新型高强2A97铝锂合金组织和性能研究

通过室温拉伸、布氏硬度试验和TEM、XRD等手段,研究了新型高强Al-Li-Cu-X合金2A97在淬火变形4%后135℃时效组织和性能的演变。结果表明：2A97合金经淬火变形后在135℃时效,随时效时间增加,抗拉强度和屈服强度先升高后降低,塑性逐渐下降,峰值时效135℃,48h的抗拉强度为577MPa,屈服强度为519MPa,伸长率为6.7%,布氏硬度值先快速升高后缓慢增加。淬火变形后时效的显微组织主要为T1（Al2CuLi）、θ′/θ″（Al2Cu）、δ′（Al3Li）和δ′/β′（Al3Zr）共生相,随时效时间增加,T1相数量和尺寸增加,δ′相数量增加,直径减小。     

固溶时效工艺对2297铝锂合金微观组织和力学性能的影响

通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和拉伸性能测试等方法系统研究固溶和时效工艺对2297铝锂合金组织和性能的影响。结果表明:实验合金较为适宜的固溶制度为((535±5)℃,1.5 h),基体中的第二相得到比较充分的溶解,同时抑制再结晶晶粒长大。T6态的主要强化相为T_1相和θ′相,T8态的主要强化相为T_1相,时效前的预变形可以促进T1相的形成,提高合金的强度峰值,缩短合金达到峰值的时间,160℃时效后,未经预变形的合金的强度峰值为392 MPa,到峰时间为48 h,变形量为7%时,合金的强度峰值最高,达到482 MPa,到峰时间为23 h。     

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%。     

时效制度对2A97铝-锂合金组织和性能的影响

通过拉伸测试和透射电镜分析,研究时效温度和时间对2A97铝锂合金组织和性能的影响。结果表明:经淬火后分别在135℃和155℃时效,随着时效温度升高,2A97合金强度升高,达到峰值强度的时间提前,延伸率降低;随着时效时间延长,合金屈服强度升高,抗拉强度则先升高而后降低,出现峰值强度,延伸率下降;当合金在155℃时效36 h,获得最佳强度和塑性匹配,抗拉强度为500 MPa,屈服强度为413 MPa,延伸率为7%;随着时效温度升高,合金组织中T1(Al2CuLi)相数量增加;135℃的过时效合金显微组织主要为θ′/θ″(Al2Cu)相和δ′(Al3Li)相,155℃的时效合金显微组织主要为T1相、θ′/θ″相和δ′相。     

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。     

含钪Al-Cu-Li-Zr合金的热处理制度

通过显微组织观察和室温拉伸实验,研究了固溶热处理制度和时效制度对含Sc的Al-Cu-Li-Zr合金拉伸力学性能与显微组织的影响。结果表明,适当提高固溶温度或延长固溶时间可以促进合金中过剩相的溶解,提高合金的强度和塑性;合金适宜的固溶-时效处理制度为530℃×1 h水淬＋160℃×40 h时效,在此条件下,合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为490MPa、416 MPa和9.8%。T1相是合金的主要时效强化相。     

2A97铝锂合金双级时效研究

通过TEM分析和常规力学性能测试,研究双级时效工艺对2A97铝锂合金组织和性能的影响,以优化合金强度和塑性匹配。结果表明:随预时效温度升高,双级时效基体由形成θ′/θ″相和δ′相为主的组织转变为形成T1相、θ″/θ′和δ′相为主的组织。135℃预时效、双级时效基体形成大量细小的θ′/θ″相和δ′相,T1数量少。晶界和亚晶界T1数量多,尺寸小,晶界和亚晶界θ′/θ″无析出带宽度窄。155℃预时效、双级时效可在基体形成以T1相为主的组织,且数量多,尺寸大,均匀分布,T1相、θ″/θ′和δ′相的联合强化作用使合金具有高的强度。     

一种新型Al-Cu-Li合金性能

设计一种新型Al-Cu-Li-Mg-Ag合金,研究热处理制度对新合金拉伸性能及裂纹扩展性能的影响,利用光学显微镜、透射电镜和扫描电镜等手段研究合金微观组织及断口形貌。结果表明:该新型铝锂合金经过540℃固溶1 h,(12%+RT/120 h+145℃/20 h)双级时效热处理后获得良好的综合性能:抗拉强度σ_b=443 MPa,屈服强度σ_(0.2)=397 MPa,延伸率δ=16.5%,裂纹扩展速率da/dn≈1.34×10~(-3) mm/cycle(△K=30 MPa·m~(1/2))。双级时效态下析出大量细小均匀的T_1相,在保证合金强度的同时,提高合金的抗疲劳裂纹扩展性能。T_8态下析出相对粗大的T_1相,θ′相和极少量的S′相,合金强度达到项目要求,抗疲劳裂纹扩展性能较差。T_3态下析出相数量少,合金强度不满足项目指标。     

