微量Cu元素对Al-Zn-Mg-Cu合金组织性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和拉伸试验机,研究了微量Cu元素对Al-Zn-Mg-Cu合金显微组织与力学性能的影响.结果表明:Al-Zn-Mg-Cu合金铸态组织由α-Al枝晶和晶间非平衡共晶相组成,经均匀化处理和挤压后,共晶相弥散分布在铝基体上.随着Cu含量的增加,Al-Zn-Mg-Cu合金挤压材的抗拉强度逐渐升高,伸长率先增后减.当Cu质量分数为0.4%时,伸长率达到最大值.当Cu含量为0.6%时,合金挤压板材的抗拉强度为439.4MPa,伸长率为15.9%,与未添加Cu元素的Al-Zn-Mg合金挤压材相比,其抗拉强度和伸长率分别提高了13.5%和9.7%.     

049Al—Li合金的时效组织和拉伸性能

研究了０４９Ａｌ－Ｌｉ合金的时效组织和室温拉伸性能以及改变Ｃｕ，Ｍｇ含量对合金组织和性能的影响。实验结果表明，在人工时效状态，０４９合金中的析出强化相为Ｔ１相。由于Ａｇ和Ｍｇ的添加促进了Ｔ１相的析出而使合金获得高的强度。减少０４９合金中Ｃｕ的含量或增加Ｍｇ的含量都导致了Ｔ１相析出数量的减少，从而降低合金强度。对少量Ａｇ，Ｍｇ促进Ｔ１相析出的机制进行了讨论。     

微量Ag对Al—Mg—Li—Zr合金时效特性和微观组织的影响

研究了添加微量银对Ａｌ－Ｍｇ－Ｌｉ－Ｚｒ合金的机械性能和时效组织的影响。通过对时效硬度、拉伸强度、延伸率的测试以及Ｘ射线衍射与ＴＥＭ观察表明，微量银的加入可使Ａｌ－Ｍｇ－Ｌｉ－Ｚｒ合金得到显著硬化和强化，同时推迟了时效峰值的显现；银的含量越大，合金的过时效越缓慢；在Ａｌ－Ｍｇ－Ｌｉ合金中加入质量分数为０．５２％的银可生成Ｔ相；同时微量银的加入，抑制了δ＇相的长大。     

微量Zn对Al-Cu-Li-Mg合金时效特性与微观组织的影响

通过时效硬化效应的测试和微观组织的透射电镜分析, 研究了不同含量Zn 对Al-Cu-Li-Mg 合金时效特性与微观组织的影响。研究结果表明:少量Zn 的添加增强了合金的时效硬化效应, 但延缓了峰值时间的到来, 且随Zn 含量的增加, 该作用越显著。合金时效硬化曲线上出现2 个硬化峰, 第一阶段的硬化峰是由于δ′的早期析出所致, 第二阶段的硬化峰是由于δ′和T1 以及含Zn 相共同作用所致。Zn 的添加具有两方面的作用:① 降低了Li 在Al 中的溶解度, 增加了与基体的错配度, 从而促进了δ′的析出;② Zn作为很强的空位陷阱对空位的束缚作用, 从而抑制了析出相的长大。     

时效时间对Al-Mg-Si合金组织及弯曲性能的影响

采用室温拉伸和弯曲试验研究了时效时间对2种不同成分Al-Mg-Si合金弯曲性能的影响规律,并采用扫描电镜、透射电镜等手段从微观组织角度揭示了其相关机理。结果表明,失稳伸长率(断后伸长率与均匀伸长率的差值)越大,合金弯曲性能越好;随着时效时间从2 h增加至10 h,晶界析出相数量减少、间距增加,2种合金的弯曲性能均逐渐提高,弯曲角分别从90.8°、79.0°增加至104.5°、102.5°;Si含量较高的合金(Mg含量0.756%、Si含量0.796%,质量分数)中,Si原子容易在晶界处偏聚形成较多的富Si相和Si单质,从而降低材料的弯曲性能。     

