Li含量对Al-Mg-Si合金时效析出行为的影响

采用透射电镜研究Li含量对Al-3.0Mg-0.6Si合金时效析出行为的影响,分析不同Li含量合金在170℃人工时效过程中析出相的演化与分布.结果表明:Li元素的添加改变了Al-3.0Mg-0.6Si合金的时效析出行为.添加2.15％(质量分数,下同)Li的合金,球状的δ'-Al3Li相成为晶内优先析出相,而针状的β″-Mg2Si相在时效后期阶段才逐渐析出,并在时效192 h后形成了明显的球状δ'相加针状β″相的双相析出.而添加3.12％Li的合金在所观察的时效阶段内均未发现有β″相析出.另外,未发现含Li合金晶界位置有析出相存在,晶界附近是无沉淀析出带(δ'-PFZs)和δ'相.在时效100 h后发现添加2.15％Li的合金在δ'-PFZ区域有针状β″相析出.添加2.15％Li的合金δ'-PFZ的半宽尺寸和增长速率均大于2.68％,3.12％Li添加量的合金.     

Zn对Al-Mg-Si合金时效析出相稳定性影响的第一性原理研究

6000系Al-Mg-Si合金综合力学性能优良,具有比强度高、成型性能好、焊后表面质量高、耐腐蚀性好等特点,目前已经广泛应用于制造汽车车身板材。该系合金为可热处理强化合金,可以通过提高合金的时效响应速度,使合金在时效过程中获得尽可能大的强度提升。目前常用的措施是在合金中添加少量的Zn元素来促进时效析出,但Zn对合金时效析出相稳定性的影响却尚不明确。因此,本工作主要采用第一性原理计算的方法,计算了添加Zn的Al-Mg-Si合金中可能形成的Mg-Si相(包括Mg-Si GP区、β″相)和Mg-Zn相(包括Mg-Zn GP区、η′相)的晶格常数、形成焓。其中Mg₂Si₁Al₃、Mg₂Si₃Al₆、AlMg₄Si₆、Mg₁Si₁四种可能的Mg-Si GP区晶胞的形成焓从大到小为Mg₂Si₁Al₃、Mg_2...     

添加Sn对不同Mg/Si比Al-Mg-Si合金时效硬化和析出行为的影响

采用硬度测试和透射电镜研究Sn对不同Mg/Si比Al-Mg-Si合金时效硬化与析出行为的影响。结果表明：添加Sn虽然增加了低Mg/Si比合金峰值时效的析出相密度,但也降低了β″相的析出速度,从而降低了低Mg/Si比合金峰时效前的硬化速度和峰时效硬度。过时效阶段,含Sn合金的高析出相密度提高了低Mg/Si比合金过时效硬度。对于高Mg/Si比合金,添加Sn不仅增加合金的析出相密度,同时也提高了β″相的析出速度,从而增加了合金的硬化速度和峰时效硬度。     

Mullite／Al-Mg-Si复合材料时效行为研究

选用挤压铸造法制备Mullite／Al-Mg-Si复合材料，采用用硬度测试（HB）、扫描电镜（SEM）、差示扫描量热仪（DSC）和透射电镜（TEM）等手段，研究了莫来石短纤维增强不同镁硅比（Mg／Si=2，Mg／Si〈2，Mg／Si〉2）成份的Al-Mg-Si复合材料及其基体合金的时效行为。结果表明：复合材料具有和基体舍金相似的时效硬化曲线，相同的析出序列；Mullite纤维的引入提高了基体合金的时效硬度，并一定程度地加速了基体合金的时效硬化过程，但对GP区的抑制不明显；Si或Mg元素的富余都加速了复合材料及其基体合金的时效硬化过程，且两类材料的时效峰明显提前。Mullite短纤维与富余的甄或Mg元素对复合材料的时效硬化过程具有交互促进作用。     

