铝合金时效-屈服强度的实验与模型化研究

以析出热力学、长大动力学及位错理论为基础，研究了铝合金在时效过程中盘／片状、棒／针状析出相尺寸、体积分数对时效合金强化效果的影响，从微观-宏观相结合的角度建立了具有盘／片状、棒／针状细小时效强化相铝合金的时效工艺-屈服强度量化模型，并通过513K温度下时效Al-Cu-Mg合金和463K温度下时效Al-Mg-Si合金的实验结果对模型进行了验证，取得了较满意的吻合结果，并对本模型的模拟精度与时效析出相参数之间的关系进行了讨论。     

具有盘状析出相铝合金的时交强化模型

以析出热力学、长大动力学及强化理论为基础,研究了具有盘状析出相的铝合金在时效过程中的析出相尺寸、体积分数变化及其对时效合金强化效果的影响,得到了合金成分、时效参数与组织参数、屈服强度间的解析关系式,进而从微观与宏观相结合的角度建立起了具有盘状析出相铝合金的时效工艺－屈服强度量化模型,并将该模型应用于Al-Cu二元系列合金的时效性能预测,取得了较满意的结果。同时,由数据的归纳和组合得出了Al-Cu二元系列合金中盘状析出相临界形核能垒的简易求解式f（△G,x0/xc）＝常数,有助于该模型的普遍适用化。     

铝合金中盘/片状,杆/棒状析出相的形状演变及动力学研究

微观组织定量化研究对于建立金属材料组织和性能关系有重要意义。本文研究了可时效强化铝合金中,时效过程中析出相形状的演变和动力学过程,结合过饱和固溶体析出相变过程的经典理论、析出相生长过程的软碰撞理论和HHC理论,建立了具有盘/片状、杆/棒状析出相铝合金的析出相形状因子模型。并利用Al-Cu-Li-Zr合金T相、Al-Cu-Mg合金S相及Al-Mg-Si合金β相的析出相尺寸随时效时间变化的实验数据对模型进行验证,拟合的结果符合盘/片状、杆/棒状析出相随时效时间延长,析出相尺寸形状因子先急剧增大至极大值、再缓慢减小最终趋于稳定的一般规律,证实了模型的适用性和准确性。     

AA 7055铝合金时效析出强化模型

利用小角度X射线散射技术获得的系列定量信息,综合运用时效析出动力学理论和析出相切过、绕过强化机制,研究了AA 7055铝合金在120和160℃时效过程中的屈服强度演变模型。结果表明,在时效早期盘状析出相的盘面半径和半厚度均与t^1/2(t为时效时间)成线性关系;在时效后期,析出相尺寸则与t^1/3成线性关系。时效过程中析出相体积分数与t的变化关系遵循JMA (Johnson-Mehl-Avrami)型表达式。综合考虑了GPI区和η’相2类析出相对合金强度的贡献,并且分别考察了这2类析出相的模量强化机制和共格应变强化机制,最终建立了AA 7055铝合金在120和160℃时效过程中的屈服强度变化模型,确定了该合金时效过程中析出相与屈服强度之间的定量关系。     

铝合金时效析出动力学及强化模型

研究铝合金热处理过程中微观组织与性能的演变规律,并建立能应用于工业生产的定量预测模型具有重要学术和工程应用价值。综合近年来关于铝合金时效过程中析出相演变和析出强化的模型及模拟的研究,分析和讨论以下几个方面的内容：模拟铝合金时效过程中析出相演变与析出强化的不同方法;铝合金时效过程中析出相微观组织的演变模型,包括形核、长大与粗化阶段,重点总结预测微观组织演变的计算方法;铝合金的强度影响因素及不同形貌析出相的强化模型;各种模型的应用和它们的优缺点以及未来可能的研究方向。     

