自然时效及预时效6000系合金人工时效析出行为

通过硬度、差示扫描量热法(DSC)及透射电镜分析,研究了自然时效及预时效的几种6000系合金人工时效析出行为.结果表明:在170℃人工时效初期,T4态(固溶淬火后室温放置两周)合金中GP区的溶解过程推迟了β"相的析出,所形成的析出物主要是β"核心,导致时效硬化性下降;而T4P态(固溶淬火后立即170℃人工时效不同时间,然后室温放置两周)合金在这一阶段β"核心连续长大成为β"相,其显微组织以β"析出物为主,导致时效硬化性增强.增加预时效时间,人工时效硬化效果更好.对Si过剩合金,增大Mg/Si质量比,有利于β"核心的析出,提高人工时效硬化性.     

预变形对2E12铝合金时效析出过程的影响

通过DSC热分析、显微硬度测试、透射电镜分析等研究了预变形对2E12铝合金时效析出过程的影响。结果表明：2E12铝合金表现为双阶段时效硬化特征,预变形降低了合金时效第1阶段硬化效果,提高了合金峰时效硬度,缩短了峰时效时间;随预变形量的增加,合金峰时效硬度增大,峰时效时间提前。增加预变形量使合金中析出的板条状S相更为细小、弥散。预变形引入位错对沉淀析出有利,位错环纯刃型位错为S相析出提供有利位置,促进球状S相形核。预变形产生位错结构有利于I型S相析出,并延缓II型S相析出     

7050合金固溶后在180℃~250℃等温淬火时的析出行为

本文研究了7050合金固溶后在180℃~250℃等温淬火过程中,合金的电导率、硬度与微观组织之间的关系。结果表明,7050合金在180℃和200℃等温淬火初期,等温样品的淬火态电导率低于固溶后直接水淬样品;随着等温时间延长,等温样品自然时效态硬度先升后降。7050合金在180℃等温128 min时,基体内形成GPΙ区和η’相;在200℃等温32 min时,基体内形成GPΙ区和部分GPΙΙ区;在250℃等温32 min时,基体内形成η’相和S相。合金基体内形成强化相是造成等温淬火初期合金自然时效态硬度上升的主要原因。7050合金固溶后在200℃等温淬火16 min,此时合金T6状态的硬度较固溶后直接水淬样品仅下降3.4%,而电导率上升达9.2%,性能接近回归制度为180℃-32min的RRA工艺处理后合金的性能,若将该等温淬火制度作为7050合金板材固溶后水淬前的预处理工艺,可使板材获得较好的综合性能。     

汽车用新型Al-0.93Mg-0.78Si-0.20Cu-3.00Zn合金的制备及其时效析出行为研究

通过DSC,OM,SEM,TEM观察及拉伸测试等手段对新开发的汽车用新型Al-0.93Mg-0.78Si-0.20Cu-0.30Mn-0.40Fe-3.00Zn(质量分数,%)合金的时效析出行为进行了系统研究.结果表明,固溶淬火态合金的DSC曲线出现5个放热峰,分别对应GP区聚集长大及沉淀相析出,运用Avrami-Johnson-Mehl方法对合金时效析出动力学进行了计算分析,创建的沉淀相析出动力学方程Y=1-exp[-2.03×10~(19)exp(-23573/T)t~2]可以比较准确地预测合金时效析出规律.185℃人工时效90 min即可达到峰值硬度133 HV,对应的拉伸性能可达σ_(0.2)=346 MPa,σ_b=383 MPa,δ=13%,拉伸断口仍以塑性断裂为主.虽然该合金含有一定量的Zn,但在185℃时效时仍以Mg-Si相的析出为主,峰时效态分布有结构稳定的b′′相及其前驱体pre-b′′相,后者的出现主要是由于Zn参与了沉淀相的析出所致.此外,根据合金时效过程的组织演化规律,提出了该新型合金沉淀相形核和析出模型示意图.     

