AA6061铝合金冷轧过程中织构的演变与断裂机制

对商业用21.5 mm厚度的AA6061铝合金板材进行520℃/3 h固溶处理后,热轧到10 mm厚度,然后冷轧,冷轧变形量分别为21%、59%、78%和90%。通过拉伸性能测试、取向分布函数(ODF)、扫描电镜(SEM)、背散射电子衍射(EBSD)及透射电镜(TEM)等对该合金在冷轧过程中的织构演变、以及冷轧变形量对合金力学性能与断裂机制的影响进行研究。结果表明:随冷轧变形量增加,AA6061铝合金的变形织构逐渐增强,再结晶织构逐渐减弱;合金的抗拉强度随变形量增大而增加,变形量为90%时抗拉强度从热轧态的220 MPa提高到320 MPa;材料的屈服强度与抗拉强度大致相等,两者的变化相仿;随变形量增加,合金的断裂机制由韧窝型断裂转变为韧窝型断裂与沿晶型断裂并存的混合型断裂;伸长率下降,变形量为90%时,伸长率从热轧态的19%左右下降到4.5%。     

固溶温度对7050铝合金组织及性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、力学性能测试及断裂韧性试验研究了固溶温度对7050铝合金组织和力学性能的影响。结果表明,随着固溶温度的升高,合金晶粒发生再结晶的比例逐渐增大,合金中粗大第二相粒子逐渐减少而后趋于稳定。另外,随着固溶温度升高,合金的强度以及断裂韧性先升高后降低,试样断裂时穿晶断裂的比例逐渐增大,穿晶韧窝更多、更深,韧窝中的粗大第二相明显减少。当固溶温度超过480℃后,合金断裂方式主要为沿晶断裂。     

62Be-38Al合金高、低温力学性能及断裂机制

采用万能拉伸试验机、金相显微镜及扫描电镜对62Be-38Al铍铝合金在-100～500℃下的高、低温力学性能及断裂机制进行探究。结果表明,铍铝合金的抗拉强度与屈服强度随温度的升高而降低,延伸率则呈现先升再降的变化趋势,在300℃时达到最大值。同时,随着测试温度的上升,铍铝两相的界面结合强度逐渐低于铍颗粒的解理断裂强度,断口组织中相界面断裂增加,铍解理面减少。当温度升至500℃时,铝相软化,铍铝相界面的结合强度大幅降低,伴随着合金强度塑性的急剧下降,其断口呈沿晶断裂。另外,随温度的升高,合金的形变强化指数单调下降,-150℃时为0.22,400℃时为0.08。     

固溶工艺对高强韧211Z.X铝合金组织和性能的影响

采用组织分析、布氏硬度及拉伸性能测试、断口形貌的扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)等方法,研究了不同的固溶工艺对211Z.X新型高强韧铝合金的显微组织、力学性能及断裂行为的影响规律。结果表明,当固溶温度范围为520～550℃,固溶时间从12～20 h时,随固溶温度的上升或保温时间的延长,合金中粗大第二相逐渐回溶入基体、数量逐渐减小,基体固溶强化增强,淬火后基体的过饱和度增大、硬度增加;导致时效过程从基体中弥散析出的细小第二相数量增加,合金的强度提高、塑性下降;合金断裂时裂纹萌生位置从粗大第二相处转变为溶质原子偏聚区(G.P zones)和铸造微孔处。但是,当粗大第二相回溶完全后,继续升高温度或延长保温时间,晶粒将急速长大,出现过烧导致晶界弱化,拉伸时易发生沿晶开裂使合金的强塑性降低。530℃×16 h固溶处理时211Z.X铝合金的强塑性匹配最好。     

