喷射成形超高强Al-Zn-Mg-Cu合金的双级时效行为研究

研究了双级时效处理对高Zn(11.64wt%)喷射成形Al-Zn-Mg-Cu合金的组织与性能的影响.采用TEM和SEM等实验手段对合金的时效组织变化及断口形貌进行了分析,并对力学性能进行了测试.结果表明,采用双级时效处理的合金实现了晶内和晶界析出相的长大和粗化过程;随着时效温度的升高,合金的拉伸强度随之降低,塑性有所改善.并且第二级时效处理制度为170℃/4h时,其拉伸强度与峰时效合金的强度相比下降约13%.     

喷射成形Al-Zn-Mg-Cu合金挤压态的组织和力学性能

研究了利用喷射成形辅以挤压制备Al-5.72Zn-2.36Mg-1.66Cu合金后优化的组织结构特征和力学性能。结果表明,合金基体组织均匀细化,晶粒形貌趋于圆整,平均晶粒大小达到10 μm左右。当合金的冷却条件通过快速凝固技术改变时,会产生不同程度的固溶强化效果和第二相弥散强化效果,从而改善了合金的整体性能。合金的屈服强度和抗拉强度分别平均提高了20%左右,且伸长率也略有提高。     

喷射成形含锰Al-Zn-Mg-Cu合金的显微组织

为提高Al-Zn-Mg-Cu合金的强度,利用喷射成形的方法制备了含锰Al-Zn-Mg-Cu合金锭,并利用X射线衍射（XRD）、光镜（OP）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）和示差扫描热分析（DSC）研究了其微观组织特征。结果表明：喷射沉积坯主要由晶粒尺寸为5～25μm的细小等轴晶粒、MgZn2和Al6Mn相组成。纳米级的MgZn2颗粒弥散分布于基体,而平均尺寸为5μm的Al6Mn一次相颗粒沿晶界析出。沉积合金中也发现了少量的CuAl2,Al3Zr和共晶组织。沉积坯中缩孔疏松的体积分数约为12%。DSC分析结果说明大部分溶质原子在喷射成形过程中析出,在450℃以下的加热过程中没有明显的热反应发生。随着退火温度的升高,基体晶粒和Al6Mn颗粒单调长大,但Al6Mn颗粒的长大速率显著低于基体晶粒的长大速率。当退火温度高于375℃时,基体晶粒迅速长大。     

喷射成形Al-Zn-Mg-Cu合金电子束焊接接头组织研究

采用真空电子束焊接的方法对10mm厚的喷射成形Al-Zn-Mg-Cu合金进行了焊接实验。采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜等方法分析了焊接接头的微观组织特点。结果表明,喷射成形Al-Zn-Mg-Cu合金电子束焊接接头由3个区域(近缝区母材、熔合区、热影响区)组成。焊缝宽0.3～1mm,熔合区由尺寸3～8μm的等轴细晶组成,析出相沿晶界均匀分布,晶内析出相较少;热影响区小部分区域发生了重熔,存在大量的共晶组织,部分保留了母材的原始组织特征。经T6处理后熔合区晶粒尺寸无明显变化,晶界变细,沿晶界分布的连续析出相溶解,变成了孤立的析出相,尺寸1～2μm。同时存在少量长约2μm的针状(棒)的Al7Cu2Fe相,热影响区共晶组织消失。     

喷射成形Al9Zn2.9Mg3.0Mn1.7Cu合金沉积坯显微组织分析

利用喷射成形工艺制备了Al9Zn2.9Mg3.0Mn1.7Cu超高强铝合金材料,用金相、XRD、SEM、TEM等测试方法对其显微组织进行了分析.研究结果显示,基体组织由细小的等轴晶粒构成,晶粒平均尺寸约为12 μm.沉积坯主要由α-Al、Al6Mn、MgZn2相组成,晶界处尚有少量Al2Cu相和鱼骨状四元共晶TAlZnMgCu相.Al6Mn相一般呈短棒状或盘状,大部分含锰颗粒的尺寸＜5 μm,Al6Mn相主要沿晶界析出,少量在晶内析出;细小的MgZn2相则弥散分布于铝合金基体内,其尺寸一般为数十个纳米.     

