形变热处理对AI-zn-Mg-Cu合金板材组织与硬度的影响

研究了形变热处理(TMT:固溶-淬火-预析出-轧制)Al-7.81Zn-1.81Mg-1.62Cu合金板材中MgZn2等第二相粒子的析出形貌和数量及其对板材组织、织构和硬度的影响.结果表明,在TMT过程中形成的纳米/亚微米尺寸MgZn2粒子,在固溶处理过程中对亚晶界/晶界迁移形成了强烈的阻碍作用,但不会诱发粒子激发形核(PSN)再结晶.在本文实验条件下,合适的TMT制度可大幅降低材料的再结晶分数,载荷为29.4 kN的Vickers硬度由176 HV提高至203HV(提高了约15%).     

固溶-时效对Al-Zn-Mg-Sc-Zr合金板材组织与性能的影响

采用力学性能、电导率测试、金相和电子显微分析技术,研究固溶-时效处理对Al-Zn-Mg-Sc-Zr铝合金板材组织与性能的影响。结果表明:Al-Zn-Mg-Sc-Zr合金板材的最佳热处理制度为(470℃,1 h,水淬)+(120℃,24 h);在此条件下,合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率、硬度和电导率分别为587 MPa、564 MPa、8.95%、155HB和34.5%(IACS);固溶过程中,适当提高固溶温度或延长固溶时间,合金中过剩相逐渐减少,基体过饱和程度增加;时效过程中,固溶体析出η′(MgZn2)和η(MgZn2)相,随时效时间延长,晶内析出相η′粗化,晶界上平衡相也粗化,与此同时,晶界无析出带宽化;合金的高强度来源于微量Sc、Zr引起的亚晶强化、Al3(Sc,Zr)粒子和η′相的析出强化。     

喷射沉积SiCp/7090Al复合材料固溶组织及力学性能

采用多层喷射共沉积技术制备了SiCp/7090Al复合材料锭坯,对其进行了热挤压变形,研究了固溶处理对复合材料显微组织及力学性能的影响.结果表明,挤压态SiCp/7090Al复合材料的基体合金中存在大量短棒状的MgZn2相及圆形的CuA12相颗粒,晶粒内部的MgZn2粒子长约200 nm,直径约60 nm;晶粒内的CuAl2相为直径40～420 nm的球形粒子,主要分布在晶界或近晶界区域.确定了最佳固溶温度为475 ℃,固溶时间为1 h.经过固溶处理后,析出相颗粒MgZn2及CuAl2粒子溶入到基体,复合材料棒材的力学性能为:σb＝610 MPa,δ＝2.0%.     

含锰高强铝合金微观组织分析

利用喷射成形方法制备了Al-Zn-Mg-Cu-Mn合金,并用XRD,OP,SEM,TEM等测试方法,分析了铝合金在沉积态、挤压态和固溶态时的显微组织。研究结果表明,沉积坯主要由等轴晶构成,晶粒平均直径为22μm。沉积坯中第二相粒子主要为MgZn2和Al6Mn相,MgZn2相在晶内弥散析出,Al6Mn相主要沿晶界析出。在挤压过程中,在晶体内析出了四方晶格的CuAl2相。在随后的固溶过程中,在固溶温度达到480℃时,MgZn2相大部分都已经回溶。当固溶温度达到500℃时,出现再结晶,在挤压过程中出现的织构消除,部分Al6Mn相回溶。     

Al_3Zr析出对Al-7.81Zn-1.62Mg-1.81Cu合金组织和织构的影响

研究三级均匀化对Al-7.81Zn-1.62Mg-1.81Cu(AA7085)合金铸锭中Al3Zr粒子析出行为,以及Al3Zr粒子析出状态对轧制板材的微结构与织构的影响。结果表明:铸锭三级均匀化处理第二级的加热温度显著影响MgZn2和Al3Zr粒子的析出行为;大量析出的MgZn2平衡相粒子作为Al3Zr粒子析出的异质核心,促进了Al3Zr粒子在晶内和晶界的均匀析出,弱化轧制板材中沿β取向线分布的{112}<111>和{123}<634>织构,抑制了{001}<100>再结晶织构,降低了再结晶分数。     

