2195铝锂合金重固溶-T8再时效的组织与力学性能

以5.2 mm厚2195-T8铝锂合金为基础,进行了重固溶及后续152℃的T8(预变形3%~6%)再时效处理,研究了其微观组织与拉伸性能。结果表明,重固溶处理未显著改变2195铝锂合金的晶粒组织,仍然保持为拉长的扁平状(带状)晶粒组织态。合金的主要时效强化相为T1相(Al_2Cu Li)和θ'相(Al_2Cu)。T1相数量随预变形量增大而明显增加,而峰时效后θ'相数量及尺寸随预变形量增加呈降低的趋势。合金中T1相分数随时效时间延长而增加并主要沿长度方向长大,而峰时效后θ'相随时效时间延长逐渐减少。重固溶T8再时效处理未明显损害2195铝锂合金拉伸性能。     

2195铝锂合金时效析出行为与强化机理

采用透射电子显微镜、单向拉伸力学性能测试和扫描电子显微镜等方法研究了2195铝锂合金在不同形变热处理下时效析出行为,并阐明了析出相强化机理。结果表明：不同形变热处理下2195铝锂合金中主要强化相均为T₁相,但是其尺寸、分布、数量密度和晶界形貌有差异。预应变可显著提高T₁相的形核率并加速其长大过程。时效温度越高,T₁相的形核率越低,但长大速度越快。形变热处理后的微观组织可显著提高2195铝锂合金的力学性能,T871态(固溶处理+7%预应变+(120℃、4 h)+(160℃、24 h))的屈服强度为(541±10) MPa,抗拉强度为(606±9) MPa,伸长率为(11±1)%。位错在T₁相多处沿着垂直于直径方向剪切,有效阻止了微观尺度上的塑性局部化。     

时效前的预变形对喷射成形2195铝锂合金组织与性能的影响

研究了时效前的预拉伸变形量对喷射成形2195铝锂合金时效析出行为及力学性能的影响规律.结果表明:2195合金经固溶处理后直接时效,组织以 δ′(Al3Li)相+少量T1(Al2CuLi)相为主,晶界处分布着大量断续分布的颗粒析出相组织(富AlCu相及AlCuFe相).时效前的预拉伸变形在合金基体中引入的大量位错成为T1...     

预变形和过时效对AA2195铝锂合金晶粒的细化

通过金相和扫描电镜等分析手段,研究预变形和过时效对机械热处理细化AA2195铝锂合金晶粒的影响.结果表明:过时效前的预轧制变形所形成的应变区为第二相提供了均匀的形核位置,提高了第二相粒子的体积分数;与400℃单级过时效相比,预变形后采用300℃+400℃双级过时效可使第二相粒子间距由2.09μm增大到3.43μm,在轧制过程中有利于形成独立的高能应变区,为再结晶提供更多的形核位置,进一步细化、等轴化AA2195铝锂合金晶粒,最终晶粒尺寸由12.6 μm细化至8.8μm,晶粒纵横比由1.61减小至1.27.     

不同时效制度对铝锂合金力学性能与微观组织的影响

本文采用TEM、SEM、EBSD和室温拉伸测试等方法，研究了时效温度及预拉伸过程对喷射成形2195铝锂合金挤压棒组织性能的影响规律。结果表明：当时效温度低于145℃时，2195铝锂合金T6状态下基体微观组织中主要形成GP区+θ?/θ’相，而T8状态下基体微观组织中主要形成T1+θ’相，且T8状态下合金的晶界无析出带宽度相对T6状态显著降低。当时效温度增加至155℃时，2195铝锂合金T6状态下基体微观组织发生显著变化，逐渐由GP区+θ?/θ’相向T1+θ?/θ’相转变，并伴随θ?/θ’相数量的减少，而T8状态下基体微观组织由T1+θ?/θ’相转变为以T1相为主导的微观组织。3%的预拉伸增加了基体中的位错密度，可作为T1相优先形核位置，导致相同时效温度下，T8态合金的屈服强度明显高于T6态合金，但对抗拉强度的影响不明显，这是沉淀强化效果优于加工硬化效果导致的。T6状态下(165℃, 24 h)时效处理获得最佳的强塑性(抗拉强度584 MPa，屈服强度526 MPa，断后伸长率11.5%)，而T8状态下3%预拉伸+(155℃, 24 h)时效获得最佳的强塑性匹配(抗拉强度622 MPa，屈...     

