出相逐渐变得不连续,无析出区扩大。经非等温蠕变时效（20℃/h,180℃）处理后的合金主要析出相为致密的η’相,晶界析出相不连续,无析出区的宽度约为44.2 nm。非等温蠕变时效（20℃/h,180℃）处理的合金力学性能和耐腐蚀性能均优于常见的等温蠕变时效（120℃,24 h）处理的合金,并且时效时间缩短了67%。     

7050铝合金淬火敏感性研究和微观组织分析

通过分级淬火方法测定了7050铝合金的TTT曲线,采用TEM和JMA方程等分析手段研究了固溶、等温淬火和时效过程中微观组织的演变规律及其动力学特性.结果表明,合金TTT曲线的鼻尖温度在330℃附近,淬火敏感区间为300~380℃,高温区(400~450℃)淬火敏感性低于低温区(210~270℃);等温保温过程中过饱和固溶体主要析出以Al3Zr粒子为形核核心的片层状h平衡相及少量针状S相,随保温时间延长析出相体积分数快速增加,同时在晶界排列变得连续而粗化、无沉淀析出带(PFZ)宽化,在远离鼻尖的温度下保温合金析出速率减慢,在晶界排布连续化和粗化程度降低;JMA方程中反映析出相形态的常数n在0.50~0.65的范围内,析出相特征以片层状相为主、针状相为辅.     

淬火速率对含Sc(Zr)高强韧Al-Zn-Mg-Cu合金微观组织和力学性能的影响

通过末端淬火实验(JEQ)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)研究一种热挤压Al-Zn-Mg-Cu-Sc-Zr棒材的淬火敏感性。结果表明:随着距离淬火端越远,冷却速率从1800℃/min下降至111℃/min,合金硬度从150 HB下降至133 HB,抗拉强度从430 MPa下降至375 MPa。当冷却速率为131.2℃/min时,合金的硬度为135 HB,合金淬透深度约为93mm。随着冷却速率的降低,端淬时远离淬火端位置,平衡η相先后在晶界、晶内处析出、长大、粗化;时效后,析出的η′强化相的数量减小;时效后,合金内出现无沉淀析出带(PFZ),晶界的PFZ变宽,宽化至160 nm。     

热变形参数对Al-Zn-Mg-Cu铝合金淬火敏感性的影响

采用热压缩试验、光学显微镜和透射电子显微镜研究热变形参数对Al-Zn-Mg-Cu铝合金淬火敏感性的影响。结果表明:随Z参数值增加,硬度先增加后减小,再结晶程度和淬火敏感性则先减小后增加,在ln Z为28.44～28.62的范围内,室温水淬硬度值最大,为188.8HV,而再结晶分数最小,为3.5%,空气淬火较室温水淬火硬度下降率最小,为2.5%。根据Z参数值范围确定淬火敏感性最小区间对应的热变形加工制度为变形温度387～434℃、变形速率0.23～1.23 s_(-1),变形温度443～450℃、变形速率0.61～1.77 s_(-1)。淬火敏感性是由于微观组织中的Al_3Zr粒子、晶界及亚晶界析出粗大η相导致过饱和固溶体溶度降低所致。不同的热变形制度会导致组织中Al_3Zr粒子相界、晶界及亚晶界含量不同。当三者协同影响最小时,合金具有最小的淬火敏感性。随着Z参数值增加,Al_3Zr粒子尺寸及与基体的错配度与再结晶程度趋势相同,尺寸与错配度越小析出粗大η相尺寸越小,面积分数越低。     

热变形温度对7055铝合金热处理组织和力学性能的影响(英文)

采用Gleeble-1500D热模拟试验机对7055铝合金进行多道次热压缩试验,并对热压缩试样进行T6热处理。采用TEM、OM观察热压缩试样与热处理试样的组织形貌,并对热处理7055-T6试样进行拉伸试验,研究变形温度对7055铝合金多道次热压缩后组织、热处理后的显微组织与力学性能的影响。结果表明:热变形温度不仅影响多道次热压缩后试样的组织,而且显著影响该合金热处理后的组织和力学性能。在本试验条件范围内,随着温度的升高,经多道次热压缩后试样的晶粒长宽比先减小然后增加,位错密度降低,亚晶尺寸增加,热压缩过程中发生再结晶;热处理后合金中再结晶晶粒体积分数先降低后增加。再结晶体积分数越小,合金的强度越高。当温度为400°C时,再结晶体积分数最小,约为45%,并且合金的抗拉强度和伸长率达到最大值。     