压裂分隔工具用可溶镁合金Mg-7Al-1Zn-1Ni-1Cu的制备与性能

采用熔炼、热挤压工艺制备用于加工压裂分隔工具的可溶镁合金Mg-7Al-1Zn-1Ni-1Cu,并对其显微组织结构、力学性能、腐蚀性能及工件的现场使用性能进行了研究。结果表明,铸态合金在室温和120℃下的抗拉强度分别为160、150 MPa,经后续热挤压处理,合金在室温和120℃下的抗拉强度分别上升至300、252 MPa,室温下布氏硬度值从64上升至78,且延伸率也有所上升。挤压态合金在模拟地层水中的腐蚀速率随温度升高而加快,用其加工的压裂球工件在90℃、70 MPa下承压密封性良好,并成功应用于现场施工。     

大变形量挤压加工对Mg-11Al-3Zn组织及性能影响

采用大变形量挤压工艺制备了高性能Mg-11Al-3Zn镁合金.挤压变形可消除镁合金铸锭中的气孔、疏松和缩孔等缺陷;经热挤压后,晶粒显著细化,由铸态的120μm左右变为30μm左右.经挤压后合金的强度和塑性指标均有所提高.     

Mn对铸造多元Zn-38Al-2.2Cu合金组织及磨损性能的影响

高铝锌基合金在耐磨零件方面应用广泛,本文利用SEM、NIKONPIPHOT300金相显微镜、万能试验机、M-2000摩损试验机等试验手段,研究Mn元素添加量对铸造多元Zn-38Al-2.2Cu合金组织及性能的影响。结果表明,当Mn含量为0.2%晶粒明显细化,当Mn含量大于0.6%,出现大量枝状晶。随Mn含量的增加,合金的塑性,韧性逐渐降低。低载100N下作用下合金磨损量随Mn元素含量的增加而逐渐降低,重载900N下合金的磨损量呈现先减小后增大的趋势,Mn含量为0.6%时,合金具有较高的抗拉强度、硬度和较好的重载耐磨性能。     

挤压后Mg-3Sn-2Al-1Zn-0.6Sb镁合金时效的组织性能研究

以Mg-3Sn-2Al-1Zn-0.6Sb镁合金经过正挤压与复合挤压后的材料为研究对象,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和显微硬度测试等方法,研究了不同温度和时间下挤压后镁合金的组织和性能。结果表明:随着时效温度的升高,析出相Mg₂Sn和Mg₁₇Al₁₂的数量显著增加,材料硬度提升幅度也更大;随着时效时间的增加,时效硬度呈现先增加后下降的趋势;正挤压与复合挤压样品均在时效4 h后达到峰时效,正挤压试样的最大显微硬度值为98.9 HV,而复合挤压试样的最大显微硬度值为81.2 HV,表明时效对正挤压材料的强化效果明显优于复合挤压材料。     

微量钪对Al-9.0Zn-2.5Mg-1.2Cu-0.15Zr合金组织性能的影响

采用铸锭冶金法制备了Al-9.0Zn-2.5Mg-1.2Cu-0.15Zr和Al-9.0Zn-2.5Mg-1.2Cu-0.12Sc-0.15Zr 合金, 采用金相显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜研究了2种合金不同处理态的显微组织, 测试了不同热处理状态下合金的力学性能和电导率。结果表明:添加微量Sc可以明显细化合金的铸态晶粒, 显著提高Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金的力学性能和电导率, 其作用机理主要为Al₃(Sc, Zr)引起的细晶强化、亚结构强化和沉淀强化。     

稀土Er元素对6063合金时效处理的影响

用硬度测试,金相分析,透射电镜分析等方法研究Er元素对轧制后6063合金时效过程中β″相析出的影响,结果表明Er元素的加入对固溶后的合金再结晶晶粒长大有非常明显的抑制作用,适量的Er元素有助于合金力学性能的改善,与合金生成的Al3Er相对合金β″相的析出有促进作用,加快了β″相的析出。     

