Cu含量对Al-Mg-Cu合金加工过程组织演变的影响

为了揭示Cu元素在5×××铝合金中的演变规律,提高Cu元素的利用率更好地发挥其强化作用,采用扫描电子显微镜(SEM)观察、能谱(EDS)分析、差热分析(DSC)及热力学相图计算方法,研究了以5182铝合金为基础,添加不同Cu含量的Al-Mg-Cu合金在铸态、均匀化态、热轧+冷轧态和中间退火态的组织演变。研究结果表明:当w(Cu)增加至0.3%时,铸态合金中出现初生S-Al_2CuMg相且S相含量随Cu含量增加而增加,该现象与热力学相图计算结果一致。DSC曲线显示S相的吸热峰起始位置在475℃～490℃的温度范围。为防止共晶相熔融引起的过烧,在常规的双级均匀化440℃5 h和525℃5 h之间增加一级465℃8 h均匀化热处理,可将S相溶解。将均匀化后的60 mm厚的铸锭热轧成6 mm厚的板材(开轧温度510℃、终轧温度220℃～250℃),再将6 mm厚的板材冷轧至2.4 mm,冷轧板内存在少量亚微米尺度颗粒状S相和AlCuMn相,推测为热轧过程中析出的。320℃2 h退火后,发现尺寸更大的S相和数量更多的AlCuMn相且部分AlCuMn相依附在Al_6(FeMn)相上析出。AlCuMn相未在热力学相图计算结果中出现,可能是因为该相的析出是非平衡析出。     

Er对Al-Mg-Si-Cu合金铸态和均匀化组织的影响

通过DSC差热分析、光学显微镜、扫描电镜和EDS能谱分析研究了不同含量Er(铒)对Al-Mg-Si-Cu合金的铸态、均匀化组织的影响。结果表明:Er可以明显细化Al-Mg-Si-Cu合金的铸态组织。添加w(Er)=0. 4%,合金的晶粒细化效果较好;添加w(Er)0. 4%时,合金的初熔温度和熔化温度没有明显变化;添加w(Er)=0. 6%时,合金的初熔温度和熔化温度分别提高8℃和6℃。均匀化过程中析出了大量十分细小的析出相,均匀分布在晶内。Al-MgSi-Cu合金均匀化组织中晶界残留相主要为Al Cu Si相和Cu Al2相。添加w(Er)=0. 6%后,合金均匀化组织中晶界残留相主要是Er Al3相和Al MnFeSi相。     

一种7×××铝合金铸锭均匀化处理工艺改进

通过分析一种7×××铝合金的化学成分,结合热处理原理和企业生产要求,对该合金铸锭均匀化处理工艺进行改进,利用金相分析、能谱分析等方法分析了不同的均匀化处理工艺效果。结果表明,对该铝合金铸锭采用460℃10 h+475℃24 h的二级均匀化退火工艺,在保证均匀化效果的同时能够节省时间14 h;采用420℃8 h+465℃10 h+475℃12 h的三级均匀化退火工艺,可节省时间20 h,提高了生产效率。     

5083铝合金均匀化退火工艺研究

对5083铝合金的均匀化退火工艺进行了研究.结果表明:经465℃×35h均匀化退火的5083合金组织中残留相有(FeMn)Al6和少量的β(Mg2Al3),揭示了均匀化工艺对合金组织和性能的影响规律,进而为工业化生产提供了理论依据.     

车用铸态7055铝合金的均匀化退火组织特性分析

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)以及差示扫描量热仪(DSC)等技术对车用铸态7055铝合金组织及均匀化退火过程中的组织演变进行研究。结果表明:均匀化退火后铝合金枝晶间距明显缩小,晶粒细化。部分金属间化合物以及许多非平衡共晶组织出现在晶界部位,呈现网状片层的连续分布结构,在铸态组织内生成了具有较高Zn、Cu、Mg含量的共晶相。MgZn_2相随着均匀化退火时间增加发生回溶现象。将均匀化退火时间增加到40 h,表现出明显的均匀化效果。确定465℃下处理40 h作为最优的单级均匀化条件。     

