强化固溶处理对7×××铝合金型材组织与性能的影响

采用力学性能测试、金相和透射电子显微分析,研究了固溶处理工艺对7×××铝合金力学性能和显微组织的影响.结果表明,强化固溶处理可使最终固溶温度超过多相共晶温度而不产生过烧组织,提高残余可溶结晶相的固溶程度和基体的过饱和程度.与常规固溶处理相比,经强化固溶处理的合金时效后抗拉强度和屈服强度分别提高44 N/mm2和52 N/mm2,而伸长率仍然保持在14%的高水平.     

双级淬火对车身板用6016铝合金烤漆硬化效应的影响

以硬度为主要表征手段研究双级淬火的中间淬火温度和保温时间对6016铝合金板材的时效及模拟烤漆行为的影响。采用DSC和透射电镜对比分析常规淬火和双级淬火对随后自然时效态样品与烤漆态样品纳米相的影响。结果表明:最佳的中间淬火工艺制度为(100℃,1 h),并且该工艺下合金自然时效过程性能稳定,但随后人工时效硬化速率大;双级淬火样品自然时效后表现出良好的塑性(δ28%)、成形性(σ_(0.2)120MPa,n≈0.24,r≈0.78)和模拟烤漆后强化能力(σ_(0.2)220 MPa,PBR110MPa)。双级淬火样品在100℃淬火时形成了均匀弥散并大于临界尺寸的Mg-Si团簇。这些团簇可抑制自然时效过程中小尺寸团簇的形成,从而保持这些样品的性能基本不变。这些团簇使得随后人工时效过程中β″相激活能由76.0 kJ/mol降至57.5kJ/mol,促进了模拟烤漆后形成的β″相的析出,从而提高双级淬火样品的烤漆硬化效果。     

轧程中间退火工艺对高强β钛合金组织及性能的影响

以Ti-3. 5Al-5Mo-6V-3Cr-2Sn-0. 5Fe合金为研究对象,研究了冷轧过程中不同中间退火温度对合金轧制态、固溶态和时效态组织以及性能的影响。研究表明,冷轧板材的主要强化机制是加工硬化,轧程中间退火制度对加工硬化现象影响显著,α+β相区中间退火合金相比于β单相区中间退火合金加工硬化程度大,强度高,但伸长率低。冷轧合金板材经过750℃固溶处理2 min后晶粒尺寸显著细化,β单相区中间退火晶粒尺寸比α+β相区晶粒尺寸大。经过固溶处理后合金主要强化机制为细晶强化,α+β相区中间退火合金的晶粒尺寸小,强度和伸长率高于β单相区中间退火合金。冷轧合金板材经过750℃固溶处理2 min加550℃时效处理4、8和16 h后,在β基体上形成了大量的次生α相,随着时效时间的增长,次生α相的尺寸明显增大,合金强度先升高后下降,伸长率一直增加。α+β相区中间退火的合金形成了等轴的初生α相,其强度和伸长率均高于相同热处理状态下β单相区中间退火的合金。     

预变形对汽车用Al-Mg-Si-Cu合金析出行为的影响

采用力学性能测试、DSC及TEM研究了预变形对Al-Mg-Si-Cu合金析出行为的影响.结果表明,在慢速率升温过程中,预时效态合金GP区溶解速率均随预变形量的增加而降低,利用Avrami-Johnson-Mehl方法求得经0,5%和15%预变形后合金的GP区溶解激活能分别为137.1,189.5和141.3 k J/mol;若合金经不同预变形后直接进行185℃,20 min烤漆硬化,预变形可有效促进沉淀相析出,提高烤漆硬化增量,最高达160 MPa,不过预变形量大于10%时合金烤漆硬化增幅减缓;此外,经预变形处理后烤漆态合金的GP区溶解速率在一定温度下均较低,但高于某一温度后,相应的GP区溶解速率均高于未经预变形处理,最终获得的ln[(d Y/d T)f/f(Y)]-1/T曲线甚至会出现高激活能向低激活能转化现象;不过随预变形量增加,β″相析出激活能不断降低,析出速率不断增加.     

