Zn元素及时效工艺对2056铝合金局部腐蚀行为的影响

通过晶间腐蚀(IGC)、剥落腐蚀(EXCO)实验及透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)分析,研究Zn元素及时效工艺对2056铝合金抗晶间腐蚀性能和抗剥落腐蚀性能的影响。结果表明:2056铝合金在T6(175℃)时效态下,随着时效时间的延长,其晶间腐蚀与剥落腐蚀敏感性逐渐降低;在T8(155℃)峰时效态和T3(室温)时效态下,合金的抗晶间腐蚀及抗剥落腐蚀性能均有所提高,且在T3态下2056铝合金的抗腐蚀性能最好;在T6峰时效态下,不添加Zn的2056铝合金比添加Zn的2056合金的抗腐蚀性能差。合金发生局部腐蚀与晶界及其附近区域的特征紧密相关,当晶界析出相(S(S′)相)呈链状分布且晶界无沉淀析出带(PFZ)较宽时,合金晶间及剥落腐蚀敏感性大;晶界析出相尺寸越大,分布越不连续,PFZ越窄,合金晶间及剥落腐蚀敏感性越小;当晶界无析出相和PFZ时,合金晶间及剥落腐蚀敏感性最小。     

Al-Zn-Mg-Cu系合金组织对性能的影响

全面地介绍和评述国内外关于Al-Zn-Mg-Cu系铝合金组织对性能影响的研究情况.Al-Zn-Mg-Cu系合金的组织主要由基体析出相(MPt)、晶间析出相(GBP)、晶界无析出带(PFZ)、抑制再结晶化合物(过渡族元素化合物)和杂质相,以及晶粒和亚结构组成.它们对合金的常温力学性能、断裂韧性和抗应力腐蚀开裂性能的影响极大,几乎决定着合金的所有宏观性能.因此,控制了合金组织,就控制了性能,而控制这些组织的主要途径是调控化学成分、加工工艺和热处理.     

Al-Cu-Mg-Ag新型耐热铝合金的抗腐蚀性能

通过晶间腐蚀、剥落腐蚀、电化学和透射电镜等方法研究热处理制度对Al-Cu-Mg-Ag耐热铝合金组织与抗腐蚀性能的影响。结果表明:随着时效时间的延长,合金晶内和晶界析出相逐渐长大,晶界析出相由连续分布转变为不连续分布,无沉淀析出带(PFZ)逐渐变宽,合金的抗晶界腐蚀性能和抗剥落腐蚀性能逐渐降低。基体腐蚀电位φmatrix、PFZ腐蚀电位φPFZ和晶界析出相腐蚀电位φθ在晶间腐蚀液和剥落腐蚀液中符合φmatrixφθφPFZ。具有最低腐蚀电位的PFZ决定了合金的抗腐蚀性能。随着时效时间的延长,晶界析出相的粗化使得PFZ变宽,Cu原子减少,电位负移,PFZ与基体的电位差变大,腐蚀通道变宽,合金的耐蚀性降低。不同时效状态的Al-Cu-Mg-Ag耐热铝合金的抗腐蚀能力由强至弱的顺序为:欠时效的,峰时效的,过时效的。     

铒微合金化铝合金的研究进展

微合金化是提高铝合金性能的重要途径,控制微量元素的种类和含量,充分发挥微量元素的作用是当前铝合金研究的主要方向之一。大量研究表明:廉价的Er能够起到有效的微合金化作用,Er元素在铝合金中可形成纳米级Al3Er强化相,并可通过与Zr复合作用形成Al3(ZrxEr1-x)复合相,比Al3Sc相具有更好的热稳定性,从而可以改善铝合金组织,大幅度提高铝合金的强度或塑性、明显抑制铝合金的再结晶以提高其耐热性,改善其综合性能。本文作者针对微合金化元素Er在铝合金中析出Al3Er相及Al3(ZrxEr1-x)复合相的过程及其对合金组织和性能的影响机理,以及Er微合金化在几类工业合金体系中的作用,介绍含铒铝合金的最新研究进展。     

