电磁铸造2E12铝合金的铸态组织与力学性能

分别采用电磁铸造和普通连铸技术制备了2E12铝合金连铸锭.通过显微组织和力学性能的对比分析,研究施加电磁场对2E12铝合金连铸过程及铸锭性能的影响.结果表明,使用电磁铸造技术制备的2E12铝合金铸锭具有良好的表面质量和内部组织,以及优良的力学性能.其中,电磁铸造方法获得的2E12铝合金铸锭相对于普通连续铸造铸锭晶粒平均尺寸由58 μm减小至36 μm,抗拉强度提高了9.08%,伸长率提高了61.58%,断裂方式为准解理断裂.     

电场时效对2E12铝合金力学性能和微观组织的影响

研究时效时加高强电场对2E12铝合金的力学性能和微观组织的影响,采用力学性能测试及透射电镜检测材料的力学性能和微观组织,并分析电场对2E12铝合金的作用机理.结果表明:16 kV/cm电场时效使晶内S′相(Al2CuMg)粒子变得更加细小,电场也使T相(Al20Cu2Mn3)粒子变小,这略微降低了2E12铝合金的屈服强度;加电场时效时,合金晶界上析出相细小弥散使合金的塑性提高;电场一方面能够促进S′相的形核,另一方面也能抑制其长大和粗化;空位扩散时,电场影响了空位周边的势场,使空位倾向于朝电场强度的反方向运动.     

Zr含量对2519铝合金组织与力学性能的影响

研究了锆含量对2519铝合金的组织与力学性能的影响。结果表明，锆有利于细化合金铸态及再结晶组织，并随锆含量的增加，合金铸态及再结晶组织逐渐细化，合金的强度、硬度及伸长率逐渐升高；但当锆含量大于0．19％(质量分数，下同)时，合金的铸态组织中有粗大的初生Al3Zr相产生，合金的强度、硬度及伸长率降低。2519铝合金适宜的锆含量为0．19％。     

新型热机械处理对2E12铝合金显微组织与性能的影响

采用拉伸与疲劳试验、扫描电子显微分析与透射电子显微分析,研究不同热机械处理条件下2E12铝合金的拉伸力学性能、疲劳性能以及显微组织结构。结果表明:采用本热机械处理可以使2E12合金同时获得高强度与高塑性,在屈服强度达到453.1 MPa、抗拉强度高达546.9 MPa的同时,伸长率仍然保持在16.5%。当应力比R=0.1,加载频率f=10 Hz,应力强度因子ΔK=10 MPa·m-1/2时,热机械处理样品裂纹扩展速率约为6.74×10-5mm/cycle,优于T3状态下的8.35×10-5 mm/cycle。显微组织观测结果表明:采取本新型热机械处理后,合金中位错密度较高且相互缠结,形成胞状组织。新型热机械处理大幅改善合金综合性能的机制是高密度位错胞状组织、溶质原子团簇及空位复合体、GPB区等复合组织结构的协同作用。     

ZL101A铝合金半固态连铸坯料的组织和力学性能

用电磁搅拌水平连铸设备制备ＺＬ１０１Ａ铝合金半固态连铸坯料,获得了两种非种非树枝晶组织,一种是初晶α－Ａｌ呈短棒状的组织;另一种是初晶α－Ａｌ呈短棒状和等轴状的混合组织。对短棒状组织连铸坯料进行Ｔ６热处理及力学性能测试,结果表明热处理使用σｂ和δ提高。     

热处理对2E12铝合金耐腐蚀性及力学性能的影响

采用透射电镜、剥蚀试验、电化学阻抗测试、拉伸试验等方法,对不同热处理态2E12铝合金的抗剥蚀性能及力学性能进行了研究,分析了热处理后的2E12合金剥落腐蚀机制及动力学过程.结果表明,形变热处理可使2E12合金析出细小弥散的S′相,并提高其力学性能.合金剥蚀动力学过程基本包括点蚀诱导、点蚀快速发展、剥蚀形成以及剥蚀稳定发展4个阶段.T6态2E12合金腐蚀以"起泡"形式的晶间腐蚀扩展为主,而T8态2E12合金为典型的剥落腐蚀,但由于晶间腐蚀对力学性能的破坏较剥落腐蚀更为显著,故T8态的2E12铝合金腐蚀后其强度损失小于T6态合金.     

应力时效对2E12铝合金的力学性能和微观组织的影响

采用力学性能试验机、透射电子显微镜(TEM)、应力时效炉等手段研究时效拉应力对2E12铝合金的力学性能和微观组织的影响,并分析应力对2E12铝合金的作用机理.结果表明:外加应力能提高2E12铝合金的强度,增大合金各向异性的差异;外加应力能促进S相的析出,并产生明显的应力位向效应;应力时效能使2E12铝合金的无沉淀析出带变窄,阻止晶界沉淀相的连续析出;应力时效为控制高强铝合金的各向异性提供了一种新方法.     