Microstructure homogeneity regulation of 7050 aluminum forgings by surface cumulative plastic deformation

To regulate the microstructure homogeneity of large aluminum structural forgings for aircraft, the surface cumulative plastic deformation was proposed. The microstructure of 7050 aluminum forgings after the surface cumulative plastic deformation was investigated by electron backscatter diffraction (EBSD), transmission electron microscopy (TEM), and X-ray diffraction (XRD). The results showed that the microstructure evolution of 7050 aluminum forgings was more sensitive to the deformation temperature than the strain rate. The dislocation density continued to increase with the decrease of the deformation temperature and the increase of the strain rate. Dislocation density and stored energy were accumulated by the surface cumulative plastic deformation. Besides, a static recrystallization (SRX) model of 7050 aluminum forgings was established. The SRX volume fraction calculated by this model was in good agreement with the experimental results, which indicated that the model could accurately describe the SRX behavior of 7050 aluminum forgings during the surface cumulative plastic deformation.     

锻态TB6钛合金热变形行为及组织演变

在THERMECMASTER-Z型热模拟试验机上,对锻态TB6钛合金在真应变为0.92、变形温度为800℃～1150℃、应变速率为0.001s-1～1s-1的条件下进行等温恒应变速率压缩试验,分析合金在β单相区条件下的热变形特点,并观察金相组织。结果表明,应变速率对合金流动应力的影响较显著;而变形温度对合金流动应力的影响在较高应变速率时较大,在较低应变速率时较小。动态再结晶晶粒尺寸和动态再结晶体积分数,随温度的升高而增大,随应变速率的增大而减小。从晶粒细化和动态再结晶组织均匀性考虑,当真应变为0.92时,变形温度选择在950℃～1050℃之间,应变速率选择在0.01s-1为宜。     

2195铝锂合金的热变形行为

在Gleeble-1500热模拟机上实施热压缩试验,研究2195铝锂合金在变形温度360~500 ℃,应变速率0.1~10 s^-1时的热变形行为,并通过OM和EBSD研究了热变形中微观组织的演变。基于动态材料模型理论及Zener-Holloman参数,构建了2195铝锂合金的应变量为50%时的加工图及本构方程。结果表明,流变应力随变形温度降低或者应变速率的增加而提高,高温软化机制包括动态回复与动态再结晶。利用加工图及显微组织分析确定了试验参数范围内热变形过程的最佳工艺参数为480 ℃/10 s^-1;发现失稳区形变组织和再结晶组织呈层状交替分布,且随着变形温度降低,形变组织层厚度增加;稳定区的微观组织具有明显的动态再结晶特征,形变组织基本消失。     

Microstructure and texture evolution of 6016 aluminum alloy during hot compressing deformation

Microstructure and texture in 6016 aluminum alloy during hot compression were researched with a uni- axial compression experiment. Through the electron back- scattered diffraction （EBSD） and X-ray diffraction （XRD） analysis technology, it is shown that the subgrain nucle- ation and recrystallization occur in 6016 aluminum alloy during hot compressing, and strong rolling textures such as （110） fiber texture, Brass, S, and Goss form. With the deformation passes increasing, （110） fiber texture, Brass and S are enhanced. In the heat preservation stage after deformation, recrystallization continues until heat preser- vation for 60 s, and a duplex microstructure of deformation and recrystallization grains is built. At the beginning of heat preservation, recrystallization grains with the Goss texture and random orientation are formed in original grains with S or Brass texture, which makes the volume fraction of S and Brass texture decrease. Then, the complex grain growth process makes the volume fraction of Brass, S, and Goss texture increase, while that of random orien- tation decrease.     