Yb对2519A铝合金抗剥落腐蚀性能的影响

采用铸锭冶金法制备了不同Yb含量的2519A铝合金试样,通过硬度测试、力学性能测试、金相显微镜、扫描电镜与透射电镜等分析方法研究了稀土Yb对2519A铝合金抗剥落腐蚀性能的影响。结果表明:在2519A铝合金中添加0.2%Yb(质量分数)时,Yb与Al,Cu,Fe和Mn形成稀土相,合金内粗大Al Cu相和Al Cu Fe Mn相数量减少,含Yb第二相粒子化学活泼性低于Al Cu相和Al Cu Fe Mn相。适量的Yb能细化合金的时效强化相,使其析出密度增加,阻止θ(Al2Cu)相在晶界上连续析出,减小晶界无沉淀析出带(PFZ)宽度,使晶界析出相变成非连续分布,从而改善了合金的剥落腐蚀抗力。当Yb含量进一步增加时,合金力学性能及抗剥蚀性能下降。     

时效工艺对7A85铝合金力学和晶间腐蚀性能的影响

采用拉伸试验、晶间腐蚀实验、透射电镜观察等方法,研究时效工艺对7A85铝合金显微组织、力学性能和晶间腐蚀行为的影响。结果表明:7A85铝合金的T6态晶内分布着大量细小而弥散的GP区和少量η′相,晶界上析出相(η相)连续分布,无明显的无沉淀析出带(PFZ);T73态晶内析出相尺寸和间距都变大,晶界析出相长大粗化、呈不连续分布,PFZ带宽化,具有良好的抗晶间腐蚀性能,但强度略低;回归再时效处理后的7A85铝合金具有与T6态相似的晶内组织和与T73态相似的晶界组织,合金的抗拉强度及电导率分别为731.7MPa和36.5%(IACS),即合金同时具有较好的强度和抗腐蚀性能。合金的晶间腐蚀敏感性与晶界析出相和无沉淀析出带有关,晶界析出相尺寸越大,分布越不连续,PFZ越宽,合金腐蚀敏感性越小。     

Al-Zn-Mg-Cu-Zr-0.2Sc合金的淬火敏感性

采用透射电镜组织观察、DSC分析和硬度测试,研究了室温水、沸水和空气3种淬火冷却介质对Al-9.0Zn-2.5Mg-2.0Cu-0.15Zr-0.2Sc铝合金硬度和微观组织的影响。结果表明,采用室温水冷淬火T6时效后合金硬度最高、晶内细小弥散析出相最多、粗大平衡相最少,晶界无析出带(PFZ)基最窄;采用空冷淬火,T6时效后合金硬度最低、晶内析出的粗大平衡相最多,其周围约有50 nm宽的PFZ,合金的晶界PFZ最宽。Sc对合金淬火敏感性的影响取决于其抑制合金再结晶程度与Al3(Sc,Zr)粒子的分布。     

高强铝合金的显微组织与机械性能(上)

合金设计和研究工作者最感兴趣的问题是组织与性能间的依赖关系。晶间析出相的弥散度、晶间无析出带(PFZ)的宽度和基体析出相的性质和弥散度是铝合金的三个主要组织参数。这三种组织的分布和配合的好坏,基本上     

6082铝合金电化学腐蚀行为及晶间腐蚀机理研究

通过动电位极化曲线和微观腐蚀路径分析,研究了不同均匀化处理条件下和工艺状态下的6082铝合金电化学腐蚀行为,并且探讨了其腐蚀机理。结果表明,随着6082铝合金均匀化温度升高或时间延长,其电化学腐蚀后的腐蚀产物Al(OH)_3逐渐增多、增厚,腐蚀电流密度逐渐减小,合金的耐腐蚀性能增强;对于T6态锻造和T1态挤压的合金,由于锻造流线和挤压流线的组织形态差异,使腐蚀产物Al(OH)_3的分布位置不同,从而使锻造合金的腐蚀电流密度比挤压合金的要小,耐腐蚀性能更好;合金塑性变形流线中分布有颗粒状Si晶体和AlMnFeSi第二相颗粒。当腐蚀溶液与第二相Si粒子接触时,首先在Si粒子与基体之间的界面产生腐蚀,形成腐蚀裂纹。当腐蚀逐步扩展至晶界或亚晶界处时,由于晶界上连续分布的β?-Mg_2Si析出相与晶界无沉淀析出带(PFZ)构成连续的微型原电池,从而形成网状晶间腐蚀。     