TiZrNiCu钎料真空钎焊TZM合金接头界面组织及力学性能

采用Ti-Zr-Ni-Cu非晶钎料箔实现了TZM合金的真空钎焊连接,研究了钎焊温度和保温时间对接头界面微观组织结构及力学性能的影响。通过扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)分析了接头界面组织及物相成分、确定接头的断裂位置和断裂方式,通过X射线衍射仪(XRD)分析确定接头中存在的物相。研究结果表明:接头典型界面组织为TZM/Ti-Mo固溶体+(Ti,Zr)2(Ni,Cu)/TZM,随着钎焊温度或保温时间的增加,钎缝中Ti-Mo固溶体的含量增加,(Ti,Zr)2(Ni,Cu)相含量减少,且Ti-Mo固溶体中Mo元素的原子比例增加,钎缝与母材连接界面处、母材中的裂纹状结构含量增加。随钎焊温度或保温时间的增加,接头剪切强度先增大后减小,当钎焊温度1020℃,保温时间20 min时,接头具有最大剪切强度105 MPa。断口分析表明,断裂位置为钎缝与母材连接界面,断裂方式为解理断裂兼部分沿晶断裂。     

淬火工艺参数对2024合金晶间腐蚀的影响

通过改变淬火工艺参数研究其对2024铝合金晶间腐蚀及组织性能的影响规律。结果表明,随着淬火转移时间的延长、淬火温度的降低和淬火保温时间的缩短,将影响2024铝合金晶间第二相的形态和分布,增加晶间腐蚀的最大深度;合金在500℃下保温30min淬火,淬火转移时间控制在5s,可保证制品的晶间腐蚀性能满足技术要求。     

淬火温度对6082铝合金泵体性能及焊缝质量的影响

研究了淬火温度对6082铝合金泵体性能及焊缝质量的影响。结果表明,随着淬火温度的升高焊缝处晶粒体积逐渐变大,合金的力学性能逐渐提高。淬火温度高于550℃时焊缝质量变差,力学性能基本保持不变。但淬火温度高于570℃力学性能略微下降。最佳淬火温度在520℃-530℃之间。     

93W-4.9Ni-2.1Fe合金的力学性能及断裂行为研究

以93W-4.9Ni-2.1Fe高比重钨合金为研究对象,系统研究了不同粒度钨粉制备的93W-4.9Ni-2.1Fe合金在1 415～1 550℃温度下烧结后的力学性能,并分析了热处理工艺对钨合金力学性能的影响及钨合金的断裂行为。结果表明：随着烧结温度的升高,烧结态钨合金的力学性能均表现为先增大后减小再增大的规律,在1500～1 510℃烧结时钨合金的力学性能出现突然下降;6.0μm粗钨粉制备的钨合金的力学性能整体比相同烧结温度下细钨粉制备的钨合金高;93W-4.9Ni-2.1Fe合金在氢气气氛中高温烧结后再在氮气气氛下进行固溶+淬火热处理可以显著提高力学性能;钨合金的力学性能与其断裂行为有关,断口形貌为钨晶粒高度的穿晶解理断裂和粘结相延性断裂时合金表现为高强韧性。     

淬火温度对高碳钢组织和断裂韧度的影响

研究了不同淬火温度对高碳钢组织及断裂韧度的影响。利用紧凑拉伸试样测量其平面应变断裂韧度,扫描电镜(SEM)观察淬回火后的组织演变规律及断裂韧度试样断口形貌。结果表明:随着淬火温度的升高,淬火态组织中残余碳化物数量逐渐减少至920℃时全部消失;晶粒尺寸在淬火温度大于960℃时明显长大。600℃高温回火后,组织由残留大碳化物颗粒、回火析出碳化物及铁素体基体组成;塑性单调下降;断裂韧度在小于960℃时单调下降,大于960℃后基本不变;KIC试验断口逐渐由准解理型断裂转变为沿晶断裂。塑性变化是试验钢韧性降低的主要原因。     