Al-Cu合金纳米析出相回溶和再析出的研究现状及

综述了Al-Cu合金在强塑性变形过程中纳米析出相的演变规律,室温强塑性变形诱导Al-Cu合金析出相回溶,导致基体重新形成过饱和固溶体,继续对合金进行强塑性变形或时效处理,基体中析出再析出相,合金的力学性能显著提高。综合分析了析出相回溶的机理、机制及回溶和再析出对Al-Cu合金组织和性能的影响,阐述了Al-Cu合金纳米析出相回溶和再析出的研究方向和发展趋势,以期为制备性能优异的Al-Cu合金材料提供理论参考。     

Cu-Zr、Cu-Zr-Si高导电合金的时效析出和导电性

本文研究了 Cu-Zr、Cu-Zr-Si 高导电合金的时效析出组织和伴随析出产生的硬度、电导率的变化。随着时效温度的提高,电导率在600℃左右出现峰值,此时 Cu-Zr-Si 三元合金比Cu-zr 二元合金的 Hv 高出5～15左右。添加少量 Si 能抑制析出物粗化、细化晶粒,并推迟合金的软化速率.     

Bi-Mn合金中MnBi析出相磁致织构的形成

研究了Bi-6%Mn合金从低于446℃开始的半固态凝固过程中,MnBi析出相磁致织构的形成过程和规律.结果表明,合金从355～446℃开始半固态凝固时,合金中的MnBi相在340℃(MnBi相顺磁-铁磁转变温度)附近发生形态突变,由规则的六方晶体转变为沿ab面长大的不规则片状晶体;析出相的磁致织构是在发生磁性转变生成铁磁性MnBi相后通过晶粒旋转取向形成的.合金从低于355℃开始半固态凝固,导致织构形成的磁感应强度阈值随着温度的升高而降低,从355～446℃之间开始的半固态凝固则相反.磁场中合金从低于355℃开始的半固态凝固有利于制取高性能的过共晶Bi/MnBi磁性复合材料.     

Cu-Ni-Si合金的时效析出与再结晶

通过分析时效期间Cu-Ni-Si合金显微硬度、导电率及微观组织的变化,研究了析出相和再结晶行为的相互作用,以期为该合金多级复合工艺的制定提供参考.研究发现,时效初期析出相对随后的再结晶过程具有强烈阻碍作用.在450、550℃较低温度时效时,合金发生原位再结晶,析出相在其体积分数略微升高或不变的情况下发生粗化;导电率上升趋势为先快后慢并趋于稳定,因而其变化曲线上无峰值出现;显微硬度则由于时效后期析出颗粒粗化,析出强化效果降低而出现峰值.在750℃高温时效时,合金发生不连续再结晶,析出相在体积分数略有降低的情况下发生粗化;导电率先快速上升后缓慢下降,因而出现峰值,而显微硬度由于析出物迅速粗化,一开始就表现为持续下降.     

6101铝合金时效过程中析出相对电阻率的影响

采用硬度测试、原位电阻测试及TEM等手段,研究了6101铝合金在175~195℃下时效析出相对相对电阻率(Δρ%)的影响,利用修正的马蒂森定则计算了175℃时不同时效时间析出相对相对电阻率的影响,得到了影响合金力学性能和导电率的温度时间判断依据。结果表明,随着温度的升高,时效初期团簇形成的时间越短,相对电阻率越低,硬度峰值也越低;175℃时效后期,析出相的密度增加,相间距减小,析出相对相对电阻率的影响基本稳定,导电率基本稳定。借助研究结果,确定了以力学性能优先和导电率优先的时效制度175℃/680min和195℃/220min,性能测试显示选取依据合理。     