固溶时效处理对Mg-4Zn-0.3Zr合金显微组织及阻尼性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、动态热分析仪和X射线衍射仪研究了固溶时效处理对Mg-4Zn-0.3Zr合金显微组织和阻尼性能的影响。结果表明,铸态合金晶粒尺寸约121μm,晶界粗大且有MgZn、MgZn₂和Mg₇Zn₃相分布;固溶处理后,晶界处的MgZn、MgZn₂和Mg₇Zn₃相基本溶入基体;时效处理后,晶界处有少量的颗粒状MgZn和MgZn₂相析出。在低应变振幅区,铸态合金阻尼性能最好,在高应变振幅区,固溶态阻尼性能最好,固溶+时效态合金阻尼曲线的斜率最大;3种状态合金在低温区的阻尼峰均由晶界阻尼峰和位错阻尼峰叠加构成,固溶态和固溶+时效态合金在高温区的阻尼峰为弛豫型阻尼峰。     

固溶-时效对01975Al-Zn-Mg-Sc合金板材组织性能的影响

采用拉伸力学性能、硬度、电导率测试、金相和电子显微分析技术,研究了固溶-时效处理对01975Al-Zn-Mg-Sc合金板材组织与性能的影响。结果表明:01975铝合金板材最佳固溶时效制度为470℃1 h固溶+120℃24 h时效。在此条件下,合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率、硬度和电导率分别为532 N/mm2、496 N/mm2、15.07%、176.1HB和34.3%(IACS)。合金的高强度来源于Al3(Sc,Zr)粒子引起的亚晶强化和η'相引起析出强化。     

固溶-时效处理对B93合金锻件组织与性能的影响

采用力学性能测试、金相、X射线衍射物相分析、电子显微分析研究了固溶-时效处理对B93合金锻件组织和性能的影响。结果表明,B93合金锻件锻态存在大量的η(MgZn2)和Mg32(Al,Zn)49平衡相,表现出明显的力学性能各向异性;锻件固溶处理后平衡相溶入基体,力学性能各向异性基本消除。B93合金锻件最佳热处理工艺为470℃×50min固溶-120℃/24h+170℃/16h双级时效,双级时效后η’(MgZn2)从基体中弥散析出,析出相粒度在15~20nm,晶界上的平衡相呈离散状态,无沉淀析出带也比较窄,这是一种比较理想的显微组织结构模式。在此条件下,锻件的抗拉强度、屈服强度和伸长率的范围分别为437~439MPa、383~387MPa和5.5%~9.0%。     

Effect of Dynamic Precipitation on Creep Behavior of Mg—5Zn—2Al(--2Y) Alloy

在175℃，50MPa条件下对Mg-5％Zn-2％Al及含2％Y（质量分数，％）的两种合金的固溶态与铸态蠕变行为进行了研究，TEM观察与分析表明：蠕变到12h时固溶态合金已经发生了动态析出，动态析出相为棒状MgZn2相，沿基体{1120}。面并垂直于基面（0001）析出；蠕变曲线的对比表明，动态析出过程可使稳态蠕变速率明显减小．TEM分析证实，在蠕变过程中基面a-位错交滑移至棱面{011^-0}α。计算表明，阻碍基面a-位错交滑移的主要因素为基面扩展位错的束集能，而棒状MgZn2相可促使基面扩展位错束集．随着蠕变时间的延长，动态析出相逐渐由棒状MgZn2相向颗粒状平衡相MgZn相转变．添加Y可明显改善合金的蠕变性能     

固溶温度对6061铝合金组织和性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等分析手段,研究固溶温度对6061铝合金热挤压板材的显微组织、力学性能及拉伸断口形貌的影响.结果表明,实验合金的强度和硬度随着固溶温度的升高而提高,当基体有轻微过烧时强度并没有降低;实验合金的最佳固溶工艺为565℃×40 min.XRD物相分析表明,在固溶处理过程中发生溶解的析出相粒子主要为Mg2Si,而残留的粗大析出相则主要是富Fe化合物.通过基体点阵常数的精确测量可以很好的表征合金的固溶程度.固溶处理后残留的析出相粒子是影响合金拉伸断口形貌的主要因素.当固溶温度低于535℃时,合金的断裂属于单一的韧窝断裂;当固溶温度高于535℃时,合金的断裂是由沿晶脆性断裂和韧窝断裂组成的混合断裂.     

