As-cast microstructure of Al-Zn-Mg and Al-Zn-Mg-Cu alloys added erbium

1 INTRODUCTIONMany researches show that the properties ofaluminum and its alloys can be remarkablyi mproved withreasonable rare earth additions .Theactions of rare earth elements in the aluminumalloys consist in alterant-agent , micro-alloying andso on[1 3].By far element scandiumis the most ef-fective rare earth element which i mproves thealuminum alloys properties[4 6]. However , theprice of scandiumis very high.Therefore ,it s veryessential to find a new rare earth element , whichacts …     

预变形对Al-Zn-Mg铝合金组织及力学性能的影响

系统研究了预变形温度对Al-Zn-Mg铝合金微观组织结构及力学性能的影响。运用光学显微镜和透射电镜观察了微观组织,扫描电镜表征了拉伸断口形貌,X射线衍射仪测试了宏观织构构成,万能拉伸试验机测试了力学性能。结果表明,在400 ℃的热轧温度下,力学性能指标最佳,屈服强度和抗拉强度分别达到325 MPa和455 MPa,伸长率达到14%。不同热轧温度下的拉伸试样断口均呈现为韧性断裂,断口处均存在数量和尺寸不一的韧窝。400 ℃热轧变形温度下,晶粒内部的位错缠结消失,形成了晶界附近规则排列的位错墙;450 ℃时,晶内的位错消失,主要为再结晶晶粒。在350 ℃和400 ℃热轧变形温度下,织构中存在明显的剪切织构,包括旋转立方织构{001}<110>和黄铜R织构{111}<112>和{111}<110>。450 ℃热轧变形温度下,出现明显的再结晶织构Cube_ND {001}<310>。     

复合添加Cr、Mn、Zr对Al-Zn-Mg合金组织和性能的影响

通过光学显微镜、扫描电镜、透射电镜观察以及拉伸试验等手段,研究Cr、Mn、Zr微合金元素对Al-Zn-Mg合金组织和性能的影响。结果表明:复合添加Zr、Mn、Cr在基体上析出大量不规则的、直径为10~20 nm与基体共格的(Al,Cr)₃Zr粒子。(Al,Cr)₃Zr粒子弥散相能强烈钉扎位错、阻碍位错和亚晶界迁移,显著抑制再结晶和晶粒长大。复合添加Zr、Mn、Cr的Al-Zn-Mg合金的抗拉强度和规定塑性延伸强度分别提高34 MPa、19 MPa,具有较好的加工性能和力学性能。     

Solidification path calculations of Al-Zn-Mg alloys in Al-rich corner

The solidification paths of Al-Zn-Mg alloys in the Al-rich corner were investigated. The thermodynamic data for the calculation are obtained by direct coupling with the CALPHAD software Thermo-Calc via its TQ6-interface and the COST2 database. The influences of the initial compositions and the extent of solid back diffusion on the solidification path were numerically investigated by sample calculation of the ternary Al-Zn-Mg alloys. The calculation results of solidification paths of the selected alloys: Al-Zn-3 Mg(in wt.%), Al-5 Zn-10 Mg, Al-2.5Zn-15Mg, Al-10Zn-20.5 Mg, Al-8Zn-25 Mg, were: L→(L+α-Al), L→(L+α-Al)→(L+α-Al+TAU), L→(L+α-Al)→(L+α-Al+Al Mg_β), L→(L+α-Al)→(L+α-Al+TAU)→(L+α-Al+TAU+Al Mg_β), L→(L+α-Al)→(L+α-Al+Al Mg_β)→(L+α-Al+TAU+Al Mg_β), respectively. The results show that the initial compositions and the extent of solid back diffusion have a great influence on solidification path, and the amounts of eutectic phase increase with the decrease of the solid back diffusion coefficient. The equilibrium solute partition coefficients for Zn and Mg in alloys are also calculated and their influence on micro-segregation in the primary solidification of Al-5Zn-10 Mg alloy is analyzed.     

