多重时效析出第二相对Al-Mg-Si合金电导率的影响

电导率的变化能够灵敏地反应Al-Mg-Si合金的时效析出过程,然而溶质原子及时效析出第二相对电导率的单独影响尚不清楚。Al-Mg-Si合金中含有3种成分和形貌不同的第二相。通过实验及模型化系统地研究Al-Mg-Si合金中多重析出第二相对其电导率的影响。结果表明:由于棒状β″相或针状β′相能够分别在473和523 K时有效地阻碍传导电子的移动,因此Al-Mg-Si合金的电导率主要依赖于棒状β″相(T=473 K)或针状β′相(T=523 K)的影响。模型预测结果与实验结果吻合良好,验证了模型的有效性。     

采用同步辐射小角X射线散射技术研究Al-Mg-Si合金的析出强化行为（英文）

研究Al-Mg-Si合金在等温时效过程中的析出强化行为及其对力学性能的影响。利用原位同步辐射小角X射线散射(SAXS)技术和透射电子显微镜(TEM)对纳米析出相及其结构参数(尺寸、体积分数和数密度)进行表征。结果表明，棒状β’’析出相优先沿其纵向尺寸生长，但径向尺寸在时效5 h后达到峰值。如预测与测量的屈服强度和硬度结果所示，纳米析出相的尺寸和体积分数的增大与析出强化定量相关。SAXS为Ashby-Orowan模型提供了更可靠的输入参数，这有助于提高模型的预测精度和泛化能力。研究表明，随着时效时间的延长，Al-Mg-Si合金预测力学性能的演变与β’’析出相的平均半径和体积分数有关。     

Mg、Si含量对Al-Mg-Si合金力学性能及耐腐蚀性能的影响

采用布氏硬度试验、拉伸试验、金相显微镜和透射电子显微镜(TEM)等方法,研究了Mg、Si含量变化对Al-Mg-Si合金力学性能和耐晶间腐蚀性能以及析出行为的影响。结果表明:随着Mg、Si含量的增加,Al-Mg-Si合金的时效硬化速率显著提高,时效峰值硬度和强度均提高。在峰值时效状态下,高Mg、Si含量的合金的硬度与抗拉强度最高,但其耐晶间腐蚀性能明显降低。高Mg、Si含量的合金在时效过程中晶内析出了大量细小弥散的β″相,晶界析出相呈细小连续分布;低Mg、Si含量的合金晶内析出的β″析出相尺寸较大,晶界无沉淀析出相。     

Al0.5Nb1.5TiV2Zr0.5 难熔高熵合金组织和力学性能

采用真空电弧熔炼制备了Al_0.5Nb_1.5TiV₂Zr_0.5高熵合金,并研究了其微观组织、密度及力学性能。结果表明,Al_0.5Nb_1.5TiV₂Zr_0.5合金由为90.6%(体积分数)的体心立方相和9.4%(体积分数)的C14-Laves第二相组成。合金基体相富含Ti和V,第二相富含Al和Zr。合金的密度为6284 kg/m3,维氏硬度为5197.9 MPa。合金的屈服强度随温度升高而降低,由室温下1082.9 MPa降低到1073 K下的645.0MPa。压缩应变由室温下的27.20%降低到873 K下的14.94%,这与合金中原子间的相互作用力随温度升高而降低有关。在1073 K时合金应变超过50%,表现出良好的塑性而未发生断裂。压缩测试结果表明,合金韧脆转变温度在873～1073 K之间。     

热处理温度对Ti0.5Zr1.5NbTa0.5Sn0.2高熵合金组织结构与力学性能的影响

制备了一种中等密度(约8.0 g/cm³)的难熔高熵合金Ti_0.5Zr_1.5NbTa_0.5Sn_0.2(摩尔比),系统研究了热处理温度对合金组织结构和力学性能的影响。结果表明:铸态Ti_0.5Zr_1.5NbTa_0.5Sn_0.2合金组织为富Zr和富Ta bcc相以及晶内的板条状Zr₅Sn₃。随着热处理温度升高,富Ta bcc相体积分数逐渐减少,Zr₅Sn₃体积分数先增加后减少。当热处理温度为1400℃时,样品呈现近单相bcc结构。准静态条件下,系列样品均具有良好的压缩塑性变形能力;随着热处理温度的提高,合金屈服强度逐渐上升,1400℃热处理样品的屈服强度为1749 MPa。动态变形时,合金表现出明显的应变率强化效应,屈服强度显著增加,1400℃热处理样品的屈服强度达到2750 MPa,塑性变形量有所下降。强度随...     