Al-7.6Zn-1.6Mg-1.9Cu合金均匀化退火制度的研究

利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、能谱分析(EDS)、X射线物相分析(XRD)和差示扫描量热法(DSC)研究了Al-7.6Zn-1.6Mg-1.9Cu铝合金的均匀化退火制度。结果表明:Al-7.6Zn-1.6Mg-1.9Cu合金铸态组织偏析严重,非平衡共晶相α(Al)+Mg(AlZnCu)2沿晶界呈连续网状分布,初始回溶温度为476℃,该合金在480℃均匀化退火时发生过烧;合金经不同均匀化退火后,非平衡共晶相发生不同程度的回溶,均匀化退火温度越高,时间越长,第二相回溶越好;该合金经420℃10h+470℃24h均匀化处理后,第二相回溶充分,且析出弥散分布的Al3Zr粒子,抑制后续固溶加工过程中的再结晶,可以作为合金合理的均匀化退火制度为420℃10h+470℃24h。     

Cr含量对5083高镁铝合金组织和性能的影响

研究了添加w(Cr)=0. 06%～0. 24%对5083铝合金铸锭均匀化组织、冷变形组织、拉伸性能、断口形貌的影响。结果表明:随着Cr含量的增加,5083铝合金强度提高,塑性降低,相应的拉伸试样断口形貌由韧性断裂到出现局部脆性断裂。当添加w(Cr)=0. 19%时,5083铝合金中出现粗大的Al-Mn-Cr-Ti-V金属间化合物相,粗大的化合物相在轧制过程中破碎,沿轧制方向分布,恶化合金的塑性和成形性能。     

7A04铝合金均匀化退火工艺研究

研究了7A04铝合金Φ405 mm铸锭经两种制度单级均匀化退火后第二相的变化。研究结果显示：(460±5)℃12 h(随炉冷却)均匀化退火后，仍存在大量的小尺寸灰白色Al₇Cu₂Fe相以及大尺寸亮白色T(AlZnMgCu)相，冷却过程中析出的第二相粗大且数量多。(475±5)℃12 h(机械风冷)均匀化退火后，残留的可溶T(AlZnMgCu)相明显减少，合金中只有少量的剩余含Fe相，冷却过程中析出的第二相细小且数量少。采用(475±5)℃12 h(机械风冷)均匀化退火的铸锭挤压的棒材的力学性能比(460±5)℃12 h(随炉冷却)的提高8 MPa,伸长率可增加约1%。7A04铝合金单级均匀化退火最优工艺为(475±5)℃12 h(机械风冷)。     

退火对冷拉拔Al-0.7Fe-0.2Cu合金组织性能的影响

运用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜研究了冷拉拔铝合金Al-0.7Fe-0.2Cu在不同退火处理制度下的微观组织结构演变,并分析了其对电导率和力学性能的影响.结果表明:300℃退火,初生相Al(Fe,Cu)中Cu元素部分回溶于基体,500℃退火,Cu元素几乎完全回溶于基体;冷拉拔Al-0.7Fe-0.2Cu丝材再结晶温度为300～350℃;450℃长时间退火后,再结晶晶粒长大不明显,但有极少量的晶粒出现异常长大现象,这主要是因为Al(Fe,Cu)相分布不均匀对晶粒长大的影响;其电导率在250℃×2h条件下退火达到最大值;超过350℃长时间退火其抗拉强度趋于稳定,伸长率降低.冷拉拔合金在350℃×2h退火处理制度下,拥有最优异的导电性能和力学性能.     

Al-6.3Zn-2.4Mg-2.3Cu合金的均匀化处理工艺

通过分析了铝合金成分,结合热处理原理和企业生产要求,对均匀化热处理工艺进行了改进,利用金相分析、能谱分析等方法分析了不同的热处理工艺效果。结果表明,采用460℃×10 h+475℃×24 h的二级均匀化退火工艺,保证均匀化效果的同时能够节省时间14 h;采用420℃×8 h+465℃×10 h+475℃×12 h的三级均匀化退火工艺效果最佳,晶界处的粗大组织完全消失,只有Al、Cu和少量杂质Fe元素,同时可节省时间20 h,提高生产效率。     

