喷射沉积沉积态Al-12Zn-2.4Mg-1.1Cu-0.5Ni合金显微组织及性能研究

为研究喷射沉积沉积态合金的显微组织及第二相种类,利用喷射沉积技术制备了Al-12Zn-2.4Mg-1.1Cu-0.5Ni铝合金.使用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、高分辨透射电子显微镜和X射线能谱仪对沉积态合金进行了研究.研究结果表明:沉积态合金的晶粒尺寸只有15μm左右,第二相主要有Mg(Zn,Cu)2相、L12-Al3Zr相和Al-Fe-Ni相,且Mg(Zn,Cu)2相易在Al-Fe-Ni相周围形核长大.沉积态试验合金抗拉强度最大值为360.3 MPa,延伸率为2.1％,断口分析表明合金的断裂方式主要为沿晶脆性断裂.该研究结果确定了沉积态合金中第二相的分布规律和L12-Al3Zr相与基体的取向关系,为后续变形加工及热处理提供了依据.     

回归再时效对高锌7000系铝合金微观组织和性能的影响

采用拉伸实验、硬度测试、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)﹑扫描电镜(SEM)等方法研究了回归及回归再时效处理对喷射沉积高Zn(质量分数为12%)7000系铝合金的微观组织及力学性能的影响。结果表明,该合金经峰值时效处理(120℃×14 h)后,晶内主要强化相为GPⅡ区,晶界析出相呈连续分布;经回归处理(180℃×0.5 h)后,晶内主要强化相为较小的η'相,晶界析出相明显粗化;采用回归再时效处理(120℃×14 h+180℃×0.5 h+120℃×14 h)后,晶内析出物为亚稳定的η'相和稳定的η相,晶界析出相为不连续分布的η相;对η相高分辨像进行解卷处理,利用jems软件构建η相晶胞并模拟其高分辨像,最终确定η相各原子所在的位置。回归时效实验合金的抗拉强度达到890 MPa,伸长率为9.2%,断口为沿晶和穿晶混合断裂。     

7000系铝合金析出相应变的HRTEM几何相位分析

为了研究7000系铝合金时效析出相的应变场分布,利用喷射沉积技术制备了Al-12Zn-2.4Mg合金,使用高分辨透射电子显微镜(high resolution transmission electron microscopy,HRTEM)和几何相位分析(geometric phase analysis,GPA)技术对时效析出相(GPII区、η′相)的应变场进行了研究。实验结果表明:GPII区内的应变场为压应变,产生的压应变极值为7.09%;η′相内的应变场为拉应变和压应变,产生的拉应变极值为2.54%﹑压应变极值为2.15%。GPII区和η′相的应变场在不同方向上分布也是不同的,x方向的应变较y方向更大。GPII区转变为η′相是应变能降低的过程,转变后合金达到较稳定的状态。     

喷射沉积Al-Zn-Mg-Cu合金双级时效的微观组织和力学性能研究

采用喷射沉积技术制备了Al-12Zn-2.4Mg-1.1Cu合金。通过高分辨电子显微镜和硬度测试等手段,研究分析了双级时效处理对喷射沉积Al-Zn-Mg-Cu合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:合金经120℃(14 h)时效后,硬度达到峰值,晶内主要强化相为η′亚稳相和少量的GPⅡ区,晶界析出相呈连续分布;合金经120℃(14 h)+160℃(0.5 h)、120℃(14 h)+160℃(16 h)、120℃(14 h)+160℃(24 h)双级时效后,硬度较峰时效相比,分别下降了5.92%、11.13%、15%,它们的晶内析出相依次是细小的η′相、粗大的η′相、粗大的η相,晶界析出相呈断续状分布,晶内和晶界的析出相明显长大,并且在120℃(14 h)+160℃(16 h)、120℃(14 h)+160℃(24 h)时效后,出现了晶界无沉淀析出带。通过对TEM图像的测量,可以得到η相和η′相的晶格参数分别为0.520、0.860 nm和0.490、1.402 nm;对η和η′相解卷处理,可以提高像的分辨率,然后用jems对η和η′相模拟,可以确定原子的基本位置。