一种2050铝锂合金薄板的微观组织与力学性能

通过力学性能测试和微观组织观察研究了不同热处理工艺对一种2050铝锂合金薄板力学性能和组织结构的影响。结果表明:2050铝锂合金主要强化析出相为T1相和θ′相,并可能存在少量S′相析出。在T6态(175℃)、T8态(6%预变形+155℃)时效时合金具有不同的时效析出特征;相比于T6态时效,由于时效前预变形的引入,T8态时效时合金中T1相和θ′相析出密度提高,尺寸减小,其对应的强度及延伸率均提高,T8峰时效(32 h)时σ_b、σ_(0.2)和δ分别为531MPa、488 MPa和11.4%。T8态时效(155℃/32 h)时,2%~10%预变形均可促进T1相形核,2%~6%预变形可促进θ′相形核,过大的预变形(如10%)并不能促进θ′相进一步形核,但可显著抑制θ′相长大。     

预轧制时效对2055铝锂合金组织和力学性能的影响

研究了不同预轧制变形时效对固溶态2055铝锂合金组织和力学性能的影响。结果表明,对固溶2055铝锂合金在时效前进行预轧制变形可显著缩短峰值时效时间、提高合金硬度和强度。当预轧制变形量为0、3%和10%时,2055铝锂合金分别在155℃下时效40、30和28 h达到峰值硬度（HV）,分别为207.66、215.31和220.07。10%预轧制+155℃×28 h峰时效合金的屈服强度、抗拉强度分别达到562.64 MPa和622.04 MPa,比未预轧制、3%预轧制峰时效合金分别提高了67%、21%和43%、8%,大塑性变形诱导高密度位错促进析出相大量均匀弥散析出是其力学性能提高的主要原因。     

预变形量对2219铝合金的力学性能及显微组织影响北大核心CSCD

采用维氏硬度测试、拉伸性能测试等方法研究了不同拉伸预变形量对2219铝合金在177℃时效时的力学性能影响,并利用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜观察了其微观形貌和显微组织。结果表明:合金经过预拉伸变形后晶粒伸长,时效后晶粒中析出大量的正交片状析出相,合金强度明显提高;增大预变形量可以促进过渡相θ″向θ'的转变析出,15%预拉伸样品在6 h即达到峰值时效,屈服强度和伸长率由时效前的322.9 MPa、14.0%变为368.8 MPa和9.6%;在同一时效时间,合金的强度随着预拉伸量的增加而提高,伸长率降低。     

时效和预变形对2195铝锂合金组织与性能的影响

利用透射电镜、拉伸试验等手段，研究了时效温度、时效时间和预变形量对2195铝锂合金显微组织和力学性能的影响，优化了铝锂合金的时效处理工艺。结果表明：T6态和T8态铝锂合金的硬度均会随着时效时间的延长先增加后减小，经过预变形处理后铝锂合金的峰值硬度对应的时效时间缩短；随着时效时间的延长，T6态和T8态铝锂合金的抗拉强度、屈服强度和断后伸长率的变化趋势相同，经过预变形处理的T8态(预变形量5%+175℃/36 h)铝锂合金的峰值抗拉强度、峰值屈服强度和对应断后伸长率较T6态(175℃/48h)铝锂合金分别增加了11.58%、22.97%和17.78%。T6态和T8态铝锂合金中均存在颗粒状δ′相、针状θ′相、类球形δ′/β′复合相和针状T₁相，且后者的T₁相更加细小、数量更多、分布更加均匀。2195铝锂合金适宜的时效工艺和预变形量为175℃/36 h+5%。     

重固溶-不同温度T8再时效2195铝锂合金的力学性能与显微组织演化

以5.2 mm厚度2195-T8铝锂合金为对象,进行重固溶、4.5%预变形后不同温度(145C~160℃)的T8再时效处理,研究其力学性能与晶内显微组织演化。结果表明:重固溶处理后的晶粒形态与原始2195-T8态晶粒形态一样,仍然保持为拉长的带状晶粒组织。重固溶并经4.5%预变形后,再采用适当的温度和时间进行T8时效处理,2195铝锂合金可以回复到原始T8态的显微组织和力学性能,即2195铝锂合金采用重固溶-T8再时效处理不会明显损害其力学性能。2195铝锂合金的晶内时效析出相包括T1相(Al2Cu Li)、δ′相(Al3Li)、θ′相(Al2Cu)及θ″相(Al2Cu),其中优先析出相为T1相;较低温度及较短时间时效可形成较多δ′相和θ″相;随着时效时间延长,T1相生长,θ″相转化为θ′相并减少,δ′相消失;时效温度提高可促进该转变过程,加快铝锂合金的时效响应速度。     

