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。     

时效处理对新型Al-Cu-Li合金组织与性能的影响

通过常温拉伸试验和TEM观察,研究了时效处理工艺对新型Al-Cu-Li合金微观组织和力学性能的影响.结果表明,时效温度和时效时间对Al-Cu-Li合金的组织性能均产生较大的影响,其中时效温度的影响更为明显.时效前的预变形可促进T1相非均匀形核,使T1相细化,加强T1相对合金的沉淀强化效果,阻止σ相的形成,改善合金的组织,使合金的力学性能得到显著提高.该合金T6态最佳时效制度为:520 ℃×2 h 165 ℃×48 h;T8态最佳时效制度为:520 ℃×2 h (4%～6%)预变形 135 ℃×48 h.     

分级时效对新型Al-Cu-Li合金组织与性能的影响

通过力学性能和显微组织检测分析,研究了分级时效工艺对新型Al-Cu-Li合金组织与性能的影响。结果表明：经先高温后低温的双级时效处理和先低温后高温再低温的三级时效工艺处理的合金强度均比T6态的高,但比T8态的稍低;对于先高温后低温的双级时效制度,合金在165℃高温时效析出了δ′、θ′、T1相和σ相,然后,在130℃二次时效后析出大量细小弥散针状强化相,从而提高了合金的强度;对于先低温后高温再低温的三级时效工艺制度,在150℃预时效形成GP区和过渡相,从而在165℃时效析出了较多的第二相,经130℃的第三级时效后析出了细小的第二相,从而使合金具有较好的综合力学性能。     

稀土Ce对新型Al-Cu-Li合金力学性能与组织的影响

对一种含有不同量微量Cerium的新型高Cu/Li比的Al-Cu-Li合金经过T6和T8热处理后的硬度和拉伸性能进行了测试,同时对该合金峰时效的显微组织进行了观察。结果表明:随着含Cerium量的增加,立方相和T1相的数量均在增加,θ′相数量减少。主要因为微量Cerium加入后,Cerium会以固溶态的形式存在,如果分布于{100}面和{111}面,将会有利于立方相和T1相的析出;同时,微量Cerium的加入抑制了Cu原子的扩散、GP的形成和最终θ′相的析出;T8态时,θ′相和T1相存在竞争析出关系,随Cerium含量的增加,T1相与θ′相的相对含量比会增加。利用IPP软件对T6态峰时效的各析出相的单位面积数密度,以及θ′相和T1相的尺寸分布进行了统计。统计发现:随Cerium含量的增加,总的形核点在增加;2#(0.15%Ce)合金θ′相尺寸比1#(0%Ce)合金更加均匀,这是因为1#合金中的θ′相与立方相之间存在竞争析出关系;3#(0.3%Ce)合金T1相尺寸比2#(0.15%Ce)合金更均匀,据此分析认为,时效初期3#合金比2#合金T1相形核点更多,可以推断,时效16 h时,2#合金的立方相发生了溶解,同时,T1相出现二次析出和快速生长。     

热处理制度对TA15合金组织与性能的影响

研究了不同热处理制度对TA15钛合金显微组织和性能的影响。结果表明:两相区热处理时,获得了双态和等轴组织;β相区热处理,获得了魏氏组织,冷却速率决定了α片层和α集束的尺寸。魏氏组织的拉伸强度水平与双态/轴组织相当,断裂韧度较高,疲劳裂纹扩展速率较低,塑性有所降低。β相区空冷所得魏氏组织,具有中等强度水平,但断裂韧度较高,抗疲劳裂纹扩展性能最好。     

