7175铝合金铸锭均匀化工艺及组织分析

采用DTA热分析仪、光学显微镜和扫描电镜(SEM)等分析仪器,研究了7175铝合金铸锭组织及均匀化工艺。结果表明,7175合金的铸态凝固组织由α(Al)+S相+T相非平衡共晶相组成;当均匀化温度在440℃时,合金中枝晶组织部分消失,低熔点相溶解不充分,当均匀化温度在460℃时出现过热组织。调整为阶段均匀化440℃×12 h+460℃×8 h处理后,合金晶界处的共晶组织基本消除,第二相尺寸降低至30μm以下,含铜相基本全部回溶,均匀化效果良好。     

7050铝合金均匀化过程中组织转变

采用光学显微镜、扫描电镜和差示扫描量热法等研究7050合金均匀化过程中的显微组织与化合物的演变。结果表明,7050合金铸态为典型的枝晶网状组织,其中片层状共晶组织由α(Al)和T相(Al Zn Mg Cu)组成,并存在少量含Fe相(Al7Cu2Fe)。均匀化温度在460℃以上,共晶相发生分解,且由T相向S相(Al2Cu Mg)发生转变,480℃以上S相发生溶解并逐渐减少,而含Fe相的形状和尺寸基本不发生变化。随均匀化时间的延长和温度的升高,T相逐步向S相完全转变,且S相逐渐溶解于基体中,残留很少。对于所采用的7050合金铸锭,为了消除共晶组织,减少残留化合物和合金元素均匀分布,460℃×24 h+480℃×8 h双级均匀化工艺为较合理的均匀化工艺。     

新型Al-6Zn-2.5Mg-0.6Cu合金的均匀化工艺

采用差热分析仪(DSC)、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜观察(TEM)、布氏硬度测试等方法研究了一种新型Al-6Zn-2.5Mg-0.6Cu(mass%)合金在单、双级均匀化过程的组织性能演变。结果表明:Al-6Zn-2.5Mg-0.6Cu(mass%)合金铸锭组织中存在着严重的枝晶偏析,由ɑ(Al)和T(Al-Mg-Zn-Cu)四元相组成的非平衡共晶相沿晶界呈连续链状分布;合金经470℃×24 h均匀化处理过后,铸锭晶界得到了明显的净化,晶界上原本大量存在的非平衡共晶相回溶入基体中;铸锭先在250℃×4C h下进行均匀化预处理有利于获得尺寸细小、均匀分布的含Mn、Cr析出相,提高合金的布氏硬度值,确定该新型合金铸锭的最优均匀化工艺为250℃×4 h+470℃×24 h。     

均匀化处理对航空用Al-8.5Zn-2.3Cu-2.2Mg合金相组织的影响

通过扫描电镜和透射电镜观察,研究了单级和双级均匀化工艺对铸态Al-8.5Zn-2.3Cu-2.2Mg(mass%)合金相组织的影响。结果表明:经465℃×(12~36 h)单级均匀化处理,残留相仍然较多;经430℃×12 h+470℃×24 h、465℃×24 h+475℃×12 h双级均匀化处理,残留相的数量显著减少,465℃×24 h+475℃×12 h处理残留相更少;465℃×24 h单级均匀化处理残留相主要为Al_2CuMg,少量Al7Cu2Fe,经430℃×12 h+470℃×24 h、465℃×24 h+475℃×12 h处理除还有少量Al(ZnMgCu)相没溶外,没有发现Al_2CuMg;此外,430℃×12 h+470℃×24 h双级均匀化处理相比于465℃×24 h单级处理,有利于析出弥散、均匀的Al_3Zr粒子。     

均匀化处理对铸态Al-4.51Zn-1.77Mg合金组织的影响

研究了铸态Al-4.51Zn-1.77Mg合金在不同均匀化工艺条件下的显微组织的演变规律。结果表明:铸态Al-4.51Zn-1.77Mg合金的DSC曲线在476℃附近出现明显的吸热峰;(460~510℃)×24 h均匀化处理后,476℃附近的吸热峰消失。铸态合金晶粒之间包围着大量的枝晶网络,枝晶臂之间存在着大量的非平衡共晶。随均匀化温度的升高,非平衡共晶逐渐回溶到基体中;高于480℃时,晶粒内部和晶界处开始出现形状不规则的复熔粒子,合金出现过烧。在470℃进行均匀化处理,1 h后大部分第二相已回溶到基体中,随均匀化时间的延长,第二相含量逐渐减少;但24 h后,随时间延长第二相含量无明显变化。根据合金的均匀化动力学方程计算出适合实验合金的均匀化制度为470℃×26 h,与实验结果基本相符。     

