T6处理Al-Mg-Si-Zr-xEr合金板材的组织和性能

借助于X射线衍射分析、光学显微镜、透射电镜、扫描电镜和能谱仪等,研究了Al-Mg-Si-Zr-xEr合金板材经T6热处理后的组织性能,并探讨了Er对合金组织与性能的影响。结果表明,随着Er含量的提高,合金晶粒逐渐细化,合金强度、硬度提高;Al-Mg-Si-Zr-Er合金颗粒状和近颗粒状第二相主要为Mg2Si、Q-Al1.9CuMg4.1Si3.3、CuAl2、Al4Mn3Si2、Al3Er、Al3Zr、Al3(Er,Zr);Er添加促进了β"相的析出,在540℃×1h固溶+180℃×5h时效后,Al-Mg-Si-Zr-0.3Er合金中的β"相细小均匀地弥散析出。     

Al-0.8Mg-1.0Si-0.8Cu-0.3Mn-0.5Fe-0.15Zr合金铸态组织研究

通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)和金相(OM)分析,研究了Al-0.8Mg-1.0S-0.8Cu-0.3Mn-0.5Fe-0.15Zr合金的铸态组织,探讨了合金在均匀化退火前后析出相变化。结果表明:电磁搅拌铸锭的晶粒多呈等轴晶、析出相主要为Al2FeSi、Al9Fe0.84Mn2.16Si及Al4Cu2Mg8Si7,以及极少量的Mg2Si相和β-Si,但未观察到Al3Zr相。均匀化退火后,第二相质点分布均匀,Mg2Si相、Al4Cu2Mg8Si7相溶解消失,Mn元素替代了部分Fe元素,使(AlFeMnSi)相增多,针状β-Al2FeSi相转变为颗粒状α-Fe1.7Al4Si相,出现了Al3Zr相。     

Mn对Al-Mg-Si-Cu铝合金结晶相的影响

通过扫描电镜/能谱、 X射线衍射以及金相分析, 针对含0.3?(质量分数)的Al-Mg-Si-Cu铝合金, 研究了Mn含量对其结晶相的影响. 研究表明: 合金在铸造过程中形成的结晶相为Al1.9CuMg4.1Si3.3, Al5(FeMn)Si, Al8(FeMn)2Si以及少量的Mg2Si; 增大含Mn量, 合金中AlFeMnSi型结晶相数量增多; 对合金进行均匀化处理时, Al1.9CuMg4.1Si3.3相完全溶解, 发生Al5(FeMn)Si向Al8(FeMn)2Si相的转变; 对合金进行轧制及最终热处理后, 结晶相碎化且沿轧向呈纤维状分布, 但结晶相的类型不变.     

Al-0.66Mg-0.85Si合金均匀化过程中的组织演变(英文)

采用金相显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和差示扫描量热法研究Al-0.66Mg-0.85Si合金在均匀化过程中的组织演变。合金铸态组织呈典型的枝晶形貌,存在α(Al)、Al15(FeMn)3Si2、Mg2Si,、Q(Al1.9CuMg4.1Si3.3)和Si相。铸态组织中存在2种不同晶体结构的Mg2Si相,一种是在铸造过程中形成的,另一种是在铸造完成后的空冷过程中形成的。经过545°C、20 h均匀化处理之后,组织中的Q、Mg2Si和Si相已完全溶入基体,残留的第二相主要是Al15(FeMn)3Si2相。Al15(FeMn)3Si2相的尺寸减小、球化并且在晶界上断续分布。在铸态和均匀化热处理状态中,均未发现含Zn相。     

含Er和Zr元素的Al-Mg-Si合金板材时效析出与强化行为

通过研究热处理工艺对Al-Mg-Si-Zr-Er合金组织与性能的影响,确定了合金板材的峰时效热处理工艺,探讨了合金的析出与强化行为。研究结果表明:540℃固溶1 h后,合金板材的析出相得到充分溶解,再结晶组织也未发生明显粗化;时效时,合金的析出相主要为Mg2Si、Al Cu Mg Si(Q相)和Cu Al2等;Er和Zr元素的加入促进了β″相析出,并使β″相变得更为细小弥散,从而缩短了时效时间,提高时效强化效果;合金的峰时效工艺为540℃固溶1 h,180℃时效5 h;合金的时效强化是位错切过机制和绕过机制的综合作用;合金的较高强度源于合金凝固组织细化、Al3(Er,Zr)粒子的弥散强化以及Er和Zr元素的加入促进β″相析出细化等共同作用的结果。     