高温预析出对Al-Zn-Mg铝合金组织、力学性能和应力腐蚀性能的影响

研究了近固溶度高温预析出工艺对抗应力腐蚀性能较差的中强可焊7A52和仿7039合金的组织、时效硬化和应力腐蚀性能的影响.显微组织观察、力学性能分析及应力腐蚀性能测试结果表明:近固溶度高温预析出处理可使合金在晶界形成不连续的析出相;在保持合金强度、塑性的同时,预析出可提高抗应力腐蚀性能,但预析出温度过低,合金强度呈下降趋势;固溶后于400℃预析出处理在峰值时效状态下可使7A52铝合金强度和抗应力腐蚀性能得到最佳组合,抗应力腐蚀性能达到三级时效后的效果.     

一种Al-Zn-Mg合金板材焊缝裂纹的原因分析及预防措施

Al-Zn-Mg合金板材在使用加工中焊接时焊缝处出现裂纹,分析了裂纹产生的原因,确认裂纹缺陷是因铸锭内部组织中存在粗大金属化合物聚集,该粗大化合物在板材轧制变形过程中产生分层所致.并从合金的元素含量、熔铸温度、搅拌方式、在线过滤等方面提出了避免该类缺陷的措施.     

Al-Zn-Mg-Cu系铝合金抗剥落腐蚀性能研究

通过观察经剥落腐蚀试验的Al-Zn-Mg-Cu系铝合金试样显微组织,研究了不同成分、热处理及轧制工艺对Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的抗剥落腐蚀（EC）性能的影响。结果表明,添加稀土元素Ce的试样抗剥蚀性能低于未添加的合金试样;经过回归再时效处理（RRA）的合金试样抗剥蚀性能优于峰值时效（T6）的合金试样;随着成品冷轧总压下率的增加,合金抗剥蚀性能呈先下降再略上升的趋势,其中10%的成品冷轧总压下率的合金试样抗剥蚀性能最优。     

电解加钛与熔配加钛对工业纯铝晶粒细化的作用

对比研究了电解加钛,以Al-Ti和Al-Ti-B中间合金方式向工业纯铝熔配加钛以及向电解低钛铝合金中再熔配加Al-B中间合金的细化效果.结果表明,不同加钛方式对纯铝都有较强的细化作用; 在钛含量相同的条件下,电解加钛的晶粒细化能力明显高于熔配加Al-Ti中间合金的; 钛含量较低时,熔配加Al-Ti-B中间合金的细化效果略好于电解加钛的,钛含量较高时,二者的细化能力相当.向电解生产的低钛铝合金中再熔配加入Al-B中间合金,可明显改善晶粒细化效果,尤其在较低的钛含量时表现得非常明显.     

Er、Zr微合金化对Al-Zn-Mg合金组织及性能的影响

研究了Er、Zr元素的添加对Al-Zn-Mg合金的微观组织、力学性能和腐蚀性能的影响。结果表明,Er、Zr元素的复合添加可以使合金的硬度、强度以及抗腐蚀性能有明显提高。Er、Zr元素的添加形成了弥散分布的纳米级Al₃(Er, Zr)析出相,阻碍位错运动和晶界迁移,使合金的强度得到明显提高。另外,Er元素的添加使合金的晶粒细化,既提高了强度也保证了一定的伸长率,还使合金具有良好的抗剥落腐蚀性能。     

稀土Y含量对Mg-Al合金组织细化的影响

通过合金制备、金相显微镜和扫描电镜等方法研究了稀土元素Y对Mg-Al合金组织细化的影响。结果表明,适量Y的加入能明显细化基体晶粒,使β相分布更为弥散,Y的加入还使基体中出现点状新相Al2Y。冷速为200℃/min时,Mg-5Al和Mg-7Al合金中加入0.5%Y时的组织和成分更均匀,细化效果最好,晶粒直径分别由92.64μm、82.40μm变为52.83μm、39.47μm,β相含量由11.91%、12.17%变为8.29%、8.81%,合金硬度从50.1 HV5和52.8 HV5升高到56.4HV5和62.2 HV5;随着Y含量的进一步增多,合金又开始呈粗化趋势。在同样的冷速和变质条件下,Mg-7Al合金比Mg-5Al合金晶粒更细,变质效果也更好。     