铸造A18Si0.4Mg合金时效行为研究

利用硬度测定、差热扫描量热分析（DSC)、电子探针微区成分分析和透射电子显微分析(TEM)技术研究了铸造A18Si0．4Mg合金的铸态时效及固溶淬火时效(T6)行为。硬度测定结果表明：A18Si0．4Mg合金具有明显的铸态时效硬化效果，其铸态时效峰值硬度仅比T6状态硬度值低6HV。冷却速度对合金时效没有明显的影响。DSC和TEM分析结果表明：两种时效状态下合金的时效硬化均是过渡相β″和β′相析出对基体的强化。对合金在两种时效状态下析出相的分布及硬度均匀化系数进行了分析讨论。     

预孪生化镁合金时效微观组织研究

对铸造Mg-8Zn-2Y-1Zr合金进行了固溶处理、预拉伸变形和时效处理,采用金相显微镜及透射电子显微镜等研究了经3%预拉伸变形的Mg-8Zn-2Y-1Zr合金时效微观组织。结果表明:经3%预拉伸变形的固溶态合金试样晶粒内产生大量孪晶,其硬度值比未变形的固溶态合金试样提高了HV6.9。经3%预拉伸变形的固溶态合金试样经160℃时效处理后,时效进程中产生大量GP区。峰时效阶段合金中存在大量弥散分布的短杆状沉淀相和未完全脱溶的沉淀相,此时合金硬度达HV86.2。过时效阶段部分沉淀相已长大为长杆状,但基体中仍存在大量弥散分布且尺寸细小的短杆状沉淀相,孪晶界上的短杆状沉淀相不仅析出密度高于基体,且发生约86°的转动。     

铸造Al8Si0.4Mg合金时效行为研究

利用硬度测定、差热扫描量热分析 (DSC)、电子探针微区成分分析和透射电子显微分析 (TEM)技术研究了铸造Al8Si0 .4Mg合金的铸态时效及固溶淬火时效 (T6)行为。硬度测定结果表明 :Al8Si0 .4Mg合金具有明显的铸态时效硬化效果 ,其铸态时效峰值硬度仅比T6状态硬度值低 6HV。冷却速度对合金时效没有明显的影响。DSC和TEM分析结果表明 :两种时效状态下合金的时效硬化均是过渡相 β″和 β′相析出对基体的强化。对合金在两种时效状态下析出相的分布及硬度均匀化系数进行了分析讨论     

Zr含量对Al-Zr合金时效析出和性能的影响

对比研究了Zr添加(0.05,0.15和0.25wt%)对Al-Zr合金固溶态和固溶轧制态时效析出行为、硬度和导电率的影响。结果表明,固溶态Al-Zr合金的晶粒尺寸随Zr含量的增加而减小,但是固溶轧制态Al-Zr合金的晶粒尺寸对Zr添加量不敏感。固溶态Al-Zr合金在350 ℃时效过程中,由于Al₃Zr沉淀相的析出,合金硬度随Zr含量增大而增大,但是更强的点阵畸变场则导致导电率降低。而在固溶轧制态合金的时效中,大量变形位错的存在促进了Al₃Zr相的析出,Al-Zr合金在250 ℃下时效具有比350 ℃时效更优的硬度和导电率的综合性能。特别是0.25wt%Zr添加的Al-Zr合金,其析出强化可以有效补偿时效过程中位错湮灭引起的硬度降低,保持较高的硬度。综合考虑,固溶轧制态Al-0.25wt%Zr合金经250 ℃时效25 h后具有最优的硬度(47.5 HV0.5)和导电率(55.6%IACS)组合。     

挤压变形对Sr+Sb联合变质Mg-5Sn-1.5Al-1Zn-1Si合金时效硬化效果的影响

对比分析了铸态和挤压态Sr+Sb联合变质Mg-5Sn-1. 5Al-1Zn-1Si合金在时效过程中的组织与硬度的异同,讨论了产生差异的原因。结果表明:挤压变形合金的时效硬化效果明显强于铸态合金的时效硬化效果。铸态合金随着时效温度的升高和保温时间的延长,析出的化合物增多,特别是Mg_(17)Al_(12)和Mg_2Sn相。铸态合金经固溶和时效处理后的最大平均硬度为92. 12 HBW,比未经固溶时效处理时的硬度仅提高了7. 78%,且硬度测量误差范围波动较大。挤压变形合金随着时效温度的升高和时效时间的延长,大量颗粒状析出相均匀分布在基体上,析出相明显长大。挤压变形合金经固溶时效处理后的最大平均硬度为116. 94 HBW,比未固溶时效处理时的硬度提高了21. 4%,且硬度误差波动范围较小。挤压后合金经过固溶时效处理后,材料的性能稳定性明显提高。     

