7003铝合金双级双时效峰的显微组织与性能

采用洛氏硬度计、透射电镜(TEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)以及电子拉伸试验机等技术,研究了7003铝合金的双级时效行为、力学性能以及显微组织.结果表明,7003铝合金双级时效处理后的硬度、强度均存在双峰,且合金的两个时效峰的硬度和强度相差不多.对应第一个峰时效,合金的主要强化相是GP区;对应第二个峰时效,其主要强化相为η′(MgZn2)相.     

7075铝合金氢脆敏感性与Mg-H相互作用

利用阴极渗氢法、定氢仪、电子拉伸实验机、能谱（EDS）和扫描电镜（SEM）等方法研究了“双峰”时效下7075铝合金的晶界偏析行为、氢脆（HE）敏感性以及Mg-H相互作用。结果表明：充氢前后合金的强度等性能具有时效“双峰”特征;第二峰处合金强度的下降量明显比第一峰的小,且第二峰时合金具有高强、低HE敏感性等优异性能;在阴极渗氢过程中Mg与H之间存在着相互作用。最后,对Mg-H相互作用机制进行了探讨。     

挤压7003铝合金管材工艺实践

介绍了7003铝合金的主要性能和主要生产工艺实践过程,为达到合格的力学性能和提高生产效率,经过多次试验,制定出合理的时效工艺制度。     

7003铝合金时效双峰的组织与性能研究

采用洛氏硬度计(HRB)、透射电镜(TEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)以及电子拉伸试验机等技术,对7003铝合金的时效行为、力学性能、显微组织、抗应力腐蚀性能等进行了系统的研究。结果表明,7003铝合金时效后的硬度、强度都出现时效双峰的现象,合金两个时效峰的硬度和强度差不多;但在393 K的长期时效制度下,时效第二峰时合金的强度、硬度、塑性、韧性、抗应力腐蚀性能都较第一时效峰的高;对应第一个峰值,合金的主要强化相是GP区;对应第二峰值,其主要强化相为η′(MgZn2)相。这两种相都能阻碍位错运动,对合金起到很好的强化作用。     

时效制度对7003铝合金组织性能的影响

通过室温力学性能测试、导电率测试和透射电子显微镜(TEM)形貌观察,研究了7003铝合金在自然时效T4、单级人工时效T6、双级人工时效T53、回归后未经室温停放的RRA-1和回归后经过室温停放三天的RRA-2等不同时效制度下的显微组织变化特征以及性能变化规律。研究结果表明:按照T4→T6→T53→RRA-2的顺序,合金的抗拉强度依次下降,屈服强度依次上升,导电率依次升高; T4状态下的伸长率最高,T6状态下的伸长率最低; RRA-1状态下抗拉强度和屈服强度均偏低; RRA-2状态下抗晶间腐蚀性能最好。综合比较发现,RRA-2是提高试验用7003铝合金综合性能的有效途径。     

7050铝合金双级时效制度的研究

利用透射电镜、显微硬度计、万能试验机、涡流电导仪等设备,研究双级时效工艺对7050合金微观组织和材料性能的影响规律。研究结果表明,经过120 ℃×24 h单级时效处理,7050合金的晶内析出相为GP区+少量 η' 相,再于163 ℃分别时效15、27 h时,析出相分别以η' + η相、粗大η相为主。随着第二级时效时间的延长,该合金强度值呈单调下降趋势,电导率值呈单调上升趋势,且变化速率增加。当时效工艺选择120 ℃×24 h + 163 ℃×（15～24）h时,7050合金的电导率达到38 %IACS以上,抗拉强度和屈服强度分别达到554 MPa和508 MPa以上,满足较高的综合性能要求。     

7003铝合金的淬火敏感性

采用分级淬火的实验方法,结合合金淬火态电导率和时效态硬度的测试拟合得到7003铝合金的时间-温度-转化率(TTT)曲线和时间-温度-性能(TTP)曲线,利用透射电镜(TEM)并结合Avrami方程研究了7003铝合金在等温过程中的组织变化。结果表明:当7003铝合金在相同温度下等温时,随保温时间延长,淬火态电导率呈上升趋势,时效态硬度呈下降趋势。透射电镜分析发现,在鼻温附近随保温时间的延长,晶粒内部析出相尺寸和间距变大,晶界析出相尺寸和间距变小,晶界无沉淀析出带变宽。实验用7003铝合金"C"曲线的鼻尖温度约为280℃,其孕育期约为10 s,淬火敏感温度区间较小,仅在鼻温附近淬火敏感性较高,而低温区和高温区淬火敏感性较低。实验用7003铝合金在线淬火时在鼻温附近应该以大于4℃/s的速度冷却,以抑制各种物相的析出。     