Cu含量对Al-Mg-Si-Cu合金微观组织和性能的影响

采用DSC热分析、硬度、电导率、拉伸和晶间腐蚀等测试及透射电镜组织观察,研究Cu含量对Al-Mg-Si-Cu合金微观组织和性能的影响。实验表明:180℃时效时,4种合金硬度上升至峰值后持续下降,且随着Cu含量增加,合金的时效硬度随之提高,硬化速率加快而软化速率降低;时效时电导率先下降至最低值后又持续上升,且Cu含量越高,电导率越低。随着Cu含量增加,T6和T4态合金的强度随之提高,晶间腐蚀抗力下降,但无Cu合金不发生晶间腐蚀;T6态合金析出相类型随Cu含量增加而变化,Cu含量较低时(0.6以下),析出β″相;而Cu含量为0.9时,析出相为β″相和Q′相共存;且随着Cu含量增加,析出相数量和体积分数增加而尺寸减小,T4态合金析出相为原子团簇。     

增强相体积分数和烧结温度对(AlSiTiCrNiCu)p/6061Al复合材料热导率的影响

采用AlSiTiCrNiCu高熵合金颗粒作为增强相增强铝合金,研究高熵合金体积分数与烧结温度对复合材料导热性能的影响。结果表明,(AlSiTiCrNiCu)p/6061Al复合材料的热导率随着AlSiTiCrNiCu颗粒体积分数的增大而降低,颗粒体积分数为20%的(AlSiTiCrNiCu)p/6061Al复合材料的热导率为61.6 W/m·K,相比于基体6061Al合金降低了52%。当增强相体积分数为10%时,随着烧结温度的升高,复合材料的热导率降低,烧结温度为540℃时,复合材料的热导率为65.8 W/m·K。     

Fe66Ni1Al5Ga2P9.65B7.6Si3C5.75非晶合金循环预处理的热力学分析

采用XRD、DSC方法研究了循环预处理对Fe₆₆Ni₁Al₅Ga₂P_9.65B_7.6Si₃C_5.75非晶合金热力学参数的影响和晶化过程中析出相自由能的变化。结果表明:与淬火态相比,经循环预处理后晶化样品的Tg、Tx、Tp均有所降低,过冷液相区扩大,整个非晶的晶化阶段均有所提前;晶化析出相种类增加,晶化体积大幅增加,其中经冷热循环处理样品的晶化体积最大为60.197%;晶化相Fe₃P、AlNi₃C_0.5、Fe₂P的ΔGT与温度的变化成正比例函数。     

热处理温度对Ti85Nb10Sn5合金微观组织及力学性能的影响

采用X射线衍射仪、光学显微镜、电子万能试验机、维氏硬度计以及纳米压痕仪等研究了Ti₈₅Nb₁₀Sn₅合金经不同温度热处理后的显微组织和力学性能。结果表明：773 K热处理后,合金中的α-Ti相和Ti₃Sn相的体积分数分别为79.0%和21.0%,而873 K和973 K热处理后,α-Ti相的体积分数分别为95.8%和98.9%,Ti₃Sn相的体积分数分别为4.2%和1.1%。经873 K和973 K热处理后,合金具有较大的塑性变形、较高的维氏硬度和较大的弹性能。973 K热处理后,合金的约化弹性模量(E_r)为44.0 GPa,与人体骨骼的弹性模量(10～30 GPa)接近,此时合金还具有较大的H/E_r和H³/E_r²值,表明合金具有较高的耐磨性和抗磨性。因此,具有较高弹性能和较低约化弹性模量的973 K热处理合金是一种实用价值较高的硬组织植入物材料。     

预处理对汽车用Al-Mg-Si合金组织和晶间腐蚀行为的影响

采用拉伸试验、晶间腐蚀试验、电化学测试、光学显微镜、透射电镜等方法手段研究了Al-Mg-Si合金在不同预处理条件下经烤漆处理后的微观组织与晶间腐蚀行为的演变规律。结果表明,随着预变形量的增加,试验合金晶界析出相的数量密度和尺寸相应地减小,而晶内析出物(β″相)的析出数量增加,尺寸减小,以致不同的预处理试验合金具有不同的综合性能。由预应变和预时效组成的预处理工艺有利于提高Al-Mg-Si合金的综合性能,其晶间腐蚀抗力和烘烤硬化性能都得到显著提高,这主要归因于合金在烤漆过程中不产生无析出区,形成的晶界析出物数量少而不连续,以及基体强化相β″相通过消耗大量溶质原子而充分地析出。     

