7A55铝合金热变形的速率控制机制(英文)

利用Gleeble-3500热模拟试验机对7A55铝合金在300~450°C温度范围和0.01~1 s-1应变速率范围内的热变形行为进行研究。建立了7A55铝合金的热加工图,对该合金的热变形行为进行了遵循幂律关系的动力学速率分析。结果表明:7A55铝合金在410~450°C和0.05~1 s-1的热变形条件下发生了动态再结晶。热加工图的分析结果与动力学分析结果的吻合度较高。动态再结晶及动态回复变形的表观激活能分别为91.2和128.8 kJ/mol,这说明7A55合金的动态再结晶机制为晶界自扩散,而动态回复机制为位错的交滑移。     

Research on microstructure in as-cast 7A55 aluminum alloy and its evolution during homogenization

The microstructure of the as-cast 7A55 aluminum alloy and its evolution during homogenization were investigated by means of optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS), X-ray diffraction (XRD), and differential scanning calorimetry (DSC) analysis. The results indicate that the microstructure of the as-cast 7A55 aluminum alloy mainly consists of the dendritic network of aluminum solid solution, Al/AlZnMgCu eutectic phases, and intermetallic compounds MgZn2, Al2CuMg, Al7Cu2Fe, and Al23CuFe4. After homogenization at 470°C for 48 h, Al/AlZnMgCu eutectic phases are dissolved into the matrix, and a small amount of high melting-point secondary phases were formed, which results in an increasing of the starting melting temperature of 7A55 aluminum alloy. The high melting-point secondary phases were eliminated mostly when the homogenization time achieved to 72 h. Therefore, the reasonable homogenization heat treatment process for 7A55 aluminum alloy ingots was chosen as 470°C/72 h.     

回归制度对7A20铝合金RRA过程中组织性能的影响

系统研究了RRA处理过程回归制度对7A20铝合金组织性能的影响,测试了力学性能和电导率,利用OM和TEM(HRTEM)表征了晶界和晶内的微观组织结构。结果表明:在160 ℃的回归温度下,随回归时间的延长,抗拉强度由630 MPa降低到525 MPa;经120 ℃保温12 h的再时效处理后,抗拉强度由645 MPa升高到710 MPa;回归时间越长,再时效引起的强度增量越大,80 min时达到最大值185 MPa。在200 ℃的回归温度下,回归时间为10 min时,便达到峰值强度715 MPa。随回归温度提高,导电率先升高后降低,与回归时间呈正相关关系。经160、200和240 ℃下峰值强度对应的回归处理后,基体晶粒尺寸分别为55、65和70 μm,相差不大。200 ℃×10 min的回归处理+再时效处理后,晶界处存在不连续的MgZn₂相,尺寸在10~20 nm,与基体呈非共格关系;晶内存在弥散分布的纳米级η′强化析出相,与基体呈共格或者半共格关系;晶界处存在45~55 nm宽度的PFZ(Precipitation free zone)区。     

双级固溶处理对7A55铝合金组织与力学性能的影响

采用光学显微镜、透射电子衍射和扫描电子衍射显微分析技术,结合力学性能检测和电导率测定的方法,研究双级固溶温度和时间对7A55铝合金板材力学性能的影响。结果表明:最佳双级固溶制度为450℃,90 min 485℃,40 min。采用该固溶制度经120℃,24 h时效后,板材的拉伸力学性能达到σb=648.4 MPa,σ0.2=629.6 MPa及δ=11.9%。第一级固溶制度是影响板材力学性能的主要因素,最佳固溶温度为450℃。在450℃进行第一级固溶后,样品发生了较强的回复,由于降低了再结晶驱动力,第二级高温固溶在获得较高的合金元素过饱和度的同时,仅发生较少的再结晶,从而在随后的时效过程中产生更高的析出强化效应。     

时效处理对7A55铝合金微观组织和性能的影响

系统研究了时效处理对7A55铝合金微观组织演变和性能的影响.测试了其显微硬度、力学性能和电化学腐蚀性能,表征了透射组织和腐蚀形貌.试验结果表明:固溶处理后的7A55试验铝合金,具有高的硬化响应速率.经160℃ ×12 h时效处理后,显微硬度达到峰值,由固溶处理后的56 HV0.5提高到87 HV0.5,提高了55.36...     