双级时效制度对6156铝合金组织和性能的影响

采用拉伸力学性能测试、电导率测定、晶间腐蚀实验及透射电镜分析等手段研究双级时效处理条件下6156铝合金的力学性能、电导率、晶间腐蚀和显微组织结构,采用正交实验优化双级时效工艺。结果表明:在本研究范围内,6156铝合金双级时效的四因素中第一级时效制度对合金的力学性能和电导率影响不大,第二级时效温度和时间是影响合金最终性能的主要因素。对于6156铝合金,最佳双级时效工艺为(175℃,6 h)+(210℃,5 h),相对于T6态,合金强度稍有降低,电导率上升,腐蚀类型也由晶间腐蚀转变为点蚀,腐蚀深度明显变浅。电镜观察结果表明:双级时效处理后,晶内析出大量的Q′相,晶界析出相球化且析出相之间的间距增大,呈断续分布,无沉淀析出带(PFZ)变宽,这种微观结构能有效提高6156合金的电导率和腐蚀性能,同时使合金具有较高的强度。     

Atom probe tomography of nanoscale microstructures within precipitate free zones in Al–Zn–Mg(–Ag) alloys

Solute distributions in the vicinity of grain boundaries in Al–Zn–Mg(–Ag) alloys were studied using a three-dimensional atom probe, in order to elucidate the mechanism of formation of precipitate free zones (PFZs) and the fundamental role of Ag in controlling PFZ width. It is shown that nanoscale clusters are formed within the PFZ in Al–Zn–Mg, despite the solute concentration remaining at the levels in the as-quenched state. Such observations have not previously been possible, and show unambiguously that vacancy depletion is the dominant mechanism of formation of PFZs in this alloy. In the Ag-containing alloy, a narrower PFZ is observed, with a reduced solute level, showing that here the dominant mechanism of PFZ formation is solute depletion. The role of Ag in this change of mechanism appears to be due to its favorable interactions not only with Mg and Zn atoms but also with vacancies.     

时效处理工艺对1975合金腐蚀性能的影响

采用恒温浸泡、极化曲线、金相、扫描电镜和透射电镜技术研究不同时效处理工艺对1975铝合金的晶间腐蚀、剥落腐蚀和应力腐蚀行为的影响。结果表明,1975铝合金单级时效后的晶间腐蚀、剥落腐蚀和应力腐蚀的敏感性变化规律为：欠时效(120 ℃/12 h)>峰时效(120 ℃/24 h)>过时效(120 ℃/36 h)。合金的腐蚀敏感性与晶界析出相η (MgZn₂)和无沉淀析出带（PFZ）的特征有关,析出相分布越不连续,尺寸越大,无沉淀析出带越宽化,合金的腐蚀敏感性越低;反之,如果晶界析出相链状分布且尺寸较小,则合金的腐蚀敏感性高。     

2091Al－Li合金晶界无析出带的形成及其对应力腐蚀的影响

用慢应变速率拉伸试验研究不同冷却介质淬火并时效的２０９１合金的应力腐蚀敏感性．用透射电镜观察合金的微观组织．结果表明，晶界无析出带（ＰＦＺ）随淬火速度的提高而变窄；而时效过程中，随着晶界沉淀相的形核和长大，ＰＦＺ逐渐宽化．这说明，时效初期，ＰＦＺ是由空位贫化机制形成的；而伴随时效过程的进行，ＰＦＺ又以溶质贫化机制产生宽化．ＰＦＺ宽度越大，合金应力腐蚀敏感性越大．     

淬火无析出区对Al-Zn-Mg-Cu合金断裂行为的影响

根据超高强铝合金淬火、时效组织透射电镜观察结果,以及合金断裂行为与断口形貌分析,提出了一种Al-Zn-Mg-Cu合金产生延性断裂的物理模型。对平衡相、基体沉淀相、无析出微区的断裂行为进行了分析。研究结果表明,在晶内同步变形条件下,平衡相粒子最先断裂;晶内沉淀区内裂纹的形成与扩展早于无析出区,沉淀区内初始孔洞扩展与聚合,导致沉淀区断裂,这是合金断裂的主要原因;无析出区最后断裂。引起淬火敏感性的平衡相粒子,不是造成合金断裂的直接原因,粒子周围的无析出微区起到了限制裂纹扩展和协调变形的作用,是合金形成延性拉伸断口的原因。     

MICROSTRUCTURE AND MECHANICAL PROPERTIES OF 8090 Al-Li ALLOY

The change of mechanical properties of the 8090 Al-Li alloy influenced by aging is attributedto the change of δ′-phase particle size and the precipitation of S′-phase.The δ′-phase mayeasily precipitate and rapidly grow,but the S′-phase can only precipitate with a longer stageof incubation.The precipitation of S′-phase would be promoted by cold working prior to ag-ing.The co-precipitation of δ′- and S′-phase could improve the strength and plastieity of thealloy,for which aging at 190℃.for 20—30 h seems to be optimal.In addition,the precipitatefree zone( PFZ)can form at high angle grain boundary and its width is over 200 nm in peakaging condition.But at sub-grain boundary,the formation of PFZ is difficult.     

