热处理对6016铝合金组织与性能的影响

对6016铝合金在室温停滞过程的自然时效效应进行了系统的研究,测试了不同热处理制度下6016铝合金的力学性能,利用OM、SEM和TEM表征了其微观组织结构。结果表明,相比于未预时效和60℃预时效,80℃和100℃的预时效温度使1.6 mm厚板材表现出良好的时效稳定性;经预时效后,基体内析出原子团簇(pre-β″);人工时效处理过程中,pre-β″作为形核点,析出大量与基体半共格的β″强化相,同时在晶界处形成PFZ区;随着预时效温度的升高,板材人工时效后的强度不断提高,屈服强度的增量在40～80 MPa; 80℃×4 h的预时效工艺可以使试验板材获得最优的综合性能,在150天内性能稳定,同时具有最大的烘烤强度增量。     

固溶和预时效工艺对6016铝合金汽车用板材力学性能的影响

对汽车覆盖件用6016铝合金冷轧板进行了不同固溶和预时效处理,采用金相显微镜、扫描电子显微镜观察了试样的微观组织,并对板材进行了力学性能测试。结果表明:在560℃的固溶温度下,保温时间从1 min增加到2min,板材的再结晶晶粒尺寸增大,T4P态和模拟烤漆硬化态板材的屈服强度、抗拉强度和伸长率都略微下降;固溶工艺为560℃1 min时,预时效温度从60℃增加至100℃,T4P态板材的屈服强度、抗拉强度先降低后增加,模拟烤漆硬化态板材的屈服强度、抗拉强度单调增加。6016铝合金冷轧板适宜的固溶和预时效工艺制度为:560℃1 min固溶处理+80℃6 h预时效处理。     

预退火处理对6016铝合金汽车板T4P态组织和性能的影响

为改善其成形性能,研究了不同温度(100、200、300℃)的预退火处理对6016铝合金汽车板材组织和性能的影响。结果表明:预退火温度低于200℃时,板材T4P态的微观组织、强度、伸长率和平均塑性应变比r_(ave)变化不大;预退火温度升高至300℃时,T4P态板材抗拉强度、伸长率和r_(ave)明显下降;在100～300℃的预退火温度区间内,Δr随着预退火温度的升高单调下降;应变硬化指数n值和极限拉深比在200℃预退火时达到最大值。对6016冷轧板进行200℃×1h的预退火处理,能够在不降低板材T4P态强度和伸长率的情况下,提高n值和极限拉深比,降低Δr,使板材的成形性能得到提高。     

预时效制度对Al-Mg-Si-Cu合金组织与性能的影响

通过TEM及拉伸性能试验研究了较宽的预时效工艺参数(80~200℃,2~30 m in)下,A l-Mg-S i-Cu合金的组织及性能演变规律。研究表明:实验合金在80~200℃进行预时效处理,能够抑制自然时效的不利影响。在80℃×(2~30 m in)进行预时效后,材料烘烤硬化效应提高有限;在120~160℃预时效5~10 m in后,材料的烘烤硬化效应得到较大的提高,且材料烤漆前的屈服强度较低,有利于冲压成形;在更高的温度如200℃进行预时效时,材料烤漆前屈服强度过高,但此时材料的烘烤硬化效应提高尤为显著。T4P下GP区的尺寸对材料烘烤硬化效应的提高至关重要。     

预时效对车身用6016铝合金烘烤硬化性能的影响

采用硬度测试、拉伸试验和透射电镜等手段研究了不同预时效处理对6016铝合金烘烤前后微观组织和力学性能的影响。结果表明:6016铝合金具有较强的自然时效硬化能力,自然时效24 h的6016铝硬度比固溶态合金硬度增加了45.6%。自然时效超过24 h以后,合金硬度值变化不大。通过预时效处理可以显著提高6016铝合金的烘烤硬化效果。经550 ℃×30 min固溶+160 ℃×10 min预时效处理后,6016铝合金规定塑性延伸强度为131.4 MPa,伸长率为24.7%。再经175 ℃×30 min烘烤后合金规定塑性延伸强度达到199.5 MPa,烘烤硬化值(BH)为68.1 MPa,此工艺为6016铝合金车身板最佳的热处理工艺。     

自然时效效应及预时效处理对7A20铝合金组织性能的影响

研究了中强度7A20铝合金的自然时效硬化效应及预时效处理对组织和性能的影响。采用光学显微镜和透射电镜表征了其微观组织结构,采用维氏硬度计和万能拉伸试验机测试了其硬度和力学性能。结果表明:固溶态7A20试验铝合金的自然时效硬化效应明显,12天后硬度由56 HV0.5提高到122 HV0.5,提高了117.86%。经120 ℃×10 min预时效处理后,自然时效硬化增量最低,相比于固溶态降低了16 HV0.5,有效抑制自然时效硬化效应;同时,预时效处理提升了烘烤硬化效应,烘烤硬化后屈服强度提升了166 MPa,抗拉强度提高了51 MPa,伸长率降低了7%。烘烤处理前,其晶内的强化主要来自于与基体共格的GP区,烘烤处理后为尺寸小于5 nm、弥散分布的η′强化相。     