95W-5(Ni/Fe)合金的延、脆性断裂行为及热处理影响

采用粉末冶金法制备95W-5(Ni/Fe)合金,研究合金的力学性能,并通过扫描电镜(SEM)观察其延性断裂和脆性断裂的断口形貌。结果表明,合金有2种断裂形式,当粘结相与W颗粒界面结合良好时,发生粘结相的延性断裂和W颗粒的穿晶解理断裂,合金的强度和韧性都很高,冲击韧性、抗拉强度和伸长率分别达到29 J/cm2、883 MPa和10%;而粘结相与W颗粒界面结合较差,粘结相不能完全填充于W颗粒之间时,合金表现为脆性,其冲击韧性和抗拉强度分别为4.69 J/cm2和596 MPa,断裂前不出现塑性变形。对烧结后的95W-5(Ni/Fe)脆性合金在马弗炉内进行热处理(热处理温度为1 150～1 280℃,用氩气作保护气氛,保温时间0.5～2 h)后,由于改变了W颗粒与粘结相之间的界面结合状态,合金断裂行为转变为延性断裂,力学性能大幅度提高。     

冷却速率对Ti55531合金组织与性能的影响

研究了β退火冷却时冷却速率对Ti55531合金显微组织、室温拉伸性能、断裂韧度和冲击性能的影响。结果表明，Ti55531合金以不同的冷却速率炉冷后，显微组织均由平直晶界α相(α_GB)、残余β相以及尺寸不一的晶内片层状α相(α_WM)组成；随着冷却速率的提高，晶内片层状α相厚度逐渐减小，晶界α相厚度变化不是很明显；Ti55531合金在进行β退火冷却时析出的片层状α相厚度与其力学性能有着直接的关系，随着片层状α相厚度的减小，其抗拉强度和屈服强度逐渐增加，延伸率和断面收缩率逐渐减小，断裂韧度和冲击吸收能量均呈现逐渐减小的趋势。     

Cu含量对Al-Cu合金板材组织及性能的影响

本文通过先熔炼铸锭,后轧制成板材的方法,制备了不同Cu含量的铝铜合金板材,研究了Cu含量变化(1.287%～9.806%)对合金板材显微组织、力学性能和成形性能的影响。结果表明,随着Cu含量的增加,合金中弥散析出的第二相质点逐渐增多;Cu含量在5.654%～9.806%范围时合金的力学性能较为理想,当Cu含量为5.654%时,合金的成形性能最好,此时板材的极限拉伸系数为0.75,制耳率低至3.8%。     

β单相区固溶温度对Ti-55531合金组织及性能的影响

研究了β单相区不同的固溶温度对Ti-55531合金片层组织参数及力学性能的影响规律。结果表明,经不同温度固溶处理,再经相同的时效处理后,合金的β晶粒尺寸随固溶温度的改变而改变,进而影响时效析出α片的含量及尺寸,最终导致合金力学性能的差异。当固溶温度在830～900℃之间时,随着固溶温度的升高,原始β晶粒尺寸增大,后续时效析出的α片长、宽及长宽比均先增大后减小,合金强度直线下降,塑性先降低后增加。固溶温度为860℃时,合金对应的强度塑性匹配最好。合金的断裂失效机制为以微孔聚集为主,沿晶开裂和穿晶断裂并存的混合断裂机制。     

低氧MHC合金板材的制备及力学性能

采用粉末冶金方法和热轧工艺制备了低氧MHC合金轧制板材,通过化学分析、金相分析、硬度测试、拉伸力学性能测试研究了低氧MHC合金的显微组织和力学性能。研究表明：通过调节C/Hf原子比、钼粉还原并结合真空烧结等手段,可以有效降低合金中的氧含量。不同温度下退火后样品显微组织分析和力学性能测试结果对比表明,合金板材在1 300℃以下为回复阶段,随着退火温度的增加,1 300℃开始发生再结晶,强度和硬度逐渐下降,塑性提高,在1 600℃时再结晶完成,完全再结晶的低氧MHC合金板材塑性优异。     

W质量分数对Mo-W合金组织结构与力学性能的影响

采用粉末冶金法制备含不同质量分数W(20%~80%)的Mo-W合金, 研究W含量对Mo-W合金组织结构与力学性能的影响。结果表明: 烧结过程中Mo与W相互扩散形成单相固溶体。W质量分数的增加能显著降低Mo-W合金的晶粒尺寸, 经1990℃烧结的Mo-80W合金晶粒尺寸比Mo-20W合金下降了46.5%。随W质量分数的增加, Mo-W合金的维氏硬度呈“双驼峰”形变化趋势, 在W质量分数为40%与60%处出现峰值。Mo-W合金的相对密度和抗拉强度随W质量分数的增加而下降, 抗拉强度最大值出现在烧结温度为1990℃的Mo-20W合金, 达到514.83 MPa; 随烧结温度的升高, 低W含量的Mo-W合金(W质量分数20%~40%)抗拉强度呈先上升后下降趋势, 而高W含量的Mo-W合金(W质量分数60%~80%)抗拉强度逐渐升高。Mo-W合金断裂方式为沿晶断裂与穿晶断裂相结合的混合模式。     