含微量Zr的Al-Cu-Mg-Ag合金多级均匀化热处理中的组织演变

采用扫描示差量热法(DSC)、扫描电镜(SEM)、光学显微镜(OM)和能谱分析(EDS)等手段研究了含微量Zr的Al-Cu-Mg-Ag合金铸态与不同均匀化热处理态的显微组织演化和成分分布,测定了该合金铸态组织中的低熔点共晶相的成分和熔化温度,确定了该合金的均匀化处理制度和过烧温度.结果表明:Al-Cu-Mg-Ag-Zr合金铸态组织晶界上主要的非平衡相为Al2Cu,其熔点为523.52℃.合金经420℃×6h一级均匀化处理后,Al3Zr粒子在基体内二次析出且弥散分布.经515℃× 24h二级均匀化处理后,晶界上的非平衡相大部分溶入基体,枝晶偏析基本消除,晶内各元素分布均匀.该合金的最佳均匀化制度为420℃× 6h+515℃× 24h,均匀化过烧温度为520℃.     

挤压铸造Al-5Zn-2Mg-1Cu-0.2Sc合金的组织与性能

采用流变挤压铸造制备了Al-5Zn-2Mg-1Cu-0.2Sc合金,通过拉伸试验、SEM和TEM等方法研究了浇注温度对半固态浆料、流变挤压铸造合金组织和力学性能的影响。结果表明,随着浇注温度降低,半固态浆料和流变挤压铸造合金初生α-Al相形貌逐渐转变为近球形,在晶界附近析出的第二相分布越来越均匀,平均晶粒尺寸减小,圆整度增加。当浇注温度为700℃时,半固态浆料初生相尺寸最小,约为35μm,平均形状因子约为0.49,流变挤压铸造后合金平均晶粒尺寸约为43μm。流变挤压铸造合金的力学性能随着浇注温度的降低逐渐提升。合金经过470℃×10 h+500℃×2 h双级固溶后,大部分第二相溶于基体中。120℃×24 h时效处理后,合金的屈服强度为539 MPa,抗拉强度为612 MPa,伸长率为11%。     

均匀化对TiN细化Al-Zn-Mg-Cu合金组织和硬度的影响

研究了均匀化处理对纳米TiN/Ti细化Al-Zn-Mg-Cu合金组织及性能的影响。结果表明,纳米TiN/Ti细化剂可显著细化铸态Al-Zn-Mg-Cu铝合金晶粒,使合金的铸态硬度(HV)从123提高至142.3。470℃×24h一级均匀化处理后,Al-Zn-Mg-Cu合金晶界第二相得到了比较充分的溶解,只有少量MgZn2相残留;经过(400℃×10h+470℃×24h)二级均匀化处理后,第二相溶解充分,但在均匀化处理之后的冷却过程中析出MgZn相,并均匀分布在晶粒中。     

Al-7.6Zn-1.6Mg-1.9Cu合金均匀化退火制度的研究

利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、能谱分析(EDS)、X射线物相分析(XRD)和差示扫描量热法(DSC)研究了Al-7.6Zn-1.6Mg-1.9Cu铝合金的均匀化退火制度。结果表明:Al-7.6Zn-1.6Mg-1.9Cu合金铸态组织偏析严重,非平衡共晶相α(Al)+Mg(AlZnCu)2沿晶界呈连续网状分布,初始回溶温度为476℃,该合金在480℃均匀化退火时发生过烧;合金经不同均匀化退火后,非平衡共晶相发生不同程度的回溶,均匀化退火温度越高,时间越长,第二相回溶越好;该合金经420℃10h+470℃24h均匀化处理后,第二相回溶充分,且析出弥散分布的Al3Zr粒子,抑制后续固溶加工过程中的再结晶,可以作为合金合理的均匀化退火制度为420℃10h+470℃24h。     

