退火对冷轧的高纯Al-4% Cu合金微观组织和性能的影响

将尺寸为φ140 mm×130 mm作为靶材的高纯Al-4%Cu合金铸锭锻造、固溶处理及压下量为80%冷轧后,分别在150℃、200℃、250℃和300℃保温30 min退火。通过拉伸试验、硬度测定、X射线衍射和透射电镜研究了退火温度对合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:在200℃退火的合金中有少量Al_2Cu相析出;在250℃退火后,合金中析出大量针状纳米级θ'(Al_2Cu)相,并弥散分布于基体中,显著提高了靶材的抗冲击性能;在300℃退火的合金中第二相明显粗化,其尺寸约为1μm,易导致冲击过程中靶材微裂纹的产生。此外,退火后,合金的抗拉强度从冷轧态的369 MPa降低到了173 MPa,而断后伸长率则从3.5%升高到了15.6%,这说明高纯Al-4%Cu合金的第二相析出强化效果明显受到了加工硬化效果由于退火而消除的影响。     

退火温度对TC6合金微观组织和力学性能的影响

研究了在普通退火和等温退火时,不同退火温度下TC6合金的微观组织演变过程及力学性能变化规律。结果表明:普通退火中随退火温度的升高,微观组织中细小的次生α相逐渐溶入基体相而消失,粗大的次生α相继续长大;最后发生再结晶,形成新的β晶粒在其内部析出新的针状组织。这一过程中合金室温强度呈抛物线形变化,并在850℃和870℃附近达到最大值约1090 MPa。等温退火中随退火温度的升高,微观组织中次生α相发生等轴化,由片层组织长大为等轴α相;并随退火温度的升高,等轴α相尺寸显著增加。这一过程中合金室温强度呈台阶式降低,当温度在850℃和870℃时,室温强度达到最大值约1000 MPa。     

脉冲磁场对Al-6.15Zn-1.41Mg-1.45Cu合金双级时效组织和性能的影响

将Al-6.15Zn-1.41Mg-1.45Cu合金在477℃固溶1 h后,基于脉冲磁场对Al-6.15Zn-1.41Mg-1.45Cu合金进行双级时效处理,通过改变时效时间,且与常规双级时效组织和性能对比分析,研究脉冲磁场对Al-6.15Zn-1.41Mg-1.45Cu合金时效过程中析出相和力学性能的影响,并结合动力学分析Al-6.15Zn-1.41Mg-1.45Cu合金在脉冲磁场双级时效过程中析出相加速析出的扩散机制。采用SEM观察Al-6.15Zn-1.41Mg-1.45Cu合金析出相和拉伸断口形貌,并进行力学性能测试。结果表明,脉冲磁场在Al-6.15Zn-1.41Mg-1.45Cu合金经时效过程中,提高扩散系数,提高析出相的形核率,使得时效后,基体中出现弥散细小的析出相。经脉冲磁场双级时效处理(121℃×90 min+177℃×60 min)后,抗拉强度为495.43 MPa,硬度为156.3 HV5,相比于常规的双级时效处理,抗拉强度提升20.83%,硬度提升17.89%,时效保温时间缩短87.5%。     

退火温度对高纯Al-1% Si-0.5% Cu合金晶粒、异常长大的影响

介绍了在同一变形条件下,退火温度对高纯Al-1%Si-0.5%Cu(质量分数,下同)合金的再结晶晶粒尺寸的影响。实验证明纯度达到99.999%以上的Al-1%Si-0.5%Cu合金锭坯,经过均匀化处理、多向锻造、中间退火及冷轧、再结晶退火后,在420～450℃时即可形成均匀、细小的等轴晶粒,但当退火温度≥480℃时,局部区域出现晶粒异常长大现象,最大晶粒异常长大温度约为480℃。研究认为退火温度较高时,改变了局部区域第二相的溶解析出行为,造成局部区域第二相减少、粗化,所提供的阻力不足以克服晶界移动的驱动力,则在一些晶界阻力不均匀的地方会发生个别晶粒异常长大。因此在该变形条件下,应控制再结晶退火温度低于480℃,在420～450℃时可得到平均晶粒尺寸近50μm的锭坯。     

Al-20% Sn-4.5% Cu合金在高能球磨和烧结中的组织

利用机械合金化方法制备Al-20%Sn-4.5%Cu合金粉末,将之压制成型后进行烧结.用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和差示扫描量热仪(DSC)分析了Al-20%Sn-4.5%Cu合金在高能球磨和烧结过程中的组织变化.结果表明,该合金粉末经40 h球磨后,可以获得纳米级Sn颗粒均匀弥散分布在Al基体上的组织,并且形成了Al(Cu)过饱和固溶体;在随后的烧结过程中,Sn相尺寸仍保持在200 mm左右,Al(Cu)过饱和固溶体则以CuAl2相的形式脱溶析出.     