非等温时效对7003铝合金组织和性能的影响

结合TEM与力学性能测试对7003铝合金在非等温时效过程中的析出行为和强化规律进行了研究,合金的抗腐蚀性能通过电导率、晶间腐蚀和电化学腐蚀的结果来评估。结果表明:以20 ℃/h升温至180 ℃时,合金的硬度和强度达到了113 HV0.5和367.8 MPa的峰值,与T6态标准相当。在降温阶段180~160 ℃范围内合金能够获得比T74更高的强度和相近的电导率。随着非等温时效的进行,合金的抗腐蚀性能不断提升。GP区和η′相在升温阶段为主要的析出相,到了降温阶段,晶内GP区逐渐消失,η′相不断粗化并有新的细小析出相形成。从升温开始到降温终止,晶界析出相的数量和尺寸越来越大,沿晶界呈断续链状分布,晶界无析出带的宽度也呈稳定增加的趋势。     

时效制度对7003-T5铝合金挤压材力学性能的影响

为了生产出符合车辆构件用材性能要求的7003-T5铝合金挤压材,试验研究了7003-T5铝合金挤压材在线淬火不同冷却方式(空冷、风冷、水雾冷)及不同时效制度对其力学性能的影响。结果表明,淬火冷却方式对该合金挤压材的力学性能影响较小,而时效制度则影响较大。采用双级人工时效制度105℃5 h+155℃6 h处理,可得到综合性能优良的挤压材。     

7B04铝合金双级时效的微观组织与性能

研究了双级时效处理对7B04铝合金预拉伸厚板的组织和性能的影响.采用TEM对时效组织变化进行了分析,并对力学性能和电导率进行了测试.结果表明:采用双级时效处理实现了晶内和晶界析出相的长大和粗化过程;随着第二级时效温度的升高,合金的强度随之下降,电导率升高.采用第二级160 ℃时效时,时效时间在12～24 h之间合金的强度与T651制度(峰时效的抗拉强度为595 MPa)相比下降了10%～13%左右,而合金的电导率可达21.3～22.3 MS/m之间,伸长率保持在10%～11%左右.     

7075铝合金时效“双峰”应力腐蚀开裂与氢脆的研究

利用阴极渗氢法、定氢仪、洛氏硬度计、电子拉伸实验机等方法研究了“双峰”时效下7075铝合金的应力腐蚀开裂(SCC)行为及氢脆(HE)敏感性.结果表明:充氢前后合金的强度等性能均具有时效“双峰”特征;且第二峰的氢含量比第一峰低,SCC敏感性也低;氢脆敏感性与应变速率有关,随应变速率的增大,7075铝合金就越不容易发生脆化现象.     

7175铝合金的应力腐蚀及晶界Mg偏析的作用

通过恒伸长速度试验和能谱分析，研究了７１７５铝合金在３．５％ＮａＣｌ水溶液中的应力腐蚀行为及晶界的化学成分，结果表明，７１７５铝合金在１４０℃，９８ｈ时效的强度较１４０℃，１６ｈ时效的强度略主，而且具有较好的抗应力腐蚀性能。此外，晶界上Ｍｇ偏析浓度随着时效程序的增加而减小，且与合金的应力腐蚀敏感性密切相关。     

Al-Zn-Mg-Cu铝合金变温双级蠕变时效模型

针对Al-Zn-Mg-Cu合金变温双级蠕变时效过程,建立了一种考虑蠕变应变与屈服强度的本构框架,通过实验数据的简单拟合方法获得了模型参数。模型不仅以简单的形式具备了处理蠕变时效过程中的应力松弛、强化响应和温度变化的能力,而且能够应用到有限元软件中模拟构件的蠕变量、屈服强度和回弹。模型结果不仅能够适应不同外加应力下实测的蠕变应变曲线,且有限元模拟结果与实测结果能够很好地吻合。     