7150铝合金铸态及均匀化态显微组织

采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、能谱仪和X射线衍射仪等设备,研究了铸态和均匀化态7150铝合金的显微组织、元素分布和析出相的形态、成分和结构.结果表明,7150铸态合金组织中主要为α(Al)和Mg(zn,Cu,Al)2+α(Al)共晶组织,并有少量的Al2CuMg相存在.在均匀化过程中发生了Mg(Zn,Cu,Al)2→Al2CuMg的转变,同时析出η相和与基体共格的Al3Zr弥散相.     

7150铝合金铸态及均匀化退火组织研究

采用金相显微镜、扫描电镜及x射线衍射仪对7150铝合金的铸态组织及均匀化退火组织进行了观察及表征,并对组织中的金属间化合物进行了能谱分析.结果表明,7150合金的铸态组织中主要存在MgZn2(η)、a(Al)相以及少量的A12CuMg(S)、A12Mg3Zn3(T)、Mg2Si和A16(FeCu)相.其中MgZn2相固溶了Al、Cu,A12CuMg相中固溶了zn,而Al2Mg3zn3,相固溶了Cu.均匀化退火后发生了MgZn2(η)→Al2CuMg(S)的转变,且与铸态中存在的Al2CuMg相相比,均匀化退火组织中的Al2CuMg相中zn含量较少.同时均匀化退火并未对Al.(CuFe)相的形貌及成分产生影响.     

一种Al-Mg-Si-Cu合金的铸态组织研究

采用金相显微镜（OM）及扫描电子显微镜（SEM），研究了Al-0．44Mg—1．15Si-0．32Cu-0．11Fe-0．11Cr-0．07Mn合金的铸态、均匀化组织，并对合金在凝固过程及均匀化退火后形成的相进行了分析。结果表明：合金的铸态组织中主要存在α—Al、Mg2Si、Si、β-Al5FeSi、α-Al（MnCr）FeSi、CuAl2和Al5Cu2Mg8Si6（Q）等相。均匀化退火后，Mg2Si、CuAl2和Q相消失，Si相聚集分布在晶界处。同时针状的β-Al5FeSi转变为颗粒状α-Al（MnCr）FeSi相，材料的组织得到改善。     

微量Si对Al-Zr-Sc-Er合金微观组织和性能的影响

采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)、透射电镜(TEM)和扫透电镜(STEM)以及硬度、电导率和拉伸性能测试等方法研究微量Si元素对Al-Zr-Sc-Er合金组织和性能的影响。结果表明:添加Si元素能够促进富Er初生相的形成,增加铸态合金硬度,但会显著降低电导率;在Al-Zr-Sc-Er合金中,经适当热处理可形成核-双壳结构的Al3(Er,Sc,Zr)复合相,添加Si能够增大合金时效响应速度,促进Zr、Sc、Er析出,并参与第二相形核,形成(Al,Si)3(Er,Sc,Zr)相。相较于未添加Si的合金,添加0.05%Si的合金经(300℃, 24 h)+(400℃,48 h)双级时效后硬度和电导率均提高,但Si的添加会导致析出相粗化,从而降低合金的再结晶温度。     

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...     

均匀化退火对Al-6Mg-0.4Mn-0.15Zr-0.04Sc合金时效行为和微观结构影响

采用显微硬度法,光学显微镜,扫描电镜和透射电镜探究了均匀化退火对Al-6Mg-0.4Mn-0.15Zr-0.04Sc合金Al3(Sc,Zr)相时效行为和Mg均匀性的影响。显微硬度结果显示,合金直接在Al-Mg合金的均匀化温度475℃单级退火时,峰值硬度为830 MPa,远低于等时退火时的峰值硬度920 MPa,表明单级均匀化退火时Al3(Sc,Zr)时效强化效果没有充分发挥。因此设计双级均匀化退火,第1级退火在275～350℃进行,使得Al3Sc相弥散析出,300℃具有最高的硬度峰值870MPa,之后进行475℃第2级退火,使得Zr包裹在Al3Sc相长大,硬度进一步上升至920MPa。微观结构分析显示双级退火相比于单级退火球形Al3(Sc,Zr)相更为细小弥散,因此具有更高的强化效果。合金经过300℃,7h+475℃, 15 h双级退火后,不仅枝晶处Mg的偏析完全消除,而且Al3(Sc,Zr)相可以细小弥散析出,从获得了更高强度和再结晶温度。     