强变形工艺对2519A铝合金组织与性能的影响

通过硬度测试、拉伸性能测试、透射电镜观察等分析手段研究了不同强变形工艺下2519A铝合金的力学性能与微观组织。结果表明,经50%的冷轧变形和165 ℃人工时效后,2519A合金的力学性能明显提高,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为522 MPa、468 MPa和8.5%。而在冷变形前添加165 ℃×2 h预时效处理,合金的力学性能进一步提高,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达到535 MPa、497 MPa和8%。预时效处理可以提高合金中θ′相的密度,使析出相分布更加均匀,有助于提高合金的力学性能。     

时效处理对挤压成型2195铝锂合金组织和力学性能的影响

研究了热处理对挤压态2195铝锂合金组织和力学性能的影响。结果表明,固溶处理和人工时效处理对挤压合金的力学性能有显著的增强作用,这与析出相的类型、尺寸、数量密度和分布有关。2195铝锂合金在时效过程中的析出顺序为过饱和固溶体(SSSS)→GP区+δ′/β′(Al₃(Li,Zr))→δ′+θ′(Al₂Cu) +T₁ (Al₂CuLi)→θ′+T₁;其中T₁相在析出强化中起主导作用。2195铝锂合金经过525 ℃×60 min固溶后在170 ℃人工时效的峰时效时间是36 h,此时抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为579 MPa、537 MPa和5.5%。     

形变热处理对高强导电弹性Cu-Zn-Ni-Al合金组织性能的影响

研究了固溶-冷变形-时效处理对高强导电弹性Cu-Zn-Ni-Al合金力学性能、导电率和显微组织的影响.结果表明,经固溶与冷变形处理后进行时效热处理,合金的抗拉强度、屈服强度和电导率都大幅度提高.825℃×1h固溶+80％冷轧变形+450℃×1h时效处理是Cu-Zn-Ni-Al合金综合性能较好的热处理工艺,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为1065、1017MPa和2.0％;最佳导电率可达38.1％IACS.合金的微观组织为固溶体和弥散相颗粒(主要是γ'相),析出强化是合金强化的主要原因.     

高强Al-Cu-Li-X铝锂合金形变热处理

采用拉伸试验、透射电镜和扫描电镜等手段,研究了淬火后形变时效对新型高强Al-Cu—Li—X铝锂合金2A97组织和性能的影响。结果表明：淬火后立即预变形引入的位错和随后双级时效过程形成的位错环增加基体T1相和θ’相数量,并使T1相细化,分布更均匀。双级时效合金θ’相、δ’相和T1相组成的混合组织强度低于单级时效以T1相为主强化的组织,但塑性高于单级时效。淬火变形后双级时效100℃,8h＋145℃,12h处理合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为553．5MPa,494．5MPa和10．4％,形变时效处理在一定程度上改善了合金的强塑性匹配。     

热处理对挤压Mg-5.5Zn-1.7Nd-0.7Cd-0.5Zr镁合金组织和性能的影响

采用光学显微镜及透射电镜研究了挤压变形Mg-5.5Zn-1.7Nd-0.7Cd-0.5Zr镁合金在不同热处理条件下的组织和性能。结果表明,经T6(固溶420℃×20h+时效200℃×20h)处理后,合金的抗拉强度和屈服强度低于挤压态,而经过T5(时效120℃×15h)处理后,高于挤压态;在T5工艺条件下,合金具有较好的力学性能,其抗拉强度σb=349MPa,屈服强度σ0.2=315MPa,伸长率δ=13%。     

热处理对8%预变形2219铝合金组织与性能的影响

将固溶处理后的2219铝合金经8%预变形,再分别进行163、170、177和184℃下的时效处理。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和拉伸试验等分析手段,研究了形变热处理(TMT)后2219铝合金的显微组织和力学性能。结果表明:合金经预变形后晶粒沿着拉伸方向发生了明显的延伸。形变热处理使合金的强度大幅提高,伸长率有所下降。经177℃×6 h时效,合金达到最佳的综合力学性能,抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为450 MPa、376 MPa和14.4%。时效前期大量θ″相和少量弥散分布的θ'相使合金的强度快速增加,随着基体内析出相不断向稳定的θ相转变,合金的强度逐渐下降。此外,预变形引入的大量位错以及晶界无沉淀析出带(PFZ)的宽度也会影响合金的力学性能。     