显微带细化组织和两相组织对低Cr合金钢高温断裂行为的影响

针对低Cr合金钢进行轧制工艺设计,分别制备出显微带细化的1#组织和以马氏体/铁素体为特征的2#组织,在550℃、650℃、750℃对其进行高温拉伸实验。拉伸曲线和断后组织的分析结果表明,温度的升高和应变速率的减小能够促进再结晶过程,最终不但导致抗拉强度的降低,同时也减弱了组织内部滑移系统对亚结构界面运动的影响;然而具有2#两相组织的钢板其650℃的抗拉强度却比550℃的高。对组织和析出状态分析后认为,650℃变形时铁素体晶粒中大量形成的M₇C₃析出物显著提高了铁素体基体的强度,进而通过平衡其与回火马氏体之间的性能关系,使拉伸性能得以改善。     

高熵合金FeCoNiTi的微观组织演变和强韧化行为

使用热力学软件设计了一种新型双相高熵合金(FeCoNiTi),利用真空电弧熔炼和热处理制备出FeCoNiTi高熵合金块体材料。表征结果表明,FeCoNiTi高熵合金由层状结构的Laves相和魏氏体板条FCC相组成。在室温下FeCoNiTi高熵合金具有良好的综合力学性能(抗压强度σ_b=2.08 GPa,压缩应变ε=20.3%)。高强度来自“硬”Laves相(层状结构)的强化,而“软”FCC相(魏氏体板条)中的位错滑移和变形孪晶提供塑性。     

多道次ECAE动态成型Al-Mg-Si合金导线组织与性能

借助S4800扫描电子显微镜、Philips DM420透射电子显微镜、SANS CMT5105电子万能材料试验机和QJ48双臂直流电桥,研究了多道次ECAE动态成型Al-Mg-Si合金导线的组织与性能。结果表明:4道次ECAE动态成型可制备平均尺寸在10μm左右甚至更小的Al-Mg-Si合金导线晶粒。随着Mg、Si含量的增加,合金导线的抗拉强度增大,伸长率与等效导电率降低。经160~170℃/7h时效处理后,Al-0.59%Mg-0.59%Si合金导线的抗拉强度、伸长率和等效导电率分别为305.71~309.63 MPa,4.7%~5.4%和55.18%IACS~56.33%IACS,与目前国产Al-Mg-Si合金导线(295 MPa,52.5%IACS)相比,导电性能显著提高。     

微观组织演变对细晶Mg-Y-Nd合金超塑性性能的影响

在初始应变速率为2×10^-2~4×10^-4 s^-1,温度为683~758 K的条件下,对用水下搅拌摩擦加工制备的细晶Mg-Y-Nd合金进行高温拉伸实验,研究了微观组织演变对其超塑性性能的影响。结果表明:因为具有细小均匀的微观组织和良好的热稳定性,Mg-Y-Nd合金在733 K和3×10^-3 s^-1初始应变速率下表现出最大的伸长率(967%),在758 K和2×10^-2 s^-1条件下表现出最优的高应变速率超塑性(900%)。在高温下暴露时间过长导致α-Mg晶粒和第二相颗粒显著长大,使试样的伸长率明显降低;因为第二相颗粒与镁基体之间有良好的变形协调性,在相界处不会产生明显的应力集中,裂纹主要在晶界生成。     

Mg-0.4Zn镁合金挤压板拉伸变形组织的演变

用电子背散射衍射(EBSD)技术结合原位拉伸,研究了在0％～20％应变条件下,Mg-0.4％Zn二元镁合金晶界、织构和裂纹的变化.结果 表明,在拉伸应变从0％增加到20％的过程中,随着应变量的增大材料微观组织中的孪晶逐渐增加.孪晶的类型以{10-12}拉伸孪晶为主;这种孪生使材料的组织织构类型发生了显著的变化,随着应变...     