退火工艺对Al-Zr-Er系高导铝合金组织和性能的影响

采用硬度计、电导率测试仪、扫描电镜(SEM)研究了退火工艺对水冷铜模制备的Al-Zr-Er合金组织和性能的影响规律。结果表明:Er元素添加量由0增加至0.30wt%,Al-Zr-Er合金内的初生Al(Fe,Er)相逐渐增多,在退火过程中则会析出大量纳米级Al₃(Zr、Er) 相。在等时退火过程中,硬度和电导率会形成两个峰值位置,即300~400 ℃的Al₃Er析出峰和500~550 ℃位置的Al₃(Zr,Er) 粒子析出峰;退火工艺中,多级退火可以更充分形成核壳结构Al₃(Zr,Er)粒子,硬度提升显著;三级退火过程中固溶在基体内的Zr、Er元素析出更充分,电导率提升最显著。成分方面,在Al-0.10Zr-xEr合金中,添加0.15wt%Er表现出更优越的综合性能;在Al-yZr-0.15Er合金中添加Zr元素虽然会提高合金硬度,但由于Zr元素析出不充分带来电导率的损失。     

Al-7.6Zn-1.6Mg-1.9Cu合金均匀化退火制度的研究

利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、能谱分析(EDS)、X射线物相分析(XRD)和差示扫描量热法(DSC)研究了Al-7.6Zn-1.6Mg-1.9Cu铝合金的均匀化退火制度。结果表明:Al-7.6Zn-1.6Mg-1.9Cu合金铸态组织偏析严重,非平衡共晶相α(Al)+Mg(AlZnCu)2沿晶界呈连续网状分布,初始回溶温度为476℃,该合金在480℃均匀化退火时发生过烧;合金经不同均匀化退火后,非平衡共晶相发生不同程度的回溶,均匀化退火温度越高,时间越长,第二相回溶越好;该合金经420℃10h+470℃24h均匀化处理后,第二相回溶充分,且析出弥散分布的Al3Zr粒子,抑制后续固溶加工过程中的再结晶,可以作为合金合理的均匀化退火制度为420℃10h+470℃24h。     

Er在Al-Mg-Mn-Zr-Er合金中的存在形式与析出特征

利用扫描电镜、透射电镜等分析测试手段,研究了Er在Al-4.7Mg-0.7Mn-0.1Zr-0.3Er合金铸态、均匀化态以及冷轧板中的存在形式及析出特征.结果表明,Er在非平衡凝固条件下部分固溶到基体α-Al中,大部分形成初生Al3Er相断续或连续分布在晶界上,Er容易与Mn、Fe元素发生偏聚,但是很难形成Er-Mn金属间化合物;固溶的Er在均匀化退火过程中以次生Al3Er相形式析出;而沿晶界分布的Al3Er相在随后的热处理过程中并不发生分解回溶,它们在热轧、冷轧过程中破碎;冷轧板中的次生Al3Er相与基体保持良好的共格、半共格关系,可以成为合金中有效的强化相.     

新型Er、Zr微合金化Al-Zn-Mg-Cu合金在均匀化中的显微组织演变（英文）

通过使用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜及X射线衍射等手段研究一种新型Er、Zr微合金化Al-Zn-Mg-Cu合金在均匀化过程中的显微组织演变。结果表明:铸态合金组织存在严重的偏析,此时合金中含有大量的T(AlZnMgCu)、S(Al_2CuMg)和Al_8Cu_4Er相,这些初生相大量偏聚于晶界。随着在465°C单级均匀化处理的进行,第二相含量大幅度降低,可熔的T相和S相会逐步地熔入基体,但Al8Cu4Er相不能完全消除,仍有少量残留。相对于单级均匀化工艺,合金在双级均匀化处理时不仅能够消除铸态合金偏析组织,而且能够析出大量细小弥散分布的L1_2结构的Al_3(Er,Zr)相。结合均匀化动力学分析,可以得出合金合理的均匀化热处理制度为(400°C,10 h)+(465°C,24 h)。     