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。     

Ce和Zr对新型Al-Cu-Li合金力学性能与组织的影响

本文通过微观观察和拉伸测试的手段,对比研究了在一种高Cu/Li比的新型Al–5.8wt%Cu–1.3wt%Li合金中分别加入Ce, Zr或者两者共同添加对其合金的微观组织与力学性能的影响。微观观察表明：当Ce和Zr共同添加合金与单一添加Ce或者Zr的合金比较,金属间化物弥散体由粗大的多边形颗粒转变成无规则的细小粒子,相应的拉伸断口断裂模式由脆性的沿晶断裂向塑性穿晶断裂转变。进一步微观分析表明：Ce的添加促进了Al-Cu-Li合金中主要强化相T₁的析出。Ce和Zr共同添加合金与单一添加Ce合金相比,由于相对较少的Cu被束缚在尺寸较小的AlCuCe弥散体中,该合金基体中的Cu过饱和度在固溶淬火后相对更高。因此,Al-Cu-Li-Ce-Zr合金与Al-Cu-Li-Ce合金相比较其析出相种类向T₁转变,尺寸变得更小,晶粒更加细化导致了该合金在峰时效时抗拉强度,屈服强度分别相对提高了19.6%和16.1%并具有与之相当的延伸率。     

热处理制度对GH2132合金组织性能的影响

研究了不同热处理制度对GH2132合金组织和性能的影响。采用Thermo-Calc软件对GH2132合金中析出的平衡相进行热力学模拟,以及电子显微镜观察热处理前后合金中微观形貌以及相。结果表明,热处理过程中时效温度对合金中γ'相的析出及分布具有重要影响,固溶处理可以调整合金的晶粒尺寸。随时效温度升高,合金中主要强化相γ'相尺寸及数量均增加,从而增加了合金的抗拉强度和屈服强度。     

热处理制度对Cu-Ni-Cr合金组织和性能的影响

采用中频熔炼-铁模铸造-热轧-固溶-冷轧-时效处理工艺,制备了Cu-Ni-Cr合金板材.通过拉伸力学性能测试、电导率测试、金相和透射电子显微镜观察,研究了不同热处理制度对该合金组织和性能的影响.结果表明,合金的高强度主要来源于预冷变形和时效过程中引起的亚结构强化和从过饱和固溶体中析出Cr粒子引起的析出强化.时效前的预冷变形,大大提高了合金的强度,而电导率只是稍有下降.该合金较好的热处理制度为时效前进行50%的冷变形,然后在450 ℃条件下保温4 h,在此工艺条件下,该合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率、电导率分别为415 MPa、368 MPa、13.2%、23.89 MS/m     

Ce对高强Al-Cu-Li合金组织及拉伸性能的影响

采用金相显微镜、透射电镜、扫描电镜及拉伸性能在测试研究0.11%Ce(质量分数)添加对一种Al-Cu-Li系高强铝锂合金薄板T8态时效(5%冷轧预变形+155℃时效)组织和力学性能的影响。结果表明:0.11%Ce添加明显降低合金强度,但伸长率略有增加。微量Ce添加可细化铸态晶粒组织及固溶再结晶晶粒组织;而且微量Ce添加未改变铝锂合金中时效析出相的种类,主要强化相仍然为T1相(Al_2CuLi)及θ′相(Al_2Cu),但其数量减少。铝锂合金中添加微量Ce,凝固时可形成含Ce且富Cu的Al_8Cu_4Ce相粒子,在后续均匀化及固溶处理时均难以完全溶解,导致固溶基体中的Cu含量降低,时效时含Cu析出相T1相及θ′相含量减少,合金强度降低。     

热处理对新型Al-Mg-Si合金微观组织及性能的影响

对4种通过热力学计算优化选出的Al-Mg-Si合金进行了电磁搅拌及热处理试验研究。通过微观组织和性能的分析比较发现,电磁搅拌能显著改善合金的显微组织结构,为后续的热处理提供有利的显微组织条件,进而增强合金的时效强化效果,改善合金的塑性。同时发现,Mg、Si含量对合金的显微组织和性能具有不同的影响,这与合金不同的平衡凝固过程有关。该试验研究为进一步优化适合半固态成形的低成本高性能铝合金提供了依据。     

