Al-4.3Zn-1.4Mg合金厚板的固溶处理制度研究

通过常温力学性能测试、差热分析及显微组织结构分析,研究了40 mm厚的Al-4.3Zn-1.4Mg合金板材在不同固溶制度处理下的力学性能和显微组织。确定了试验合金适宜的固溶处理制度为470℃保温40 min。     

Al-4.3Zn-1.4Mg合金均匀化处理工艺研究

采用光学显微镜、差热分析、扫描电镜、能谱分析,研究了Al-4.3Zn-1.4Mg合金的铸态组织以及铸锭经不同均匀化制度处理后的微观组织。结果表明,Al-4.3Zn-1.4Mg合金的铸态组织中主要存在T相、Mg2Si相和AlFeMn相三种结晶相;铸锭过烧温度为479℃;铸锭经均匀化处理后,T相及Mg2Si相均回溶入基体,而主要含AlFeMn的过剩结晶相仅发生部分溶解。     

新型Al-7.5Zn-1.7Mg-1.4Cu-0.12Zr合金单级时效行为研究

通过力学性能和电导率测试以及显微组织的TEM分析,研究新型Al-7.5Zn-1.7Mg-1.4Cu-0.12Zr合金的单级时效行为特征.结果表明:当时效温度由100 ℃升高至160 ℃时,合金时效硬化响应速度明显加快,合金进入过时效状态所需的时间缩短,合金的电导率明显提高.与通常的120 ℃,24 h峰时效态相比,合金经140 ℃, 14 h时效处理后,抗拉强度、屈服强度、断后伸长率和电导率分别达到585 MPa, 560 MPa, 16.1 %和22.6 MS/m,其抗拉强度仅降低1%,屈服强度却提高4%,电导率更是提高11%,作为单级时效制度具有较明显的优势.合金峰时效状态下的主要强化相是细小弥散分布的η'相和GP区.随着时效温度的升高,晶内和晶界的析出相粗化,140 ℃时效时出现明显的晶间无析出带.     

快速冷凝Al-Li-Cu-Mg-Zr合金时效工艺研究

研究了不同时效制度对快速冷凝Al-Li合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,能使合金获得较好综合力学性能的时效制度是:170℃×4h预时效+190℃×18h最终时效的双级时效;基体中均匀分布着大量适宜粒度的复合沉淀相粒子、无沉淀析出带的窄化以及相当数量的S′相的分散沉淀,是这种合金综合力学性能好的原因。     

固溶-时效对Al-Zn-Mg-Sc-Zr合金板材组织与性能的影响

采用力学性能、电导率测试、金相和电子显微分析技术,研究固溶-时效处理对Al-Zn-Mg-Sc-Zr铝合金板材组织与性能的影响。结果表明:Al-Zn-Mg-Sc-Zr合金板材的最佳热处理制度为(470℃,1 h,水淬)+(120℃,24 h);在此条件下,合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率、硬度和电导率分别为587 MPa、564 MPa、8.95%、155HB和34.5%(IACS);固溶过程中,适当提高固溶温度或延长固溶时间,合金中过剩相逐渐减少,基体过饱和程度增加;时效过程中,固溶体析出η′(MgZn2)和η(MgZn2)相,随时效时间延长,晶内析出相η′粗化,晶界上平衡相也粗化,与此同时,晶界无析出带宽化;合金的高强度来源于微量Sc、Zr引起的亚晶强化、Al3(Sc,Zr)粒子和η′相的析出强化。     

Al-Zn-Mg合金板淬火时效工艺研究

试验研究了Al-Zn-Mg合金板淬火温度、人工时效温度及时间与组织性能的关系,确定了此合金板材的淬火、时效生产制度:淬火温度(472±2)℃;人工时效温度及时间:(120±5)℃24 h.     

铸造Al—Si—Mg合金的时效特性及形变机制

研究了ＡｌＳｉＭｇ系Ａ３５７合金在不同时效状态下的显微组织、力学性能及形变特性。结果表明，时效条件不同，合金的强塑性配合不同，１６５℃短时时效，强塑性搭配较好；１５５℃，４ｈ预时效，再经１７５℃，１２ｈ最终时效，进一步提高合金强度的同时，保证了塑性。不同温度下短时时效，析出物均为ＧＰ区，形变以位错切过的方式进行；长时时效，析出物均为β相，形变以位错绕过的方式进行。双级过时效处理，改善了β相的析出形态，使得滑移位错均匀分布     