激光沉积Ti65钛合金拉伸性能研究

采用激光沉积制造技术制备Ti65钛合金试样,对水平和竖直取样方向试样在室温和高温条件的拉伸性能及断口形貌进行分析。结果表明：室温和高温条件下,水平方向试样的塑性差、强度好,竖直方向试样的塑性好、强度差。主要原因在于水平方向晶界数量较多,晶界有效阻碍滑移运动促使强度升高塑性降低。高温条件下,不同取样方向试样的抗拉强度及屈服强度随着试验温度升高均呈下降趋势,延伸率呈增大趋势。因为高温使原子动能增加,位错运动阻力降低。断口观察发现,室温下水平试样和竖直试样的断裂方式分别为脆性断裂和准解理断裂,高温下所有试样均为韧性断裂。     

时效处理对Al-0.78Mg-1.02Si-0.68Cu合金硬化行为及微观组织的影响

利用光学金相显微镜(OM)、能谱仪(EDS)、透射电子显微镜(TEM)、维氏硬度仪表征分析了预时效处理(PA)、自然时效(NA)和人工时效(AA)过程对Al-0.78Mg-1.02Si-0.68Cu合金的硬化行为及其微观组织演变。结果表明,预时效处理提高了T4P态的初期硬度,却明显弱化了NA硬化效应,T4态NA硬化值34HV,而T4P态只有25HV。180℃AA过程,显微硬度总体呈现先升高后降低的趋势,硬化曲线可以分为三个区域:20～60min之间硬化速率较高(Ⅰ);60～480min之间硬化速率较低(Ⅱ),在480min达到峰值硬度127HV;随后呈现降低的趋势(Ⅲ)。T4P态NA后,晶内为与基体共格的GP区;AA处理后,晶内主要为与基体半共格的亚稳η″析出相,晶界处存在长度15～40nm的不连续析出物和宽度45nm左右的PFZ区。     

往复挤压对Mg-5Sn-1Si-0.8Y镁合金组织和性能的影响

为研究不同道次的往复挤压对Mg-5Sn-1Si-0.8Y镁合金组织和性能的影响,向Mg-5Sn-1Si合金中添加0.8%Y(质量分数)后,将铸锭挤压成棒材,随后在340℃下进行4、6和8道次的往复挤压,并使用DEFORM-3D对挤压过程进行模拟。结果表明,添加Y元素后,共晶Mg_2Si明显细化,由复杂的汉字状转变为短棒状。经挤压破碎后,共晶Mg_2Si粒化效果明显,但球化效果不及Mg_2Sn。在往复挤压过程中,受动态和静态再结晶影响,晶粒逐渐细化,平均晶粒尺寸由正挤压态的40.16μm减小到8道次往复挤压的7.68μm,延伸率增幅明显,由6.88%增加至10.6%,但受织构弱化影响,抗拉强度由197MPa下降至182MPa。断口形貌表明,随挤压道次增加,韧窝变得小而多,材料韧性明显增加。往复挤压过程中的不均匀变形使得晶粒大小不一,影响材料力学性能。     

预变形对Al-4.28Cu-1.33Li-0.40Mg-0.30Ag-0.14Zr合金时效组织与性能的影响

采用室温拉伸、透射电镜观察等手段, 研究了3%拉伸预变形对Al-4.28Cu-1.33Li-0.40Mg-0.30Ag-0.14Zr合金单级和双级时效组织与性能的影响。拉伸结果表明, 对于190 ℃/(3~7) h的单级时效处理, 3%拉伸预变形可以提高拉伸强度56~75 MPa, 时效时间延长, 预变形提高强度的效果大幅度降低。3%拉伸预变形可以使得190 ℃/7 h+100 ℃/24 h双级时效样品的强度提高81 MPa, 达到748 MPa。透射电镜观察结果表明, 190 ℃/7 h单级时效态样品对应的组织主要为T₁和θ'相, 还有少量S'相; 190 ℃/7 h+100 ℃/24 h双级时效态样品在190 ℃/7 h时效组织基础上析出了大量δ'相; 而在190 ℃/7 h+100 ℃/24 h双级时效前施加3%拉伸预变形则极大地促进了T₁相和θ'相的析出, 从而大幅度提高合金抗拉强度, 而δ'相的析出受到抑制。