长时间时效对GH625合金析出相和拉伸性能的影响

采用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、拉伸实验研究长时时效对GH625合金析出相及其拉伸性能的影响,并采用绝热法和Rietveld全谱拟合法对合金在720℃长时时效过程中主要析出相的体积分数进行了定量分析,进一步研究了析出相的体积分数与合金拉伸性能的关系。结果表明:GH625合金在720℃长时间时效过程中存在着γ相→γ′相→γ″相→δ相的转变;随着时效时间的延长,γ″相与δ相的体积分数始终在增大,而γ′相的体积分数则先增加后减少。析出相对GH625合金的拉伸性能有较大的影响。γ′相和γ″相的析出能够提高合金的强度,但大量尺寸过大的γ″相对合金的塑性不利;大量δ相的析出和长大使得合金的强度减小,但屈服强度比有所增加,而合金塑性则大幅降低。     

Ce对汽车用Al-Mg-Si-Cu合金时效析出行为的影响

采用扫描电镜、透射电镜、拉伸试验机、显微硬度测试和能谱分析仪研究了不同Ce含量的Al-Mg-Si-Cu合金的时效析出行为。结果表明,在Al-Mg-Si-Cu合金中加入Ce,产生了新的析出相(CeAlSi),细化了Al(Fe、Mn)Si相。时效析出阶段,Al-Mg-Si系合金的析出序列为过饱和固溶体-Mg/Si原子团簇→G.P.区的形成→针状的β″相→短棒状的β′相→板条状的β相或者Q′相。添加稀土Ce后,Mg/Si原子团簇和G.P.区更加细小和均匀,同时针状的β″相更加细小。Al-Mg-Si-Cu-0.2Ce合金的抗拉强度达到412 MPa, Al-Mg-Si-Cu-0.4Ce合金的抗拉强度达到400 MPa,分别比Al-Mg-Si-Cu合金的抗拉强度提高了11.4%和8%。     

预时效及预应变对汽车用AA6016合金析出行为的影响

利用差示扫描量热法对汽车用AA6016铝合金板材中析出相的析出行为和激活能进行分析和计算。结果表明,在10℃/min加热速率条件下,自然时效态和预时效处理后状态强化相β″相析出温度约为265℃和250℃,析出激活能分别为(178.21±4.24)和(131.87±2.91)k J/mol。对于预时效处理后的合金施加不同程度的变形,发现当预应变量为2%时,β″相析出温度为240℃左右,进一步增大变形至5%,强化相析出温度约为230℃。经计算,预应变量为0、2%和5%合金β″相析出激活能分别为(131.87±2.91),(134.81±3.45)和(128.47±3.67)k J/mol,三者相差不大。     

铝合金时效-屈服强度的实验与模型化研究

以析出热力学、长大动力学及位错理论为基础，研究了铝合金在时效过程中盘／片状、棒／针状析出相尺寸、体积分数对时效合金强化效果的影响，从微观-宏观相结合的角度建立了具有盘／片状、棒／针状细小时效强化相铝合金的时效工艺-屈服强度量化模型，并通过513K温度下时效Al-Cu-Mg合金和463K温度下时效Al-Mg-Si合金的实验结果对模型进行了验证，取得了较满意的吻合结果，并对本模型的模拟精度与时效析出相参数之间的关系进行了讨论。     

合金元素对Al-Mg-Si合金机械性能的影响

以Al-Mg-Si合金为研究对象,借助热力学模拟方法分析了过剩Si、Mn含量对Al-Mg-Si合金挤压制品强度、塑性和韧性等性能的影响。结果表明,过剩Si可促进强化相β″均匀析出,提高了合金的强度。但过剩Si易在晶界处聚集偏析,使晶界脆化,降低了合金的塑性和韧性;在时效过程中,合金中的Mn易与Si形成第二相,消耗了部分Si,从而减少了强化相β″数量,导致高Mn合金时效后的力学性能低于低Mn合金,但Mn的细化作用改善了合金的折弯性能。     

Al-0.96Mg_2Si合金时效过程亚稳相析出行为及其对合金电阻率的影响(英文)

采用原位电阻率测试和透射电镜观察研究Al-0.96Mg2Si合金的析出行为及其对电阻率的影响。发现峰值时效的析出相包括β″和β′,而他们的比例随着时效温度和时间的改变而变化。合金在175°C峰值时效内的析出相主要是针状β″相(也包括pre-β″)。这些析出相会随着时效时间的延长而长大,但是进一步延长时效时间至超出峰值时效时间后,析出相的尺寸变化并不显著。合金电导率的变化规律与之类似。合金硬度峰值时效后,继续时效很长一段时间硬度变化都不显著。由于温度是影响β″/β′比的主要因素,因此时效温度也是影响电阻率的主要因素。时效温度越高β″/β′的比值越小,ρ下降的速度就越快。硬度也随着该比值的减小而降低。通过对透射电镜照片分析获得析出相的分布参数,建立了析出相与电阻率之间的半定量关系式。     