Mg-6Gd-1.2Y-0.53Zr合金的热变形行为及热加工图

采用热模拟试验法研究了变形温度(340～500℃)和应变速率(0.01～25 s^-1)对均匀化态Mg-6Gd-1.2Y-0.53Zr合金动态再结晶(DRX)临界应变及体积分数的影响,通过构建热加工图优化了其热加工工艺参数范围。结果表明,在0.01～1 s^-1的低应变速率下,该合金的动态再结晶(DRX)临界应变量随变形温度的升高而升高,而在10～25 s^-1高应变速率下,DRX临界应变量随变形温度的升高而略微下降。应变速率及变形温度的升高都使DRX体积分数增大,在500℃、25 s^-1条件下,合金的动态再结晶体积分数最高,达90.0%。根据构建的热加工图,当变形量在30%～80%之间时,较佳的热加工工艺区间为400～500℃、0.01～1 s^-1以及420～500℃、10～25 s^-1。在10～25 s^-1应变速率下,当变形量为10%～80%时,合金最适宜的变形温度为460～500℃。     

13Cr超级马氏体不锈钢热压缩变形行为与组织演变

通过Gleeble-3500热模拟试验机对13Cr超级马氏体不锈钢进行单道次压缩变形试验,系统研究变形温度在950~1150 ℃、应变速率为0.001~10 s^-1条件下的热变形行为。利用双曲正弦模型建立了13Cr超级马氏体不锈钢的流变应力本构方程,求得试验钢的热变形激活能为412 kJ/mol,并基于动态材料模型(DMM)理论绘制了材料的热加工图,得出材料的最佳热变形工艺参数窗口为:变形温度1032~1072 ℃,应变速率0.039~0.087 s^-1。组织演变结果表明,试验钢在高变形温度和低应变速率的条件下,容易发生动态再结晶。当应变速率一定时(0.01 s^-1),变形温度从950 ℃升到1050 ℃,动态再结晶的体积分数从18.7%升高到60.1%,组织的再结晶程度提高,晶粒均匀细小;当变形温度一定时(1050 ℃),随着应变速率的降低,动态再结晶的晶粒长大粗化。     

Flow Behavior and Microstructures of Inconel 625 Superalloy at the Elevated Temperature

The deformation behavior of Inconel 625 superalloy was investigated by means of hot compression tests. The flow stress curves were obtained in the temperature and strain rate ranges of 950-1200 ℃ and 0.01-10 s-1, respectively. Optical microscopy was used to evaluate the microstructural evolution of the alloy under different conditions examined. The results show that the flow stress decreases with decreasing strain rate and increasing temperature, and the activation energy is about 654.502 kJ/mol. Microstructure observations show that with increasing temperature, the sizes and volume fraction of dynamic recrystallization (DRX) grains increase. The strain has no remarkably effect on the sizes of DRX grains, but with increasing strain the volume fraction of DRX grains increases. During hot compression of Inconel 625 superalloy at elevated temperature, the occurrence of DRX was the main softening mechanism. The DRX mechanism of Inconel 625 superalloy can be mainly attributed to the discontinuous dynamic recrystallization (DDRX).     

IN690合金的高温本构模型及动态再结晶模型

IN690合金在热加工过程中,存在一些复杂的冶金现象(包括:加工硬化(WH)、动态回复(DRV)和动态再结晶(DRX)等),为了揭示这些现象,通过热压缩试验创建了IN690合金的高温本构方程和DRX模型,分析了IN690合金的DRX机制。此外还利用有限元模拟(Deform-3D)软件对IN690合金的DRX过程进行模拟。结果显示,在一定的应变下,IN690合金的动态再结晶体积分数(X_DRX)随变形温度的上升或应变速率的降低而增大。     

热变形条件对7085铝合金晶粒结构和性能的影响(英文)

通过光学显微镜、透射电镜和力学与断裂性能测试,研究热变形条件对7085铝合金晶粒结构和性能的影响。结果表明,动态再结晶的体积分数随着Z值的减少而增加,静态再结晶的体积分数随着Z值的减少而降低。经固溶时效后,合金的力学性能和断裂性能随着Z值的增加先升高后降低。建立了综合变形和固溶过程中的显微组织演化图。在考虑显微组织和性能的基础上,合金优化的Z参数变形条件为1.2×10109.1×1012.