二级时效温度对7B04-T74铝合金薄板组织及性能的影响

采用光学显微镜、透射电镜组织分析手段和室温拉伸、电导率、剥落腐蚀、疲劳极限性能测试方法,研究了二级时效温度对7B04-T74合金2 mm厚薄板组织与性能的影响。结果表明:二级时效温度由165 ℃逐渐升高至175 ℃时,7B04-T74合金晶粒组织特征没有明显变化,晶内析出相数量减少且尺寸增加,晶界析出相粗大且断续分布;7B04-T74态铝合金薄板的室温拉伸抗拉强度、屈服强度明显降低,其伸长率无明显变化,电导率明显提升,剥落腐蚀级别无明显变化趋势。通过对比不同二级时效温度下7B04铝合金的组织与性能测试结果可知,7B04合金2 mm厚薄板由退火状态到T74状态的最优二级时效温度为173 ℃。     

非等温回归再时效对Al-8Zn-2Mg-2Cu合金厚板组织及性能的影响

基于铝合金厚板热处理时客观存在的非等温现象,利用非等温回归动力学模型、力学性能测试、电导率测试及TEM观察,研究了非等温回归温度场和时间的耦合效应对Al-8Zn-2Mg-2Cu(质量分数,%)合金厚板组织及性能的影响。结果表明,随着非等温回归时间的延长,合金的电导率逐渐升高,硬度和强度逐渐下降。优化的非等温回归再时效制度使Mg Zn2相的尺寸分布范围宽化。因此,位错切过和位错绕过强化机制的合理匹配有效地降低了硬度的损失,同时合金的电导率得到显著提升。以105℃、24 h为预时效制度,经过慢速升温非等温回归处理120 min后再经120℃、24 h峰时效,Al-8Zn-2Mg-2Cu铝合金厚板的抗拉强度、屈服强度及电导率分别为620 MPa、593 MPa和21.1 MS/m,其综合性能优于单级峰时效(T6)及双级过时效(T73),且包含慢速升温的非等温回归再时效技术更适用于厚板的时效热处理。     

回归再时效处理对喷射成形7055铝合金挤压厚板组织与性能的影响

采用力学性能测试、抗剥落腐蚀性能测试、透射电镜(TEM)观察等方法,研究了回归再时效(RRA)处理对喷射成形7055铝合金挤压厚板微观组织与性能的影响。结果表明:厚板采用到温装炉的方式进行回归加热时,试样升温过程仍较长,提高回归加热温度有利于缩短试样在低温阶段的停留时间。试样经120 ℃×14 h预时效+(185 ℃×130 min、190 ℃×118 min)回归+120 ℃×24 h再时效两种RRA工艺处理后纵向屈服强度分别为649.3 MPa和652.6 MPa,高于T76试样的621.5 MPa;而抗剥落腐蚀性能与T76试样接近,达到EB级。试样经RRA处理后基体沉淀析出相主要为η′相+少量GP区,其尺寸为3~10 nm,晶界析出的η相呈断续分布。提高厚板试样在回归低温阶段的加热速率有利于提高试样再时效后的强度,而提高试样回归温度有利于提高RRA试样的抗剥落腐蚀性能。     

Zn元素及时效工艺对2056铝合金局部腐蚀行为的影响

通过晶间腐蚀(IGC)、剥落腐蚀(EXCO)实验及透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)分析,研究Zn元素及时效工艺对2056铝合金抗晶间腐蚀性能和抗剥落腐蚀性能的影响。结果表明:2056铝合金在T6(175℃)时效态下,随着时效时间的延长,其晶间腐蚀与剥落腐蚀敏感性逐渐降低;在T8(155℃)峰时效态和T3(室温)时效态下,合金的抗晶间腐蚀及抗剥落腐蚀性能均有所提高,且在T3态下2056铝合金的抗腐蚀性能最好;在T6峰时效态下,不添加Zn的2056铝合金比添加Zn的2056合金的抗腐蚀性能差。合金发生局部腐蚀与晶界及其附近区域的特征紧密相关,当晶界析出相(S(S′)相)呈链状分布且晶界无沉淀析出带(PFZ)较宽时,合金晶间及剥落腐蚀敏感性大;晶界析出相尺寸越大,分布越不连续,PFZ越窄,合金晶间及剥落腐蚀敏感性越小;当晶界无析出相和PFZ时,合金晶间及剥落腐蚀敏感性最小。     