预应变及时效处理对7A55铝合金残余应力及组织性能的影响

研究了预应变和时效处理对7A55铝合金残余应力和组织演变的影响。利用透射电镜和EBSD观察了微观组织,XRD测试了残余应力,显微硬度计测试了维氏硬度。试验结果表明:固溶后的试样,表面为压应力,沿轧制方向为-75 MPa,横向-115 MPa。经不同的预应变后,表面残余应力逐渐降低,施加2%的预应变后基本消除。180 ℃的时效温度下,残余应力的消减速度显著高于100 ℃和140 ℃下。随预应变量的增大,显微硬度逐渐增大,经3%的预应变后增大为92 HV0.5,提高了27.8%。显微硬度随时效时间的增加先增高后降低,峰值出现在15 h,100、140和180 ℃下时效时分别达到135、143和162 HV0.5。100 ℃×15 h的峰值硬度下晶内主要析出亚稳η′相,与基体呈共格关系;140 ℃时晶内析出相尺寸变大,出现圆片状η′相,与基体呈半共格关系;180 ℃时出现了短棒状η′相,尺寸达到5~20 nm,位相差小于10°的小角度晶界占了80%以上。     

欠时效态7150合金的高温回归时效行为

通过维氏硬度、电导率及拉伸性能测试和TEM观察研究欠时效状态7150合金的高温回归时效行为。结果表明:回归过程对合金的硬度和电导率影响显著。随着回归温度的提高,回归曲线上的谷值点变低,达到谷值点所需的时间变短;在190℃回归超过30 min后,晶界析出相明显粗化,并且断开;经过(110℃,16 h)+(190℃,120 min)+(120℃,24 h)的三级时效处理后,合金的抗拉强度为595 MPa,屈服强度为565 MPa,伸长率为12.5%,电导率为21.9 MS/m。采用此三级时效制度,合金的电导率较高,强度损失较小。此三级时效处理具有较长的第二级高温时效时间,适宜工业化操作。     

7A55合金均匀化处理

采用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析、透射电镜和X射线衍射分析等研究了7A55合金铸态与均匀化显微组织演化与成分分布,确定了该合金的均匀化处理温度与过烧温度,研究了铸锭均匀化动力学过程,利用菲克定理导出了均匀化动力学方程,利用动力学方程对均匀化过程中合金元素的扩散、Al3Zr的析出、难熔相的聚集和球化现象进行了解释。根据实验及计算结果,得出合理均匀化处理工艺为470℃均匀化24 h。     

时效工艺对2519A铝合金力学性能及抗应力腐蚀开裂性能的影响

通过常温拉伸实验、慢应变拉伸应力腐蚀实验、极化曲线测试及透射电镜等研究了不同时效工艺对2519A合金的力学性能和抗应力腐蚀开裂性能的影响.结果表明:与传统的2519A-T87合金相比,再时效时间为19 h的2519A-T9I7合金同时具有优异的力学性能和良好的抗应力腐蚀开裂性能.这是由于2519A-T9I7合金在T9I...     

固溶处理对7A55铝合金的组织和力学性能的影响

通过组织观察(光学显微镜和扫描电镜)、力学性能检测、电导率测定,研究了单级固溶和双级固溶对7A55铝合金板材组织和力学性能的影响.结果表明:采用最佳单级固溶制度470℃/0.5h和120℃/24h时效处理,其力学性能σb,σ02和δ分别为635MPa,584MPa,和13.1%.与单级固溶处理制度相比,双级固溶处理在再结晶程度较小的情况下,能较大幅度的提高7A55铝合金板材的固溶度.采用双级固溶处理450℃/1.5h 485℃/40min,120℃/24h时效后的力学性能有较大提升,其σb,σ0.2和δ分别达648MPa,630MPa和11.2%,较单级固溶其σ0.2强度提高了7.8%.     

固溶温度处理对7A55铝合金组织与力学性能的影响

试验研究了固溶热处理温度对7A55系高强铝合金性能和组织的影响。结果表明:随着固溶温度的提高,不仅固溶度提高,而且发生再结晶的程度也增加,该合金的过烧温度为490℃。在相同的时效条件下,470℃的固溶温度使该合金综合性能达到最佳。含Fe、Si杂质相是成为断裂的主要裂纹源。     

7475铝合金ECAP的晶粒细化极限

将等径弯曲通道变形应用于7475铝合金,等效真应变达12.对7475铝合金在不同温度下ECAP变形后显微组织特征和晶粒细化极限进行了研究.结果表明:变形温度从273 K到773 K,7475铝合金的晶粒细化极限为0.29～1.90 pm,且极限晶粒尺寸的倒数与变形温度的倒数成正比关系.在较高温度下,组织中产生大量的沉淀相粒子能有效钉扎晶界,阻碍晶粒长大,使合金具有较好的组织热稳定性.     

