退火处理对Al/ZE42/Al复合板界面组织和腐蚀行为的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、盐水浸泡等方法研究了退火热处理工艺对Al/ZE42/Al复合板界面微观组织和该复合板在5.0%Na Cl(质量分数)水溶液中腐蚀行为的影响。实验结果表明:Al/ZE42/Al复合板经退火处理后,界面区域发生Mg和Al等元素的互扩散,界面扩散层包含2个反应层,靠近ZE42镁合金一侧的反应层为Mg_(17)Al_(12)相,靠近Al板一侧的反应层为Al_3Mg_2相,随着退火温度的升高或者保温时间的延长,ZE42/Al界面扩散层的厚度增加,ZE42镁合金发生了再结晶组织转变;退火热处理没有明显改善Al/ZE42/Al复合板的耐腐蚀性能,提高了腐蚀速率,其腐蚀机制为复合板边部向内部扩散而导致的电偶腐蚀加剧。     

退火温度对Mg-Li/Al复合板界面组织与结合强度的影响

通过温轧制备5083Al/Mg-9.5Li-2Al/5083Al复合板,经200℃～400℃退火1h处理,利用扫描电子显微镜(SEM)和EDS对所制备的复合板进行显微组织结构观察,采用粘连法测试退火复合板的结合强度。结果表明,200℃温轧可以制备出界面结合良好的5083Al/Mg-9.5Li-2Al/5083Al复合板;复合板在350℃以上退火可形成连续的扩散层,扩散层由靠近镁锂合金一侧的Mg17Al12相和靠近铝合金一侧的Al3Mg2相组成,Li原子固溶于Al3Mg2相中;结合强度测试结果表明,当退火温度为350℃时,界面结合强度最高,达到了20MPa。     

退火工艺对Al/Mg/Al复合板组织及界面扩散的影响

通过累积叠轧法制备出Al/Mg/Al三明治复合板,采用超景深光学显微镜、扫描电镜和能谱仪研究了退火工艺对Al/Mg/Al复合板组织和界面扩散动力学的影响。结果表明:退火处理后,Mg层中的剪切带和变形组织消失,晶粒明显长大,且Mg/Al界面原子间的扩散加剧。随着退火温度的升高,扩散层厚度逐渐增加,产生了金属间化合物Al_3Mg_2和Mg_(17)Al_(12)。扩散层厚度受到退火温度和时间的共同影响,退火过程中Mg/Al界面的扩散机制为扩散层厚度以抛物线状的方式生长。     

镁铝轻质复合板多层挤压复合工艺

采用挤压工艺对AZ31镁合金板和6061铝合金板进行多层挤压复合,结合扫描电镜、能谱分析仪、金相显微镜、EBSD以及万能拉伸试验机等分析手段,研究了不同坯料层数对AZ31/6061复合板的微观组织及力学性能的影响。实验结果表明:复合板镁合金侧中存在大量的细小再结晶晶粒和少量变形组织,复合板铝合金侧的晶粒呈现典型的带状结构,且周围有大量细小再结晶晶粒生成;此外,复合板中Mg/Al界面具有良好的冶金结合,且有不同厚度的界面反应层生成,其中P1板的界面反应层以Mg_2Al_3为主,P2板靠近镁合金侧有Mg_(17)Al_(12)生成,靠近铝合金层有Mg_2Al_3生成。     

热处理对累积叠轧制备Al/Mg/Al复合板材微观组织演变及力学性能的影响

利用累积复合轧制法制备出叠轧2道次的Al/Mg/Al复合板,然后在250℃真空环境下对复合板材板分别进行了保温时间10、60、120 min的退火处理,进一步利用金相显微镜和扫描电镜研究了其微观组织的演变过程,并且分析退火处理对力学性能的影响。结果表明,在叠轧过程中Al层和Mg层复合界面上会形成由Al_3Mg_2和Al_(12)Mg_(17)组成的中间相。随着退火保温时间的延长,中间相的厚度逐渐增加,平均厚度由13.1μm增加到15μm。在退火过程中Al层和Mg层发生了不连续再结晶。随保温时间的增加,复合板材的硬度先下降后增加。     