冷变形及退火工艺对617B合金组织性能的影响

研究了冷加工变形量、退火温度和退火时间对617B合金管材组织及力学性能的影响。结果表明:随着变形量的增大,晶粒沿着最大主变形方向被拉长,形成了长条状的形变带,合金室温抗拉强度和屈服强度逐渐提高,延伸率下降;当退火温度从1080℃提高到1160℃时,随着退火温度的提高,合金的晶粒逐渐长大,抗拉强度和屈服强度降低,塑性提高,退火温度到1160℃以上继续提高温度,晶粒长大速度明显增大,强度和塑性变化不大;不同变形量下合金晶粒长大的激活能Q均远大于纯Ni的自扩散激活能,且Q值随着变形量的增加先升高后降低;合金晶粒长大指数η值随着退火温度的提高先增大后减小。     

不同热处理制度对TA31合金组织和力学性能的影响

研究了不同热处理制度(固溶时效,退火)对TA31合金微观组织和力学性能的影响。采用OM、TEM、SEM研究了其微观组织形貌,采用拉伸试验机测试了拉伸性能。结果表明:在相变点之下依次选取不同固溶温度(920、940、960、980℃)对TA31合金试样进行固溶+时效工艺处理,当固溶温度低于960℃时,时效后的强度随固溶温度升高而增大;当固溶温度大于960℃后,强度降低;αkv值随固溶温度升高而增大。试样固溶时效态的拉伸强度高于试样退火态的强度。TA31合金随着固溶温度的升高,初生α相含量减少,且组织中存在等轴初生α相+β转内细小的针状次生α相。     

热处理对Ti-5Al-2V-3Fe-0.2O热轧板材组织和力学性能的影响

研究了固溶处理后不同时效温度对Ti-5Al-2V-3Fe-0.2O合金热轧板材显微组织与力学性能的影响。结果表明:热轧态板材组织主要由α相和β相组成;固溶处理后,组织中出现了α相向β相转变现象,由初生α相及亚稳态β转变组织组成;通过时效处理,亚稳态β转变组织部分分解,析出次生α相并形成晶间β相,随着时效温度从450℃升高到550℃,亚稳态β转变相进一步减少,次生α相增多并长大,初生α相逐渐粗化;与热轧态相比,固溶时效处理后板材抗拉强度和断后伸长率均提高,并且随着时效温度升高,抗拉强度逐渐降低,伸长率逐渐提高;940℃×15min/AC+500℃×6 h/AC热处理后的板材强度和伸长率分别达到1260 MPa、8.5%,具有较佳的综合性能。     

Ag对汽车车身板用6022合金组织和性能的影响

通过显微硬度测试、拉伸实验、DSC分析和TEM观察,研究微量Ag的添加对6022汽车车身板成形性能、模拟烤漆后的力学性能、时效动力学和微观组织的影响。结果表明:在6022合金中添加0.35%(质量分数)Ag,可以显著提高6022合金175℃时效30min后的强度,提高时效响应速度和峰值硬度,但对T4态下成形性能的影响较小;Ag的加入对时效过程的影响是通过促进GP区的形成,进而为β″相的析出提供更多的形核位置,从而促进主要强化相β″相的析出。     

固溶-时效对7×××系铝合金淬透性的影响

固溶和时效是铝合金热处理中重要的环节,综述介绍了固溶与时效处理对7×××系铝合金淬透性的影响。结果表明:在固溶过程中影响淬火敏感性的主要因素为第二相的溶解程度与再结晶组织;单级固溶处理中,在保证不过烧的前提下提高固溶温度有利促进第二相溶解,提高合金淬透性;而双级固溶过程中再结晶组织的尺寸、数目会直接影响合金的淬火敏感性;双级时效处理相比单级处理可以形成高密度GP区,并且在随后的过程中能转化成具有强化效果的η'相,分布更加均匀,减小了合金不同部位性能上的差距;经回归再时效处理后适当减小冷却速度也能有效提高合金性能的均匀性,改善了淬火敏感性。另外,对未来固溶时效制度的发展提出了新的方向。     