快速凝固AlCoCrFeNi2.1共晶高熵合金的微观组织演变和力学性能

使用真空快速凝固设备制备不同直径的AlCoCrFeNi_2.1合金铸棒和薄带,研究了冷却速率对多主元共晶高熵合金的微观组织和力学性能的影响。结果表明,全部试样均由FCC和B2两相组成。不同直径的合金铸棒均为常规共晶组织,只在表层某些位置观察到胞状共晶组织。铸棒的直径越小,冷却速率越大,规则共晶组织的片间距(λ)越小,其屈服强度越高。当铸棒直径由8 mm减小至2 mm时表层区域的λ值由530.4 μm减小至357.0 μm,轴心区域的片间距由712 μm减小至474 μm,合金的屈服强度由690 MPa提高到877 MPa。结合合金薄带的微观组织分析结果表明,随着冷却速率的提高AlCoCrFeNi_2.1合金依次形成规则和非规则混合共晶组织、胞状共晶组织和树枝状组织。     

Coarsening Manner and Microstructure Evolution of Al—In Hypermonotectic Alloy during Rapidly Cooling Process

Anumerical model reflecting the real physical processes well has been developed to predict the coarsening manner of the second phase droplets and the microstructural evolution under the common action of nucleation, diffusional growth, colliding coagulation during rapid cooling Al-In hypermonotectic alloys.The model reflects the real physical processes well and is also applicable to other immiscible alloys.     

时效温度和时间对新型Al-6Zn-1.1Mg合金组织性能的影响

采用维氏硬度仪、透射电镜、拉伸试验机和电导率测量仪,研究了时效温度和时间对新型Al-6Zn-1.1Mg合金组织与性能的影响。结果表明:随着时效时间的延长,Al-6Zn-1.1Mg合金基体中先后沉淀析出GP区、η′相(亚稳相MgZn₂)和η相(稳定相MgZn₂)。GP区和η′相均可阻碍位错运动,对合金起到很好的强化作用。当GP区的数量达到最多时,合金的强度和硬度达到第一个峰值。当GP区转变为η′相时,合金的强度和硬度达到第二个峰值。当η′相转变为η相后,合金的强度和硬度开始出现下降。随着时效温度的升高,GP区、η′相和η相的析出逐渐加快,使合金强度和硬度达到两个峰值的时间逐渐缩短,并且两个峰值之间的时间间隔也逐渐缩短。时效温度为120 ℃时,合金强度和硬度的第二峰值高于第一峰值。当时效温度高于120 ℃时,合金强度和硬度的第二峰值低于第一峰值。     

Al-Mg-Si基合金方板对角拉伸临界失稳及应力应变场模拟

基于弹塑性板壳失稳理论,采用虚功原理和非线性弹塑性有限元方法,模拟了Al-Mg-Si基合金方板对角拉伸的皱曲特性,得出了方板临界失稳的物理判据和临界状态下的应力、应变场.结果表明:Uz和εx急剧变化的突发点为起皱的失稳点,拉伸失稳的临界载荷为7780牛顿.拉伸载荷达临界载荷前表现为面内变形,达临界载倚时方板发生分叉失稳.继续拉伸,演变成起皱带.临界状态下横向应变和横向应力的分布不均匀,最大值都发生在方板中心.可把失稳状态下方板中心点的横向压应力作为描述YBT模型皱曲失稳的特征值.     

长期时效对20Cr1Mo1VTiB螺栓钢的组织和力学性能的影响

对20Cr1Mo1VTiB螺栓钢进行拉伸和冲击实验、TEM和SEM观测并测量其XRD谱，研究了其在500℃进行0~2000 h时效处理后的组织和力学性能。结果表明：随着时效时间的增加原板条状贝氏体分成若干个包体，其平均尺寸由时效前的14 μm减小到时效2000 h后的9 μm。在0~2000 h时效过程中碳化物尺寸没有明显增大，主要析出相VC和TiC弥散分布在晶内、板条界和板条内。VC相呈椭球状，随时效时间的延长TiC相由长条状变为方形。随着时效时间的延长贝氏体板条的边界逐渐模糊，时效2000 h后板条的宽度明显增加。在长时间时效过程中20Cr1Mo1VTiB螺栓钢的力学性能没有大幅度的变化而保持着较高的值，表明其可在高温下长期使用。