预拉伸对峰时效2297铝锂合金应力腐蚀性能的影响

在峰时效前对2297铝锂合金试样施加不同变形量的预拉伸,利用慢应变速率拉伸 (SSRT)、扫描电子显微镜 (SEM)、透射电镜 (TEM) 等手段,研究峰时效前不同预拉伸量对应力腐蚀敏感性的影响。结果表明,5组不同预拉伸量的样品经过峰时效处理后,预拉伸量为5%的样品应力腐蚀敏感因子为5.9%,抗应力腐蚀性能最好;预拉伸量为12.5%的样品,应力腐蚀敏感因子为41.4%,抗应力腐蚀性能最差;随着预拉伸量的增加,晶粒尺寸差逐渐减小,晶粒内部针状T₁相析出量逐渐增大,并且不断细化;T₁相的尺寸、数量以及分布的均匀性这3种因素的匹配度对合金强度及抗应力腐蚀性能有决定性的影响。     

预拉伸变形量对2050铝锂合金组织和性能的影响

通过拉伸试验、晶间腐蚀试验以及透射电镜(TEM)等方法对固溶处理后不同预拉伸变形量处理并人工时效后2050铝锂合金厚板室温拉伸性能、抗晶间腐蚀性能以及合金的微观组织形貌进行了研究。结果表明,随预拉伸变形量的增加,合金L向和LT向的屈服强度和抗拉强度逐渐增大,变形量＞4.0%后趋于平稳,伸长率逐渐降低后趋于稳定;随预拉伸变形量增加,腐蚀形貌由晶间腐蚀变为点蚀,点蚀深度逐渐减小。预拉伸变形促进了人工时效过程中晶内T₁相的弥散析出,降低了晶界处T₁相含量,因此提高了合金的强度和抗晶间腐蚀性能。预拉伸变形量为5.0%时,合金的强度和抗晶间腐蚀性能最佳。     

预变形量对2519A-T9I6铝合金力学性能和组织的影响

研究预变形量对经T9I6工艺处理的2519A铝合金组织和力学性能的影响。通过显微硬度测试、室温拉伸测试检测合金的室温力学性能,采用透射电镜(TEM)和高分辨透射电镜(HRTEM)分析合金的显微组织。结果表明:当预变形量为15%时,合金的屈服强度和抗拉强度取得最大值,分别为456.1 MPa和501.6 MPa,继续增大预变形量会导致强度下降;而合金的伸长率随着预变形量的增大而逐渐下降。2519A铝合金在T9I6工艺中强化方式主要为形变强化和析出强化;合金的形变强化效果随着预变形量的增大有增大的趋势,但提升幅度逐渐减小。预变形过程中引入的位错能够与合金在预时效阶段析出的GP区相互作用,从而改善位错分布。当预变形量增大时,基体内会发生回复作用导致位错密度减少,且后续时效过程中GP区析出被抑制,对强化相θ′相的形核产生不利影响,减弱析出强化的效果。     

低温下预变形对2195铝锂合金组织和性能的影响

通过拉伸试验、扫描电镜观察，研究了2195铝锂合金经预变形和时效处理后力学性能与试验温度的关系及其相应的微观组织的变化特点。结果表明：2195铝锂合金在低温下的力学性能有显著提高，在峰时效时，低温的拉伸性能上升了120MPa，同时延伸率略有上升，且规律性更强；相同时效制度下，随变形量的增加，抗拉强度有明显提高，延伸率先增加然后缓慢下降，但仍保持在较高水准。从综合力学性能考虑变形量控制在6％～12％的较为适宜。     

预变形量对2219铝合金的力学性能及显微组织影响

采用维氏硬度测试、拉伸性能测试等方法研究了不同拉伸预变形量对2219铝合金在177℃时效时的力学性能影响,并利用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜观察了其微观形貌和显微组织。结果表明:合金经过预拉伸变形后晶粒伸长,时效后晶粒中析出大量的正交片状析出相,合金强度明显提高;增大预变形量可以促进过渡相θ″向θ'的转变析出,15%预拉伸样品在6 h即达到峰值时效,屈服强度和伸长率由时效前的322.9 MPa、14.0%变为368.8 MPa和9.6%;在同一时效时间,合金的强度随着预拉伸量的增加而提高,伸长率降低。     