均匀化处理对DC铸造7X50铝合金显微组织和力学性能的影响（英文）

采用SEM、TEM、EDS、DSC、XRD和拉伸实验研究铸态7X50合金及其均匀化处理过程的组织演变。结果表明,铸态7X50合金相组成主要有S(Al2CuMg)、T(Al2Mg3Zn3)、Mg Zn2和少量的Al7Cu2Fe和Al3Zr相。均匀化处理过程中枝晶网和残留相逐渐减少,经(470°C,24 h)+(482°C,12 h)均匀化处理时,T相消失,S相有微量残留,Al7Cu2Fe相几乎没有变化。铸态合金的DSC曲线中在477.8°C处有一较强吸热峰,经470°C、1 h均匀化后合金的DSC曲线在487.5°C处出现一个新的吸热峰,而经482°C、24 h均匀化处理后合金在487.5°C处的吸热峰基本消失。在XRD谱中未出现T(Al2Mg3Zn3)相,这和T相与S(Al2CuMg)及Mg Zn2相相关的结论相吻合。预均匀化处理制备的板材中再结晶晶粒分数明显降低,抗拉强度和断裂韧性相对常规均匀化处理制备的板材分别提高约15 MPa和3.3 MPa·m1/2。     

Al-Mn系合金的组织控制与高温性能研究

研究了合金元素Mg、Ni和Zr以及退火工艺对Al-Mn系合金显微组织和高温性能的影响。结果表明:Al-Mn系合金经冷轧+873 K保温10 min得到细小等轴晶,而冷轧+623 K保温1 h+873 K保温10 min可获得有利于高温性能的长条状组织。合金元素Mg促进了热处理过程中Al Mn Si相的析出,合金元素Zr、Ni增加了沉淀相的数量和种类,析出了Al3Zr、Al Mn Si Ni耐热相。Mg和Ni联合添加时高温力学性能最优,523 K下抗拉强度达102 MPa(比Al-Mn合金提高50 MPa),523 K、40 MPa条件下稳态蠕变速率为3.93×10-8s-1,比Al-Mn合金低2个数量级。由于Al-Mn合金的蠕变过程受位错攀移控制,基体中耐热相越多,对位错运动的钉扎作用越强,越有利于提高Al-Mn系合金的高温抗蠕变性能。     

Al-4Cu-Mg-Er合金均匀化制度研究

通过扫描电镜观察、XRD物相定性分析,研究了Al-4Cu-Mg-Er合金相组成及其均匀化制度.结果表明:Er元素主要以Al8Cu4Er相形式存在于铸态合金中;Al8Cu4Er相与Al2Cu相在合金铸态组织中共生于晶界,形成典型的枝晶偏析;Al8Cu4Er相在合金晶界凝固时比Al2Cu相优先析出,生长为典型的枝晶组织.与Al2Cu相相比较,Al8Cu4Er相的熔点较高,为难溶相,成为该合金均匀化制度的制约因素.经400℃×6h+495℃×24h均匀化处理后,Al8Cu4Er相回溶至基体,合金晶界变薄,均匀化效果明显.     

含Er 5083合金均匀化退火过程中Al_3Er相的TEM观察

对半连续铸造的Al-4.6Mg-0.7Mn-0.1Zr-0.3Er(5083)合金均匀化退火过程中析出的Al3Er相的显微组织进行了透射电镜观察.结果表明,铸锭的均匀化退火过程中,合金中析出了大量的不同形状、尺寸的沉淀物,其中尺寸在10-50 nm之间的球形析出物为Al3Er相,它与基体保持共格/半共格关系.计算分析得出Al3Er粒子共格/半共格转换半径为rt=9.44 nm,与实验结果相近.     

Er对Al-Mg-Si-Cu合金铸态和均匀化组织的影响

通过DSC差热分析、光学显微镜、扫描电镜和EDS能谱分析研究了不同含量Er(铒)对Al-Mg-Si-Cu合金的铸态、均匀化组织的影响。结果表明:Er可以明显细化Al-Mg-Si-Cu合金的铸态组织。添加w(Er)=0. 4%,合金的晶粒细化效果较好;添加w(Er)0. 4%时,合金的初熔温度和熔化温度没有明显变化;添加w(Er)=0. 6%时,合金的初熔温度和熔化温度分别提高8℃和6℃。均匀化过程中析出了大量十分细小的析出相,均匀分布在晶内。Al-MgSi-Cu合金均匀化组织中晶界残留相主要为Al Cu Si相和Cu Al2相。添加w(Er)=0. 6%后,合金均匀化组织中晶界残留相主要是Er Al3相和Al MnFeSi相。