时效工艺对Al-Li-Cu-Mg合金组织及力学性能的影响

通过金相显微镜、透射电镜微和室温拉伸等手段,研究了热处理制度对新型Al-Li-Cu-Mg合金微观组织演变和力学性能的影响.结果表明,该合金主要存在四种第二相:立方AlCu2 Mn相、棒状AlxCuxMnx、球状δ’相和片层T1相.前两相为高温结晶相,对合金沉淀强化贡献较少,后两相分别为自然时效和人工时效主要强化相.随着时效温度的升高和时间的延长,合金中G.P.区、球状δ’相等溶解,针状T1相析出,并在温度达到160℃时T1相析出速度明显高于δ '相的溶解,并与δ '相形成对合金的复合强化;180℃后在晶界处发生回复和再结晶.合金的强度随微观组织的变化显著,在90～150℃时,随着时效温度升高和时间延长,合金的硬度和强度先降低后提高;高于160℃时,合金强度和硬度随时效进行迅速增高,20 h即达到时效峰值;高于180℃后,时效达到峰值后随时间延长因发生再结晶而使合金强度和硬度降低.初步判定合金时效强化理想工艺应为(160 ～ 170)℃×20 h.     

时效对Ti-22Al-24Nb合金显微组织及力学性能影响

研究了经1000℃/2 h/WC(水冷)固溶处理的Ti-22Al-24Nb合金在不同时效条件下的组织演变规律,且进行了不同时效时间下组织的力学性能测试。结果表明:时效时间对显微组织中相的含量和尺寸的变化影响较为明显。随时效时间增至24 h时,部分晶粒发生了长大,且次生α2/O相长大明显,初生的α_2相长大并等轴化。随时效温度的升高,晶粒尺寸变化不明显。经780℃/20 h/AC(空冷)时效处理后,合金常温力学性能提升较小,抗拉和屈服强度分别提升至1022和950 MPa,但塑性却大大降低至3%左右,随时效时间延长至24 h,强度增加,塑性变化不大;合金高温力学性能为强度增加不明显,但塑性明显增加,其伸长率为20.27%,随时效时间延长至24 h,合金的高温强度进一步增加,抗拉强度为1019 MPa,屈服强度为977 MPa,但高温塑性出现了下降。     

Mg和Cu在Al-Zn-Mg合金时效初期的Monte Carlo模拟

采用Monte Carlo方法模拟研究Al-6Zn-(2Mg)和Al-10Zn-1.9Mg-(1.7Cu)合金时效初期微观结构的演变过程,并分析Mg和Cu的基本作用。结果表明:时效初期,Al-6Zn合金中的Zn原子有较强的团聚倾向,形成了明显的Zn原子簇;而在Al-6Zn-2Mg合金中出现明显的Zn原子簇、Zn-Mg原子簇及少量的Mg原子簇。Mg的作用是通过Mg和Zn原子间强烈的相互作用形成Zn、Mg原子交替排布的短程有序结构。含铜的Al-10Zn-1.9Mg-1.7Cu合金中,不仅形成了Zn原子簇、Mg原子簇和Zn-Mg原子簇,还形成了少量Zn-Cu原子簇、Mg-Cu原子簇和Zn-Mg-Cu原子簇。Cu的存在促进Zn原子和Zn-Mg原子团簇化,但对Mg原子的团簇化影响不大。     

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

利用喷射成形技术制备Al-10．8Zn-2．8Mg—1.9Cu合金。借助透射电镜、高分辨电子显微镜和拉伸性能测试等手段研究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℃，16h＋150℃，2h双级时效后，晶内析出相略有长大，此时合金的强化机制是GP区和η相的综合强化。与峰时效条件相比，双级时效后合金的抗拉强度和屈服强度分别降低4．5％和3．5％，但合金组织中的晶界析出相完全断开，这对提高合金的抗应力腐蚀能力具有重要意义。     

时效制度对Al-5.8Zn-2.1Mg-1.7Cu合金型材性能与组织的影响

采用力学性能、电导率、剥落腐蚀试验及透射电镜组织观察,研究了Al-5.8Zn-2.1Mg-1.7Cu合金挤压材时效工艺对其组织和性能的影响。结果表明:一级时效对挤压型材性能影响不大;型材力学性能随二级时效温度和时间的增加而明显降低,电导率和抗蚀性能明显提高。105℃10h+170℃(16～18)h时效的型材力学性能、电导率和抗蚀性能达到合理匹配。     