两种Ce微合金化铝锂合金形变热处理时的微观组织与拉伸性能

研究了Ce添加量分别为0.09%及0.23%的Al-4.15Cu-1.25Li-X高强铝锂合金薄板T6态时效(175℃时效)及T8态时效(5%冷轧预变形+155℃时效)时的微观组织和拉伸性能。结果表明,相比T6态时效,T8态时效时铝锂合金强度及伸长率均有所提高。T8态时效时,含0.23%Ce的铝锂合金强度及伸长率均低于Ce含量为0.09%的铝锂合金。Ce含量增加未改变铝锂合金中时效析出相的种类,主要强化相仍为T1相(Al_2CuLi)及θ'相(Al_2Cu),但其数量减少。微量Ce的添加可形成含Ce且富Cu的Al_8Cu_4Ce相粒子,这些粒子在均匀化及固溶处理时均难以完全溶解。Ce含量增加,导致固溶基体中Cu含量降低,时效时含Cu析出相T1相及θ'相含量减少,铝锂合金强度降低。     

2195铝锂合金高温慢应变速率拉伸本构模型及组织演变

对2195铝锂合金细晶薄板在温度为350～470℃、初始应变速率为0.0001～0.002 s^-1的变形条件下进行拉伸，建立应变修正的Arrhenius和含软化因子的Rosserd塑性流动本构模型，利用电子背散射衍射表征变形过程的微观组织演变。结果表明：两种方程均可以较好地描述2195铝锂合金稳态阶段的流动行为，应变修正的Arrhenius模型在变形温度为350～390℃时有一定拟合偏差，而含软化因子的Rosserd模型在470℃、0.002 s^-1的高温高应变速率条件下出现拟合偏差，其原因主要是受变形机制影响。2195铝锂合金在350～390℃时发生不连续动态再结晶，而在430～470℃时发生连续动态再结晶；变形温度的升高和变形速率的降低均可以提高2195铝锂合金动态再结晶程度，但提高变形温度的影响更显著；2195铝锂合金在390℃、0.001 s^-1变形时的最大伸长率为203%。变形温度的提高会导致晶粒粗化，降低合金的热塑性。     

预拉伸对Al-Cu-Mg-Ag合金析出相与力学性能的影响

研究时效前预拉伸对Al-Cu-Mg-Ag合金析出相和力学性能的影响。结果表明:165℃时效前的预拉伸可提高合金的峰值硬度及强度,延长峰值时效的时间;合金的主要强化相是Ω相和θ′相,预拉伸引入的位错抑制了Ω相的析出与长大,细化Ω相的尺寸,同时促进θ′相的析出;时效前未经变形时,合金出现峰值的时间是10h,对应的σb为492MPa;时效前经4%预拉伸变形后,合金出现峰值的时间是18h,对应的σb为508MPa。     

拉伸与轧制预变形对2519A铝合金组织与力学性能的影响

通过硬度测试、拉伸测试、透射电镜分析以及织构测试等手段,研究拉伸和冷轧两种不同预变形方式对2519A铝合金165℃时效后组织与力学性能的影响。结果表明:适当的变形量均使θ′相尺寸细小、密度增加,而变形量过大使θ′相分布变得较不均匀,合金强度提高不大,而塑性降低;6%拉伸预变形和7%冷轧预变形使合金板材峰值时效抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为472MPa、404MPa、15.6%和472MPa、417MPa、9.4%,二者的抗拉强度基本相同,但前者的屈服强度低、塑性高;两种预变形方式下板材织构类型相同,取向密度无明显差别;合金板材屈服强度和伸长率的差别由第二相θ′相的数量、尺寸和分布所确定。     

时效处理和挤压后预变形工艺对Mg-Gd合金组织和力学性能的影响

将挤压态Mg-4Gd合金沿挤压方向进行10%预拉伸处理,然后研究了时效处理对预变形后合金组织和力学性能的影响。结果表明:预拉伸处理产生加工硬化的同时促进了变形镁合金中灰暗过渡相及明亮平衡相的形核,时效过程加速了过渡相的形成及其向平衡相的转化。随着时效温度升高,明亮平衡相的平均尺寸增加。预拉伸试样经时效处理可提高力学性能,当时效工艺为210℃×24 h时,合金综合力学性能最佳,其硬度、屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为66.65 HV0.1、137.4 MPa、245.4 MPa和22.1%;时效温度升高使得合金的峰值硬度降低,但达到硬度峰值所需时间缩短且强度和伸长率均保持在较高水平。