固溶处理对Al-8.54Zn-2.41Mg-xCu铝合金组织与性能的影响

通过光学显微镜、扫描电镜、室温力学性能及电化学腐蚀测试,研究固溶时间对Al-8.54Zn-2.41MgxCu(x=2.2,1.3)超强铝合金组织与性能的影响。结果表明,固溶时间延长,合金基体中残余结晶相的数量显著减少,再结晶体积分数增加,电化学腐蚀电位正移。固溶时间为60 min时,Cu=1.3%(质量分数)合金的强度和抗腐蚀性能均高于Cu=2.2%合金。当固溶时间延长至180 min时,Cu=2.2%合金的抗拉强度和屈服强度略有提高,Cu=1.3%合金强度降低;高铜含量合金剥落腐蚀程度减少,低铜合金剥落腐蚀程度增加,且高铜合金的抗腐蚀性能高于低铜合金。适当缩短固溶时间,能够提高低铜合金的强度和抗腐蚀性能。在相同的固溶条件下,2种合金的电化学腐蚀电位相差不大。     

Zr和Si对Al-Zn-Mg-Cu铝合金再结晶行为和性能的影响

采用力学拉伸、金相、扫描电镜、透射电子显微镜和高角环形暗场扫描透射电子显微镜等测试分析方法,研究了Zr和Si对Al-Zn-Mg-Cu系铝合金再结晶行为和性能的影响。结果表明:在合金中添加质量分数为0.17%的Zr和0.05%的Si后,合金保留了其原始的纤维组织结构,其强度和塑性的各向异性显著增大。随Zr、Si含量的升高,合金横向主要断裂模式从穿晶断裂向沿晶断裂转变。与合金纵向强度变化程度相比较,Zr、Si含量对合金横向强度的影响更加显著。其主要原因是复合添加Zr和Si形成(Al,Si)3Zr弥散相,抑制再结晶作用更明显,引起合金L向和T向的晶粒形态差异增大及粗大的残余相粒子沿晶界分布。     

Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Yb铝合金中弥散相的形成和作用

采用金相、能谱分析、扫描电镜、透射电镜和力学性能实验,研究Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Yb铝合金中弥散相的形成以及弥散相对铝合金显微组织、再结晶行为、拉伸性能和断裂韧性的影响。结果表明:在Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Yb合金中形成了大量、细小、分布均匀、与基体共格的L12型Al3(Zr,Yb)弥散相;与Al-Zn-Mg-Cu-Zr中形成的Al3Zr弥散相相比,Al3(Zr,Yb)弥散相能更有效地抑制合金变形固溶过程中的再结晶,合金屈服强度提高了6%,断裂韧性提高35%。     

热处理对7085铝合金应力腐蚀开裂、断裂韧性和强度的影响

采用慢应变速率拉伸应力腐蚀测试、Kahn撕裂实验和室温拉伸实验结合透射电子显微镜和扫描电子显微镜,研究热处理对7085铝合金应力腐蚀开裂、断裂韧性和强度的影响。结果表明：与T6时效相比,经T74时效处理的合金的断裂韧性提高22．9％,但屈服强度降低13．6％;经回归再时效（RRA）处理的合金屈服强度与T6的相当,断裂韧性提高14．2％。经两次回归再时效（DRRA）处理的合金断裂韧性与T74处理的相当,但屈服强度提高14．6％。合金的应力腐蚀开裂抗力依次为：T6〈RRA〈DRRA≈T74。热处理对合金应力腐蚀开裂和断裂韧性的影响主要与基体析出相和晶界析出相有关。     

基于加工图的7085铝合金热成形性能研究

针对7085铝合金航空构件的热加工工艺问题,对7085铝合金在300～450℃和0.0001～1 s-1条件下进行等温压缩实验,建立了7085铝合金热加工图并且分析了7085铝合金热成形性.结果表明:温度340～450℃、应变速率0.0001～1s-1为加工安全区;失稳区域为温度300～340℃、应变速率0.01～1 s-1,在此区域加工时,形成绝热剪切带且带内组织为剧烈拉长晶粒;潜在危险加工区域为温度300～340℃、应变速率0.0001～0.01 s-1;建议在温度340～410℃、应变速率0.0004～1 s-1选择工艺参数.     

