Al-4.5Cu-3.5Zn-0.5Mg铸造铝合金的均匀化工艺及组织演变

对Al-4.5Cu-3.5Zn-0.5Mg铸态合金进行不同双级均匀化处理,采用扫描电镜、电子探针显微分析仪、差示扫描量热仪和光学显微镜等,研究了该合金的铸态组织及其在均匀化过程中的组织演变。结果表明:铸态组织主要由α-Al、粗大Al₂Cu相以及少量AlZnMgCu、Al₇Cu₂Fe相组成,合金元素枝晶偏析严重。经470 ℃×12 h均匀化处理后,AlZnMgCu相已基本回溶至基体;第二级均匀化温度由490 ℃逐渐升高到520 ℃或者延长保温时间,Al₂Cu相逐渐回溶至基体,合金元素分布趋于均匀。合金过烧温度为520 ℃,最佳双级均匀化制度为470 ℃×12 h+510 ℃×32 h,该制度与均匀化动力学计算结果基本一致。     

Mg-4Zn-1Mn镁合金均匀化热处理及导热率

采用光学显微镜、X射线衍射、布氏硬度测试、扫描电镜、能谱分析等方法,研究新型Mg-4Zn-1Mn(ZM41)镁合金在铸态和不同热处理状态下的显微组织、成分、硬度变化规律。用激光闪射法测定其不同状态的热扩散系数,计算得到导热率值。以空位扩散机制为基础,研究均匀化扩散动力学过程,建立此合金的均匀化扩散方程。结果表明:铸态组织枝晶偏析严重,晶界上有许多粗大的Mg7Zn3非平衡结晶相,Mn以单质形式存在于合金中。经370℃×12 h均匀化热处理后,大部分的Mg7Zn3相已溶入基体。根据实验结果和均匀化动力学计算,确定最佳均匀化处理工艺为370℃×12 h。该合金室温导热率值为125.5 W/(m.K),比常见的镁合金如AZ系、AM系、AS系等的导热性能高出1倍左右。     

热处理对Mg-7Sn-4Al-2Zn-xSr合金的组织演变和力学性能的影响

采用OM、SEM、XRD和电子材料试验机研究了热处理对Mg-7Sn-4Al-2Zn-xSr(x=0,2,3,4)合金组织和力学性能的影响。结果表明,铸态和热处理后的Mg-7Sn-4Al-2Zn合金主要由α-Mg、Mg2Sn和β-Mg17Al12相组成,加入适量的Sr后,合金中形成新的Srx Mgy Snz相,组织得到了细化;合金经T6(固溶430℃保温12 h+时效250℃保温8 h)处理后,Mg2Sn和Srx Mgy Snz相更均匀的析出,弥散分布在晶界和基体中。当Sr含量为3 wt.%时,铸态和热处理态合金都表现出最佳的常温力学性能,铸态合金的抗拉强度和伸长率分别为197 MPa和5.6%,热处理后合金的抗拉强度和伸长率分别为207 MPa和8.6%,合金力学性能的提高主要是归因于晶粒细化和第二相弥散强化。     

Mg-3Zn-Mn合金均匀化处理工艺研究

利用差式扫描量热仪(DSC)、金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和显微硬度测试仪,研究了均匀化处理对铸态Mg-3Zn-Mn合金微观组织/显微硬度的影响。结果表明,铸态Mg-3Zn-Mn合金基体上存在一定程度的微观偏析,且均匀分布Mg-Zn相和Al-Mn相。在335℃均匀化处理时,前15 h,合金的微观偏析随均匀化时间增加而逐渐减轻,显微硬度明显降低;15 h后,Mg-3Zn-Mn合金基体上的微观偏析消失,MgZn相也溶入基体,Mg-3Zn-Mn合金的显微硬度变化不大。     

一种Al-Mg-Si-Cu铝合金的均匀化处理

设计一种新型A1-Mg-Si-Cu铝合金,合金成分为Al-1.04Mg-0.85Si-0.018Cu(质量分数).采用金相观察、差热分析(DTA)、扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)研究合金铸态与均匀化态的显微组织演化和成分分布.结果表明:新型A1-Mg-Si-Cu铝合金的铸态组织枝晶偏析严重,合金元素Si、Mg和Fe在晶内及晶界分布不均匀;550℃×24h均匀化处理后,合金中非平衡低熔点共晶组织和Mg2Si相基本溶入基体,Fe元素偏析难以通过均匀化消除,均匀化后,晶界上部分β-A15FeSi相转变成α-Al8Fe2Si相;该合金的过烧温度为574.5℃,最佳均匀化制度为550℃×24h;合金铸态和均匀化后维氏硬度分别为58HV和78HV,比6061合金分别提高了20％和85％.     