多级固溶时效对7×××系超高强冷挤压铝合金组织性能的影响

通过对一种超高强7×××系铝合金进行多级固溶时效处理,发现随着固溶温度的升高以及时效时长的增加,会导致合金的力学性能显著提升后有所下降。结果发现,采用450 ℃×2 h+460 ℃×2 h+470 ℃×2 h+480 ℃×2 h,水冷的固溶强化以及121 ℃×12 h时效处理后,合金能获得更好的力学性能,强度、硬度和塑性匹配更加优良。     

热处理工艺对紧固件用高强钛合金棒材的组织和性能的影响

研究了紧固件用Ti-26合金棒材经80%变形后同溶态与时效态的显微组织和力学性能的变化规律.结果发现:不同的同溶温度决定Ti-26合金中β品粒的大小,时效温度决定析出α相的形态与尺寸.时效后的组织中只有β相与针状α,其中析出相α处于中间湿润状态.同溶后合金的强度较低,但塑性最好;时效后的强度高,塑性相对较低.时效过程中随温度的升高,强度降低,塑性提高.断口分析说明,析出的α相降低了合金的塑性,其中伸长率受到的影响最大.     

时效温度对一种新型β钛合金组织演变及力学性能的影响

采用d-电子合金设计法设计了一种β钛合金,Ti-6Mo-5V-3Al-2Fe(wt.%)。在450℃~600℃范围内选取了多个时效温度进行时效处理,以研究时效温度对该合金组织演变及力学性能的影响。结果表明,当时效温度为500℃时,在ω辅助形核机制作用下,形成了尺寸和相间距更小的次生α相,在此细小的次生α相对β基体的强化作用下合金抗拉强度达到最大值,为1510MPa;同时,由于晶界α相的析出以及晶界无析出区的形成,导致合金的塑性极差,伸长率仅为4.6%。随着时效温度的升高,晶内细小的次生α相粗化。粗大的次生α相导致其相间距增大,并使可有效阻碍位错运动的α/β相界面减小。时效温度的升高使合金强度降低,但合金塑性提高。当时效温度升高至600℃,在β晶界处形成了向晶内平行生长的板条状次生α相,同时β晶粒内次生α相间距增大,使合金塑性明显提高,伸长率可达12.2%。     

热轧变形对Ti-10V-2Fe-3Al合金组织和性能的影响

研究了形变温度、形变量以及双重时效工艺对Ti-10V-2Fe-3Al合金显微组织和力学性能的影响.结果表明:随着形变温度的提高,在时效过程中析出的次生α相含量逐渐增加,合金强度升高;然而,当形变温度高于相变点时,初生α相对β晶粒的钉扎作用明显减弱,使得β晶粒迅速长大,导致合金的拉伸塑性明显下降;次生α相的体积分数主要决定于形变温度,因此应变量对Ti-10V-2Fe-3Al合金力学性能的影响较小.此外,相对于单重时效工艺,由于在低温时效(300℃×8h)时发生ω→α转变,为次生α相提供了均匀的形核点,Ti-10V-2Fe-3Al合金在低温-高温双重时效工艺中获得了更加均匀、细小的α+β显微组织,使得拉伸强度获得比较大的提高.     

TC21合金时效过程中的相变研究

采用XRD、SEM、TEM及显微硬度测试等手段,系统研究了TC21合金固溶处理后的相变以及合金在550～850℃时а"相在时效过程中的分解机制及组织演变规律,结果表明:1000℃固溶30 min淬火后,TC21合金形成а"马氏体,且合金中存在少量β及O相(Ti2AlNb);随时效温度的升高,а"相逐步发生а"→а+а"_高→а+β_(亚稳)→а+β,а"+а'+β_(亚稳)→а+β,а"→а+β等分解过程;TC21合金的显微硬度依赖于时效温度和时效时间,时效时间延长,合金显微硬度先迅速增大,达到最大值后再逐渐减小.时效温度升高时,合金显微硬度达到最大值的时间缩短,且合金最终的显微硬度随时效温度的升高而降低.     