预变形对2E12铝合金时效析出过程的影响

通过DSC热分析、显微硬度测试、透射电镜分析等研究了预变形对2E12铝合金时效析出过程的影响。结果表明：2E12铝合金表现为双阶段时效硬化特征,预变形降低了合金时效第1阶段硬化效果,提高了合金峰时效硬度,缩短了峰时效时间;随预变形量的增加,合金峰时效硬度增大,峰时效时间提前。增加预变形量使合金中析出的板条状S相更为细小、弥散。预变形引入位错对沉淀析出有利,位错环纯刃型位错为S相析出提供有利位置,促进球状S相形核。预变形产生位错结构有利于I型S相析出,并延缓II型S相析出     

轧制工艺对7050铝合金显微组织和力学性能的影响

研究了轧制变形量和轧制温度对7050铝合金显微组织和力学性能的影响.当轧制变形量为30%时,轧制样品中大部分晶粒还基本保持铸态的枝晶形状;当变形量在70%以上时,铸态组织完全消失,并出现再结晶晶粒和亚晶组织.能谱结果表明,轧制样品中粗大的第二相为Al7Cu2Fe和Al2CuMg,AI7Cu2Fe相不溶于基体且呈链状分布,而Al2CuMg相部分溶于基体且呈球状分布.变形量为70%和90%样品的再结晶晶粒分数分别为1.25%和12.4%.变形量为70%样品的强度和硬度最高.当轧制温度为300℃时.时效后的样品中出现较多的再结晶晶粒;轧制温度升至430℃时,材料流变性变好.并且在轧制过程中更容易发生动态回复,使储存的变形能减少.再结晶晶粒明显减少,强度和硬度也达到最高.     

Mg-12Gd-2Y-1.5Sm-0.5Zr合金显微组织和力学性能

研究了合金元素对Mg-12Gd-2Y-1.5Sm-0.5Zr合金显微组织和力学性能的影响.结果表明,该合金晶粒组织细小,少量Y、Sm和大量Gd固溶在镁基体里,同时有少量MgGd3、Mg24Y5和Mg41Sm5相析出;合金在室温、200、250℃下的抗拉强度分别为258、304、330 MPa;断裂为脆性断裂,与合金的低伸长率相对应.     

时效制度对2A12铝合金组织与性能的影响

用拉伸试验、金相分析和透射电镜分析等方法研究了不同时效制度对2A12合金组织性能的影响。结果表明,与T4态相比,2A12合金经T6时效处理后,晶内沿特定取向析出了大量沿晶界断续分布的细长棒状的S′相,使合金强度提高,但塑性下降。2A12合金T6态的优化时效工艺为190 ℃×4 h。     

Effects of rheoforming on microstructures and mechanical properties of 7075 wrought aluminum alloy

It is economically advantageous to cast wrought aluminum alloys directly into near-net-shape components.The objective of the present work is to take advantage of the rheoforming with 7075 alloy to improve the competitiveness of this emerging technology in the manufacture of wrought aluminum alloy.High quality semi-solid slurry was produced,in which primary α(Al) presents in diameter of 62 μm and shape factor of 0.78 and features no eutectics entrapped.Higher forming pressure results in small grain size,improved shape factor and higher density.Especially,rheoforming can effectively reduce the occurrence of hot tearing.The average yield strength and elongation of the rheoformed samples in the T6 condition are 483 MPa and 8%,respectively.     

Effects of trace Zr on the microstructure and properties of 2E12 alloy

Al-4.0Cu-1.4Mg-0.6Mn (2E12) and Al-4.0Cu-1.4Mg-0.6Mn-0.3Zr aluminum billets were manufactured by soft-contact electromagnetic continuous casting (EMC). Subsequent forging and heat treatment were conducted and the effects of Zr on the microstructure and properties of the Al-4.0Cu-1.4Mg-0.6Mn alloy were studied. The results show that the addition of 0.3% Zr can reduce the dendrite and refine grains. During forging and solution treatment, fine and dispersive Al₃Zr particles precipitated from the supersaturated α (Al) solid solution in the heating process of the billet can effectively pin dislocations and subgrain boundaries. Because of the addition of Zr, the mechanical properties are improved with the tensile strength, yield strength, elongation, and contraction of the area increasing by 5.4%, 11.3%, 9.7%, and 12.6%, respectively. Moreover, under the condition of R = 0.1, the fatigue crack growth rate (da/dN) of the Al-4.0Cu-1.4Mg-0.6Mn-0.3Zr alloy is lower than that of the Al-4.0Cu-1.4Mg-0.6Mn alloy.     