非等温时效工艺对7050铝合金组织和性能的影响

利用TEM、SEM、维氏硬度计、电子万能试验机和涡流导电仪等手段研究了不同的非等温时效工艺对7050铝合金组织、断口形貌和性能的影响,并与T74态的7050铝合金性能进行了比较。结果表明,经190 ℃时效后合金晶内以η′相为主析出,析出相间距较大;随着时效温度的降低,晶内析出相不断增大,间距不断减小,并伴随有针状相二次析出。晶界析出相同样不断粗化,且呈现出“连续状-项链状-半连续状-间断状”的分布势态,晶界无析出带变化不大;合金的硬度、抗拉强度均呈现出先升后降的趋势,当时效温度为130 ℃时,合金的硬度、抗拉强度达到峰值;合金的电导率呈现出单调上升的趋势,在时效温度为110 ℃时趋于平稳;与T74态相比,经(475±3) ℃×40 min固溶+(210~130 ℃,20 ℃/h)非等温时效处理后,合金获得了更优异的综合性能,且工艺耗时减少24 h。     

热处理制度对含Ag的7055铝合金断裂特征的影响

研究了含Ag7055铝合金在T6，T73，RRA3种热处理状态下的力学性能、断裂特征及显微组织变化特征。实验结果表明，RRA处理可以在保持T6状态强度的同时，获得较高的电导率，然而试样的延伸率相对较低；断口SEM形貌观察表明，T6状态断裂机制为剪切型穿晶断裂和沿晶断裂同时并存，而T73处理后，主要呈韧窝型穿晶断裂，沿晶断裂部分减少，RRA试样断口则主要为沿晶断裂，并在晶界面上分布有韧窝型断裂特征；由于不同热处理状态下，强化相不同且其阻碍位错滑移能力也不同，同时晶界PFZ宽度也发生变化，这些因素的综合作用导致不同热处理状态下的断裂特征不同。     

Effect of aging on the mechanical properties and corrosion susceptibility of an Al-Cu-Li-Zr alloy containing Sc

The effects of aging on the microstructure, mechanical properties, intergranular corrosion, and exfoliation corrosion of an Al-3.5Cu-1.5Li-0.22（Sc ＋ Zr） alloy have been investigated. The results show that the alloy has the character of age hardening, and the major phase of precipitation and strengthening is the T1 phase. The aging temperature and aging time have a significant effect on the amount and distribution of the T1 phase. The proper artificial single-aging treatment of the alloy is at 160℃ for 40 h. The intergranular corrosion and exfoliation corrosion of the alloy are caused by the anodic dissolution of the T1 phase and the precipitate-free zone （PFZ）. With increasing the aging time to overaged, the T1 phase coarsens, and the PFZ widens, leading to an increase in the susceptibility to intergranular corrosion and exfoliation corrosion.     

Al-Mg-Si合金中Mg_2Si和Si粒子在晶间腐蚀过程中的作用机理

研究Al-Mg-Si合金晶界组成相（Al-Mg2Si及Al-Mg2Si-Si）间的电化学行为和动态电化学耦合行为,提出Al-Mg-Si合金的晶间腐蚀机理。研究表明,晶界Si的电位比其边缘Al基体的正,在整个腐蚀过程中作为阴极导致其边缘Al基体的阳极溶解;晶界Mg2Si的电位比其边缘Al基体的负,在腐蚀初期作为阳极发生阳极溶解,然而由于Mg2Si中活性较高的元素Mg的优先溶解,不活泼元素Si的富集,致使Mg2Si电位正移,甚至与其边缘Al基体发生极性转换,导致其边缘Al基体的阳极溶解。当n（Mg）/n（Si）〈1.73时,随着腐蚀的进行,合金晶界同时会有Mg2Si析出相和Si粒子,腐蚀首先萌生于Mg2Si相和Si边缘的无沉淀带,而后,Si粒子一方面导致其边缘无沉淀带严重的阳极溶解,另一方面加速Mg2Si和晶界无沉淀带的极性转换,从而促使腐蚀沿晶界Si粒子及Mg2Si粒子边缘向无沉淀带发展。