固溶-单级时效处理对7055铝合金力学和电学性能的影响

采用硬度测量、拉伸力学性能测试、电导率测定、显微组织结构分析方法，研究了不同固溶、单级时效处理条件下7055铝合金的力学性能、电学性能和显微组织结构。结果表明，7055合金有很强的时效强化效应，时效初期，合金硬度和强度迅速上升，时效4h即接近硬度和强度峰值，达到峰值后合金的硬度和强度仍维持在很高的水平；时效过程中，固溶体分解析出η′(MgZn2)相，随时效时间延长，析出相增加；7055合金适宜的固溶—单级时效处理工艺为480℃ 1h，水淬，120℃ 24h时效。在此条件下，合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率、布氏硬度和电导率分别为513N／mm^2、462N／mm^2、9．5％、HB172和29％IACS。     

Ag对Al-Cu-Mg合金组织与性能的影响

通过硬度测试、拉伸测试和透射电镜(TEM)分析,研究了Ag对Al-Cu-Mg合金室温力学性能与显微组织的影响.结果表明,Ag的添加加速了合金的时效过程,使合金的室温强度得到明显提高.在165℃峰时效时,含Ag的合金析出相是与基体共格的片状Ω相及少量θ'相组成,未含Ag的合金析出相主要是θ'相.Ag促进合金强化的原因在于Ω相具有很好的沉淀强化作用,在长时间时效时具有较好的抗粗化能力.     

结构钢中含铜析出相的时效强化作用

观察并研究了高纯Fe-1．03wt％Cu和Fe-1．65wt％Cu合金中含铜粒子的时效析出对屈服强度的影响、析出粒子尺寸的分布、以及析出粒子对位错运动的阻碍作用。用Frank-Read强化理论分析了析出粒子与屈服强度的定量关系。结果表明，析出粒子是含有一定铁的亚稳Cu-Fe相，且具有一定的塑性变形能力，从而使得含铜钢能在高强度的前提下仍具有高塑性的特征。含铜析出粒子不是刚性粒子，因而其强化效应低于传统的刚性化合物析出粒子。但析出粒子中含较多的铁，可促使粒子体积量明显增多，因此仍能实现很高的整体强化效应。增加析出粒子中的铜含量可以提高粒子对位错运动的阻力及与之相应的屈服强度。     

Precipitation Behavior of α Phase and Mechanical Properties in Severely Plastic Deformed Ti-15-3 Alloy

研究了大变形量冷轧Ti-15-3合金的时效析出行为和时效过程中力学性能的变化。冷变形使Ti-15-3合金中形成部分纳米晶。冷变形合金在450～650℃时效时,从β相纳米晶区析出极为细小的针状α相,而从β相非纳米晶区析出的α相随着时效温度的升高由针状逐渐长大为条状,进而演变为凸透镜状。冷变形合金在450℃时效4h后,硬度达到了峰值,HV为5328MPa。450℃时效时在硬度峰值处同样达到了强度峰值,屈服强度和抗拉强度分别可高达1483和1562MPa。时效温度升高,达到峰值硬度的时间缩短,硬度值大幅度下降。650℃时效后的强度和硬度均低于时效前,粗大的透镜状析出相、纳米晶的长大以及位错密度的急剧下降是650℃时效时硬化效果消失的主要原因。不同时效工艺下的强度和硬度的变化规律相似,性能的变化与时效过程中析出相的状态有关。     

7A04铝合金时效强化的试验研究及其强度计算

以铝合金时效强化动力学理论为基础,研究了高温预热固溶处理后不同的时效工艺对7A04铝合金组织和性能的影响,得到了优化的双级时效工艺.在此基础上,建立了合金成分、析出相尺寸及其体积分数与合金屈服强度之间的计算模型,并利用该模型对7A04铝合金单级时效和双级时效后的屈服强度进行计算.该模型集成了固溶强化和弥散强化对合金屈服强度的贡献,在达到最大时效强度之前,计算结果和试验测量结果较为一致.此后,随着强化相体积分数计算偏差增加,计算强度与测量强度之间的误差也有所增大.     