非等温时效对7B50铝合金组织及性能的影响

采用硬度测试、电导率测试、室温拉伸、TEM观察、DSC分析以及剥落腐蚀实验,研究了非等温时效对7B50铝合金热轧厚板的微观组织及耐蚀性能的影响。结果表明:经过480℃、1 h固溶后室温水淬火,再经1℃/min的加热速率升温至215℃后立即炉冷至室温的非等温时效,7B50铝合金的晶内析出相细小弥散,晶界相粗大断续。合金抗拉强度可达605 MPa,剥落腐蚀等级可达EB,综合性能优于单级等温峰时效(T6)和双级等温过时效(T76),与回归再时效(RRA)态性能类似。非等温时效技术实现了短流程操作,且取消等温保温的措施更适用于厚板的时效热处理。     

时效对7050铝合金预拉伸板抗腐蚀性能的影响

采用硬度、腐蚀速率、剥落腐蚀、慢应变速率拉伸测试及透射电镜和差示扫描量热法研究预拉伸后时效制度对7050铝合金板材显微组织、硬度和抗腐蚀性能的影响。结果表明:峰时效合金硬度最大,抗腐蚀性能最差;过时效和回归再时效与峰时效相比,合金的硬度值减小,抗腐蚀性能变好;在高温+峰时效中的高温时效阶段,GP区发生回溶,有利于η′和η相的直接形核析出,晶内析出相长大、不均匀分布,合金硬度减小;晶界析出相粗化、断续分布,合金抗腐蚀性能提高。     

7050铝合金淬火特性与微观组织

采用温度数据采集系统采集得到盐浴炉等温保温过程中试样的温度变化曲线,通过硬度和电导率测试测定7050铝合金的时间-温度-性能(TTP)曲线。采用透射电镜和热分析仪对7050铝合金进行显微组织观察和分析。结果表明:合金TTP曲线鼻温大约在320℃,孕育期约为1.7 s。合金的淬火敏感温度区间为230~410℃,且在此温度区间内,合金硬度随时间的延长而迅速下降。等温保温过程中,合金晶内淬火平衡η相主要依附于晶内Al3Zr等弥散相和细小Al2Cu相形核长大;且随着保温时间延长,淬火析出相的体积分数逐渐增加,晶界析出相趋向于连续分布,无析出带逐渐宽化。等温保温合金经时效后,晶内析出GPⅡ区及η-相数量随着等温保温时间的延长逐渐减少,使得合金性能降低,合金表现出一定淬火敏感性。     

热处理对Mg-10．02Li-3．86Zn-2．54Al-1．76Cu合金力学性能的影响

研究了热处理对超轻Mg-10．02Li-3．86Zn-2．54Al-1．76Cu合金力学性能的影响。研究表明，随淬火温度升高（150℃～350℃），Mg及Al在口相中固溶程度增加，合金淬火硬度增加；350℃，1h淬火后的时效过程中未发现时效硬化现象，而α相及AlLi相从β相中析出将导致合金软化，且时效温度越高，软化速度越快。同时，淬火温度升高至250℃，固溶程度增加导致合金强度增加；淬火温度进一步提高至350℃，一方面由于晶粒长大，另一方面可能淬火后Mg在β相中过饱和度增加，α相易沿β晶界连续析出，导致合金强度及塑性大幅度下降。     

TB17钛合金两相区等温时效析出行为研究

采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)和透射电子显微镜(TEM)研究了亚稳β钛合金TB17在α+β两相区固溶处理后的等温时效析出行为，并分析了次生α相的析出位置、尺寸、形态。结果表明：TB17钛合金在350 ℃等温时效时，发生β→ω相变，ω相呈椭圆状，尺寸在3~5 nm之间；在450 ℃和550 ℃等温时效过程中，主要发生β→α相变。α相首先在亚晶界和亚晶缺陷处形核并长大，最后形成细小的棒状α相，并且两相区固溶时所保留的大量亚晶界加快了时效过程中次生α相的析出响应。     