Mn含量对Fe-Mn合金组织及力学性能的影响

利用扫描电镜、透射电镜、背散射电镜及拉伸和冲击试验研究了锰对含锰量为3%~12%的Fe-Mn合金组织和力学性能的影响。结果表明,当锰含量介于3%~9%时,随着锰含量的上升,高温相变产物(多边形铁素体和准多边形铁素体)受到抑制,合金的屈服强度和抗拉强度逐渐增加而均匀延伸率和总延伸率逐渐下降;当锰含量增加至12%时,合金中残留的少量亚稳ε马氏体和奥氏体在形变初期发生相变,产生的相变塑性使合金呈现出屈服强度下降的假象,但合金的抗拉强度、均匀延伸率和总延伸率均上升。由于晶界锰原子浓度的增加会减弱界面的结合力,故合金的冲击韧性随锰含量的增加而显著下降。为使Fe-Mn合金获得较好的综合力学性能,应控制锰含量小于7%或在基体中引入适量的亚稳相。     

车体承重用铝合金型材性能研究

研究了一种车体承重用7xxx系铝合金型材的在线淬火与双级时效工艺。结果表明,淬火方式(风冷与水雾)对合金力学性能影响较小,时效制度对力学性能影响较大;合金力学性能与导电率随二级时效时间增加而提高,提高速率逐渐降低; 105℃×6h+155℃×10h时效可获得优良的综合性能。     

基于不同温度退火处理下的铜锰合金性能组织变化分析

研究了不同温度退火处理下的铜锰合金性能组织变化。选择不同温度对热轧加工后铜锰合金材料进行退火冷却处理,冷却方式包括炉冷与淬火冷却,分析合金板材组织结构与力学性能变化。铜锰合金经过热轧处理后,未再出现显著结晶,有条状与絮状组织存在;淬火温度逐步提升,铜锰合金再结晶现象越来越明显;淬火温度上升后,铜锰合金强度下降,伸长率明显提升;随炉冷却后,铜锰合金强度提升,伸长率相对偏低。以800~850℃淬火方式处理时,合金板材塑性成型性能极佳。     

稀土元素Ce对2090铝锂合金强塑性的优化作用

本文研究了稀土元素Ce以及时效温度和时间对2090铝锂合金室温拉伸强塑性的影响。结果表明,在2090铝锂合金中添加微量稀土元素Ce可显著改善其强塑性配合,对其断裂特征亦有影响,热处理制度相同时,2090+Ce合金室温拉伸断口上的滑移条纹多于2090合金。时效温度不同,合金强塑性和断裂特征随时效温度的变化规律亦不同。Ce对合金强塑性的优化作用亦受影响。时效温度较低和时间较短(欠时效至峰值时效)时,断裂方式为主断裂面穿晶断裂+短横向沿晶分层开裂的混合型,强度随时效时间延长而升高,但塑性随之下降。时效温度较高和时间较长(过时效)时,断裂方式主要为沿亚晶断裂,并伴有少量穿晶分量,此时强度和塑性均随时效时间的延长而下降。     

电子外观结构件用6013铝合金板材热处理工艺研究

研究不同热处理制度对6013铝合金板材力学性能的影响,并对板材的微观组织进行观测.结果表明:当固溶制度为570℃/40 min、时效制度为172℃/12 h时,合金具有最佳的力学性能;合金力学性能对时效前的停放时间较敏感,随着停放时间的延长,合金强度先快速减小然后不变,停放时间在1d内时合金力学性能较好;时效后的合金中...