喷射成形Al10.8Zn2.8Mg1.8Cu合金沉淀析出强化行为

采用喷射成形技术制备Al10.8Zn2.8Mg1.8Cu高强铝合金, 利用力学性能测试、 高分辨透射电镜(HREM)、 选区衍射(SAED)等手段系统研究120 ℃下该合金的时效曲线和沉淀析出行为。 研究结果表明： 该合金在120 ℃时效4 h强度即可达到800 MPa以上; 16 h达到峰时效状态, 强度可达820 MPa, 此阶段GPⅠ区和GPⅡ区联合强化起主导作用; 44 h后存在长时间的时效平台, 强度在800 MPa左右, 此阶段η′相和η相起主导强化作用。     

喷射成形Al-Zn-Mg-Cu合金的组织与性能研究

对喷射沉积制备的高zn（11．3wt％）Al-Zn-Mg-Cu合金进行挤压和热处理,并测试了力学性能。通过透射电镜和扫描电镜对拉伸试样的微观组织进行了研究,提出了合金的强化机制。结果表明,该喷射沉积Al-Zn-Mg-cu合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为849MPa、796MPa和3．3％。合金的强化主要来源于纳米晶强化、固溶强化以及沉淀强化。断口分析显示,合金的断裂方式主要为沿晶断裂。     

Al-Zn-Mg-Cu合金时效沉淀相应变场研究

利用高分辨透射电子显微镜研究喷射成形Al12Zn2.4Mg1.1Cu合金不同时效时间析出的GPⅡ区和η′亚稳沉淀相,并结合几何相位分析软件计算了GPⅡ区和η′亚稳沉淀相的应变场。研究表明:该合金的时效硬度变化和主要析出相的变化密切相关。GPⅡ区大量弥散析出是造成合金硬度迅速上升的主要原因。η′是峰值时效状态下的主要析出强化相。析出相从GPⅡ区到η′的转变,是应变峰值较小的分散半共格应变场取代了应变峰值较大的集中共格应变场的过程。并对GPⅡ区和η′亚稳沉淀相的演变过程及强化机制进行了讨论。     

喷射成形镍基高温合金短期时效γ＇相长大动力学

利用喷射成形工艺制备了GH742y高温合金沉积坯锭,对其在780-850℃温度区间进行2～12h短期时效处理;测量了780℃不同时效时间条件下的喷射成形合金和铸造合金的电阻率,从而计算了相应的空位迁移能。采用光学显微镜、扫描电镜和图像分析软件对喷射成形GH742y合金的γ’相形态、尺寸变化及长大动力学进行了研究。结果表明,在时效过程中γ＇相逐渐转变为球形,随时效温度的升高和时间的延长γ’相尺寸增加,但温度对其影响比时间更为显著;计算得到合金的扩散激活能为130．9kJ／mol,从而确定其长大动力学方程为rf^3-r0^3=9．4×10^13·（t／T）·exp（-130．9／RT）：测得780℃下喷射成形合金的空位迁移能为0．21eV,铸造合金的为1．16eV,因此喷射成形高温合金更容易形成大量的空位,导致其电阻率比铸造合金的高,而激活能值则较小,从而促进了元素扩散速度,缩短了峰时效硬化时间。     

喷射成形8009耐热铝合金第二相组织形态的研究

采用喷射成形工艺制备了8009耐热铝合金,应用差示扫描量热仪对沉积态合金从室温到500℃之间的相转变进行测定。利用透射电镜和X射线衍射仪,对沉积态合金的组织及合金中出现的相进行观察。结果表明:沉积态合金在升温过程中无吸热峰出现,合金从室温加热到500℃过程中未发生明显相变。沉积态合金的相组成主要为α-Al和α-Al12(Fe,V)3Si相。合金中除了在基体上弥散分布着细小的α-Al12(Fe,V)3Si相外,还存在少量呈团状、扇形、针状、块状和条状等形状的第二相,这些相分别为Al12Fe3Si、Al8Fe2Si、θ-Al13Fe4、Al9FeSi3和Al6Fe。     

航空用高强韧Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的研究进展

简述了传统铸造超高强Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的发展历程、成分设计、制备与加工工艺、热处理制度、微量元素的作用,研究了其微观组织和性能,并提出了超高强铝合金以后的发展方向.     