Mg-8Zn-2Si-0.5Ca合金热处理前后的组织性能

研究了Mg-8Zn-2Si-0．5Ca合金及其热处理后的组织和性能。结果表明：铸态下合金由α-Mg相、MgZn相、Mg2Si相和CaSi。相组成。Mg2Si的形状为块状，颗粒较细小．Mg2Si的晶核为CaSi2相。固溶处理后．合金中原来呈骨骼状分布的MgZn相明显减少，并变得细小。固溶处理未能使Mg2Si相溶入基体组织中。时效处理后固溶到基体中的MgZn相以细小的弥散相析出。经固溶和时效处理后，合金的硬度明显提高。     

块体纳米晶Al-Zn-Mg-Cu合金的热处理

利用液氮球磨、真空热压和挤压工艺制备块体纳米晶Al-Zn-Mg-Cu合金,并对其固溶和时效处理进行研究,得到时效硬度曲线。利用X射线衍射仪和透射电镜对该合金热处理前后的微观组织进行分析,结果表明:块体制备过程中析出的MgZn2可以通过固溶处理使其回溶并在时效后沉淀析出;热压后晶粒尺寸为50~100 nm,热处理后晶粒长大到100 nm,部分晶粒达到200 nm。     

均匀化对7050铝合金板材淬火敏感性的影响

通过光学显微镜、透射电镜以及力学性能测试,研究均匀化制度对7050铝合金板材组织演变的影响。将合金固溶后在不同速率淬火,研究均匀化制度对该合金淬火敏感性的影响。结果表明:固溶后慢速率淬火过程中,平衡相η主要位于再结晶晶粒中Al3Zr粒子的相界、再结晶晶界、亚晶晶界以及亚晶中与位错交互作用的少量Al3Zr粒子上形核析出;均匀化时间较短时(室温,120℃/h升温至465℃,8h),合金中析出少量Al3Zr粒子,固溶后的试样发生完全再结晶,此时合金淬火敏感性最好,但硬度较低;延长保温时间至20h(室温,120℃/h升温至465℃,20h),试样中析出大量Al3Zr粒子,但分布不均匀,从而导致轧制固溶后的试样依然明显再结晶,合金淬火敏感性较差;采用快速升温的双级均匀化制度((室温,120℃/h升温至465℃,20h)+(475℃,8h)),Al3Zr粒子有所长大,淬火敏感性最差;采用慢速随炉升温((室温,18℃/h升温至465℃)+(475℃,8h))的双级均匀化制度,合金中将弥散析出大量细小的Al3Zr粒子,固溶后的再结晶得到有效抑制,较多η相在亚晶界上的非均匀形核析出在一定程度上增加了合金的淬火敏感性,但该制度处理的合金仍优于再结晶程度较高的快速升温双级均匀化制度的。     

温轧细化亚晶7475铝合金板材的力学性能

研究了温轧下过渡元素对7475铝合金板材晶粒细化的影响。经350℃温轧、480℃固溶热处理后,用Zr代替Cr的7475铝合金具有稳定亚晶超细组织;平均亚晶直径接近3μm。结果表明,溶液中的Zr能稳定亚晶是因为温轧中析出了细小的Al3Zr粒子;另一方面,含Cr粒子化合物在温轧之前析出,并且在温轧过程中会变粗大。与传统冷轧7475铝合金板材相比,温轧细化亚晶板材具有独特的性能。固溶处理后的温轧板材,在厚度截面的亚晶组织具有高比例小于150的小角度晶界;温轧T6态合金板材的强度高于传统7475铝合金板材强度10％。温轧铝合金板材最显著的特点是,在与轧制方向呈45°时高Lankford（r）值为3．5,而其平均Lankford（r）值为2．2。高Lankford（r）值有利于组织演变为β-fiber织构,特别是强{011}（211）黄铜部分。同时,温轧板材也具有高的抗应力腐蚀开裂性能（SCC）。根据Kikuchi线和透射电镜分析,温轧T6板材形成的小角度晶界导致无沉淀析出带（PFZs）难以形成,这是导致抗应力腐蚀开裂性能提高的重要因素,其原因是晶界和晶内的电化学性能存在差异。     

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。     

固溶处理对Ti-4.5Al-2.5V-1.5Fe-0.25O热轧板材组织及力学性能的影响

研究了不同固溶温度与冷却方式对Ti-4.5Al-2.5V-1.5Fe-0.25O热轧板材显微组织及力学性能的影响。结果表明:热轧合金板材组织主要由α相和β相组成,随着固溶温度从910℃升高到1000℃,板材中α相含量减少而β相含量逐渐增多,初生等轴α相向针状β相转变进而向全片层状β相转变;空冷冷却速度较慢,高温组织有很大一部分发生分解,而水冷冷却抑制高温析出相析出及分解,形成片层状β转变组织;随着固溶温度的升高,合金板材抗拉强度先增加后减小,伸长率降低;940℃固溶后水冷处理的合金板材力学性能最优:抗拉强度1264 MPa,伸长率11.4%。     

