常规固溶态2024铝合金ECAP加工后的拉伸性能

在室温下对处于常规固溶处理态的2024高强铝合金成功实现了等效应变为0.5的等通道转角挤压(ECAP),将形变强化、时效强化和结构细化强化三者有机组合,制备出超高强铝合金,其硬度、屈服强度、伸长率分别高达1770MPa,550 MPa和14%.研究结果首次证明,固溶处理+室温ECAP+时效是提升常规高强铝合金的强度、制取超高强铝合金的一条有效途径.     

固溶-大变形-时效下7085铝合金的强化机理

以固溶—时效和固溶—大变形(压缩、ECAP)—时效加工的7085铝合金为实验对象,分别采用拉伸试验机、X射线衍射仪(XRD)和晶体微区取向分析技术(EBSD)对7085铝合金的拉伸性能、内部的位错密度、单元边界(小角度晶界)和晶粒边界(大角度晶界)进行研究,结合拉伸试验测得的屈服强度,定量计算强化项对不同状态下铝合金的强化贡献。结果表明,相比常规固溶—时效工艺,固溶—大变形—时效工艺加工的7085铝合金的拉伸强度从381.2MPa分别提升到475.6和543.3 MPa;位错强化显著提高,从零分别提高到107.4和180.6 MPa;小角度强化显著提高,从10.4 MPa分别提高到89.1和116.4 MPa。7085铝合金强度提高来源于材料内部的位错和小角度晶界;固溶后的大变形加速了时效,降低了时效沉淀强化。并且发现强烈塑性变形加工(ECAP)的强化效果高于传统塑性变形加工(压缩变形)的效果。     

室温等径转角挤压对18Ni(C-250)马氏体时效钢微观组织和拉伸性能的影响

采用等径转角挤压（ECAP）工艺在室温下对18Ni（C-250）马氏体时效钢进行单道次冷变形.对比固溶处理试样480℃时效曲线、固溶+ECAP处理试样的460和480℃时效曲线发现,一道次ECAP变形及随后的时效处理能够使马氏体时效钢的峰值时效时间明显缩短,峰值强度提高约100 MPa.结构分析表明,ECAP态实验钢的马氏体板条宽度为100—200 nm,随后的时效过程对马氏体板条宽度影响不大,而ECAP工艺对棒状δ-Ni3Mo相析出尺寸有显著影响.统计结果表明,经4 h时效处理后.固溶+480℃时效态、固溶+ECAP+480℃,460℃时效态的δ-Ni₃Mo宽度（直径）分别为4.92,12.33和3.54 nm.此外,ECAP工艺还促使18Ni马氏体钢中δ-Ni3Mo相在时效后期加速分解,使强度迅速衰减.     

固溶-冷变形-预回复对Al-13.01Zn-3.16Mg-2.8Cu-0.204Zr-0.0757Sr铝合金组织与性能的影响

采用X射线衍射分析(XRD)、电子背散射衍射分析(EBSD)、电导率测试、硬度测试、拉伸试验、晶间腐蚀试验和剥落腐蚀试验,研究了固溶冷变形-预回复对超高强铝合金Al-13.01Zn-3.16Mg-2.8Cu-0.204Zr-0.0757Sr固溶组织、时效及性能的影响。结果表明,预回复对固溶冷变形态下超高强铝合金的性能改善作用不大。相比固溶—冷压缩—固溶—时效和固溶—冷压缩—预回复—固溶—时效工艺,合金在固溶—冷压缩—时效工艺下具有更优秀的平均晶粒尺寸,硬度、低角度晶界比例、抗拉强度、屈服强度和抗晶间腐蚀性能。其中固溶—冷压缩—时效工艺下合金的屈服、抗拉强度达到了683.2 MPa、734.7 MPa,伸长率为6.1%,且晶间腐蚀深度为23.81μm,晶间腐蚀等级为二级。相比另外两种工艺,该工艺下合金屈服强度的贡献主要是来自位错强化和低角度晶界强化。     

固溶-大应变-后续热处理态AZ31镁合金的组织和性能

以AZ31镁合金为试验对象,探索固溶-大应变-后续热处理工艺路线制备高强镁合金的可行性.研究表明:固溶-大应变(强烈压缩)可以大幅度提高镁合金的强度(屈服强度约330 MPa);后续适当的时效可以进一步提高镁合金的强度(时效强化),其屈服强度约为370 MPa;后续再结晶处理可以在保持固溶态合金强度的同时大幅度提高其塑性.大应变样品显微组织中存在着大量的孪晶(内有亚晶存在)和位错.研究结果发现固溶-大应变-后续热处理是制备高强高延性镁合金的有效途径.     

