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。     

喷射沉积制备原位TiB_2/Zn-30Al-1Cu复合材料的微观组织

利用原位反应同喷射沉积工艺相结合的方法制备了TiB2/Zn-30Al-1Cu复合材料。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)对该复合材料的组织进行观察,并对其进行了X射线衍射测试分析。结果表明,在合理的喷射沉积工艺参数下,TiB2颗粒在基体材料中均匀分布并且尺寸小于2μm;原位反应TiB2颗粒的引入使得该复合材料的组织细化,初生富铝相α'相较多,呈细小的颗粒状形态且α'相尺寸小于2μm。     

高Zn含量Al-Zn-Mg-Cu合金均匀化过程中显微结构演变研究

利用显微镜（OM）、差热分析（DSC）、扫描电镜（SEM）和X衍射（XRD）研究一种高Zn含量Al-Zn-Mg-Cu合金在均匀化处理过程中的显微结构演变，使用扩散动力学模型推导均匀化动力学方程，用于确认最佳均匀化参数。结果表明：合金的铸态组织中存在严重偏析,非平衡共晶结构包含α(Al)、Mg(Zn,Cu,Al)₂、 S(Al₂CuMg)、θ(Al₂Cu)和富Fe相。当前研究表明均匀化过程中没有发生Mg(Zn,Cu,Al)₂相向S(Al₂CuMg)相的转变,Mg(Zn,Cu,Al)₂相直接回溶。随着均匀化的进行,θ(Al₂Cu)相溶入基体。均匀化后富Fe相仍残留,但随着保温时间的延长,富Fe相中的Zn、Mg元素铸件减少或消失。最佳均匀化参数为440 oC×12 h 468 oC×24 h,这与均匀化动力学的分析相一致。     

时效析出过程中Al-4.74Cu-0.50Mg-0.30Ag合金的小角度X散射研究

通过同步辐射小角度X散射实验方法(SAXS)、透射电镜(TEM)和力学性能测试,研究Al-4.74Cu-0.50Mg-0.30Ag合金单级时效过程中的沉淀析出行为.结果表明:合金在单级时效过程中的主要析出相为Ω相和少量的θ'相,随着时效时间的延长,析出相的径向尺寸明显增大,宽度方向变化较小,逐渐演变成为薄片状,析出相尺寸先增大后趋于稳定,其体积分数先增大后减小,最后再逐渐增大,且增大速率降低.     

2D70耐热铝合金铸态组织研究

利用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析、X射线物相分析、透射电子显微镜研究了2D70耐热铝合金半连续铸锭的铸态组织.研究结果表明:2D70耐热铝合金铸态组织为粗大枝晶组织,枝晶间蜂窝状共晶相为AL,A12CuMg/A12Cu,合金中含有大量块状相和条状相,能谱分析显示为含Fe,Ni相,铸态合金中Cu,Fe,Ni元素偏析严重.合金铸态相主要为а(Al),S(Al2CuMg),0(Al2Cu),Al7Cu2Fe,Al7Cu4Ni,Al9FeNi相.     

2E12和2524铝合金微观组织与疲劳裂纹扩展速率研究

采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜以及疲劳性能测试等手段,研究了国产2E12-T3和进口2524-T3合金薄板微观组织和疲劳裂纹扩展性能.结果表明,国产2E12-T3与进口2524-T3合金化学成分相近,在显微组织方面,2E12-T3合金晶粒相对于进口2524-T3合金的纤维状晶粒组织明显细小、均匀,发生了更大程度的再结晶,两者基体内均分布有少量粗大Al2CuMg相和富Fe相,2E12-T3晶内存在略多的中等尺寸Al20Cu2Mn3棒状粒子;在力学性能方面,国产2E12-T3合金抗拉强度、屈服强度和疲劳裂纹扩展速率都明显高于进口2524-T3铝合金,疲劳断口皆呈典型3个区域,裂纹萌生区,前者较平坦而后者相对粗糙,裂纹扩展区皆有明显的疲劳辉纹,辉纹间距分别为0.65和0.35 μ,瞬断区,后者具有数量更多、尺寸更小的韧窝.着眼于材料的组织特征,导致2E12-T3和2524-T3铝合金力学性能差异的主要原因可能是由于两者的晶粒组织特征不同.     

铝合金蛇形轧制轧板曲率解析模型研究

根据蛇形轧制的受力特点将变形区划分为5个不同的区域,分别计算了各个区域的压力分布及角位移,在此基础上运用平面应变主应力法建立了7150铝合金蛇形轧制轧板曲率的解析模型.通过蛇形轧制实验对解析模型的精确性进行了验证.使用该解析模型对蛇形轧制过程中由线性应变差引起的轧板曲率、剪切应变差引起的轧板曲率以及总的轧板曲率进行了研究.结果表明,随着错位距离的增加由剪切应变差引起的轧板曲率增加而由线性应变差引起的轧板曲率减小,它们的共同作用导致总的轧板曲率先减小后增加.随着异速比的增加,由剪切应变差引起的轧板曲率增加,由线性应变差引起的轧板曲率保持不变,它们的共同效果使总的轧板曲率增加.增大轧板初始厚度或减小压下量都会减小轧板曲率.     

电子束焊喷射成形Al-Zn-Mg-Cu合金的组织性能研究

采用电子束焊接的方法对10 mm厚的喷射成形Al-Zn-Mg-Cu合金板进行了拼焊实验。采用金相显微镜、扫描电镜、室温拉伸实验、显微硬度等方法分析了焊接接头的微观组织,测试了焊接接头的力学性能及显微硬度。结果表明,喷射成形Al-Zn-Mg-Cu合金焊接接头由三个区域(近缝区母材,焊核区,热影响区)组成。焊缝宽为0.3～1.0 mm,焊核区由尺寸约3～8μm的等轴细晶组成,析出相沿晶界分布,晶内析出相较少;热影响区大部分保留了母材的原始组织特征,小部分区域发生了重熔。从焊缝区到母材,显微硬度值逐渐下降,焊缝区硬度值高出母材约35。经T6处理后,焊接接头强度约为母材的82%。     

2D70铝合金淬透性研究

采用16,30℃自然水末端淬火试验方法,并通过对材料硬度和电导率指标的测试分析,研究了不同温度对2D70铝合金材料淬透性的影响,描绘出小同温度下该合金的端淬曲线,对比分析了相同条件下2D70和2124合金的端淬曲线.研究结果表明,2D70合金的淬火敏感性很小,16和30℃水温对该合金端淬效果差别不大,该合金自由端淬淬透深度至少大于150 mm.     

固溶热处理对2D70合金挤压棒材组织与性能的影响

通过力学性能检测、DSC热分析、金相显微镜和扫描电镜观察研究了经过双级均匀化和强热变形工艺的2D70铝合金挤压棒材固溶处理温度和时间对合金组织与电导率的影响。结果表明,合金经过固溶处理后可溶第二相已基本溶入基体中,残余的高熔点难溶相主要为近球形白色高亮度Al7Cu4Ni相和灰色块条状、棒状或球状Al9FeNi相;随着固溶温度升高,材料强度、硬度和伸长率都呈上升趋势,电导率则呈下降趋势,但性能曲线随固溶温度变化相对平缓,合金较为理想的固溶处理温度为535~545℃。随着固溶时间的延长,显微组织变化不明显,强度呈上升趋势,固溶120 min时强度和硬度都达到峰值,分别是440 MPa和140 HB,此时伸长率为12%,随固溶时间延长电导率总体变化不大。