Te、Sb对ZL114A合金T6态微观组织与力学性能的影响

通过在ZL114A合金熔炼过程添加Te、Sb元素完成了硅相变质处理,利用电感耦合法(ICP)测定了材料的化学成分,分别采用差热分析(DSC)、万能试验机、金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)与透射电镜(TEM)全面分析了合金在不同T6热处理态下的力学性能、晶界Si相形貌与组织演化规律。结果表明,随着固溶/时效温度的增加,晶界处Te、Sb元素溶入初生α-Al基体内部的数量与密度连续增加,晶界处Al₄(Te,Sb)低熔点共晶相的数量不断减少,520℃～530℃范围内吸热峰峰值连续上升,晶界处Si相组织形貌由针片状、多边形状与长棒状演变为短棒状、椭圆状与球状,球形平均粒径仅为9μm;Si、Mg元素溶入初生α-Al基体的数量与密度、淬火瞬间Si相的固溶过饱和度随之增加。聚乙二醇淬火介质下经545℃固溶20h与170℃时效10h,合金材料平均抗拉强度、屈服强度、延伸率、断面收缩率与维氏硬度高达360MPa、307MPa、10.4%、13.8%与122,断口表面以韧窝断裂为主,伴生少量沿晶断裂带,Mg₂Si强化相平均长度约为224nm。     

砂型铸造ZL205A合金组织与力学性能的研究

研究了砂型铸造ZL205A合金在铸态和热处理(T6)态下合金的显微组织和力学性能。结果表明：铸态ZL205A合金基体相为α(M)固溶体，枝晶间和晶界上有α(M)、θ(Al2Cu)相和Cd相的共晶组织。晶界处存在θ和T(Sl2CuMn2)相的混合组织。另外，还有少量的灰色块状ZrAl3相、条状Al3Ti相分布在α固溶体上。合金中添加的少量Ti、V、Zr和B等元素，可有效地细化晶粒。T6固溶处理时，θ相和Cd相溶入α固溶体中，二次T相呈弥散小质点析出，组织中还存在片状Al3Ti的偏析物和未完全溶解残留在晶界上的Al2Cu相。合金(T6)抗拉强度随温度的升高呈下降的趋势，合金在不同温度下均为延展性断裂，韧性非常好。     

稀土Y对ZL205A合金组织与力学性能的影响

研究了稀土Y对ZL205A合金组织与力学性能(室温及高温)的影响。结果表明:稀土Y对合金有细化和强化作用,但过量的Y使合金的力学性能降低。当Y含量为0.1%时,合金的室温、高温综合力学性能最好。     

ZL205A合金半连续铸锭夹渣缺陷的研究

以实际生产过程中的ZL205A合金Φ400 mm半连续铸锭在射线探伤检测时发现的夹渣缺陷为研究对象,采用X射线探伤机、金相显微镜、电子探针等手段对夹渣缺陷的产生原因进行分析,提出了新的半连续铸造工艺方案。结果表明:在熔体温度不超过800℃情况下,ZL205A合金的Ti元素溶解极限在0.14%～0.15%,剩余Ti元素作为未溶Al3Ti化合物悬浮在铝液中,在半连续铸造过程中,铝熔体在过滤槽和结晶器托盘中无法搅拌,未溶Al_3Ti发生沉淀、团聚,产生粗大金属化合物,宏观上表现为夹渣缺陷。铸造工艺改进后,Ti元素以0.15%铝钛中间合金+0.02%的铝钛硼丝的方式加入,所生产铸锭夹渣缺陷消除,X射线检验满足了Ⅰ类件要求,铸锭本体抗拉强度达到了464 MPa。     

Gd对ZL205A合金显微组织和力学性能的影响

研究了不同质量分数Gd对ZL205A合金铸态及T6态显微组织和力学性能的影响.采用光学显微镜、荧光光谱仪和电子探针对制备的试样微观组织和元素分布进行分析,并利用电子拉伸试验机对铸锭的力学性能进行测试.结果表明:微量稀土元素Gd能细化ZL205A合金的晶粒,并与合金中的其他元素形成新相,能提高合金铸态和T6后的力学性能;当Gd加入量为0.06％时,综合力学性能最优,铸态时抗拉强度为192MPa,伸长率为11.1％;T6态时抗拉强度达到421.1MPa,伸长率为10.2％.但当Gd添加量过多时,合金的组织与性能均产生恶化.     