固溶处理及双级时效对7050铝合金微观组织和硬度的影响

采用维氏硬度计和电子显微镜等分析方法研究固溶处理及双级时效对7050铝合金微观组织和硬度的影响。结果表明,随着固溶温度的升高和固溶保温时间的延长,晶内细小的第二相和晶界粗大的第二相逐渐溶解,淬火后易形成过饱和固溶体,在随后的时效阶段不断析出形成沉淀强化相,硬度得到提高;随着预时效温度的升高和预时效保温时间的延长,第二相不断析出并趋于长大,同时再结晶体积分数不断增大;随着终时效温度的升高和终时效保温时间的延长,预时效阶段没有析出的第二相继续析出,并趋于长大,同时再结晶体积分数也不断增大,硬度先增大后降低。7050铝合金最佳的固溶工艺为470 ℃×60 min, 最佳短时双时效工艺为120 ℃×4 h+160 ℃×3 h, 此时硬度值为195.47 HV,再结晶体积分数38.22%。     

含铜低碳高纯净钢的固溶与时效工艺

研究了含1．12％Cu的高纯低碳钢的固溶和时效工艺对合金组织、硬度的影响；应用金相显微镜及JEOL JEM—2010型高分辨电镜观察了沉淀析出过程。结果发现，其固溶态含有大量有序畴的不均匀固溶体；时效初期到时效峰之间，有序畴中不断形成类B2过渡相。时效峰是类B2过渡相 有序畴的整和组织强化的结果。     

6016铝合金汽车板材预时效处理工艺研究

研究了预时效处理工艺对汽车用6016铝合金板烘烤硬化性能的影响,试验结果表明,经过预时效处理可明显改善人工时效过程中合金软化现象。160℃、7 min预时效处理后板材硬度值高于T4态且呈现增长趋势,有效的抵消了自然时效过程中的合金软化现象。DSC结果表明,预时效处理可加快Mg2Si相析出速度,提高人工时效效果。拉伸结果表明,预时效后烤漆试样屈服强度达到321 MPa,相比自然时效烤漆试样硬度提高了60 MPa,降低自然时效对板材烤漆硬化性能的影响。对6016铝板材采用固溶处理+预时效+烤漆硬化工艺流程,有利于获得良好的板材冲压成形性能以及烘烤硬化处理效果。     

微量Cu对AISiMg合金铸态时效析出行为的影响

采用DSC分析和硬度测定,研究了金属型铸造条件下微量Cu对AlSi11Mg0.3合金铸态时效析出行为的影响。实验结果表明:微量Cu对合金的铸态硬度值影响不大,但能明显提高AlSi11Mg0.3合金的铸态时效硬化潜力。DSC分析结果表明:Cu/Mg含量比小于1时,沉淀相析出孕育速度加快,Cu/Mg含量比大于1时,沉淀相析出孕育速度减慢;Cu含量对沉淀相达到最大析出速度所需时效时间影响不大;随着Cu含量的增加,反映沉淀相析出热效应的放热峰峰高增大。Cu含量对沉淀相析出行为的影响与沉淀相的组成有关,并对此进行了讨论。     

预轧制时效对2055铝锂合金组织和力学性能的影响

研究了不同预轧制变形时效对固溶态2055铝锂合金组织和力学性能的影响。结果表明,对固溶2055铝锂合金在时效前进行预轧制变形可显著缩短峰值时效时间、提高合金硬度和强度。当预轧制变形量为0、3%和10%时,2055铝锂合金分别在155℃下时效40、30和28 h达到峰值硬度（HV）,分别为207.66、215.31和220.07。10%预轧制+155℃×28 h峰时效合金的屈服强度、抗拉强度分别达到562.64 MPa和622.04 MPa,比未预轧制、3%预轧制峰时效合金分别提高了67%、21%和43%、8%,大塑性变形诱导高密度位错促进析出相大量均匀弥散析出是其力学性能提高的主要原因。     

微量Cu对AlSiMg合金铸态时效析出行为的影响

采用DSC分析和硬度测定，研究了金属型铸造条件下微量Cu对A1Si11Mg0．3合金铸态时效析出行为的影响。实验结果表明：微量Cu对合金的铸态硬度值影响不大，但能明显提高A1Si11Mg0.3合金的铸态时效硬化潜力。DSC分析结果表明：Cu／Mg含量比小于1时，沉淀相析出孕育速度加快，Cu／Mg含量比大于1时，沉淀相析出孕育速度减慢；Cu含量对沉淀相达到最大析出速度所需时效时间影响不大；随着Cu含量的增加，反映沉淀相析出热效应的放热峰峰高增大。Cu含量对沉淀相析出行为的影响与沉淀相的组成有关，并对此进行了讨论。