电缆用铝合金材料均匀化退火工艺研究

以电缆用铝合金为研究对象,研究不同均匀化退火工艺条件下铝合金的组织和性能。结果表明,均匀化退火温度为450℃时,非平衡相逐渐溶于基体,成分趋于均匀,有效地改善了铸锭的组织和性能。电缆用铝合金的最佳均匀化退火工艺为450℃×24 h。     

2A12ME铝合金板材的深冲性能研究

研究了化学成分、退火制度、出炉冷却方式对2A12铝合金2.0 mm板材深冲性能的影响,确定了2A12ME板材的最佳Cu含量和生产工艺参数:w(Cu)≤4.5%;退火温度360℃～380℃,保温时间1 h～2 h;退火冷却方式为随炉冷却到200℃出炉。     

高锌超高强铝合金的均匀化退火工艺

为了获得高锌超高强铝合金均匀化退火适宜工艺,采用光学显微镜、差示扫描量热法、扫描电镜、能谱分析等方法研究二极均匀化退火工艺对高锌Al-Zn-Mg-Cu合金的组织和T6(120℃×24 h)人工时效后的力学性能的影响。结果表明,合金经400℃,4 h均匀化后的过烧温度为471℃;实验合金的最佳二级均匀化退火工艺为随炉升温到400℃保温4 h,再随炉升温到467℃保温30 h;合金经该均匀化工艺处理后,铸锭中的元素偏析明显消除,共晶相明显减少,合金挤压态析出相较小且分布均匀,合金力学性能明显改善。     

均匀化退火对Nd-Fe-Co-Ga-Zr-B合金铸锭组织及HDDR粘结磁体磁性能的影响

利用XRD,SEM,EDX等手段分析了均匀化退火对Nd12.2Fe63.8Co17.4Ga0.5Zr0.1B6合金铸锭的相组成和微观结构的影响,分析了均匀化退火温度和保温时间对氢化-歧化-脱氢-再化合(HDDR)粘结磁体磁性能的影响规律.结果表明,均匀化退火消除了Nd12.2Fe63.8Co17.4Ga0.5Zr0.1B6合金铸锭中的偏析相和α-Fe枝晶;对该合金进行(1100～1150) ℃×10 h、随炉冷却的均匀化退火处理时,随着退火温度的升高,合金中的α-Fe不断减少,在1150 ℃下对该合金进行长时间(20 h)的均匀化退火处理后,其α-Fe的含量逐渐增多;经过1150 ℃×10 h、随炉冷却的均匀化退火热处理后,Nd12.2Fe63.8Co17.4Ga0.5Zr0.1B6合金铸锭中的α-Fe显著减少,HDDR磁粉的晶粒尺寸均匀且形状规则,其粘结磁体获得了最佳磁性能:Br=0.6309 T, Hcj=676.2 kA/m,(BH)max=55.6 kJ/m3.     

6063铝合金热变形行为的研究

采用Gleeble1500热压缩模拟试验机研究了细晶铝锭熔炼的6063铝合金的高温变形行为,得出以下结论:选取560℃ 6h固溶 250℃×3h时效的均匀化制度,流变应力较小,变形后时效硬度较高;560℃×6h固溶 250℃×3h时效处理的试样低温慢速变形可降低流变应力,但不利于Mg2Si相的溶解,进而影响变形后时效硬度;相同均匀化处理的试样,Mg2Si相含量高,则变形过程中流变应力大,细化方法的变化及含钛量的变化(含质量分数为0·01%~0·05%的Ti),对于热变形行为并未造成明显差异。     

含Sr7085型铝合金的晶间腐蚀和剥落腐蚀性能

对一种Sr微合金化的7085型铝合金的晶间腐蚀性能和剥落腐蚀性能进行了研究。结果表明,该合金经均匀化退火、热压缩变形加工、强化固溶(470℃×2 h+480℃×2 h+490℃×2 h)处理、冷水淬火、T6(120℃×24 h)时效处理后,具有很好的抗晶间腐蚀性能和抗剥落腐蚀性能,其抗腐蚀性能明显优于7075-T6合金。按GB 7998-2005(ASTM G110-1992)晶间腐蚀试验标准,该合金未发生晶间腐蚀,仅发生点蚀。按GB/T 22639-2008(ASTM G34-2001)剥落腐蚀试验标准,其剥落腐蚀等级为PA级。该合金所具有的优异抗腐蚀性能与其具有较低的合金元素总量(10.073%)、较高的w(Zn)/w(Mg)(4.97)比和w(Cu)/w(Mg)(1.06)比以及Zr和Sr的微合金化作用(细化组织、抑制再结晶)是一致的。     