Precipitation Behavior of α Phase and Mechanical Properties in Severely Plastic Deformed Ti-15-3 Alloy

研究了大变形量冷轧Ti-15-3合金的时效析出行为和时效过程中力学性能的变化。冷变形使Ti-15-3合金中形成部分纳米晶。冷变形合金在450～650℃时效时,从β相纳米晶区析出极为细小的针状α相,而从β相非纳米晶区析出的α相随着时效温度的升高由针状逐渐长大为条状,进而演变为凸透镜状。冷变形合金在450℃时效4h后,硬度达到了峰值,HV为5328MPa。450℃时效时在硬度峰值处同样达到了强度峰值,屈服强度和抗拉强度分别可高达1483和1562MPa。时效温度升高,达到峰值硬度的时间缩短,硬度值大幅度下降。650℃时效后的强度和硬度均低于时效前,粗大的透镜状析出相、纳米晶的长大以及位错密度的急剧下降是650℃时效时硬化效果消失的主要原因。不同时效工艺下的强度和硬度的变化规律相似,性能的变化与时效过程中析出相的状态有关。     

等通道转角挤压Al-Cu合金的冲击性能

对铸态Al-0.63%Cu和Al-3.9%Cu(质量分数)合金进行等通道转角挤压处理,研究了Al-Cu合金冲击性能的变化.结果表明,等通道转角挤压增强了Al-0.63%Cu合金的冲击性能;而对于Al-3.9%Cu合金,虽然晶粒细化和第二相的弥散分布使其强度增加,但较多的第二相θ(Al2Cu)未提高其冲击性能.该合金的冲击吸收功与其静力韧度有关.     

Cu含量及T6处理对电力金具用铝合金组织性能的影响

探究了Cu含量与时效工艺对Al-Cu-Mg-Si系合金显微组织、力学性能以及耐腐蚀性能的影响。研究表明,随Cu含量的增加,铸态铝合金中Al₂Cu相数量增加、尺寸不断增大,形貌由点状转为粗网状,铸态铝合金的强度也随之提升,耐蚀性能下降。在180 ℃×(4~28) h时效区间内,整体上合金硬度先上升后下降,0.5%Cu、1.5%Cu合金在8 h时达到峰值,2.5%Cu合金在12 h时达到峰值。530 ℃固溶+180 ℃×8 h时效后,铝合金中析出Al₂Cu相,随着Cu含量的增加,Al₂Cu相的含量增加,硬度显著上升,2.5%Cu含量的合金抗拉强度达到最大值325.0 MPa,屈服强度达到258.8 MPa,伸长率为4.5%,其强度与传统的电力金具用铸铁相当。     

形变热处理对Cu-15Ni-8Sn系合金组织结构与性能的影响

利用力学、电学性能测试,金相显微分析、扫描和透射电镜观察等手段研究均匀化退火和形变热处理工艺对Cu-15Ni-8Sn-1.0Zn-0.8Al-0.2Si合金组织结构与性能的影响。合金铸锭经830℃,2 h+850℃,2 h双级均匀化退火处理,热轧变形后合金板材经850℃,1 h固溶处理,冷轧变形60%后,分别在400和450℃时效处理。当450℃时效时间为30 min时,合金硬度为3780 MPa,电导率8.0%IACS,抗拉强度1144 MPa,屈服强度1098 MPa,延伸率3.29%;在400℃时效1 h时,合金硬度为3900 MPa,电导率7.4%IACS,抗拉强度1164 MPa,屈服强度1112 MPa,延伸率3.05%。合金的强化效应主要来源于调幅分解强化、析出强化和亚结构强化的共同作用,同时,溶质原子的析出使基体固溶度降低,合金电导率提高。合金经双级均匀化退火处理后为均匀的等轴晶组织,在400℃,1 h时效过程中发生调幅分解,同时析出具有L1_2结构的β-Ni_3Sn析出相,其与Cu基体的晶体取向关系为:(002)_(Cu)‖(00 1)_β,[110]_(Cu)‖[110]_β;(220)_(Cu)‖(110)_b,[112]_(Cu)‖[112]_β。     