粗大第二相及时效析出相对Al-Mg-Si合金延性断裂的耦合影响

针对Al-Mg-Si合金采用不同固溶处理和时效处理获得粗大第二相颗粒与析出相颗粒之间体积分数的相对变化,研究粗大第二相颗粒与析出相颗粒对合金断裂应变的耦合影响.结果表明:两种颗粒间含量的相对变化对Al-Mg-Si合金断裂应变的影响呈非单调性,粗大第二相颗粒含量较高的合金经较高温度时效时,其断裂应变值高于粗大第二相含量较低但经较低温度时效的合金的断裂应变值.根据强韧化效果相对变化对此试验现象进行分析讨论,采用多尺度断裂模型很好地模拟了该两相颗粒对断裂应变的耦合影响.     

相场法研究Ni-Al间作用势对Ni75Al14Cr11合金L10预析出相的影响

采用微观相场法研究了Ni_(75)Al_(14)Cr_(11)合金第1个近邻到第4个近邻Ni-Al原子间相互作用势对L1_0预析出相沉淀过程的影响。结果表明,当第3近邻Ni-Al原子间相互作用势增大或第4种近邻Ni-Al原子间相互作用势减少时,L1_0预析出相和L1_2平衡相均提前沉淀,且L1_0预析出相体积分数减少而L1_2相的最终体积分数几乎不变;当第3近邻Ni-Al原子间相互作用势减少或第4近邻Ni-Al原子间相互作用势的增大时,L1_0预析出相和L1_2最终相都会推迟沉淀,且L1_0预析出相和L1_2相体积分数均增大;与上述2种情况相比,改变第1近邻Ni-Al原子间相互作用势对L1_0预析出相沉淀过程的影响较小,而改变第2近邻Ni-Al原子间相互作用势对沉淀过程几乎没有影响。进一步研究表明,Ni-Al原子间相互作用势改变不影响合金的沉淀机制,将影响L1_0预析出相、L1_2平衡相的析出时间、速度和2种相的体积分数,沉淀形貌等,从而影响Ni_(75)Al_(14)Cr_(11)高温合金的结构和性能,对合金优化设计有指导意义。     

高熵合金L12纳米析出相的调控研究进展

高熵合金是一种由多种合金元素以等原子比或近等原子比组成的新型金属材料，其独特的原子结构和合金设计理念使高熵合金具有优异的性能。在高熵合金中通过引入韧性的L1₂纳米析出相阻碍位错运动，不仅可以提高强度还可以保证良好的拉伸塑性，这种L1₂析出相强化的高熵合金引起了广泛关注。对于L1₂相析出强化高熵合金而言，调控析出相的大小、形貌、分布及体积分数对改善析出强化高熵合金的力学性能至关重要。基于此，本文回顾了合金成分的选择和热机械处理工艺参数，如时效温度、时效时间、塑性变形等对L1₂相的影响规律，总结设计新型L1₂相强化高熵合金的方法，并对L1₂相析出强化高熵合金的研究进行了综述和展望。     

铜模喷铸AZ91+0.75Ce合金快冷组织及其热稳定性

采用铜模喷铸制备了AZ91+0.75Ce快冷合金,研究了热处理温度及保温时间对合金非平衡组织热稳定性的影响.结果 表明:铜模喷铸显著降低了镁合金的晶粒尺寸及二次枝晶间距,抑制了晶界β相形成并有效改善了A1-Ce稀土相形貌.经320℃时效处理后,快冷合金的晶界处优先形成不连续析出β相,其体积分数随时效时间的延长而增加,同时晶粒内部形成细小弥散的Al-Ce相.当时效温度升高到370℃时,快冷合金中初生α-Mg相形貌由枝晶转变为细小多边形,β相体积分数显著下降.由于Al-Ce析出相对高温晶粒生长的钉扎效应,快冷合金细晶组织的热稳定性得到提高.由于细晶强化和固溶强化的综合影响,快冷合金显微硬度为103 HV0.2,相比铸态合金提高了43％.经320℃时效处理8h后,晶界的不连续析出β相及晶内连续析出的Al-Ce相导致合金硬度增加到129 HV0.2,相比原始快冷合金提高了25.2％.