含钪Al-Cu合金的显微组织

采用硬度测试、金相观察、扫描电镜和透射电镜测试及能谱分析的方法,研究了稀土元素Sc含量对Al-4Cu合金组织的影响.结果表明:Sc可显著细化Al-Cu合金的网胞组织,减小枝晶间距,细化合金的晶粒组织,提高合金的显微硬度,提高幅度最约70%;将Sc添加到Al-4Cu合金中,当w(Sc)≈0.3%时,Sc除部分固溶于基体外,大部分与Al形成Al3Sc相,其与基体的共格或半共格界面促进了θ′(CuAl2)的析出;当w(Sc)＞0.3%时,Sc除部分固溶和形成Al3Sc外,还与Al、Cu元素作用形成W(AlCuSc)相,降低Cu在α(Al)中的固溶度,减少Al2Cu(θ′)相的生成,从而降低了合金的性能.     

Effect of trace rare earth element Er on Al-Zn-Mg alloy

1 Introduction Remarkable effects of rear-earth elements on aluminium alloys, such as eliminating impurities, purifying melt, refining as-cast structure, retarding recrystallization and refining precipitated phases, have been widely researched for a long…     

Er对Al-Zn-Mg合金微观组织与摩擦性能的影响

采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、透射电镜(TEM)和材料表面综合测试仪研究了Er对Al-Zn-Mg合金微观组织和力学性能的影响,并研究其在不同载荷下的摩擦磨损行为。结果表明,添加Er后合金伸长率提高约30%,晶粒尺寸明显细化,平均晶粒尺寸减小约68%。合金在摩擦过程中经历了摩擦副磨合和稳定磨损两个阶段,随着载荷的增大,摩擦因数曲线波动增大。O在摩擦层大量富集,证明了氧化磨损机制的存在。加载载荷为30 N时为磨粒磨损、疲劳磨损以及粘着磨损混合作用机制;加载载荷为70 N时磨粒磨损加剧并伴随疲劳磨损,且添加Er可以降低合金表面的剥落趋势,从而减少磨损。     

时效工艺对Al-Zn-Mg-Cu铝合金组织与性能的影响

向Al-Zn-Mg-Cu合金中添加0.22%的过渡族元素Ti,通过一级时效、二级时效与三级时效工艺处理,研究了时效工艺对含Ti铝合金的组织与性能的影响。利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、微控万能试验机、显微硬度计等测试合金铸态组织及相析出分布形态、时效后力学性能与断口形貌等。结果表明:添加Ti元素可以细化晶粒、改善枝晶偏析并强化合金;一级时效态合金具有最高强度586 MPa,三级时效态合金具有最大硬度与最长伸长率,强度与一级时效态相当,分别为183.2 HV0.1、8.8%和579 MPa。三级时效对合金的力学性能提高最显著。     

Mg含量对Al-Zn-Mg铝合金组织及性能的影响

通过改变镁的含量,设计了4种不同成分的Al-6.0Zn-xMg合金。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、差式扫描量热分析仪(DSC)、硬度、导电率以及室温拉伸等分析测试方法,研究了Mg含量对Al-Zn-Mg合金铸态、均匀化态组织性能及T6态力学性能的影响。结果表明:4种铸态合金组织晶界附近存在大量共晶网状结构与链状第二相,主要为α(Al)+三元T(AlZnMg)相,合金中还存在少量的Al₃(Zr,Ti)相和富铁相,提高Mg含量会使合金组织中的非平衡共晶相增加。合金均匀化处理后空冷,基体内有大量细小弥散的针状η(MgZn₂)相析出,且随着Mg含量的提高,这种针状η(MgZn₂)相的析出数量也逐渐增多。随着Mg含量增加,硬度逐渐增加,导电率逐渐下降,且均匀化态合金的硬度及导电率比铸态的高。4种T6态合金中Al-6.0Zn-2Mg合金的综合力学性能最佳。     

高能喷丸处理对Al-Zn-Mg合金的组织和力学性能的影响

采用透射电镜(TEM)、光学显微镜(OM)、显微硬度计和微力材料试验机等研究了 Al-Zn-Mg合金高能喷丸处理后的表层显微组织和力学性能.结果表明:经高能喷丸处理后,在距离Al-Zn-Mg合金表面约20 μm深度范围内形成了随机取向的等轴纳米晶层,表面层的结构特征尺寸随层深的增大呈梯度变化,无明显界面;由于细晶强化作...     