DC铸造7085铝合金在均匀化过程中的组织演变（英文）

采用光学显微镜、扫描电镜、EDS能谱分析、DSC分析及X射线衍射等手段研究DC铸造7085铝合金均匀化态显微组织的演变。结果表明,7085铝合金的铸态组织中存在严重的枝晶偏析,晶界处存在大量的共晶显微组织及共晶相。共晶α(Al)+T(AlZnMgCu)显微组织在均匀化过程中逐渐溶入基体中。金属间相S(Al_2CuMg)沿共晶组织形成长大,并在460℃、24 h的均匀化处理下完全溶入基体中。7085铝合金的原始共晶结构的演变包括α+T共晶显微组织的溶解、T相向S相的转变及S相的溶解。最佳的均匀化制度为470℃、24 h。     

含钪铝锌镁合金铸锭和均匀化显微组织研究

采用金相显微镜、差示扫描量热仪、扫描电镜及其能谱仪研究了Al-5.4Zn-2.0Mg-0.3Mn-0.25Cu-0.1Zr和Al-5.4Zn-2.0Mg-0.3Mn-0.35Cu-0.1Zr-0.25Sc两种合金的铸态及均匀化态显微组织演变与成分分布.结果表明:铸态组织以典型的枝晶结构存在,由过饱和的α-Al固溶体和α-Al+η-MgZn2的非平衡共晶相组成;铸态合金在470℃保温24 h,非平衡共晶相消失,合金枝晶偏析消除.确定合金铸锭的理想均匀化工艺参数为470℃×24 h.     

Al-Cu-Mg-Ag-Sc-Zr合金的均匀化工艺

采用金相显微镜、差示扫描量热仪、扫描电镜、扫描透射电镜研究了Al-Cu-Mg-Ag-Sc-Zr合金的铸态组织及均匀化过程中的组织演变。结果表明:合金的过烧温度为520℃,其最佳双级均匀化工艺为420℃×6 h+515℃×24 h;试验合金经双级均匀化处理后,低熔点共晶相少量残留,基体上均匀地析出细小弥散的Al3(Sc,Zr)粒子。     

Al-8.0Zn-2.3Cu-2.0Mg-0.2Zr铝合金的均匀化及固溶处理

设计了一种Al-Zn-Cu-Mg高强铝合金,采用金相分析、力学性能测定,断口扫描等,对该合金的均匀化和固溶工艺进行了研究。结果表明:合金铸态组织中存在非平衡共晶相,经430℃×12 h+475℃×24 h双级均匀化处理后非平衡共晶化合物基本消失,Zn元素扩散基本结束,均匀化效果好。合金经470℃固溶处理60 min时,综合力学性能最佳,抗拉强度达到623 MPa,屈服强度达到571 MPa,伸长率为12.17%。     

均匀化前预处理对7150铝合金中Al_3Zr相析出及再结晶的影响

用透射电子显微镜(TEM)及电子背散射(EBSD)技术,研究了均匀化前进行250℃~400℃预处理对7150铝合金中Al3Zr相析出行为及变形后固溶处理过程再结晶抗力的影响。结果表明,7150铝合金是否进行均匀化前预处理,其经470℃24 h的均匀化后其合金中Al3Zr析出相与Al基体均为共格关系。随均匀化前预处理温度降低,Al3Zr析出相的尺寸变小、密度提高;在250℃预处理,随预处理时间延长,最终Al3Zr析出相的尺寸变小、密度提高;当预处理温度超过300℃时,随预处理时间延长,Al3Zr析出相的尺寸变大、密度降低,但预处理时间超过24 h后其影响不明显。7150铝合金铸锭经470℃均匀化前预处理能显著提高其变形后再结晶抗力,经470℃2h固溶处理后,其组织为未再结晶的回复组织;而直接经470℃均匀化处理后的变形样品经470℃2h固溶处理后,其组织为部分再结晶组织。     

铸造Ti-45Al-8.5Nb-0.5(W,B,Y)合金组织均匀化处理

采用水冷铜坩埚感应熔炼制备了Ti-45Al-8.5Nb-0.5(W,B,Y)(at%)合金铸锭,研究了铸造合金组织特点及均匀化处理温度对显微组织的影响规律。结果表明,铸锭组织呈全层片,有大量β相网,富Al相等成分偏析;调整热处理温度使合金偏析区域处于α单相区,充分保温后缓慢冷却可消除偏析形成全层片组织;经过1420℃×12 h炉冷,β相与富Al相偏析均得以消除,获得平均尺寸约为320μm,层片间距约为0.8μm的均匀全层片组织。     