6063铝合金时效工艺的研究

分析了６０６３铝合金人工时效时的组织结构变化,研究了不同的时效温度和时效时间对６０６３铝合金性能。时效后硬度可达７５ＨＶ以上。     

铝合金回归再时效状态的超峰时效强度行为分析

3种Al-Zn-Mg-Cu合金经过100℃或者120℃预时效24h,并在200℃分别回归一定时间后再时效,均显示出超过该合金预时效状态的强度,甚至高于相同温度单级时效的峰值强度,最高达到795MPa,且显示出较好的延伸率．显微组织分析及微区成分分析表明,较短时间的回归处理所引起的晶界无析出带经过再时效后变窄甚至消失,对应的晶内组织也非常弥散．而峰时效状态下虽然晶内组织弥散,但都显示出明显的晶界无析出带组织特征．铝合金回归再时效（RRA）状态的超峰值时效强度的原因可以归结为,再时效使回归时产生的晶界无析出带变窄或消失,使晶界强度提高;与此同时,晶内仍然保持和获得更加弥散的组织状态及更高的析出强化效应．     

7475铝合金大型锻件时效工艺研究

测定了7475铝合金双级时效及回归再时效(RRA)工艺状态下的常规拉伸性能和电导率，并通过标准三点弯曲和圆周切口圆柱试验测定了各时效工艺的断裂韧性，从而研究双级时效和RRA工艺对常规力学性能、断裂韧性、电导率和微观组织的影响。结果发现回归再时效工艺并不适用于7475铝合金大型锻件的生产实践。     

双级时效对7475铝合金组织与性能的影响

采用室温拉伸和电子显微分析方法(TEM)研究了7475铝合金在107 ℃和163 ℃的双级时效过程中微观组织变化和时效强化特点.结果表明,二级时效时间不变(163 ℃×30 h),随一级时效时间延长,合金的抗拉强度增加,至6 h后合金的抗拉强度减小,到10 h后变化趋于平缓;一级时效时间不变(107 ℃×8 h),随二级时效时间延长,时效初期合金的抗拉强度变化不大,时效至15 h抗拉强度开始下降,时效至25 h后渐趋平缓.透射电镜(TEM)观察发现,随一级时效保温时间延长,无沉淀析出带增宽;随二级时效保温时间延长,与T76相比,T73的微观组织中的GP区的数量减少,亚稳相η'和平衡相η数量增加.     

7055铝合金的非等温双级时效行为

采用硬度测试、电导率测试、室温拉伸实验、剥落腐蚀实验、DSC分析以及TEM观察,研究了非等温双级时效对7055铝合金组织及性能的影响。结果表明:在第二级时效的连续升温阶段,晶内由GP区、η′和α-Al三相共存状态逐渐演变为η′、η和α-Al三相共存态。在第二级时效的连续降温阶段,晶内二次析出GP区和η′相,合金硬度再次升高。晶界η相在时效过程中不断粗化并呈断续分布,合金电导率持续增加。非等温双级时效的第二级升温速率和最高时效温度(T_p)决定了合金的性能。在相同性能水平下,快速升温对应相对更高的T_p。以电导率22 MS/m为标准,1℃/min升温速率对应的T_p为215℃,而3℃/min升温速率下T_p则为225℃。经过105℃、24 h预时效并包含升降温的非等温二级时效,7055铝合金的抗拉强度和剥落腐蚀等级可达610MPa和EB级别,表现出比T6和T73态更加优异的综合性能,且取消等温保温阶段实现了热处理工艺的短流程操作。     

7003-T6铝合金挤压型材在线热处理工艺研究

对7003铝合金挤压型材样品在试验室进行了固溶热处理工艺试验研究,在淬火后经双级时效处理,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别可达405 N/mm2、351 N/mm2和13%。在此基础上,在挤压生产线上进一步试验,研究了型材在线淬火工艺、停放时间及时效热处理等工艺参数对其力学性能的影响。经在线淬火,停放15 d及单、双级时效后,型材的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别可达到407 N/mm2、353 N/mm2和15.5%及390 N/mm2、353 N/mm2和15.8%。