等通道转角挤压制备7075Al/AZ31复合板界面组织及结合强度

在573 K,通过等通道转角挤压成功制备了7075Al/AZ31复合板,并采用SEM、EDS、XRD和剪切实验研究了挤压道次及退火温度对复合板界面层组织和性能的影响及剪切断裂面的组成。结果表明:1道次等通道转角挤压制备的复合板界面处形成厚度为20μm均匀致密的扩散层,由Al_3Mg_2相和Mg_(17)Al_(12)相组成,Al_3Mg_2相层厚(17μm)是Mg_(17)Al_(12)相层厚(3μm)的5.6倍。2道次等通道挤压后,扩散层厚度无变化,但是出现了裂纹,剪切强度大幅下降,剪切断裂面发生在Al_3Mg_2相层。复合板界面层在473 K退火,扩散层厚度无变化,裂纹无改善,剪切强度略有提高;573 K退火,复合板扩散层中的Al_3Mg_2相层和β-Mg_(17)Al_(12)相层均急剧增厚,微裂纹被焊合,剪切强度均大幅下降。在相同处理状态下,1道次ECAP复合板剪切强度均高于2道次ECAP复合板,473 K退火处理后,强度高出30.11%。573 K退火处理后,强度高出12.4%。故利用等通道转角挤压法制备7075Al/AZ31复合板,1道次比较合适,扩散层退火温度不宜超过473 K。     

等通道转角挤压制备7075Al/AZ31复合板界面组织及结合强度北大核心CSCD

在573 K,通过等通道转角挤压成功制备了7075Al/AZ31复合板,并采用SEM、EDS、XRD和剪切实验研究了挤压道次及退火温度对复合板界面层组织和性能的影响及剪切断裂面的组成。结果表明:1道次等通道转角挤压制备的复合板界面处形成厚度为20μm均匀致密的扩散层,由Al_3Mg_2相和Mg_(17)Al_(12)相组成,Al_3Mg_2相层厚(17μm)是Mg_(17)Al_(12)相层厚(3μm)的5.6倍。2道次等通道挤压后,扩散层厚度无变化,但是出现了裂纹,剪切强度大幅下降,剪切断裂面发生在Al_3Mg_2相层。复合板界面层在473 K退火,扩散层厚度无变化,裂纹无改善,剪切强度略有提高;573 K退火,复合板扩散层中的Al_3Mg_2相层和β-Mg_(17)Al_(12)相层均急剧增厚,微裂纹被焊合,剪切强度均大幅下降。在相同处理状态下,1道次ECAP复合板剪切强度均高于2道次ECAP复合板,473 K退火处理后,强度高出30.11%。573 K退火处理后,强度高出12.4%。故利用等通道转角挤压法制备7075Al/AZ31复合板,1道次比较合适,扩散层退火温度不宜超过473 K。     

热处理对铝/镁合金复合板连接界面组织和性能的影响

对爆炸焊接方法制备的铝/镁合金复合板进行不同温度的后续退火处理。分别采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和电子背散射衍射仪(EBSD)对复合板接合界面的扩散层成分、物相以及组织形貌特征进行了分析。结果表明:随着退火温度的升高,复合板接合界面镁铝金属间化合物扩散层的厚度呈增大的趋势;扩散层由两层组成,分别为靠近镁合金一侧的Mg_(17)Al_(12)相金属间化合物层和靠近铝合金一侧的Mg_2Al_3相金属间化合物层;Mg_(17)Al_(12)相扩散层的组织形貌呈现柱状晶形态,而Mg_2Al_3相扩散层呈现细小的等轴晶形态。对复合板进行拉伸试验分析,结果表明:随着退火温度的升高,复合板的抗拉强度呈现下降的趋势,而伸长率呈现逐渐增大的趋势;退火铝/镁合金复合板的失效断裂路径为沿着Mg_(17)Al_(12)相扩散层及Mg_2Al_3相扩散层的接合界面。     