热处理对新型Al-Mg-Si合金微观组织及性能的影响

对4种通过热力学计算优化选出的Al-Mg-Si合金进行了电磁搅拌及热处理试验研究。通过微观组织和性能的分析比较发现，电磁搅拌能显著改善合金的显微组织结构，为后续的热处理提供有利的显微组织条件，进而增强合金的时效强化效果，改善合金的塑性。同时发现，Mg、Si含量对合金的显微组织和性能具有不同的影响。这与合金不同的平衡凝固过程有关。该试验研究为进一步优化适合半固态成形的低成本高性能铝合金提供了依据。     

时效制度对新型Al-Zn-Mg-Cu合金组织与性能的影响

采用X射线衍射、金相和扫描电镜等手段,结合力学性能检测和电导率测定,研究了单级时效和双级时效处理对铸态新型Al-Zn-Mg-Cu合金微观组织和综合性能的影响。结果表明:随时效温度的升高和时效时间的延长,晶粒尺寸缓慢增大,电导率逐渐增加。铸态新型Al-Zn-Mg-Cu合金最佳的单级时效工艺为135 ℃×12 h,此时合金的硬度为231.8 HV0.2、抗拉强度为568 MPa、伸长率为2.8%、电导率为33.7%IACS;最佳的第二级时效制度为155 ℃×4 h,此时合金的硬度为216.9 HV0.2、抗拉强度为558.7 MPa、伸长率为4.1%、电导率为35.2%IACS。     

热处理对Mg-Y-Nd-Gd-Zr合金组织与性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、硬度计和电子拉伸机等研究了不同温度、不同时间的固溶和时效热处理对Mg-Y-NdGd-Zr合金组织和性能的影响。结果表明,随着固溶处理温度升高和时间延长,Mg-Y-Nd-Gd-Zr镁合金晶内化合物减少,晶粒尺寸增大,520℃×8 h的固溶处理工艺最佳。时效时,弥散细小的化合物均匀析出,随着温度升高和时间延长,析出相数量越来越多,合金的组织和力学性能得到进一步改善。经520℃×8 h固溶处理再进行225℃×16 h时效处理后,合金抗拉强度可达到272 MPa,硬度(HV)值达到78左右。     

热处理对Mg-Zn-Sr合金组织与性能的影响

研究了少量Sr(0、0.2%、0.5%、1.0%)的加入对铸态Mg-4Zn合金组织和力学性能的影响,以及热处理对Mg-Zn-Sr合金显微组织与力学性能的影响。结果表明,添加0.5%Sr的铸态合金具有最佳的力学性能,其抗拉强度为161 MPa,屈服强度为82 MPa,伸长率为10.30%。合金经过440℃×18 h固溶处理后,第二相基本固溶进基体中,其抗拉强度为192 MPa,屈服强度为99 MPa,伸长率为14.77%。随着时效时间的增加,MgZn相数量增加,且弥散分布,时效8 h,合金性能较好,其抗拉强度为223 MPa,屈服强度为118 MPa,伸长率为12.06%。时效12 h,Mg_(17)Sr_2相开始大量析出,影响合金性能。     

热处理对Cu-Cr-Zr-Ni-Si-B合金组织与性能的影响

向Cu-Cr-Zr合金中添加Ni、Si、B元素制备Cu-Cr-Zr-Ni-Si-B合金,研究热处理对Cu-0.6Cr-0.15Zr-2.8Ni-0.7Si-0.06B合金显微组织、电导率和硬度的影响。结果表明：合金铸态组织为粗大的柱状晶,基体内部弥散分布着大量粗大过剩相;固溶处理后,过剩相基本溶解,晶粒明显长大;时效析出颗粒主要有Ni2Si、CrSi2、Cr3B4等化合物。随固溶温度的升高,合金硬度及电导率均快速下降,最低达到105.10 HV0.2、18.77%IACS。时效处理后,合金电导率、硬度都有大幅提升。经960 ℃×2 h固溶＋550 ℃×1 h时效后,硬度达到256.32 HV0.2,导电率达到39.7%IACS,软化温度达到575 ℃。     