添加重熔料后ZL205A合金的组织与性能

通过向ZL205A合金铸锭中添加不同比例的重熔料,进行重熔、浇注.对利用ZL205A合金组织遗传性细化合金品粒、提高合金力学性能进行初步研究.结果表明,ZL205A合金添加不同含量重熔料后,合金组织均有所细化;合金性能随着重熔料含量的增加先增大后减小.当重熔料含量为20%时,合金组织最为细小,晶粒尺寸达到33um左右:铸态力学性能达到最优,抗拉强度比原料ZL205A合金抗拉强度提高了11.6%,屈服强度和伸长率均较高,分别为87.6MPa及7.5%.进一步增加重熔料含量,合金组织粗化,力学性能逐渐恶化.     

ZL205A合金大型铸件带状偏析组织对力学性能的影响

介绍了ZL205A合金大型铸件中的一种宏观带状偏析缺陷的形貌,分析了带状偏析最严重区域的组织对力学性能的影响,观察了试棒断口形貌,并分析了断口处偏析组织的化学成分。研究发现,ZL205A合金带状偏析组织使该区域力学性能降低,造成力学性能低的原因是带状偏析组织中Cu量偏高且聚集在晶界位置,形成了晶间脆性相。     

冷热循环处理对ZL205A残余应力和力学性能的影响

主要是采用盲孔法和拉伸试验法研究了冷热循环处理对ZL205A过渡环应力消除和力学性能的影响。结果表明:冷热循环处理使得过渡环的残余应力有所减小,且第二次冷热循环处理后,残余应力下降了近20%。经冷热循环处理后,ZL205A由于在低温下铝基体晶格发生收缩,导致空位浓度降低,且在深冷低温下原子扩散十分困难,在基体周围近距离析出了第二相,呈弥散分布。随着深冷处理时间的延长,析出的第二相增多,其分布也更加均匀、致密,晶粒得到细化从而提高了材料的抗拉强度和屈服强度。     

Zr含量对ZL114A合金微观组织与力学性能的影响

借助OM、SEM、EDS与力学性能测试表征,对比研究了Zr含量对ZL114A合金微观组织与力学性能的影响。结果表明,Zr元素以K2Zr F6形式添加时具有良好的晶粒细化效果与硅相变质作用,当Zr含量达到0.2%时,初生α-Al基体平均尺寸约为65μm,共晶硅形貌为椭球状,ZL114A合金T6态平均抗拉强度、屈服强度、伸长率与布氏硬度分别为329 MPa、286 MPa、8.2%与HBS116,当Zr含量过高时,易形成较大的块状Al3Zr相,沉淀在坩埚底部,晶粒细化与硅相变质效果随之衰减。     

热等静压对ZL205A壳体铸件缺陷及力学性能的影响

研究了热等静压(520℃±10℃,120 MPa,2 h)对ZL205A合金壳体铸件缺陷、组织及力学性能的影响。结果表明:铸件缩松缺陷等级为4级,热等静压后经X光检测未见缺陷;T5处理后,铸件本体抗拉强度由428 MPa提高到477 MPa,伸长率由2.3%提高到6.8%;热等静压后铸件晶粒度无变化。     

电渣净化对ZL205A力学性能的影响

利用万能力学试验机测量了经电渣净化后的ZL205A的抗拉强度和伸长率.结果发现,经电渣净化后的ZL205A的抗拉强度和伸长率大幅下降.利用直读光谱仪分析净化后试样的成分,发现净化后的ZL205A中Ti含量减少近48％.通过在净化后的铝熔体中补加Al-Ti中间合金,测量试样的力学性能,发现其抗拉强度为486.29MPa,和净化前的相当,但伸长率为11％,比净化前提高了100％.     

脉冲超声工艺对ZL205A合金微观组织及偏析的影响

通过测试与分析不同脉冲超声功率、施振时间、脉冲超声频率下ZL205A合金微观组织及Cu元素含量,系统研究脉冲超声工艺对ZL205A合金微观组织及偏析的影响。结果表明:脉冲超声工艺对ZL205A合金微观组织及偏析影响的显著。随着的脉冲超声功率、施振时间、脉冲超声频率增大,ZL205A合金的组织越来越细小且圆整,随后ZL205A合金的组织又逐渐粗大且不规则。最佳脉冲超声工艺为脉冲超声功率1200 W、施振时间120s、脉冲超声频率1.67Hz。脉冲超声工艺改变Cu元素在a(Al)中的分布曲线,在一定范围内提高Cu元素的有效分配系数k_e,对脉冲超声功率与施振时间影响较大,改变Cu元素在凝固过程中溶质再分配行为,改善ZL205A合金微观偏析。     

Mg-12Zn-xCa合金T6处理后的组织与硬度

研究了铸态Mg-12Zn-xCa(x=0、1、2、3)合金T6处理后的组织与硬度。结果表明,铸态Mg-12Zn-xCa合金经T6处理后,组织中α-Mg相由枝晶变为等轴晶且细化,硬度提高。随着Ca含量增加,T6处理Mg-12Zn-xCa合金组织细化,硬度提高,但Ca含量超2%时,组织出现枝晶化,硬度降低。     