Sn合金化MgZn_2相及Mg_2Sn相结构稳定性的第一原理研究

采用基于密度泛函理论CASTEP和DMol程序软件包,从合金形成热、结合能、热力学性能和电子结构等方面,研究Sn合金化MgZn2相及Mg2Sn相的结构稳定性,探讨Sn合金化改善ZA62镁合金抗蠕变性能的机理。结果表明:当Sn和Al分别置换ZA62镁合金中MgZn2相的Zn(Ⅰ)和Zn(II)原子时,仅Sn与Al置换的MgZn2相中Zn(Ⅰ)原子能形成稳定的MgZn2固溶体结构,而Sn在MgZn2相中的固溶量有限;与合金化形成的固溶体结构相比,其稳定性比未合金化时的弱,而析出的第二相金属间化合物Mg2Sn的结构比MgZn2的更稳定。而不同温度下热力学性能的计算结果表明:合金体系中形成了结构稳定性强的Mg2Sn,其结构稳定性在温度373～473K的范围内并不因温度的升高而消失,仍比MgZn2的高;由于ZA62镁合金体系中形成了高热稳定性的Mg2Sn相,Sn合金化有利于ZA62镁合金抗蠕变性能的提高。电子态密度和Mulliken电子占据数的分析结果表明:与MgZn2、Mg2AlZn3及Mg2SnZn3固溶体相比,热稳定性强的Mg2Sn相形成的主要原因在于Mg2Sn体系中存在强烈的离子键与共价键的共同作用。     

铸造Mg-5Zn-0.6Zr-1RE-2Y镁合金的时效硬化和时效析出相

通过X射线衍射、光学金相、扫描电镜以及能谱分析、透射电镜等试验手段,对Mg-5Zn-0.6Zr-1RE-2Y合金铸态及固溶时效后的晶界和晶内合金相进行了研究.结果表明,Mg-5Zn-0.6Zr-1RE-2Y合金铸态晶界合金相主要以两种形态出现,一种是在三角晶界形核,呈"鱼骨状";另一种,在晶界呈连续网状分布.XRD及能谱分析表明晶界的"鱼骨状"共晶组织由Mg3Y2Zn3、Mg12YZn和MSZn2组成,而连续网状组织是Mg3Y2Zn3相.该合金经450℃×12 h固溶处理后,晶粒内和晶界处组织特征有所改变.固溶过程中晶界处部分组织溶解,使固溶处理后晶界组织明显纤细和均匀.经200℃时效处理后,晶内析出Mg3Y2Zn3、MgZn和MgZ2:相,且随时效时间的延长,Mg3Y2Zn3和MgZn相的含量逐渐增多,至8 h时达到最高,而MgZn2相逐渐减少.杆(块)状Mg3Y2Zn3析出相(尺寸大小约为100～300 nm)和针(棒)状的Mgzn析出相(长约100～200 nm)是Mg-SZn-0.6Zr-1RE-2Y镁合金时效强化的两个主要特点.     

含Er和Zr元素的Al-Mg-Si合金板材时效析出与强化行为

通过研究热处理工艺对Al-Mg-Si-Zr-Er合金组织与性能的影响,确定了合金板材的峰时效热处理工艺,探讨了合金的析出与强化行为。研究结果表明:540℃固溶1 h后,合金板材的析出相得到充分溶解,再结晶组织也未发生明显粗化;时效时,合金的析出相主要为Mg2Si、Al Cu Mg Si(Q相)和Cu Al2等;Er和Zr元素的加入促进了β″相析出,并使β″相变得更为细小弥散,从而缩短了时效时间,提高时效强化效果;合金的峰时效工艺为540℃固溶1 h,180℃时效5 h;合金的时效强化是位错切过机制和绕过机制的综合作用;合金的较高强度源于合金凝固组织细化、Al3(Er,Zr)粒子的弥散强化以及Er和Zr元素的加入促进β″相析出细化等共同作用的结果。     

不同固溶制度对6082铝合金力学性能和腐蚀性能的影响

采用拉伸力学性能试验、电导率性能试验、剥落腐蚀试验、晶间腐蚀试验、光学显微镜、扫描电镜、透射电镜等研究了不同固溶工艺对轨道交通用6082合金板材力学性能和腐蚀性能的影响。结果表明:530~560℃固溶及180℃时效处理后,6082合金板材的屈服强度和抗拉强度随着固溶温度升高而升高,而伸长率几乎保持不变。在530~560℃不同温度固溶处理的时效态6082板材的剥落腐蚀等级均为N级,显示出良好的耐剥落腐蚀性能,最大晶间腐蚀深度随着固溶温度升高而增加。不同温度固溶处理后时效态6082合金板材的晶界处均没有沉淀物析出,晶界附近的无沉淀析出带(PFZ)越宽,最大晶间腐蚀深度越深。