箔材用3003铝合金的热处理和性能

采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜和拉伸试验机等研究了预回复退火、一段中间退火和两段中间退火后箔材用3003铝合金的显微组织和力学性能。结果表明:随着退火温度的升高,3003铝合金的电导率先上升后下降,锰原子的固溶度先减小后增大; 450℃退火的3003铝合金的电导率最高、锰原子固溶度最小、析出相密度最高; 3003铝合金退火过程中的析出相主要为针状Al_6Mn相、粒状Al_(12)(Fe,Mn)_3Si相和块状Al_6(Fe,Mn)相。预回复退火有利于中间退火后的3003铝合金形成细小的等轴晶粒。一段中间退火和两段中间退火后3003铝合金的塑性应变比各向异性Δr值分别为0. 31和0. 03,即450℃×5 h+525℃×15 h两段中间退火有助于消除3003铝合金板的平面各向异性,从而有效避免3003铝合金板在深冲成箔材的过程中产生制耳。     

Cu含量对重力铸造Al-Cu-Mg-Sc合金组织及力学性能的影响

在重力铸造条件下制备了不同Cu含量(4%~6%,质量分数,下同)Al-Cu-Mg-Sc合金,采用500 ℃×4 h＋520 ℃×6 h的双级固溶,水冷后进行175 ℃×5 h时效。通过维氏硬度测试、室温拉伸性能测试试验、扫描电镜分析(SEM)等手段,研究了不同Cu含量对试验合金显微组织和力学性能的影响,进而优化Al-Cu-Mg-Sc铝合金成分。结果表明,经热处理后,随Cu含量从4.26%提高至5.58%,Al₂Cu析出相含量持续提高,热处理后合金屈服强度从191 MPa提升至216 MPa,抗拉强度从323 MPa提升至355 MPa,伸长率维持在13%附近。然而,当Cu含量较高时(6.13%),微观组织中Al₂Cu相体积分数较高,固溶后进入基体的Al₂Cu相数目有限,有大量Al₂Cu相残留在晶界处,经过时效处理后,合金的强化效果不能随Cu含量的增加而继续提升。因此整体上,随Cu含量提高,时效态高Cu含量合金的硬度和抗拉强度先增加随后趋于平稳,断后伸长率呈现先增加后降低的规律。Cu含量为5.58%的铸造Al-Cu-Mg-Sc铝合金时效后获得最佳综合性能,其硬度为117 HV,抗拉强度和屈服强度分别为355 MPa、216 MPa,断后伸长率为13.5%。     

Al-Mg-Si-Cu-Mn-Cr合金均匀化退火工艺研究

采用光学显微镜(OM)、差示扫描量热分析(DSC)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)等分析方法研究了Al-Mg-Si-Cu-Mn-Cr合金铸锭的均匀化退火工艺。试验结果表明,该合金铸态组织中存在大量的非平衡低熔点共晶相,其初始熔化温度为574℃;合金铸态组织相组成包括α-Al、Mg2Si、Al15(Fe,Mn,Cr)3Si2及少量含Cu相;随着均匀化退火温度的升高和保温时间的延长,低熔点共晶相逐渐溶入基体;该合金铸锭适宜的均匀化退火工艺制度为560℃(4h～6 h)。     

高合金化Al-Zn-Mg-Cu合金铸态及均匀化态组织

采用热力学计算软件计算了一种高锌含量Al-Zn-Mg-Cu合金的凝固相,并采用金相显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析了合金的铸态、均匀化态组织。研究结果表明,合金的铸态组织主要由MgZn_2+Mg(Al,Cu,Zn)_2+α(Al)+(极少量)θ(Al_2Cu)相构成;450℃48 h均匀化退火后,Mg(Al,Cu,Zn)2仍有大量残留,470℃24 h均匀化退火后则完全回溶。