缓慢升温时效处理对Al-Zn-Mg-Er-Zr合金性能的影响

利用扫描电镜(SEM)、显微硬度计及电导仪研究了120℃时效的两种不同工艺对Al-5Zn-3Mg-0.1Er-0.1Zr合金力学性能及导电率的影响。结果表明,相较于直接置于120℃时效工艺,采用5 h缓慢升温至120℃时效处理的试验合金的导电率提高至30.77%IACS,硬度、抗拉强度、屈服强度和伸长率分别提升至186.6 HV0.2、538 MPa、454 MPa和17.5%。两种时效工艺处理合金的断裂方式均为韧脆混合型断裂,但5 h缓慢升温时效处理合金的韧窝密度较高,剪切面特征减少。     

Si含量对Mg-8Zn-4Al-0.3Mn镁合金时效过程的影响

采用光学显微镜、扫描电镜(附EDAX能量分散光谱系统)和差示扫描量热仪(DSC)等分析手段研究了不同Si含量(0～1.61wt%)对Mg-8Zn-4Al-0.3Mn(ZA84)合金时效过程的影响。结果表明,合金经固溶处理后显微硬度较铸态下提高了8%左右,其Mg2Si、τ(Mg32(Al,Zn)49)等相基本未溶入基体中。随着ZA84合金中加入Si量的增加,合金的析出相形成激活能呈增加趋势,峰值时效时间由ZA84合金的2h左右推迟至8h左右,析出相粗化时间较ZA84合金推迟4h以上。合金中加入不同含量Si后其峰值时效显微硬度提高幅度为4%～12%。     

铸锭预析出处理对Al-4.3Zn-1.7Mg-0.17Zr (wt.%)合金组织与性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和单轴拉伸(TS)等测试方法对比研究无预析出处理的单级均匀化工艺和有预析出处理的双级均匀化工艺对Al-4.3Zn-1.7Mg -0.17Zr(wt.%)合金铸锭及板材的显微组织和力学性能的影响。结果表明：半连续铸造急冷条件下合金中复合添加的Mn、Cr和Zr等微量元素以固溶体的形式保留在基体中,过饱和固溶体在均匀化处理过程中分解析出Al₆Mn、Al₇Cr及Al₃Zr等预析出相粒子。在无预析出处理的470°C×24h单级均匀化工艺条件下,基体中析出的预析出相尺寸较大,分布不均匀。通过低温预析出处理能显著改善预析出相在均匀化过程中的析出行为,获得尺寸细小分布弥散的预析出相,同时晶界非平衡共晶组织也能得以消除,合金铸锭能获得最佳的均匀化效果。预析出相粒子具有很好的热稳定性,在热轧及后续固溶时效等热处理过程中不发生明显粗化,因而能显著抑制晶界迁移和位错运动,提高合金板材性能。     

时效温度对Ti-5Al-4Zr-10Mo-3Cr钛合金微观组织及力学性能的影响

研究了Ti-5Al-4Zr-10Mo-3Cr合金经过β相区固溶(880 ℃)、不同温度时效(540~620 ℃)处理后次生α相(α_s)析出形貌及其对力学性能的影响。结果表明:随着时效温度由540 ℃升高至620 ℃,合金中析出α_s相片层厚度由0.030 μm增加到0.142 μm,屈服强度由1353 MPa降低至1074 MPa,断后伸长率由2.5%升高至11.4%,即时效析出的微米级片层α_s能够显著调控合金的力学性能。此外,时效温度升高使合金的拉伸断裂由沿晶脆性断裂为主转变为韧窝穿晶为主的韧性断裂方式。Ti-5Al-4Zr-10Mo-3Cr合金时效析出的片层状α_s相的厚度大于0.1 μm,合金的断后伸长率≥6%。当时效温度为600 ℃时,合金的硬度为387 HV10,抗拉强度为1182 MPa,伸长率为8.5%,具有良好的强塑性匹配。     

Influence of Li addition on mechanical property and aging precipitation behavior of Al-3.5Cu-1.5Mg alloy

The influence of Li addition on mechanical property and aging precipitation behavior of Al-3.5Cu-1.5Mg alloy was investigated by tensile test, scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM) and high resolution transmission electron microscopy (HRTEM). The results show that the tensile strength can be significantly improved with the slightly decreased ductility and the form of fracture morphology is converted from ductile fracture into ductile/brittle mixed fracture by adding 1.0% Li. Besides, the peak aging time at 185 °C is delayed from 12 to 24 h and the main precipitation phase S'(Al₂CuMg) is converted into S' (Al₂CuMg)+δ'(Al₃Li), while the formation of S'(Al₂CuMg) is delayed.