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。     

Al-6.3Zn-2.3Mg-2.2Cu合金均匀化过程的组织演变

采用金相、扫描电镜、DSC分析和X射线衍射分析等方法,研究了Al-6.3Zn-2.3Mg-2.2Cu合金铸态和均匀化态的显微组织、相组成与分布状态,并进行了单级和双级均匀化后合金的组织对比。结果表明:试验合金经过465℃24h+480℃12 h双级均匀化处理后成分更均匀,残留相更少,达到更加理想的均匀化状态。     

GW92镁合金均匀化工艺研究

采用差热分析(DSC)、X射线衍射(XRD)、光学金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析(EDS)研究了均匀化温度与时间对GW92铸态合金显微组织和力学性能的影响,确定了该合金最佳的均匀化工艺。结果表明:GW92铸态合金的显微组织由α-Mg基体、Mg5(Gd,Y)相、Mg5(Gd,Y,Zn)相、Mg12Zn(Gd,Y)相和富稀土相组成;均匀化后,GW92镁合金主要由α-Mg基体、Mg12Zn(Gd,Y)相共存。该合金最佳的均匀化工艺为510℃×18 h,合金抗拉强度为247.2 MPa,伸长率为6.1%。     

固溶处理对Mg-8Al-1Zn-1Si-0.6Sb合金组织与力学性能的影响

采用重力铸造法制备Mg-8Al-1Zn-1Si-0.6Sb合金,研究了固溶处理对该合金组织及力学性能的影响。结果表明,铸态合金主要由α-Mg、β-Mg_(17)Al_(12)、Mg_2Si、Mg Zn和Mg_3Sb_2相组成。对合金进行430℃×(8～32) h固溶处理,随保温的时间延长,Mg Zn相和β-Mg_(17)Al_(12)相固溶于α-Mg基体;粗大汉字状Mg_2Si相发生球状化;与此同时,合金的室温及高温(150℃)抗拉强度、屈服强度和伸长率逐步提高,硬度逐渐下降。铸态与固溶处理态合金的拉伸断裂形式均呈准解理脆性断裂。     

热挤压及固溶对Al-7Zn-2.5Mg-2.5Cu高强铝合金组织与性能的影响

对Al-7Zn-2.5Mg-2.5Cu合金进行了热挤压试验,并对挤压态合金进行了不同温度固溶处理,采用OM、SEM、EDS、万能试验机研究了热挤压及不同温度固溶对合金组织与强度的影响。结果表明:铸态Al-7Zn-2.5Mg-2.5Cu合金组织为粗大的树枝晶,经热挤压后合金晶粒明显细化,挤压态合金强度比铸态提高了104.5%。随着固溶温度的升高,试验合金晶粒逐渐增大,抗拉强度先升高后降低。475℃×1 h固溶的合金中Mg Zn2第二相粒子充分溶入Al基体中,抗拉强度达到最大值,合金的最佳固溶温度为475℃。     

Al-9.1Zn-1.9Mg-1.6Cu合金均匀化工艺研究

采用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析、X射线衍射分析和差示扫描量热分析研究了Al-9.1Zn-1.9Mg-1.6Cu合金铸态与均匀化态显微组织及相组成演化规律。试验结果表明,该合金铸态组织中存在大量的非平衡低熔点共晶相,其初始熔化温度为475℃;合金铸态组织相组成包括α-Al、η-MgZn2及少量的Al7Cu2Fe相;在460℃以上均匀化后,该合金处于α-Al单相区,组织中非平衡低熔点共晶相均能固溶于基体内;465℃×24h是该合金适宜的均匀化处理工艺。     

均匀化退火对ZA27合金组织与性能的影响

采用差示扫描量热法(DSC)、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)等手段研究了均匀化处理对铸态ZA27合金显微组织及力学性能的影响,确定了该合金的均匀化温度及过烧温度.结果表明,合金铸态组织存在严重的枝晶偏析及明显的非平衡共晶组织,经360℃×12 h均匀化退火后,枝晶偏析及非平衡共晶β相基本消除,晶界处富Cu的ε相溶入基体,布氏硬度为84.5HB,抗拉强度为326 MPa,伸长率为10.2%.ZA27合金铸锭适宜的均匀化处理工艺为360℃×12 h.     

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℃.     

Mg-3Al-1Zn合金的挤压成形工艺与组织性能研究

对铸态和均匀化态Mg-3Al-1Zn合金进行挤压处理,研究了挤压温度和挤压比参数对合金强度和塑性的影响,并探讨了其作用机理。结果表明,无论是挤压前还是挤压后,Mg-3Al-1Zn合金均匀化处理后的抗拉强度都有一定程度的降低,而断后伸长率明显提高;相同挤压比条件下,挤压温度从250℃上升至450℃过程中,铸态合金试样的抗拉强度都要高于均匀化态;在较低的温度和较大的挤压比条件下,Mg-3Al-1Zn合金的塑性会有较好的改善;随着挤压比的升高,Mg-3Al-1Zn合金的抗拉强度和断后伸长率都表现为逐渐升高的趋势。     

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.     