含Sr 7085铝合金挤压材的热处理制度

采用显微硬度与电导率测试、拉伸试验、晶间腐蚀及剥落腐蚀试验、金相(0M)及扫描电镜(SEM)观察,研究了热处理制度对含Sr Al-7.0Zn-1.4Mg-1.5Cu-0.14Zr 7085铝合金挤压材性能的影响.结果表明:固溶处理对合金的拉伸性能影响显著,强化固溶合金强度要明显高于常规固溶合金,常规固溶(470℃×2 h)T76(121℃×5 h +153℃×16 h)时效处理合金的屈服强度与抗拉强度分别为436.8 MPa、492.25 MPa,而经强化固溶(470℃×2 h+480℃×2 h+490℃ ×2 h)T76处理的合金为471.8MPa、518.25 MPa;时效制度对合金的硬度、电导率及抗腐蚀性能有较大影响,T76(121℃×5 h+153℃×16h)时效处理后,合金获得较好的性能配合.本合金的最佳热处理制度为强化固溶T76时效处理,此时合金具有良好的综合性能.     

含钪7085铝合金的热处理工艺

采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、拉伸试验、剥落腐蚀试验等分析方法,研究了不同固溶、时效处理制度对含钪7085铝合金(Al-7.5Zn-1.5Mg-1.4Cu-0.15Zr-0.15Sc)强度和剥落腐蚀性能的影响。结果表明:与常规固溶处理和双级固溶处理相比,强化固溶可使合金中粗大相溶解更充分,晶粒细化,同时提高合金强度和剥落腐蚀性能;在T6、T76、回归再时效3种时效状态下,T76时效后合金的强度和剥落腐蚀抗性最好,这与形成的粗大不连续的晶界析出相有关。含钪7085铝合金最佳固溶时效制度为:强化固溶(450℃×1 h+460℃×2 h+475℃×2 h)+T76时效(120℃×5 h+160℃×7 h)处理。     

热机械处理对Al-10.78Zn-2.78Mg-2.59Cu-0.22Zr-0.047Sr铝合金固溶时效态组织及力学性能的影响

以固溶-时效和热机械处理(TMT)(固溶-过时效-热压缩)-固溶-时效加工的超高强铝合金Al-10.78Zn-2.78Mg-2.59Cu-0.22Zr-0.047Sr为实验对象,分别采用电子背散射衍射(EBSD)、X射线衍射(XRD)、硬度测试和拉伸试验研究合金组织晶粒晶界特征分布、内部的位错密度和力学性能,并定量计算位错强化和晶界强化值。结果表明:热机械处理对合金晶粒细化影响不显著,平均晶粒尺寸从7.30μm减小至6.04μm,晶界角度从21.45?下降到21.04?,小角度晶界比例从0.588下降到0.546;TMT使峰时效硬度从2146 MPa(120℃/48 h)提高到2268 MPa(100℃/48h),但对强度影响较小,二者屈服强度均为600 MPa左右,拉伸断口均为沿晶和撕裂混合断裂。合金分别经固溶及TMT-固溶后,晶界位错密度均为零,TMT使位错强化与晶界强化的总强化从58.8 MPa下降到57.4 MPa。     

双级固溶工艺对7050铝合金组织与力学性能的影响

采用SEM分析、导电率测试、室温拉伸性能测试等方法,研究了双级固溶工艺对7050铝合金组织演变,以及对双级时效后析出相特征与力学性能的影响。结果表明,与单级固溶处理相比,双级固溶可使难溶的Al₂CuMg相完全固溶,显著增加晶内时效析出相的数量,晶界析出相断续分布。双级固溶处理显著提高了7050铝合金的拉伸强度和导电率,同时保持较好的伸长率,抗拉强度达到611.9 MPa,屈服强度达到587.5 MPa,导电率为42.43%IACS,而伸长率为13.5%。     

热处理对Mg-Zn-Mn镁合金组织和性能的影响

通过光学金相、扫描电镜以及能谱分析、显微硬度和室温力学性能测试、X射线衍射分析,研究了不同热处理工艺对Mg-6％ Zn-1％ Mn(ZM61)镁合金组织和力学性能的影响.结果表明,ZM61在420℃下挤压成型后,合金完成动态再结晶并形成了细小的再结晶晶粒;与挤压态相比,挤压后直接时效(T5)处理可以提高合金的强度,但“固溶+时效”处理(T6,T4+双级时效)能更大幅度地强化ZM61镁合金,其抗拉强度最高可达362 MPa,说明人工时效前的固溶处理是必要的,且最佳的固溶处理工艺是420℃×2h;挤压后直接时效的ZM61合金的失效形式为混合断裂,而经“固溶+时效”处理后为解理断裂.