形变热处理对Cu．0．1wt％Fe-0．03wt％P合金组织和性能的影响

研究了固溶-预冷变形-时效处理对Cu-0.1wt?-0.03wt%P引线框架铜合金导电率、强度、显微组织的影响.结果表明,在线固溶处理的合金最终处理态析出相密度较大,强度和电导率高;相同固溶处理和相同时效条件下,增加冷轧变形量,合金抗拉强度和伸长率下降,屈服强度则先降低后升高,电导率则随冷轧变形量增加单调升高.合金热轧后在线固溶-95%冷轧变形-500 ℃×2 h时效处理是比较好的工艺,在此条件下,合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率和电导率分别为258 MPa、192 MPa、22.5%和86.0%IACS,合金的显微组织为固溶体和弥散相颗粒(主要是Fe3P和Fe2P),尺度在几到几十纳米之间.析出强化和亚结构强化是合金强化的主要原因.     

形变热处理对Cu-0.1wt%Fe-0.03wt%P合金组织和性能的影响

研究了固溶-预冷变形-时效处理对Cu-0.1wt?-0.03wt%P引线框架铜合金导电率、强度、显微组织的影响.结果表明,在线固溶处理的合金最终处理态析出相密度较大,强度和电导率高;相同固溶处理和相同时效条件下,增加冷轧变形量,合金抗拉强度和伸长率下降,屈服强度则先降低后升高,电导率则随冷轧变形量增加单调升高.合金热轧后在线固溶-95%冷轧变形-500 ℃×2 h时效处理是比较好的工艺,在此条件下,合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率和电导率分别为258 MPa、192 MPa、22.5%和86.0%IACS,合金的显微组织为固溶体和弥散相颗粒(主要是Fe3P和Fe2P),尺度在几到几十纳米之间.析出强化和亚结构强化是合金强化的主要原因.     

2198铝锂合金对时效温度敏感性及其析出行为

通过拉伸测试和透射电镜分析,研究了不同时效温度下2198铝锂合金组织和性能的变化。结果发现:在峰时效之前的小温度区间内,2198铝锂合金对时效温度非常敏感,经淬火变形后在150~170℃下时效14 h,随温度的升高,强化效果显著增加,延伸率降低;观察到的2198合金的析出相相主要是δ′、θ′、β′/δ′、T1、σ相。不同时效温度下得到的析出相的种类和形貌不同,160℃以下时效,析出相以δ′、θ′、β′/δ′为主,160℃以上,以T1、σ相的为主,多种相复合强化。时效过程中析出相的种类和含量的变化是该合金力学性能对时效温度敏感的本质原因。     

时效制度对新型Al-Cu-Li合金组织与性能的影响

通过力学性能测试和显微组织观察研究一种新型Al-Cu-Li合金在不同时效制度下组织和性能之间的关系。结果表明:该合金具有强度高、各向异性小、热稳定性好等特点;该合金在T6和T8状态下强化相均为T1相和θ′相,其中T1相起主要作用;时效前的预变形促进T1相析出,显著提高合金强度,变形量控制在5%左右时,合金具有最好的强塑性匹配,抗拉强度达623.6 MPa,伸长率为10.2%;固溶淬火后进行先低温后高温的双级时效制度并未提高合金强度,但稍微提高了合金塑性;合金在T6、T8状态下强度各向异性均保持在5%以下;该合金在不高于150℃热暴露时,表现出良好的热稳定性,但高于150℃热暴露时,T1相粗化,热稳定性降低。     

热处理工艺对含Er压铸Al-Si-Mg合金组织及性能的影响

以含Er的压铸Al-Si-Mg合金为研究对象,通过拉伸性能测试、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)及透射电镜(TEM)分析及定量统计,分析研究了不同固溶、时效工艺对合金组织及性能的影响。结果表明:双级固溶有利于一次相回溶至基体,使合金的塑性提高;固溶温度、时间的提高能够增加固溶到基体中的溶质原子和一次相的数量。Al-Si-Mg合金峰时效时,主要的强化相为β″、β′相,β′相主要表现为长条状及“T”字形。当热处理工艺为(280 ℃×3 h+530 ℃×3 h)固溶+170 ℃×3 h时效时,合金的伸长率达8.5%,具有高塑性; 热处理工艺为(280 ℃×3 h+540 ℃×10 h)固溶+170 ℃×10 h时效时,合金的抗拉强度为344 MPa,屈服强度为312 MPa,合金具有高强度。     

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。