微观组织对2E12铝合金疲劳裂纹扩展的影响

研究室温大气环境下2E12铝合金微观组织与疲劳裂纹扩展行为之间的关系,并分别利用光学显微镜、透射电镜和扫描电镜对合金的微观组织及疲劳断口进行分析。结果表明:合金的疲劳裂纹扩展速率与合金中微米级第二相粒子的体积分数成正比,且随着亚微米级第二相粒子尺寸的增加及晶粒尺寸的减小,合金的疲劳裂纹扩展速率明显降低,尤其是在Pairs区及以后,其值降低30%;在低速扩展区,合金断口呈现脆性的准解理断裂特征,在中速扩展区,合金出现清晰的疲劳条纹。     

Effects of retrogression heating rate on microstructures and mechanical properties of aluminum alloy 7050

The effects of the retrogression heating rate(340℃/min,57℃/min,4.3℃/min)on the microstructures and mechanical properties of aluminum alloy 7050 were investigated by means of hardness measurement,tensile properties testing,differential scanning calorimetry(DSC)and transmission electron microscopy(TEM).The results show that the retrogression heating rate significantly affects the microstructures and mechanical properties of the alloys treated by retrogression and re-aging(RRA)process, and it is found that the medium rate(57℃/min)leads to the highest mechanical properties.The strengthening phases in the matrix are mainly the fine dispersed η′precipitates and GP zones,and the grain boundary precipitates are coarse and discontinuous η phases.     

Effects of Yb addition on microstructures and mechanical properties of 2519A aluminum alloy plate

The effects of Yb content on the microstructures and mechanical properties of 2519A aluminum alloy plate were investigated by means of tensile test,optical microscopy,transmission electron microscopy,scanning electron microscopy and X-ray diffractometer.The results show that addition of 0.17% (mass fraction) Yb increases the density of θ' particles of the 2519A alloy plate and reduces the coarsening speed rate of θ' phase at 300 ℃.Therefore,tensile strength is enhanced from 483.2 MPa to 501.0 MPa at room temperature and is improved from 139.5 MPa to 169.4 MPa at 300 ℃.The results also show that with the addition of 0.30% (mass fraction) Yb,the mechanical properties increase at 300 ℃ and decrease at room temperature.With Yb additions,the Al7.4Cu9.6Yb2 phase is found whilst the segregated phases of as-cast alloys along grain boundaries become discontinuous,thin and spheroidized.     

双级固溶处理对7A55铝合金组织与力学性能的影响

采用光学显微镜、透射电子衍射和扫描电子衍射显微分析技术,结合力学性能检测和电导率测定的方法,研究双级固溶温度和时间对7A55铝合金板材力学性能的影响。结果表明:最佳双级固溶制度为450℃,90 min 485℃,40 min。采用该固溶制度经120℃,24 h时效后,板材的拉伸力学性能达到σb=648.4 MPa,σ0.2=629.6 MPa及δ=11.9%。第一级固溶制度是影响板材力学性能的主要因素,最佳固溶温度为450℃。在450℃进行第一级固溶后,样品发生了较强的回复,由于降低了再结晶驱动力,第二级高温固溶在获得较高的合金元素过饱和度的同时,仅发生较少的再结晶,从而在随后的时效过程中产生更高的析出强化效应。     

工艺参数对蠕变时效2124铝合金力学性能和微观组织的影响

研究2124铝合金在蠕变时效过程中工艺参数对力学性能和微观组织的影响。结果表明,蠕变量和蠕变速率随着时效时间、温度、应力的增大而增大。硬度随着时间和应力的增加呈类似于先增加后减小的趋势。在实验温度185～195℃范围内,温度对硬度的影响不大。当蠕变条件为200MPa、185℃、8h时,试样得到最佳的力学性能,此时试样基体内同时存在强化相S＂相和S＇相。透射电镜观察表明外加应力能促进析出相的析出和长大,基体中没有发现明显的应力位向效应。     

预变形对2519铝合金组织与力学性能的影响

通过拉伸测试、显微硬度测试、透射电镜及扫描电镜分析等手段研究了预变形对2519铝合金组织与力学性能的影响.结果表明:预变形降低了合金于180℃时效第一阶段的硬化效果,提高了合金峰值硬度及强度,缩短了峰值时效时间.预变形合金强度、硬度的提高是由于θ′相的数目增加和尺寸减小.细小弥散的θ′相有利于阻碍位错的运动,提高了合金的强度,同时也降低了合金的塑性.综合考虑合金的强度和塑性,2519铝合金时效前的预变形以15%为宜.