淬火工艺对含Sc的AA7150锻造铝合金性能的影响

采用熔炼铸造与锻造变形方法制备含0.3%Sc的AA7150铝合金。通过拉伸测试、剥落腐蚀测试、金相及透射电镜等技术方法,研究不同淬火工艺对锻造态铝合金性能及显微组织的影响。结果表明:铝合金在空气中自然冷却时,T6时效态合金的抗拉强度与抗剥落腐蚀性能层严重降低;而室温水淬的T6时效态合金比室温油淬的T6时效态合金具有更好的塑性。当预先采用(80℃,30s)水淬火或(80℃,30s)油淬火再15℃水淬时,T6时效态合金的抗拉强度明显得到提高,且抗剥落腐蚀性能也得到了改善。预先80℃淬火能提高T6时效态合金性能的主要原因是时效态合金晶界析出相的尺寸与离散度明显增大。     

新型非等温时效制度对Al-Zn-Mg-Cu合金力学性能与腐蚀性能的影响

通过透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、光学显微镜(OM)、力学性能测试、电导率测试以及晶间腐蚀、剥落腐蚀试验等研究了非等温时效(NIA)与峰时效(T6)、高温回归再时效(RRA)对Al-Zn-Mg-Cu铝合金力学性能与腐蚀性能的影响.结果表明:与RRA和T6时效制度相比,合金在这种NIA时效(40℃→180 ℃,升温速率Tu:20℃/h;180 ℃→100 ℃,降温速率Td:40℃/h)下,晶内发生了沉淀析出、粗化以及二次沉淀现象,合金强度与T6态相当,伸长率明显提高;同时电导率和腐蚀性能也在RRA时效的基础上得到进一步改善.     

含钪7085铝合金的热处理工艺

采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、拉伸试验、剥落腐蚀试验等分析方法,研究了不同固溶、时效处理制度对含钪7085铝合金(Al-7.5Zn-1.5Mg-1.4Cu-0.15Zr-0.15Sc)强度和剥落腐蚀性能的影响。结果表明:与常规固溶处理和双级固溶处理相比,强化固溶可使合金中粗大相溶解更充分,晶粒细化,同时提高合金强度和剥落腐蚀性能;在T6、T76、回归再时效3种时效状态下,T76时效后合金的强度和剥落腐蚀抗性最好,这与形成的粗大不连续的晶界析出相有关。含钪7085铝合金最佳固溶时效制度为:强化固溶(450℃×1 h+460℃×2 h+475℃×2 h)+T76时效(120℃×5 h+160℃×7 h)处理。     

非等温回归再时效对7055铝合金中厚板的厚向组织及性能均匀性的影响

通过力学性能测试、腐蚀性能测试、透射电镜(TEM)观察和动力学计算研究回归加热、冷却速率的匹配对回归再时效(RRA)态7055铝合金中厚板析出组织均匀性及厚向性能的影响。结果表明:固定回归加热速率,合金的强度、断裂韧性和耐腐蚀性能的均匀性及厚向析出组织的均匀性随着回归冷却速率的降低而提高。但是慢速回归降温增加合金析出相的粗化程度,导致合金强度下降。综合考虑性能及均匀性,建立的包含空冷降温处理以补偿7055铝合金中厚板厚向组织均匀性的"非等温回归再时效"制度为(105℃,24 h)+(190℃,70 min)(升温速率3℃/min,70 min包含加热时间)+(空冷25 min至120℃)+(120℃,24 h)。经非等温回归再时效处理后,7055铝合金板材心层的抗拉强度、断裂韧性及剥落腐蚀等级分别为619 MPa、24.7 MPa?m1/2和EB-,其强度的厚向均匀性比常规回归再时效处理的提高约50%。     

淬火介质及工艺对Al-Zn-Mg-Cu合金腐蚀性能的影响

采用晶间腐蚀、剥落腐蚀、扫描电镜、透射电镜等方法,研究了不同的淬火方式对Al-6.5Zn-2.65Mg-2.2Cu-0.3Sc-0.13Zr锻造态铝合金的腐蚀性能及显微组织的影响.结果表明,空气中自然冷却淬火严重降低了T6时效态合金的抗腐蚀性能.而采用室温水淬的T6时效态合金比室温油淬的时效态合金具有更好的抗剥落腐蚀性能.当预先采用80 ℃×30 s水淬或80 ℃×30 s油淬再室温水淬时,相应T6时效态合金的抗腐蚀性能得到明显改善.预先80 ℃淬火能提高时效态合金的抗剥落腐蚀性能的主要原因是晶界析出相的大小与分布发生了明显的改变.     