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。     

预时效对汽车车身用Al-Mg-Si-Cu铝合金板材组织及性能的影响

研究了预时效工艺对汽车车身用Al-Mg-Si-Cu铝合金板材组织及性能的影响。结果表明,合金板材固溶水淬后进行合适的预时效处理,能够显著降低自然时效的有害作用,合金板材的成形性能及烘烤硬化能力显著提高。预时效处理后,形成的原子团簇(或GP区)尺寸明显大于自然时效形成的原子团簇(或GP区),能够作为合金主要强化相β″的形核核心,有效促进烘烤条件下β″相的析出,从而显著提高板材烤漆硬化能力。合金板材经150℃/5 min预时效后,能够获得成形性能和烘烤硬化能力的良好组合。     

高强耐热Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金的时效行为研究

通过组织观察和力学性能测试等方法,对挤压态Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金的时效行为进行了研究,分析了T5和T6时效处理对合金组织及性能的影响。结果表明,时效温度为225℃的挤压态合金达到T5峰时效的时间最短,为24 h,且随时效温度的升高,挤压态合金达到T5峰时效的时间缩短,T5峰时效态的硬度值减小;进行T6时效处理时也具有明显的时效硬化效果,但合金达到T6峰时效的时间延长;相比于挤压态合金,经过T6峰时效处理后,合金强度明显提高,但与经过T5峰时效处理的合金相比,其强度和伸长率均明显降低,说明挤压态合金进行T5时效处理的效果要好于T6时效处理。     

汽车用6111铝合金板材力学性能和织构研究

对6111铝合金板材T4P态(预时效后室温放置)和烤漆态(185℃×20 min)沿不同方向的力学性能和织构差异进行研究,结果表明:合金两个状态沿不同方向的力学性能存在明显差异,屈服强度沿轧向最高,分别为171MPa和261MPa,烘烤增量达90 MPa,而伸长率却在与轧向呈45°方向最高;T4P态r和n值均沿轧向最高,而与轧向呈45°方向最低;合金T4P态已完全再结晶,表层晶粒尺寸小于中间层,纵截面再结晶晶粒长宽比高于横截面的;合金板材滑厚度方向存在明显的织构梯度,表层以{001} 〈100〉 Cube织构和β取向线上的{114} 〈131〉织构为主,而中间层除{001} 〈100〉 Cube织构外,还存在旋转立方织构{001} 〈310〉;据此建立了6111铝合金板材不同状态力学性能和织构之间的定量关系.     

时效和预变形对2195铝锂合金组织与性能的影响

利用透射电镜、拉伸试验等手段，研究了时效温度、时效时间和预变形量对2195铝锂合金显微组织和力学性能的影响，优化了铝锂合金的时效处理工艺。结果表明：T6态和T8态铝锂合金的硬度均会随着时效时间的延长先增加后减小，经过预变形处理后铝锂合金的峰值硬度对应的时效时间缩短；随着时效时间的延长，T6态和T8态铝锂合金的抗拉强度、屈服强度和断后伸长率的变化趋势相同，经过预变形处理的T8态(预变形量5%+175℃/36 h)铝锂合金的峰值抗拉强度、峰值屈服强度和对应断后伸长率较T6态(175℃/48h)铝锂合金分别增加了11.58%、22.97%和17.78%。T6态和T8态铝锂合金中均存在颗粒状δ′相、针状θ′相、类球形δ′/β′复合相和针状T₁相，且后者的T₁相更加细小、数量更多、分布更加均匀。2195铝锂合金适宜的时效工艺和预变形量为175℃/36 h+5%。     

提高Al-Zn-Mg-Cu铝合金薄板T76状态电导率的热处理工艺研究

试验研究不同固溶温度、二级时效温度和保温时间对Al-Zn-Mg-Cu铝合金薄板力学性能及电导率的影响。结果表明,随着固溶温度提高,板材的强度提高,伸长率降低,电导率变化不大;随着二级时效温度升高,板材的强度降低,伸长率稍有降低,电导率平稳升高;随着二级时效保温时间延长,板材的强度下降,伸长率变化不大,电导率逐渐升高。该合金板材T76状态的适宜固溶温度为(467±2)℃,双级时效制度为(120±3)℃5 h+(166+3)℃36 h。     

加热温度对退火态2219铝合金板材力学性能的影响

为了研究加热温度对退火态2219铝合金板材力学性能和微观组织的影响,在25～300℃温度范围内,对退火态2219铝合金板材进行单向拉伸试验。结果表明:退火态2219铝合金板材的强度随着加热温度的升高而降低,伸长率随着加热温度的升高显著增加,从室温状态下的31.50%升至300℃下的59.75%,塑性得到明显改善;退火态2219铝合金板材加热至一定温度再冷却至室温,然后进行固溶时效热处理,材料强度基本不发生变化,伸长率随加热温度的增加有所降低,从室温状态下的19.70%降至300℃下的15.04%,同时微观组织无明显差异,说明在一定温度范围内加热对2219铝合金板材的最终力学性能没有影响。     