浇注温度对消失模铸造固-液复合Al-Mg双合金界面层的影响

采用消失模铸造工艺制备了固-液复合Al-Mg双合金,通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线衍射仪(XRD)等研究了浇注温度对Al-Mg双合金界面层的影响。结果表明,随着浇注温度升高,界面层厚度增加。当浇注温度为730℃时,Al-Mg双合金界面层较为致密,且厚度均匀;当浇注温度较低时,Al-Mg双合金界面层存在较多孔隙缺陷;浇注温度较高时,Al-Mg双合金界面层各处厚度不均匀。在不同浇注温度下,Al-Mg双合金铸件界面处都形成了3个不同的反应层,分别是靠近Mg基体侧的Mg17Al12+δ-Mg共晶组织层、中间的Mg_(17)Al_(12)+Mg_2Si层和靠近Al基体侧的Al3Mg2+Mg2Si层。     

全包覆1060/AZ31/1060复合板的界面组织

采用搅拌摩擦焊结合热轧法制备了全包覆1060/AZ31/1060复合板,通过Deform-3D有限元分析了道次压下量和热轧温度对复合板中间层镁板的边部损伤的影响,并研究了不同退火温度和时间对界面扩散层的影响。结果表明:提高热轧温度、减小单道次压下量有利于降低中间层镁板边部损伤值,提高复合板质量;1060/AZ31/1060复合板经过退火处理后,界面区域发生镁和铝等元素的互扩散,镁铝界面层由机械结合变成冶金结合,靠近AZ31镁合金一侧反应层为Mg_(17)Al_(12)相,靠近铝板一侧为Mg_2Al_3,热处理过程中产生的第二相有Mg_(17)Al_(12)、Mg_2Al_3、Al_5Mg_(11)Zn_4和Al_6Mn相;热处理温度在400℃,在保温时间为8 h条件时,界面扩散层厚度能达到59.2μm。     

6061 Al/AZ31B Mg/6061 Al对称复合板的组织与力学性能（英文）

在理论分析与模拟计算的基础上,通过热轧制备了6061 Al/AZ31B Mg/6061 Al对称复合板,并对其组织结构和力学性能进行了研究。首先通过经典复合板理论计算得到了复合板中6061 Al的最佳包覆率,再通过有限元方法模拟得到了复合板的最佳压下率。依据理论分析和仿真计算得到了铝的最佳包覆率和复合板的最佳压下率,对6061 Al/AZ31B Mg/6061 Al复合板进行组坯,并在不同轧制温度、不同压下率和不同退火时间下进行了轧制实验,最后对实验得到的复合板进行了拉伸性能测试、微观组织和能谱分析。结果表明,在复合板的复合界面处的镁层中发现了再结晶晶粒,且界面上形成了由Mg_(17)Al_(12)和Mg_2Al_3组成的金属间化合物;随着轧制压下率的增大,6061 Al/AZ31B Mg/6061Al复合板的抗拉伸强度、延伸率和界面扩散厚度显著增大;随着轧制温度的升高,复合板的抗拉伸强度、延伸率和界面扩散厚度也增大;而随着退火时间的增加,复合板的抗拉伸强度降低,但界面扩散厚度增加。     

Al5052/Mg-9.5Li-2Al覆板的界面组织与力学性能(英文)

通过冷轧制备出了Al5052/Mg-9.5Li-2Al合金复合板,研究了复合板退火后的组织与力学性能。结果表明:退火后复合板的结合界面上没有出现类似裂纹或孔洞的缺陷。经623或623 K以上的温度退火后,合金复合的界面形成反应相。Mg-9.5Li-2Al板和Al5052板之间结合界面处的主要反应相依次为α-Mg+β-Li相、Mg17Al12相、Li-dissolved Al3Mg2相和α-Al。在一定温度范围内,随退火温度的升高,界面结合强度逐渐增加。当退火温度为623 K时,复合板的结合强度达到最大值17.83 MPa,而且具有良好的塑性,延伸率达到18.7%,另外,界面未出现剥离现象。当退火温度为673 K时,覆板的拉伸性能由于界面剥离而恶化。     