热变形温度对7085铝合金组织和性能的影响

对7085铝合金进行温度范围为350～450℃的恒应变速率热压缩实验,模拟其工业等温锻造过程。采用金相显微镜、扫描电镜、力学性能测试、剥落腐蚀测试以及应力腐蚀开裂(SCC)测试技术研究热变形温度对7085铝合金锻件的显微组织、力学性能、剥落腐蚀性能以及应力腐蚀性能影响。研究结果表明:在350和400℃下变形的合金在热压缩与压缩后缓冷过程中未发生再结晶,而在420和450℃下变形的合金再结晶迹象明显;7085变形态合金经固溶与时效处理后,合金时效态的再结晶程度以及平均晶粒尺寸随变形温度的升高而增大;7085合金时效态的室温强度随变形温度升高而减小,塑性降低不显著;不同温度变形的7085合金的断裂模式均为韧性断裂;随着变形温度的升高,7085合金T6态的抗剥落腐蚀与抗应力腐蚀性能降低。     

时效制度对新型Al-Zn-Mg-Cu铝合金力学及抗剥落腐蚀性能的影响

采用常温拉伸、硬度测试、电导率测试、极化曲线、剥落腐蚀实验、金相显微镜和透射电镜等分析测试方法研究了三种时效制度(T6、T7、RRA)对Al-5.0Zn-3.0Mg-1.0Cu-0.1Zr铝合金组织和性能的影响。结果表明:T6和RRA态合金较T7态合金,其晶内析出细小弥散且体积分数较高的沉淀强化相η'相,因此强度与硬度更高;而T7和RRA态合金较T6态合金导电率更高,且其晶界析出粗大、不连续η相,其抗剥落腐蚀性能更优。RRA态合金在保持了较高强度与硬度的同时,也具有较高的抗剥落腐蚀能力。     

淬火水温对喷射成形7055铝合金性能的影响

采用电子散斑法残余应力测试、显微硬度测试、拉伸力学性能测试、剥落腐蚀、极化曲线分析等手段,研究了淬火水温对喷射成形7055铝合金淬火残余应力、力学性能、时效硬化行为及剥落腐蚀性能的影响。结果表明:室温(25℃)淬火后试样表层存在严重的淬火残余压应力,L和LT方向残余应力最大值分别可达到-352 MPa和-302 MPa,提高淬火水温至60℃、80℃,L方向最大残余应力降低14%、25%,LT方向最大残余应力降低12%、31%。随着淬火水温由室温提高至60℃、80℃,7055铝合金时效硬化行为无明显变化,T74时效态拉伸性能差异不大,腐蚀电流密度逐渐增大,剥落腐蚀性能发生轻微恶化,由PB降低至PC、PC+。     

7A41铝合金的力学性能和耐蚀性能

采用常温拉伸性能测试、应力腐蚀性能测试和盐雾腐蚀性能测试方法分别对双级时效态7A41铝合金的力学性能及耐蚀性能进行了测试。采用光学显微镜、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对合金的显微组织、拉伸断口微观形貌进行了表征。结果表明,T6状态下合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为505 MPa、474 MPa和16.3%。耐应力腐蚀性能优异,应力腐蚀敏感系数为3.98%,合金的盐雾腐蚀速度为0.0914 mm/y。TEM观察分析表明,Tb态7A41铝合金晶内均匀弥散地分布着纳米级析出相,晶界上分布着大量的非连续析出相,析出相尺寸为20~50 nm,非连续析出相有效地阻碍了合金晶间腐蚀的路径,良好的组织特征保证了合金的综合性能。     

7A55铝合金预拉伸板材的回归再时效处理

采用拉伸性能测试、慢应变速率拉伸测试、DSC分析、电导率测试及透射电镜观察,研究不同回归再时效(RRA)处理制度对7A55铝合金淬火预拉伸(W51)板材显微组织、拉伸性能和抗应力腐蚀(SCC)性能的影响。结果表明:采用120℃、24 h预时效,180℃、60 min回归处理和120℃、24 h终时效的RRA工艺,可使7A55合金获得与T6态相当的强度,而电导率大大提高,抗应力腐蚀性能接近T73态水平。7A55合金经适当的RRA处理后,晶内保持类似于T6状态的显微组织结构,为细小、弥散的η′相和极少量的η相;同时使晶界析出物的大小和分布特征与T73状态类似,为呈断续、孤立分布的粗化平衡相。     

时效工艺对1933铝合金锻件腐蚀性能的影响

采用金相显微镜(OM)、透射电镜(TEM)、慢应变速率拉伸(SSRT)、双悬臂梁实验(DCB)、晶间腐蚀实验和剥落腐蚀实验研究时效工艺对1933铝合金锻件抗应力腐蚀(SCC)、抗晶间腐蚀(IGC)和抗剥落腐蚀(EC)性能的影响.结果表明:在T6(120℃,24 h)时效状态下,1933铝合金锻件的应力腐蚀敏感性最强,应力腐蚀临界应力强度因子KISCC仅为8.95 MPa·m1/2.经(110℃,6 h)+(160℃,8 h)和(110℃12h)+(170℃,8 h)双级时效后,KISCC分别上升至23.84和27.56 Mpa·m1/2,锻件的抗应力腐蚀性能显著提高.而经(110℃,12 h)+(180℃,6h)时效后,抗应力腐蚀性能的提高伴随着较大幅度的强度损失和塑性损失.锻件在各时效状态下,晶间腐蚀形式为点蚀,具有良好的抗晶间腐蚀性能.同时,锻件具有良好的抗剥落腐蚀性能.T6时效时,锻件的剥蚀等级为EC级;经双级时效后,其剥蚀等级均在EA+级以上.     