Al-(7.8~9.0)Zn-1.6Mg-(1.0~2.2)Cu合金铸态及其均匀化组织

采用光学显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)和扫描电镜(SEM)及其附件能谱仪(EDX)研究Al-(7.8~9.0)Zn-1.6Mg-(1.0~2.2)Cu铝合金的铸态及其均匀化组织。结果表明:该铝合金的铸态凝固组织由α(Al)基体+Mg(Zn,Al,Cu)2非平衡共晶相组成;铸态组织中粗大非平衡共晶组织的体积分数随着Zn含量的增加而增大,且伴随其周围析出的条状、细小Mg(Zn,Al,Cu)2粒子也逐渐增多、粗化;当Cu含量(质量分数)为1.0%、1.4%、2.2%时,铸态组织晶内的独立第二相分别为T(Al2Zn3Mg3)相、S(Al2CuMg)相、T(Al2Zn3Mg3)相+θ(Al2Cu)相;各成分合金经过(470℃,24h)均匀化处理时,基体中仅剩下均匀化过程无法消除的尺寸较小、数量较少的初生富Fe相。     

Al-8.0Zn-2.0Mg-2.1Cu合金均匀化过程中Al2CuMg相的消除

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子探针显微分析(EPMA)、X射线衍射(XRD)以及差示扫描量热仪(DSC)研究了一种高合金化Al-8.0Zn-2.0Mg-2.1Cu(wt%)合金在均匀化过程中难溶相Al₂CuMg的形成以及实现其充分溶解的工艺。结果表明:铸态时,合金中主要的非平衡凝固相为Mg(Zn, Al, Cu)₂相,Zn、Mg、Cu元素偏聚严重。经过470 ℃×40 h一级均匀化后,虽然Mg(Zn, Al, Cu)₂相逐渐回溶至基体中促进了合金中枝晶网络的基本消除,但合金中形成了一种耐高温的有害相Al₂CuMg。进一步采用485 ℃×14 h的高温均匀化工艺实现了合金中耐高温相Al₂CuMg的充分回溶。扩散动力学分析表明,470 ℃×40 h+485 ℃×14 h的双级均匀化工艺足以使合金中的非平衡相回溶至基体中。     

喷射成形Al-9.97Zn-2.65Mg-1.94Cu-0.12%Zr合金均匀化过程中的组织演变

采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、差热分析等手段,研究了喷射成形Al-9.97Zn-2.65Mg-1.94Cu-0.12%Zr合金在均匀化过程中微观组织的演变。结果表明:均匀化处理可使合金中的一次析出相明显减少,经470℃均匀化处理24h的Al-9.97Zn-2.65Mg-1.94Cu-0.12%Zr合金的晶粒尺寸没有明显长大,大多数AlZnMgCu四元相回溶到基体中;均匀化态组织除α(Al)外,主要存在3种不同的相,分别为AlZnMgCu四元相、Al9FeNi相以及Al3Zr(L12)弥散粒子。     

Mg-8Gd-3Y-1Nd-0.5Zr稀土镁合金的均匀化热处理

通过金相组织分析,研究了不同均匀化温度和保温时间条件下铸态Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金的显微组织,分析了均匀化温度和保温时间对铸态合金组织的影响。结果表明,经530℃保温24h均匀化处理后,晶界上的共晶组织几乎完全溶入基体中,只有一些黑色粒子相残留在晶内和晶界上,晶粒尺寸稍有粗化,因此Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金最佳的均匀化工艺为530℃×24h。     

高合金化Al-Zn-Mg-Cu合金铸态及均匀化态组织

采用热力学计算软件计算了一种高锌含量Al-Zn-Mg-Cu合金的凝固相,并采用金相显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析了合金的铸态、均匀化态组织。研究结果表明,合金的铸态组织主要由MgZn_2+Mg(Al,Cu,Zn)_2+α(Al)+(极少量)θ(Al_2Cu)相构成;450℃48 h均匀化退火后,Mg(Al,Cu,Zn)2仍有大量残留,470℃24 h均匀化退火后则完全回溶。