Zr-0.80Sn-0.4Nb-0.4Fe-0.10Cr-xCu合金在400 ℃过热蒸气中的耐腐蚀性能

采用静态高压釜腐蚀试验研究了Zr-0.80Sn-0.4Nb-0.4Fe-0.10Cr-xCu(x=0.05~0.5,质量分数,%)合金在400℃,10.3MPa过热蒸气中的耐腐蚀性能,用TEM和SEM分别观察了合金的显微组织和氧化膜的断口形貌。结果表明:当Cu含量不超过0.2%时,合金中析出的第二相主要是尺寸较小的Zr(Fe,Cr,Nb)2型和少量尺寸相对较大的含Cu的Zr3Fe型;当Cu含量超过0.2%时,合金中析出了Zr2Cu型第二相,随着Cu含量的增加,Zr2Cu型第二相尺寸增大,数量增多;在添加0.05%Cu的合金中就有含Cu第二相的析出,说明Zr-0.80Sn-0.4Nb-0.4Fe-0.10Cr-xCu合金-Zr基体中固溶的Cu含量很低。当Cu含量不超过0.35%时,合金的的耐腐蚀性能基本没有差别;但是当Cu含量达到0.5%时,由于合金中析出了尺寸较大、数量较多的Zr2Cu型第二相,致使合金的耐腐蚀性能变差。     

退火温度对轧制态钎料BAg30CuZnSn组织和性能的影响

采用SEM、XRD、力学性能测试等分析检测方法,研究了退火温度对轧制态钎料BAg30CuZnSn显微组织与力学性能的影响。研究结果表明:轧制态银钎料的显微组织主要由Cu基固溶体、Ag基固溶体、过饱和Cu基固溶体(Cu,Sn)和CuZn金属间化合物组成。相比轧制态银钎料,经150～250℃退火后,相组成没有明显变化,但纵截面上片状Cu基固溶体由椭圆状变为长条状。经350～550℃退火后,银钎料基底过饱和Cu基固溶体组织形状先转变为小块状,并随温度升高逐渐析出CuZn化合物相,片状Cu基固溶体和Ag基固溶体也逐渐转变为富Cu相和以CuZn化合物为基的固溶体组织,并且CuZn化合物相随温度升高逐渐长大。和轧制态钎料相比,退火温度为150℃时,银钎料抗拉强度和显微硬度分别达到最大值669. 46 MPa、190. 04 HV0. 5,然后随温度升高而降低,450℃时分别达到最小值509. 68 MPa、133. 72 HV0. 5,继续提高温度则又升高。     

预退火对气雾化Al-Si合金粉末显微组织和压制性能的影响（英文）

研究预退火温度对气雾化Al-27%Si合金粉末压制性能的影响,并分析退火粉末的显微组织和硬度。预退火不仅降低Al基体硬度,而且导致针状共晶Si相熔解、过饱和固溶Si原子析出和长大以及初晶Si相球化。合金粉末的压制性能随着退火温度升高至400°C而逐渐提高;但是,由于出现Si-Si相缠结和密集分布的Si颗粒,粉末的压制性能在退火温度高于400°C时反而有所下降。粉末在400°C退火4 h后,其相对密度最大达到96.1%。另外,预退火合金粉末压制性能的差异在压制压力为175 MPa时达到最大。因此,通过合适的预退火处理可以大幅提高气雾化Al-Si合金粉末的室温压制性能。     

集成电路用Ti靶材和Cu62Zn38合金背板焊接技术研究

研究了高纯Ti和Cu62Zn38合金在不同的工艺条件下的扩散焊接性能和界面情况。结果表明,热等静压温度为510℃时,加工态Ti板硬度下降明显,与退火态Cu62Zn38接近;退火态Ti板和退火态Cu62Zn38两种材料硬度较为接近,而在温度接近525℃时,退火态Cu62Zn38合金硬度明显高于退火态Ti板。退火态Cu62Zn38合金与退火态高纯Ti经过焊接温度525℃,压力120 MPa,保温4 h的扩散焊接后,平均抗拉强度能达到136 MPa,焊接界面达到冶金结合,满足Ti靶材的使用要求。     

轧制和热处理对Mg-11Li-3Al-1.5Si-1.5Nd合金组织与力学性能的影响

通过光学显微镜、扫描电镜、能谱分析及力学性能测试等手段,研究轧制和热处理工艺对Mg-11Li-3Al-1.5Si-1.5Nd合金板材组织和力学性能的影响,探讨其析出相在合金中的作用。结果表明,铸态合金经过均匀化处理后,汉字形貌的Mg2Si相溶入基体,其综合性能大幅下降。但在随后的轧制过程中,合金的力学性能得到双重提升。合金板材经过淬火处理后,晶粒非常细小,主要由β-Li基体和沿轧制方向分布的少量颗粒状Mg17Al12相组成,抗拉强度最大可达344.3MPa。而退火处理后,其仍保留轧制态的组织,但随着退火温度的升高,析出的白色α-Mg相逐渐减少,板材的抗拉强度略微下降,而塑性则呈先升后降再升高的趋势,其中220℃×1h退火板材的塑性最好,其伸长率为73.1%。     

Ti60Cu14Ni12Sn4Nb10合金等温退火过程中的相变研究

通过水冷铜模吸铸法制备出了Ti60 Cu14 Ni12Sn4 Nb10复相合金.对合金在不同温度下等温退火过程中的相转变及显微结构演化进行了研究.结果表明,该合金的显微组织主要由β-Ti枝晶相、纳米晶化相和少量非晶相组成.在450℃退火时,合金中有ω-Ti和面心立方结构的Ti形成;而在550℃退火时ω-Ti消失,同时由于非晶相发生了晶化,基体中有TiNi相析出,该晶化相在高于715℃时,转变为稳定的Ti2Ni相;当温度达到795℃时,合金中的β-Ti枝晶相转化为α-Ti.     