航空用高强韧Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的研究进展

简述了传统铸造超高强Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的发展历程、成分设计、制备与加工工艺、热处理制度、微量元素的作用,研究了其微观组织和性能,并提出了超高强铝合金以后的发展方向。     

铝合金表面高能喷丸纳米化过程中析出相的返溶

利用HRTEM和TEM研究了Al-Zn-Mg合会高能喷丸表面纳米化过程中微观结构的演变。结果表明，经表面高能喷丸处理，样品表面形成了厚度约20μm的纳米晶层，随温度的增加，平均晶粒尺寸由约20nm逐渐增加到约100nm；随着塑性变形量的增加，η相在纳米晶区内几乎完全返溶，形成晶粒尺寸小于100nm的单相α过饱和固溶体。其原因可能是由于α固溶体的晶粒尺寸超细化而导致固溶度增加。     

喷射沉积Al-Zn-Mg-Cu合金的组织及力学性能研究

利用喷射成形技术制备了高Zn含量的Al-Zn-Mg-Cu铝合金,合金经挤压后,对其进行固溶时效处理并进行力学性能测试,合金的抗拉强度为849 MPa,屈服强度为796 MPa,延伸率为3.3%;利用TEM、SEM对拉断后的试样进行显微组织结构与断口形貌的观察和分析发现合金组织为细小的等轴晶,大小为2～3 μm,沉淀析出相为GP(Ⅱ)区及少量的η'相、η相;Zn元素的偏聚析出,引起明显的晶格畸变;断口形貌主要为沿晶断裂.     

时效对喷射沉积Al-Zn-Mg-Cu合金组织和性能的影响

通过拉伸实验、三点弯曲法断裂韧性测定,借助光学显微镜、扫描电镜、透射电镜观察和X射线衍射分析等手段研究了时效对喷射沉积Al-9Zn-3Mg-2.5Cu.0.8Ni-0.8Zr合金的力学性能和组织的影响.结果表明,该合金经135℃×24 h时效能达到峰值强度(782 MPa),但韧性和延性较差;在175℃保温3h,韧性和延性有所提高,但强度大幅度降低;在135℃做第三级时效,能使强度回升至与峰值时效相当,达到770MPa,延性和韧性仍保持较高水平.     

7075高强度铝合金多级时效处理及微观组织分析

以7075系高强度铝合金挤压材为研究对象,对比合金的力学性能(强度、韧性、断裂韧性)、微观组织,并重点研究了其固溶处理后的双级时效热处理工艺.结果表明,7075挤压材采用适宜的双级时效热处理工艺后具有良好的综合性能,其抗剥落腐蚀性能优于T6单级人工时效状态的性能,在保证强度满足设计要求的前提下,提高了7075型材的抗应力腐蚀性能.     

喷射成形Al-Zn-Mg-Cu-Zr系合金热处理工艺研究

采用硬度、力学性能测试,金相、扫描电镜、透射电镜观察,X射线衍射分析,研究了不同固溶及时效处理条件下喷射成形A l-7.61Zn-3.57Mg-1.79Cu-0.25Zr合金的力学性能和显微组织结构。结果表明,该喷射成形合金经挤压后基体组织细小均匀,固溶温度达490℃时,合金晶粒明显长大,出现过烧现象。合金适宜的固溶时效工艺为:480℃×60 m in+120℃×28 h。在此条件下,合金的抗拉强度σb、屈服强度σ0.2、伸长率δ、布氏硬度分别为674 MPa、601 MPa、10.6%和173 HB。合金的断裂形式为微孔聚集韧性断裂。     

时效工艺对6061铝合金轮毂力学性能的影响

对6061锻造铝合金轮毂进行了热处理工艺试验,结果表明,该铝合金轮毂的最佳热处理工艺为540℃保温79min,于70～72℃水中冷却1min,然后166℃时效350min。经该工艺处理后轮毂的抗拉强度可达到362～368MPa。     

时效析出相在强变形过程中的室温回归现象

利用透射电镜和硬度测量实验手段,研究了多相Al-Zn-Mg-Cu合金在强烈塑性变形中的组织和性能变化,特别是析出相的改变。结果发现：强烈塑性变形加工可引起析出相变形、碎化,然后溶入基体形成过饱和固溶体。这种合金在重新时效处理时可再次沉淀析出。提出了析出相回溶现象的“畸变自由能”观点。认为因品格畸变导致析出相自由能显著升高,当高于基体相的自由能时,便会发生析出相室温溶解的自发过程,称此过程为应变回归以区别于由热处理时加热引起的回归。