Interfacial Microstructure and Mechanical Properties of Al5052/Mg-9.5Li-2Al Alloy Clad Plates

通过冷轧制备出了Al5052/Mg-9.5Li-2Al合金复合板,研究了复合板退火后的组织与力学性能。结果表明:退火后复合板的结合界面上没有出现类似裂纹或孔洞的缺陷。经623或623 K以上的温度退火后,合金复合的界面形成反应相。Mg-9.5Li-2Al板和Al5052板之间结合界面处的主要反应相依次为α-Mg+β-Li相、Mg17Al12相、Li-dissolved Al3Mg2相和α-Al。在一定温度范围内,随退火温度的升高,界面结合强度逐渐增加。当退火温度为623 K时,复合板的结合强度达到最大值17.83 MPa,而且具有良好的塑性,延伸率达到18.7%,另外,界面未出现剥离现象。当退火温度为673 K时,覆板的拉伸性能由于界面剥离而恶化。     

热处理对消失模铸造固-液复合Al/Mg双金属界面组织的影响

研究了不同热处理方式对消失模铸造固-液复合Al/Mg双金属界面组织的影响,探索适合Al/Mg双金属铸件的热处理新工艺。结果表明,均匀化退火+空冷的热处理方式会使Al/Mg双金属界面层产生裂纹缺陷,主要由于在较快的冷却速度下,基体和界面金属间化合物的膨胀系数不同,界面处应力较大,易开裂;而均匀化退火+炉冷的方式下Al/Mg双金属界面层未产生裂纹缺陷,且在Al基体和Al_3Mg_2+Mg_2Si反应层间产生了一个由Al(Mg)固溶体+Mg_2Si组成的新扩散层。随着均匀化退火时间的增加,新的扩散层厚度不断增加,界面处Al_(12)Mg_(17)+δ-Mg共晶反应层的δ-Mg晶粒尺寸逐渐增大,镁基体中的Al_(12)Mg_(17)相不断固溶到初生相中。多级均匀化退火+时效处理相比于单级均匀化退火更能使界面层的组织和成分均匀,并促使镁基体中的Al_(12)Mg_(17)相呈细小层片状析出。     

Mg/Al真空扩散焊接头界面的显微组织和力学性能

对Mg/Al异种金属进行真空扩散焊接,采用SEM和XRD等手段分析接头界面微观结构和相成分,研究Mg/Al界面组织结构的演变规律,测试接头的抗弯强度。结果表明:真空扩散焊接能够实现Mg1/Al1060的连接;扩散焊接过程中,界面发生扩散反应生成中间相Mg_2Al_3和Mg_(17)Al_(12),且Mg_2Al_3相生长速率要快于Mg_(17)Al_(12)相;中间相由初始的岛状组织,经纵向长大相互连接,最后形成均匀平直的扩散反应层;接头最高抗弯强度为36.3MPa,断裂发生在扩散反应层,属于准解理断裂。     

AZ91D镁合金表面堆焊Al-Si合金涂层微观组织及分析

目的在镁合金上堆焊Al-Si合金涂层,分析Mg/Al界面处过渡区的组织、成分与形成过程。方法采用低成本、高效的直流脉冲熔化极气体保护焊(DC-PMIG welding),在低热输入下将ER4043(AlSi5)焊丝堆焊到AZ91D镁合金表面,形成Al-Si合金涂层。采用金相显微镜、扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪分析Mg/Al过渡区的微观组织,讨论过渡区的组织、成分,并分析其形成过程与机理。结果过渡区分为两部分。区域Ⅰ的主要成分依次为Mg+Al_(12)Mg_(17)、Al_(12)Mg_(17)、Al_(12)Mg_(17)+Al_3Mg_2和Al_3Mg_2,不规则块状Mg_2Si相弥散分布于其中。区域Ⅱ的主要成分为柱状α-Al,表面析出了大量点状Al_3Mg_2,α-Al柱状晶晶界处存在黑色点状Mg_2Si。结论直流脉冲熔化极气体保护焊能够在AZ91D镁合金表面制备Al-Si合金涂层,基体与涂层之间存在过渡区,过渡区中不同位置的镁、铝相对含量不同,成分也不相同。区域Ⅰ与区域Ⅱ中Mg_2Si不同的析出顺序,使其微观结构不同:Mg_2Si在镁含量相对较多的区域Ⅰ中优先析出并长大,形成块状Mg_2Si;而区域Ⅱ中率先析出α-Al,随后在α-Al晶界处形成了黑色点状Mg_2Si。     