稀土6063铝合金的时效动力学

通过对时效硬度的测定和时效过程的差示扫描量热(DSC)曲线的分析,研究了稀土对6063铝合金时效硬度和时效动力学的影响.结果表明,稀土的适量加入能提高6063铝合金的时效硬度,但加入量过大会使强化相减少,合金时效硬度下降.稀土的引入会使过渡相β”和强化相β (Mg25i)的析出被推迟与抑制,其原因在于稀土形成含硅化合物降低了基体中溶解态Si的浓度,增加了β"相和β相析出所需的Si元素扩散时间,同时稀土还提高了β相析出的激活能.     

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.     

热处理工艺对亚稳定β型钛合金组织与拉伸性能的影响

对新型Ti-Al-Mo-V-Cr-Fe系亚稳定β型钛合金进行不同工艺热处理，随后进行室温拉伸性能检测，并用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对不同热处理工艺下合金的显微组织和相组成进行分析。结果表明，合金在α+β两相区温度750℃单次退火后的组织中存在大量等轴状α相，在β单相区温度820℃单次退火后的组织由粗大的β晶粒组成。合金经单次退火后的合金强度较低而塑性较高，此时断口形貌中韧窝数量较多；再经750℃×1 h+540℃×8 h和820℃×1 h+540℃×8 h双重退火后的显微组织中均析出大量的次生α相，合金强度明显升高，而塑性较低，断口形貌中出现明显二次裂纹。     

热处理制度对Ti-55531合金组织和力学性能的影响

通过采用不同的热处理制度研究了时效温度和β退火温度对Ti-55531合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:Ti-55531合金固溶加时效处理后可获得初生α相呈长条或等轴状的组织,β基体上大量析出的次生α相使其获得较高的强度,且强度随时效温度升高而显著降低,延伸率变化不明显,断面收缩率在620℃以上随着时效温度升高有所增加,但该组织状态断裂韧度偏低;β退火后可获得均匀的片状组织,具有较高的断裂韧性,抗拉强度在600~650℃之间随退火温度升高呈线性关系降低,可根据需要很方便地调整强度级别,塑性随退火温度升高变化不太明显。     

Zn添加对预时效处理的Al-Mg-Si-Cu合金原子团簇行为和烤漆硬化响应的影响

本文通过显微硬度、透射电镜和三维原子探针表征测试手段,研究了Zn添加对Al-Mg-Si-Cu合金原子团簇行为和烤漆硬化响应的影响。结果表明,经100°C/3h预时效处理后,含Zn和不含Zn合金中均形成了Mg-Si原子团簇。然而,与不含Zn的合金相比,含Zn合金中Mg-Si原子团簇数量更多,表明Zn添加促进了Mg-Si原子团簇的形成。经185°C /25min烤漆处理后,两个合金在预时效过程中形成的Mg-Si原子团簇转变为具有明显增强效果的β″相,对应的烤漆增量也明显增加。由于预时效后的含Zn合金中Mg-Si原子团簇数量更多,这为烤漆过程中β″的形成提供了更多的形核核心。因此,含Zn合金β″相的尺寸更小,分布更致密,相对应的烤漆硬化响应速率也得以增强。     

Zn添加对预时效态Al-Mg-Si-Cu合金自然时效和烘烤硬化性的影响

以含Zn和不含Zn的2种Al-Mg-Si-Cu合金为研究对象,研究了Zn添加(0.64%,质量分数)对预时效态Al-Mg-Si-Cu合金的自然时效行为和烘烤硬化响应的影响,并利用三维原子探针(3DAP)技术揭示了相关微观机理。结果表明,含Zn合金在80℃下预时效15 min后的自然时效过程中原子团簇的Zn含量增加,原子团簇的稳定性改变,与不含Zn合金相比,含Zn合金原子团簇生长得更快。含Zn和不含Zn合金在预时效后的自然时效过程中屈服强度增加,含Zn合金因为具有更小的原子团簇间距和更大的原子团簇剪切模量,其屈服强度始终高于不含Zn合金。预时效后自然时效不同时间后在170℃下进行30 min模拟烤漆处理,原子团簇向GP区和β"相的转变随着自然时效时间的延长而减弱,因此含Zn和不含Zn合金的烘烤屈服强度降低。Al基体中的Zn具有促进析出相转变的作用,因此含Zn合金的烘烤屈服强度始终高于不含Zn合金。