固溶和时效对Mg-2Er-1Zn-0.18Zr合金组织的影响

采用光学显微镜、X射线衍射、扫描电镜以及硬度试验等手段,研究了固溶和时效处理对Mg-2Er-1Zn-0.18Zr合金组织的影响。结果表明,Mg-2Er-1Zn-0.18Zr铸态合金主要由α-Mg相和X-Mg12ErZn相组成;合金的最佳固溶工艺为540℃×32 h,在该工艺条件下X-Mg12ErZn完全溶入α-Mg基体中,析出大量的W-Mg3Er2Zn3相,且晶粒没有明显长大;随后合金经过180℃的时效处理,与固溶态合金相比,Mg-2Er-1Zn-0.18Zr时效态合金组织变化不明显,仍由α-Mg相和W-Mg3Er2Zn3相组成,合金的显微硬度值变化不大。     

热处理对Mg-Zn-Er-Nd-Ca-Zr合金组织与性能的影响

研究不同热处理工艺对Mg-5Zn-1Er-1Nd-1Ca-0.5Zr合金组织和力学性能的影响.结果表明,铸态合金经520 ℃×8 h+220 ℃×(4、8、12) h固溶后时效处理,合金显微组织粗化,晶内出现黑色的花瓣状相偏析,合金的室温拉伸强度有所下降,175 ℃抗拉强度有所提高,而屈服强度都有较大的提高,在520 ℃×8 h+220 ℃×8 h的热处理条件下都达到最大值.铸态合金经220 ℃×(4、8、12) h时效处理后,晶内析出了较多弥散分布的析出相颗粒,在220 ℃×8 h时效条件下晶内的析出相颗粒数量最多,室温和175 ℃抗拉强度和屈服强度都达到最大值.     

热挤压对Mg-6Al-1Ca-2.5Nd合金组织和性能影响

以Mg-6Al-1Ca-2.5Nd合金为研究对象,通过重力金属型铸造方法获得Mg-6Al-1Ca-2.5Nd合金铸锭,并对该铸锭进行了均匀化处理和热挤压。通过金相显微镜、扫描电镜和万能拉伸试验机等分析、测试手段,研究了铸态、均匀化处理态和挤压态Mg-6Al-1Ca-2.5Nd合金显微组织和力学性能。试验结果表明,铸态Mg-6Al-1Ca-2.5Nd合金经均匀化处理后,显微组织变得更加均匀,金属间相含量减少;均匀化的Mg-6Al-1Ca-2.5Nd合金经热挤压后,晶粒尺寸和金属间相显著减小,金属间相分布更加弥散、均匀。与铸态Mg-6Al-1Ca-2.5Nd合金相比,挤压态Mg-6Al-1Ca-2.5Nd合金的抗拉强度和延伸率显著提高,提高幅度分别达41.2%和218.2%。     

均匀化处理对Al-Mg-Si-Cu合金铸态组织与性能的影响

采用显微组织分析、硬度测试、拉伸测试、SEM断口分析等手段,系统研究了均匀化处理工艺对Al-Mg-Si-Cu合金铸态显微组织及力学性能的影响。结果表明:Al-Mg-Si-Cu合金铸态组织中存在大量粗大枝晶。合金经560℃×24 h均匀化处理,组织中非平衡相基本溶解,晶粒得到明显细化,硬度值达到最高,抗拉强度为204 MPa,屈服强度为187 MPa,伸长率达8.5%,断口试样显示为韧窝和准解理型的混合型断裂特征,合金表现出较好的力学性能。与保温时间相比,均匀化处理温度对硬度的影响更加关键。     

半连续铸造AZ40镁合金组织分析和均匀化工艺

研究了半连续铸造AZ40镁合金铸态显微组织和均匀化热处理工艺。结果发现,心部的树枝状α-Mg和第二相化合物尺寸均大于边部;枝晶边缘的Al含量达到2.62%,形成具有一定宽度的Al富集区,而其心部的Al含量仅为0.59%,还有一部分Al以Mg17Al12和Al-Mn相形式存在;Zn和Mn在α-Mg内部均匀分布,Mn形成Al4Mn颗粒,Zn在Mg17Al12颗粒处富集。经410℃×4h均匀化处理后,Mg17Al12已基本回溶,而Al富集区尚未有效回溶。经410℃×24h均匀化处理后,Al富集区几乎完全回溶,基体中Al含量接近4.02%。