PRECIPITATION AND MICROSTRUCTURE OF Cr MODIFIED Al3Ti

1. IntroductionThe tetragonal D022 compound A13Ti has recently received attention as a possible structural material because of its low density, 3.4g/cm', and its good oxidation resistanced'2].However, D0zz-AlsTi has the disadvalltages, that it is a line compound and is extremelybrittle at room temperature, presumably due to the lack of slip systems associated withthe crystal symmetry[2]. It is known that partially replacing some of the aluminum atomsin AlsTi with Cr[31, Ni[4], or Ag['] etc…     

激光立体成形Rene88DT高温合金γ′相的高温粗化行为研究

采用激光立体成形技术(LSF)制备Rene88DT高温合金,对其在760～840℃温度区间进行高温短时(4～16h)时效处理,采用微观测试分析方法对高温短时时效处理后γ′相形态、尺寸变化及粗化动力学行为进行了研究。结果表明:激光立体成形Rene88DT高温合金在高温短时时效条件下,γ′相分布均匀,形态基本为球形,时效温度对γ′相的影响比时效时间更为显著;γ′相的粗化规律符合Lifshitz-Slyozov-Wagner(LSW)理论,γ′粗化激活能Q=211.65kJ/mol,γ′相的粗化行为主要由Ti和Al在基体中的扩散所控制。     

非等温时效对一种铝锂合金力学性能与微观组织的影响

比较研究了一种Mg、Ag、Zn多元复合微合金化铝锂合金等温T8时效及非等温(降温)T8时效时的微观组织与力学性能。结果表明,该铝锂合金主要时效强化相为T1相(Al_2Cu Li),同时还存在θ相(Al_2Cu)及δ相(Al_3Li)的补充强化作用。相比于等温T8时效而言,降温T8时效可在不降低延伸率的同时,提高铝锂合金的强度。另外,降温T8时效时T1相析出及生长速度较慢,而且峰时效时θ相及δ相含量较高,补充强化作用更大。     

Al−Si−Mg−Er合金的热稳定性和析出相的显微组织

采用显微硬度计和透射电镜研究Er元素对热处理Al?Si?Mg合金显微硬度和析出行为的影响.作为对照,同时研究人工时效前引入自然时效对合金硬度和析出行为的影响.研究结果表明,过时效Al?Si?Mg?Er合金的热稳定性与析出相的平均尺寸密切相关.未引入自然时效时,Al?Si?Mg?Er合金中 β'相的平均尺寸小于Al?Si...     

Strength and structure variation of 2195 Al-Li alloy caused by different deformation processes of hot extrusion and cold-rolling

2195 Al-Li alloy was deformed through extrusion followed by cold-rolling. The textures of the extruded plate and cold-rolled sheet after solutionization were investigated. The longitudinal strength and precipitates after T8 aging were measured and observed, respectively. Compared to those in the sheet, T1(Al₂CuLi) precipitates in the extruded plate after T8 aging are non-uniform, and their incubation time is shorter. The extruded plate after solutionization is not recrystallized and contains 55.28% deformation textures of Brass and S. In the cold-rolled sheet after solutionization, massive recrystallization occurs and S component disappears. Due to the higher fraction of Brass and S textures with higher Schmid factor and lower equivalent sliding system number, the extruded plate possesses an yield strength not higher or even lower, but a tensile strength higher, than the cold-rolled sheet after solutionization. In addition, during the aging after pre-stretch, these textures promote T1 precipitation on preferred sliding planes of cold-rolled sheet and cause its higher yield strength and tensile strength after T8 aging.     

Mg-4Zn-2Al-0.5Ca合金时效沉淀过程的相演变

利用高分辨透射电镜和扫描电镜分析了Mg-4Zn-2Al-0.5Ca合金时效沉淀过程中的相演变。结果表明:试验合金的时效硬化曲线呈现典型的时效硬化特征。试验合金在160℃时效达到峰值硬度时其沉淀相有:平行于(0001)Mg的圆盘状沉淀相、(梳齿状)块状沉淀相以及大量的亚稳过渡相。随时效时间的延长,生成长条状相,但基体中依然存在很多后析出的细小的弥散分布的粒状沉淀相。120℃×230 h时效处理后的微观组织中存在着蜂窝状组织,宽度为3～4 nm的长条状沉淀相,直径为5～7 nm的球状沉淀相;这些沉淀相的存在大大提高了合金的硬度。