热处理对Mg-Nd-Zr合金组织与性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜和硬度测试等手段,研究了固溶和时效热处理对Mg-Nd-Zr合金组织和性能的影响。结果表明,合金经460~520℃固溶处理后,随着固溶温度的升高和保温时间的延长,铸态组织中晶界上的化合物逐渐溶解,当固溶温度过高和保温时间过长时,晶粒长大。合金经490℃×8h固溶处理后时效,随着时效时间的延长,固溶时残留的第二相逐渐溶解,均匀析出第二相,合金硬度逐渐增大,达到峰值后进入过时效阶段,析出的第二相变大,硬度值下降。Mg-Nd-Zr合金的最佳热处理工艺为经490℃×8h固溶处理后,进行225℃×4h时效。     

热处理对Mg-Zn-Er-Nd-Ca-Zr合金组织与性能的影响

研究不同热处理工艺对Mg-5Zn-1Er-1Nd-1Ca-0.5Zr合金组织和力学性能的影响.结果表明,铸态合金经520 ℃×8 h+220 ℃×(4、8、12) h固溶后时效处理,合金显微组织粗化,晶内出现黑色的花瓣状相偏析,合金的室温拉伸强度有所下降,175 ℃抗拉强度有所提高,而屈服强度都有较大的提高,在520 ℃×8 h+220 ℃×8 h的热处理条件下都达到最大值.铸态合金经220 ℃×(4、8、12) h时效处理后,晶内析出了较多弥散分布的析出相颗粒,在220 ℃×8 h时效条件下晶内的析出相颗粒数量最多,室温和175 ℃抗拉强度和屈服强度都达到最大值.     

一种新型Al-Cu-Li合金性能研究

摘 要: 设计一种新型Al-Cu-Li-Mg-Ag合金,探索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。研究结果表明：该新型铝锂合金经过540℃固溶1小时,（12?AaRT（5d） 145℃（20h））双级时效热处理后获得良好的综合性能：抗拉强度σb =443Mpa,屈服强度σ0.2 =397Mpa,延伸率δ=16.5%,裂纹扩展速率da/dn≈1.34*10-3mm/cycle（△K=30 Mpa*m1/2）。双级时效态下析出大量细小均匀的T1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。T8态下析出相对粗大的T1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。T3态下析出相数量少,合金强度不满足项目指标。     

Ce和Zr对新型Al-Cu-Li合金微观组织与拉伸性能的影响（英文）

通过微观观察和拉伸测试的手段,对比研究了在一种高Cu/Li比的新型Al-5.8Cu-1.3Li合金(质量分数,%)中分别加入Ce,Zr或者两者共同添加对其合金微观组织与力学性能的影响。微观观察表明:Ce和Zr共同添加合金与单一添加Ce或者Zr的合金比较,金属间化物弥散体由粗大的多边形颗粒转变成无规则的细小粒子,相应的拉伸断口断裂模式由脆性的沿晶断裂向塑性穿晶断裂转变。进一步微观分析表明:Ce的添加促进了Al-Cu-Li合金中主要强化相T1的析出。Ce和Zr共同添加合金与单一添加Ce合金相比,由于相对较少的Cu被束缚在尺寸较小的AlC uC e弥散体中,该合金基体中的Cu过饱和度在固溶淬火后相对更高。因此,Al-Cu-Li-Ce-Zr合金与Al-Cu-Li-Ce合金相比较,其析出相种类向T1转变,尺寸变得更小,晶粒更加细化,从而导致了该合金在峰时效时抗拉强度和屈服强度分别相对提高了19.6%和16.1%,并具有与之相当的延伸率。