均匀化处理对挤压态Al-4Si(-0.2Er)合金显微组织及性能的影响

为改变Al-Si合金中第二相的尺寸、形貌及分布,改善合金的电学和力学性能,选用稀土元素Er作为合金化元素,制备了Al-4Si、Al-4Si-0.2Er合金,探究了稀土Er及均匀化处理对挤压态Al-4Si、Al-4Si-0.2Er合金显微组织及电学、力学性能的影响。结果表明:稀土Er有利于促进固溶态Si的析出且形成新相ErSi₂,增加了合金中第二相数量,弥散强化效果明显,提高了合金的力学性能,且导电率保持稳定。均匀化处理工艺为540 ℃×1 h炉冷的Al-4Si-0.2Er合金综合性能较强,均匀化处理促进了第二相的析出,同时减小了第二相尺寸,使其以颗粒状弥散分布,Al-4Si-0.2Er合金的导电率由挤压态的51.61%IACS提高至56.44%IACS,提高了9.4%,炉冷过程导致了合金的力学性能略有下降,抗拉强度为87.80 MPa,伸长率为35.9%,硬度为36.00 HV0.3。     

Al-Zn-Mg合金板淬火时效工艺研究

试验研究了Al-Zn-Mg合金板淬火温度、人工时效温度及时间与组织性能的关系,确定了此合金板材的淬火、时效生产制度:淬火温度(472±2)℃;人工时效温度及时间:(120±5)℃24 h.     

高温预析出对Al-Zn-Mg合金板材应力腐蚀断裂的影响

研究了高温预析出对7A52合金组织、时效硬化和应力腐蚀断裂的影响。结果表明：高温预析出处理在保持7A52合金强度、塑性的同时，可提高合金抗应力腐蚀性能。480℃固溶处理条件下，经过预析出处理后，合金应力腐蚀开裂界限应力强度因子局KISCC由7．6MPa．m^1/2。提高至9．1MPa．m^1/2，475℃固溶处理条件下，经过预析出处理后，KISCC由8．9MPa．m^1/2。提高至11．1MPa．m^1/2;未经预析出处理的7A52合金应力腐蚀断裂区发生严重的阳极溶解腐蚀，晶界和亚晶界均发生断裂，经高温预析出处理后，应力腐蚀裂纹仅沿平行晶界扩展；高温预析出处理使晶界析出相粗化显著、离散度增大且晶界析出相Cu含量提高，这是合金抗应力腐蚀性能得到显著改善的重要原因。     

添加稀土Er于熔剂中对铸态AZ91镁合金组织与性能的影响

研究了熔炼时在熔剂(42%MnCl2 53%LiCl 5?F2,质量分数,%)中添加稀土Er对铸态AZ91镁合金显微组织、力学性能、断口形貌以及腐蚀行为的影响。结果表明:在熔剂中添加稀土Er能够去除镁合金熔炼过程中产生的熔剂夹杂,净化镁合金熔体,提高铸态AZ91镁合金的拉伸性能和耐腐蚀性能;当熔剂中添加10%的稀土Er时,镁合金的抗拉强度σb和伸长率δ分别从156MPa和1.8%上升到最大值220MPa和4.1%;同时,镁合金在5%NaCl水溶液中的腐蚀速率从1.20mg/(cm2.d)下降到最小值0.15mg/(cm2.d);然而,随着稀土Er在熔剂中添加量的进一步提高,合金中开始有φ-(Al7ErMn5)和τ-(Al66.7Mg23.3Er10)等含有稀土Er的相生成,消耗了合金中的Al和Mn元素,改变了β-(Mg17Al12)相的形态;而且沿枝晶界附近分布的粗大φ-(Al7ErMn5)相降低了枝晶之间的结合力,使得合金的σb和δ下降;同时,部分网状的β-(Mg17Al12)相断裂,呈离散的块状,导致合金的腐蚀速率增加;熔剂中添加稀土Er不改变镁合金的断裂机理,断裂机制仍为准解理断裂。