7085铝合金的热变形组织演变及动态再结晶模型

通过等温压缩实验,系统研究热变形参数(变形温度、应变速率及应变量)对7085铝合金热变形组织演变的影响。结果表明:升高变形温度以及降低应变速率,均有利于7085铝合金的动态再结晶发生,导致变形后的7085铝合金位错密度降低,再结晶晶粒尺寸增大;随着应变量的增加,变形后的合金位错密度降低,动态再结晶体积分数增大。采用线性回归方法建立包括峰值应变方程、临界应变方程、动态再结晶动力学方程以及动态再结晶晶粒尺寸方程的7085铝合金动态再结晶模型。     

微量Ti、Cr对Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金组织与性能的影响

通过拉伸试验、晶间腐蚀与应力腐蚀实验,结合金相观察和高分辨透射电镜分析,研究微量Ti和Cr对Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金弥散相、再结晶与性能的影响。结果表明:在Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金中,添加0.04%Ti(质量分数,下同)可使合金抑制再结晶的能力降低,从而导致合金的力学性能和抗应力腐蚀性能降低;复合添加0.04%Ti和0.04%Cr,形成含有少量Cr的Al3(Zr,Ti)弥散相,合金抑制再结晶的能力显著增强,合金在保持高强度的同时,抗应力腐蚀性能显著提高,抗拉强度为687.6 MPa,屈服强度为651.4 MPa,比不含Ti和Cr的合金分别提高15.3 MPa和7.8 MPa,应力腐蚀裂纹萌生时间由161 h延长至306 h。     

时效制度对挤压Al-6.2Zn-2.3Mg-2.3Cu铝合金电化学腐蚀性能的影响

采用开路电位、循环极化曲线、电化学阻抗谱及腐蚀形貌表征等研究不同时效制度下Al-6.2Zn-2.3Mg-2.3Cu铝合金分别在3.5%Na Cl(质量分数)以及10 mmol/L Na Cl+0.1mol/L Na2SO4溶液中的电化学腐蚀行为。结果表明:4种时效制度处理后,挤压铝合金耐局部腐蚀能力由大到小的顺序依次为T76+T6、T76、T77、T6。试样在10 mmol/L Na Cl+0.1mol/L Na2SO4溶液中主要发生点蚀,从循环阳极极化曲线上可以观察到明显的点蚀电位和点蚀转换电位;在3.5%Na Cl溶液中发生点蚀和晶间腐蚀。利用点蚀电位φb以及点蚀电位与自腐蚀电位的差值(φb-φcorr)表征局部腐蚀发生的难易程度,自腐蚀电位和再钝化电位的差值(φcorr-φrep)表征局部腐蚀的发展程度。另外,表征了试样的硬度和导电率等性能,发现与峰时效相比,三级时效处理后的合金的硬度并无显著降低,且T76+T6态的硬度稍大于T77态的。可见扩大三级时效的回归时间窗口、降低回归温度,可使合金同时获得更优异的强度和耐蚀性能。     

Al-Zn-Mg-Cu系富铝角相平衡计算及实验研究

采用Thermo-Calc软件计算和光学显微镜、扫描电镜、能谱仪及示差扫描量热仪实验分析手段,研究了Al-Zn-Mg-Cu系富铝角等温(480℃)截面图和Al-12Zn-xMg-1.5Cu合金的垂直截面图。结果表明,相平衡计算结果与实验分析吻合良好。在等温等锌截面计算相图中,随着Zn含量提高,α(Al)单相区和α(Al)+S(Al2CuMg)相区分别缩小和扩大,在α(Al)单相区内,Mg在铝固溶体的固溶度降低,Cu的固溶度变化不大。在等温等铜截面计算相图中,随着Cu含量降低,α(Al)单相区扩大,α+S(Al2CuMg)两相区缩小。合金元素的极限固溶度对温度极为敏感,在多相共晶点附近温区,合金元素的极限固溶度最大。     

再结晶对7150铝合金局部腐蚀性能的影响

采用金相、极化曲线、电化学阻抗谱、扫描电镜以及透射电镜对7150铝合金不同程度的再结晶组织的局部腐蚀性能进行研究。结果表明:再结晶程度低的2#合金抗晶间腐蚀和剥落腐蚀性能优于再结晶程度高的1#合金;电化学阻抗谱研究表明,1#合金在腐蚀液中浸泡5 h即出现明显的剥蚀现象,而2#合金浸泡时间长达33 h也未见明显的剥蚀现象;腐蚀路径是沿再结晶晶粒的晶界扩展,未再结晶晶粒很少被腐蚀;透射电镜原位腐蚀观察发现,再结晶晶界析出相较粗大,优先腐蚀,而未再结晶晶界析出相较细小,基本未腐蚀。