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。     

热处理工艺对Ti-230合金薄板组织和性能的影响

研究了不同退火温度和退火时间对Ti-230钛合金板材显微组织和力学性能的影响。测试了不同退火工艺条件下合金薄板的强度和塑性。用金相显微镜和透射电镜观察了微观组织和析出相粒子Ti2Cu的分布。实验结果表明,随着退火温度从650℃升至790℃(保温30min),合金板材的抗拉强度从541MPa升到580MPa,延伸率从27.5%降到26%。在给定790℃,保温时间分别为5,15,30min条件下退火,其强度和延伸率变化不是十分明显。从OM和TEM对组织的观察得出,随着退火温度的升高,晶粒度明显增大,晶粒等轴化程度增加,析出的Ti2Cu粒子随退火温度的升高和保温时间的延长明显减少。采用790℃,30min退火工艺,其晶粒尺寸,Ti2Cu粒子的分布及Cu在基体中的固溶度可以达到良好的匹配,使合金获得最佳的力学性能。     

均匀化退火对Al-6Mg-0.4Mn-0.15Zr-0.04Sc合金时效行为和微观结构影响

采用显微硬度法,光学显微镜,扫描电镜和透射电镜探究了均匀化退火对Al-6Mg-0.4Mn-0.15Zr-0.04Sc合金Al3(Sc,Zr)相时效行为和Mg均匀性的影响。显微硬度结果显示,合金直接在Al-Mg合金的均匀化温度475℃单级退火时,峰值硬度为830 MPa,远低于等时退火时的峰值硬度920 MPa,表明单级均匀化退火时Al3(Sc,Zr)时效强化效果没有充分发挥。因此设计双级均匀化退火,第1级退火在275～350℃进行,使得Al3Sc相弥散析出,300℃具有最高的硬度峰值870MPa,之后进行475℃第2级退火,使得Zr包裹在Al3Sc相长大,硬度进一步上升至920MPa。微观结构分析显示双级退火相比于单级退火球形Al3(Sc,Zr)相更为细小弥散,因此具有更高的强化效果。合金经过300℃,7h+475℃, 15 h双级退火后,不仅枝晶处Mg的偏析完全消除,而且Al3(Sc,Zr)相可以细小弥散析出,从获得了更高强度和再结晶温度。     

添加Al、Cu对40CrNi3MoV钢组织和力学性能的影响

利用OM、SEM、TEM以及力学性能测试等表征手段研究了添加Al、Cu的40CrNi3MoV钢在900 ℃油冷淬火及450~650 ℃回火后的显微组织和力学性能的变化规律。结果表明,试验钢经淬火+回火后的显微组织主要为回火索氏体,同时析出了纳米级NiAl-Cu析出相,最佳回火温度区间为500~550 ℃。由于基体中析出纳米尺度B2结构的NiAl析出相,对添加Al的试验钢中微裂纹的扩展有较强的阻碍作用, 500~550 ℃回火时抗拉强度最高增幅达200 MPa;进一步添加Cu后,富Cu相和位错的相互作用使得试验钢的屈服强度提高了150 MPa。500 ℃回火时抗拉强度为1706 MPa,屈服强度为1505 MPa,试验钢的拉伸和冲击断口呈现出典型的解理断裂特征,有明显的撕裂棱。     

Al-6.4Zn-2.3Mg-2.1Cu超高强铝合金厚板固溶过程的组织演变

采用金相显微分析、扫描电镜和能谱分析等手段,研究了80 mm厚超高强Al-6.4Zn-2.3Mg-2.1Cu铝合金热轧板经第一级470℃以及第二级480℃固溶处理前后的相和组织的演变。结果表明,该合金热轧板中主要存在粗大块状的Al2Cu Mg相、长棒状Al7Cu2Fe相及含Zn Mg Cu的细小析出相等,经470℃固溶处理5 min后,Zn Mg Cu析出相基本溶入基体,90 min后完全溶入基体。经470℃1.5 h+480℃5 h双级固溶处理后存在极少量未溶Al2Cu Mg相,板材组织仍为部分再结晶组织,晶粒总体轮廓与热轧态的相似;随第一级470℃及第二级480℃固溶时间的延长,该合金厚板晶粒形态变化较小,沿轧制方向伸长且部分晶粒中存在细小亚晶组织,亚晶尺寸随固溶时间延长而缓慢长大。