超声处理对重熔半连铸ZL205A铝合金组织与性能影响

在720℃下对半连铸制备的ZL205A铝合金铸锭采用不同的超声处理,通过调整超声作用时间(2、4、6、8、10min)及超声功率(0、100、120、140、160、180、200W)设计3组试验,研究不同超声场参数对铸锭凝固组织影响的作用机理,并确定试验中的最优超声工艺参数组合。结果表明,超声波作用于ZL205A铝合金熔体能促进共晶组织分布均匀化,显著细化晶粒尺寸,提高铸锭的综合力学性能;超声波能有效细化金属间化合物,促进金属间化合物的形成及均匀分布,提高形核率,这是超声作用改善铸锭品质的主要机理;当超声功率一定时,超声作用时间为10min时最佳;当超声作用时间一定时,超声功率为160W时最佳。试验可知,超声作用时间为10min及超声功率为160W时,合金的性能最理想。     

ZL205A合金环段铸件的冶金质量改进

环段铸件是某型飞机上的重要铸件,采用ZL205A合金砂型重力铸造,冶金质量要求高,要通过严格的X光、荧光检测.文中针对生产过程中产生的铸造缺陷进行分析,对熔化工艺、铸件结构、浇注系统等进行了改进,使产品质量大大提高,保证了产品的交付.     

新型Al-Mg-Mn-Er合金TIG焊接头的微观组织及力学性能

对一种Al-Mg-Mn-Er合金薄板进行TIG填丝焊接,并研究接头的微观组织以及力学性能.结果表明,焊缝中心为等轴树枝晶,熔合线附近未出现典型的联生结晶形貌,而是存在着一个宽度约为100μm的细晶带,热影响区出现再结晶组织.焊缝中的析出相主要以初生Al3Er的形式存在,与母材相比,焊缝中初生Al3Er的尺寸更加细小,分布更加均匀,焊缝中次生Al3Er的数量相对较少,而且这些次生Al3Er是焊接时母材中未熔化而保留下来的.焊接区和热影响区的硬度均低于母材,其中焊缝区的硬度最低.随着焊接热输入的增加,接头的抗拉强度先增加后减小,当焊接热输入为218 J/mm时,接头的抗拉强度最高,达到母材的71.4%,试样的断裂位置均位于焊缝区,断口形貌呈现韧性断裂特征.     

新型Al-Mg-Mn-Er合金TIG焊接头的微观组织及力学性能

对一种Al-Mg-Mn-Er合金薄板进行TIG填丝焊接,并研究接头的微观组织以及力学性能. 结果表明,焊缝中心为等轴树枝晶,熔合线附近未出现典型的联生结晶形貌,而是存在着一个宽度约为100 μm的细晶带,热影响区出现再结晶组织. 焊缝中的析出相主要以初生Al₃Er的形式存在,与母材相比,焊缝中初生Al₃Er的尺寸更加细小,分布更加均匀,焊缝中次生Al₃Er的数量相对较少,而且这些次生Al₃Er是焊接时母材中未熔化而保留下来的. 焊接区和热影响区的硬度均低于母材,其中焊缝区的硬度最低. 随着焊接热输入的增加,接头的抗拉强度先增加后减小,当焊接热输入为218 J/mm时,接头的抗拉强度最高,达到母材的71.4%,试样的断裂位置均位于焊缝区,断口形貌呈现韧性断裂特征.     

ZL205合金的组织与性能研究

利用光学显微镜及透射电镜分析了ZL205合金铸态和热处理态的显微组织、相组成及分布。研究发现ZL205合金中。铸态组织是由α-Al固溶体与在晶界上或枝晶间分布的间断或连续共晶体所组成的。合金在T6处理时。抗拉强度随时效时间的增加先升高、后降低，时效8h后抗拉强度最高达到488．2MPa，伸长率则随时效时间的增加而降低。     

旋转磁场对ZL205A堆焊层组织与性能的影响

在20 mm厚的ZL205A高强铸造铝合金板表面进行MIG堆焊过程中施加旋转磁场并调节磁场参数。对试样进行硬度试验,并采用光学显微镜对试样的堆焊层进行微观组织分析。结果表明,旋转磁场可以促使电弧旋转,对熔池进行搅拌,促使堆焊层的柱状晶向等轴晶转变,从而达到细化晶粒的目的,进而使堆焊层的硬度得到改善。在本试验条件下,当励磁电流为120 A,频率为50 Hz时,堆焊层的硬度达到最佳值,为59.5 HV。