时效制度对Al-Zn-Mg-Cu铝合金应力腐蚀敏感性的影响

采用恒载荷拉伸应力腐蚀试样、恒变形C环应力腐蚀试样以及预裂纹双悬臂(DCB)试样,对不同时效制度处理的7B04预拉伸厚板的应力腐蚀性能进行测 定,并进行了扫描电镜断口形貌分析.研究表明,其抗应力腐蚀性能与时效制度密切相关,从峰值时效T6状态到过时效T74、T73状态,应力腐蚀敏感性依次降低.预拉伸厚板T6状态的应力腐蚀门槛值为120 MPa,而T74状态的应力腐蚀门槛值为300 MPa.T74状态的应力腐蚀开裂应力强度因子KISCC是T6的近2倍,且应力腐蚀裂纹扩展速率(da/dt)也明显降低.T6状态和T74状态的7B04铝合金应力腐蚀断裂为沿晶断裂,并有二次裂纹.而T73状态的断口形貌无典型的应力腐蚀沿晶断裂特征,为孔洞腐蚀特征,而且其KISCC几乎接近KIC.这说明T73状态的7B04铝合金几乎没有应力腐蚀敏感性.     

7B50铝合金淬透性及其临界平均冷却速率的研究

本研究通过7B50合金改进型Jominy样品表面喷水淬火实验,在获得实测冷却曲线、不同时效状态合金的电导率和硬度的基础上,结合自然时效状态合金的微观组织,对7B50合金的淬透性及其临界平均冷却速率展开研究。结果表明:7B50合金自然时效50 d的淬透深度为70 mm,对应淬火敏感温度区间(420～230℃)内的平均冷却速率为1.55℃×s~(-1);先自然时效50 d再人工峰时效合金的淬透深度减至60 mm,对应的平均冷却速率为1.95℃×s~(-1);与自然时效状态相比,先自然时效再人工峰时效处理后合金的淬透性变差,淬火敏感性增加。表面喷水淬火时,非均匀析出相首先在晶界/亚晶界上析出,然后在基体内的Al_3Zr粒子上析出;晶界/亚晶界上观察到析出相,出现在距淬火表面仅3mm处,对应淬火敏感温度区间内的平均冷却速率高达981℃×s~(-1);基体内零星析出尺寸较小的非均匀析出相,出现在距淬火表面10mm处,对应的平均冷却速率为37.75℃×s~(-1)。喷水淬火后,距淬火表面25 mm处的性能与淬火表面处相比变化不大,该位置对应的平均冷却速率为9.34℃×s~(-1),远小于淬火表面处,控制7B50合金厚板的喷水淬火过程,使厚板内部的平均冷却速率接近但不低于9.34℃×s~(-1),厚板淬火-时效后将获得较好的性能。     

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.     

时效制度对LC52铝合金组织与性能的影响

研究了在单级时效、双级时效、回归再时效 (RRA)处理条件下 ,LC5 2铝合金的微观组织、室温力学性能、抗剥落腐蚀性能和应力腐蚀开裂敏感性。结果表明 ,LC5 2铝合金经 12 0℃× 2 4h +2 5 0℃× 2min(油浴 ) +12 0℃×30h回归再时效处理后 ,具有良好的综合性能     

时效对2195铝锂合金腐蚀行为的影响

研究了2195铝锂合金在不同时效状态下的晶间腐蚀和剥落腐蚀行为.结果表明:2195合金在自然时效状态下具有较好的抗晶间腐蚀和剥落腐蚀能力,但随着在160℃时效时间的延长,其晶间腐蚀与剥落腐蚀倾向逐渐增加;在剥落腐蚀溶液中进行的极化曲线测试也表现出相同的趋势.透射电镜观察发现:2195合金主要析出相为T1相;随着时效时间延长,T1相逐渐粗化,在晶界处还会出现无析出带及平衡相.模拟相实验证实,由于T1相和无析出带的开路电位都明显低于铝基体的,在腐蚀性介质中作为阳极相优先溶解,从而导致2195合金产生晶间腐蚀及剥落腐蚀.过时效状态与峰时效状态相比,晶界平衡相增多,无析出带变宽,晶间腐蚀及剥落腐蚀程度将更加严重.