固溶和时效温度对IMI834钛合金板材组织和性能的影响

研究了不同固溶时效温度对IMI834合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:IMI834合金板材经低温热处理的组织和轧态没有明显差别,室温强度也与轧态基本保持不变;合金在α+β两相区热处理后得到双态组织,随着固溶温度的升高,初生α相含量减少,室温强度略有增加,塑性的变化规律与强度相反,初生α相含量的减少对板材的室温强度没有明显的影响。随着时效温度的提高,板材的室温强度降低,塑性有所降低。板材的600 ℃高温力学性能变化规律与室温相似,但断面收缩率较室温好。本试验得到的较优的热处理制度为1035 ℃×1 h, AC+(700~750) ℃×4 h, AC。     

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.     

RE及时效工艺对Al-Mg-Si合金组织和性能的影响

研究了铝合金中RE含量及热处理工艺对Al-Mg-Si合金板材的显微组织、力学性能的影响。研究表明,添加一定量的RE可以明显改善板材的力学性能,在T4P+烘烤状态下,RE含量为0.2%的合金具有最高的强度,屈服强度达到281MPa,比不含RE的合金高出约40MPa;抗拉强度达到373MPa。表明加入0.2%的RE后合金的强度和塑性都有很大的提高。对于RE含量为0.2%的合金,T4+烘烤条件下,虽然板材伸长率较高,但板材的屈服强度和抗拉强度分别较T6态低120MPa和40MPa;T4P+烘烤处理后,组织中出现了细密的析出相,抗拉强度非常接近于T6态,伸长率较T6态提高了4%,表明预时效处理后更能发挥RE对合金性能的有益作用。     

预时效温度对2519铝合金力学性能和电导率的影响

通过显微硬度测试、电导率测试、拉伸力学性能测试以及透射电镜观察等研究预时效温度对2519铝合金力学性能和电导率的影响.结果表明:随着预时效温度的升高,2519铝合金到达峰值时效的时间缩短,峰值硬度降低;经135 ℃预时效的合金具有较大的抗拉强度和屈服强度,其强度分别为490和442 MPa,但其伸长率仅为7.0%;经165 ℃预时效的合金具有较好的综合力学性能,其中抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为480 MPa、435 MPa和10.5%;当预时效温度大于165 ℃时,合金电导率随预时效温度的升高而升高;当预时效温度小于 165 ℃时,合金电导率随温度的升高逐渐降低.     

预时效对6016铝合金烘烤硬化性能的影响

以6016铝合金汽车车身板为研究对象,通过拉伸试验、组织观察和TEM等研究手段,研究了在140~200℃,2~10 min的温度时间区间内,不同预时效处理工艺对其烘烤硬化性能的影响。结果表明:预时效处理可以有效地抑制自然时效的不利影响,经过160℃×10 min预时效处理的材料性能最佳,屈服强度为132.9 MPa,抗拉强度为211 MPa,伸长率为25.2%,烘烤后的屈服强度为201.9 MPa,BH值可达69 MPa。     

时效制度对18Ni(C250)马氏体时效钢力学性能的影响

对18Ni(C250)马氏体型时效钢进行了低温时效、分级时效及单时效处理,研究了时效工艺对该钢力学性能的影响。结果表明:300~350℃低温时效时,强度升高缓慢,硬度变化不大,有利于去除应力;经370℃预时效加不同温度高温时效(即分级时效)后,随温度升高,强度增加,470~490℃时效时,强度和塑性综合性能良好;与480℃单时效相比,分级时效时强度较高;单时效条件下,随时效时间延长,抗拉强度提高,伸长率逐渐减小;单时效3 h时,抗拉强度不符合零件力学性能要求,因此一般选用4.5 h和6 h时效。综合考虑,18Ni(C250)钢最佳时效制度为低温预时效+(470~490℃)×4.5 h终时效。     

预应变和预时效对Al-Mg-Si合金烘烤硬化性能的影响

采用硬度和单轴拉伸测试,结合差示扫描量热法(DSC),分析预时效、预应变和预应变后预时效3种预处理工艺对Al-Mg-Si合金自然时效的抑制及烘烤硬化性能的影响。结果表明:预时效能有效抑制合金的自然时效,提高烘烤硬化效果(BHR),但预时效时间为10 min时,烘烤前强度较高,并且烘烤后塑性降低;预时效前加入预应变不仅能进一步抑制合金的自然时效,且在烘烤强度明显增加的同时保持合金伸长率较高,其中合金经5%预应变及5 min预时效的烘烤硬化性能最好。预处理后合金的DSC曲线中原子团簇的溶解峰消失,且β″相析出峰提前,说明预处理可抑制合金在自然时效过程中原子团簇的形成,加速烘烤过程中β″强化相的析出从而抑制自然时效,增加烘烤效果。