室温累积叠轧Mg/Al多层复合板材的界面表征

通过室温累积叠轧技术制备了Mg/Al多层复合板材,借助SEM、EDS、TEM和同步辐射CT形貌观察等先进表征手段对累积叠轧Mg/Al金属复合板材界面结合进行表征,揭示累积叠轧Mg/Al金属复合板材界面宏观结合状态以及微观界面结构。结果表明,Mg/Al复合板材界面总体上结合良好,没有明显孔洞和开裂,但板材内部仍然存在一些孔洞和局部微小裂纹。3次循环后Mg/Al界面处形成了厚度为150 nm的Mg_(17)Al_(12)层。Mg和Mg_(17)Al_(12)之间存在一种确定的晶体学位相关系[111]Mg_(17)Al_(12)//[1210]Mg、(110)Mg_(17)Al_(12)//(1011)Mg,而Mg_(17)Al_(12)和Al之间是否有位相关系并不明显。     

Al 7075和Mg AZ31合金扩散连接:工艺参数、显微组织分析和力学性能（英文）

采用扩散连接方法在压力范围10~35 MPa、温度430~450°C、时间60 min,真空13.3 mPa条件下连接Al 7075和Mg AZ31合金。采用扫描电子显微镜、X射线能谱和X射线衍射分析合金的显微组织演变、相分析和元素分布。结果表明:25 MPa为最佳的压力条件,在此条件下接头发生最小的塑性变形;在界面过渡区可观察到含不同金属间化合物如Al_(12)Mg_(17),Al_3Mg_2和α(Al)的固溶体反应层;随着温度的升高,反应层的厚度增大,更多的铝原子扩散进入镁合金,且界面朝着铝合金移动;在温度440°C、压力25 MPa下得到最大的结合强度38 MPa。断口形貌研究表明,脆性断裂来自于Al_3Mg_2相。     

Al/LZ91/Al三层复合轧制板材组织及界面扩散行为

采用金相显微镜,扫描电镜,观察了Al/LZ91/Al复合板界面组织和形貌,研究了不同退火参数对复合板界面扩散和拉伸性能的影响,并建立了扩散方程。结果表明,Al/LZ91/Al三层复合板退火后中间层LZ91镁合金发生了回复和再结晶,先前轧制被拉长而变形了的晶粒退火后转变为均匀而细小的等轴晶粒。Al/LZ91/Al三层复合板退火后界面发生了Mg和Al等元素的扩散,界面由基体α-Mg+β-Li相、Mg17Al12相、Al3Mg2相以及α-Al相等组成;退火温度为300℃保温1h后的三层复合板抗拉强度和伸长率最大,分别达到130 MPa和15.8%。     

超声作用时间对超声辅助瞬间液相扩散连接MB8/Ni/LY12异种金属接头形成的影响

采用纯镍中间层对镁/铝异种合金进行超声辅助瞬间液相扩散焊(U-TLP),实现大气环境下无钎剂快速有效连接。结果表明:在520℃时,超声10 s,Mg母材首先与Ni箔发生共晶反应,生成Mg_2Ni+α-Mg共晶液相,Al侧存在破碎的母材和中间层颗粒,无明显反应物。随着超声作用时间延长至15 s时,Al母材与Ni发生扩散连接生成Al_3Ni层。在超声30 s时,Ni箔消失,接头内产生大量Al_3Mg_2、Al_(12)Mg_(17),其严重影响了接头的连接,剪切强度仅为20.2 MPa。当超声时间为15 s时,剪切强度达到最大值31.2 MPa,断裂位置是接头中Al侧Al_3Ni层。