Effects of retrogression heating rate on microstructures and mechanical properties of aluminum alloy 7050

The effects of the retrogression heating rate(340℃/min,57℃/min,4.3℃/min)on the microstructures and mechanical properties of aluminum alloy 7050 were investigated by means of hardness measurement,tensile properties testing,differential scanning calorimetry(DSC)and transmission electron microscopy(TEM).The results show that the retrogression heating rate significantly affects the microstructures and mechanical properties of the alloys treated by retrogression and re-aging(RRA)process, and it is found that the medium rate(57℃/min)leads to the highest mechanical properties.The strengthening phases in the matrix are mainly the fine dispersed η′precipitates and GP zones,and the grain boundary precipitates are coarse and discontinuous η phases.     

回归再时效工艺对7055铝合金板材组织及性能的影响

通过TEM、SEM、DSC等分析及拉伸试验、电导率测试,对7055铝合金板材回归再时效后的显微组织、性能进行了系统研究。结果表明,随着回归时间的延长,回归再时效处理后的合金强度先升高后降低,导电率单调升高。与T6态相比,合金经回归再时效处理后,晶界析出相间距变大,呈断续分布,且晶内强化相的尺寸也发生了一定程度的粗化。当合金板材的回归再时效工艺为121℃×24 h+170℃×30 min+121℃×24 h时,7055铝合金板材的综合性能最优,抗拉强度达630.75 MPa,屈服强度达588.75 MPa,导电率达34.75%IACS,断裂机制为混合型断裂。     

6A02铝合金挤压棒材粗晶环控制方法

通过对6A02铝合金挤压工艺、淬火工艺、设备等的优化,借助直读光谱仪、金相显微镜、碱蚀酸洗、低倍分析等方法来研究6A02铝合金挤压棒材粗晶环的产生原因及其厚度的控制方法,从而提高产品的合格率,满足用户的要求。     

7A04铝合金壳体失效分析

7A04铝合金壳体在使用过程中发生开裂失效,通过对失效件的外观、断口宏微观形貌观察,以及对失效件和库存件材质、显微组织、力学性能和表面应力等方面的测试,对壳体的开裂原因进行了分析。结果表明,失效壳体为沿纵向脆性断裂,壳体横向力学性能较低,使用过程中承受较大的工作应力是导致开裂的主要原因。     

超声冲击实现7A52铝合金焊接接头表面纳米化

针对7A52铝合金焊接接头表面纳米化研究尚不成熟的实际情况,利用超声冲击技术,在预设电流为2 A,超声冲击速度为1.25 min/cm2的条件下,对7A52铝合金双丝MIG焊焊接接头进行超声冲击处理,借助扫描电子显微镜及透射电子显微镜对超声冲击处理后的7A52铝合金双丝MIG焊焊接接头的表层组织进行观察、分析.发现焊接接头表层经超声冲击处理后形成塑性变形层,焊缝及热影响区的变形层厚度可达70μm左右,母材的变形层厚度可达50μm左右.同时,焊接接头表层晶粒被细化,焊缝表层的晶粒尺寸可达70~300 nm,母材的晶粒尺寸可达50~500 nm.     

铝合金回归再时效状态的超峰时效强度行为分析

3种Al-Zn-Mg-Cu合金经过100℃或者120℃预时效24h,并在200℃分别回归一定时间后再时效,均显示出超过该合金预时效状态的强度,甚至高于相同温度单级时效的峰值强度,最高达到795MPa,且显示出较好的延伸率．显微组织分析及微区成分分析表明,较短时间的回归处理所引起的晶界无析出带经过再时效后变窄甚至消失,对应的晶内组织也非常弥散．而峰时效状态下虽然晶内组织弥散,但都显示出明显的晶界无析出带组织特征．铝合金回归再时效（RRA）状态的超峰值时效强度的原因可以归结为,再时效使回归时产生的晶界无析出带变窄或消失,使晶界强度提高;与此同时,晶内仍然保持和获得更加弥散的组织状态及更高的析出强化效应．     

短时电磁搅拌和细化剂对7A04铝合金大体积半固态浆料组织的影响

研究了短时电磁搅拌、细化剂及二者复合作用对7A04铝合金大体积半固态浆料组织及其径向均匀性的影响。结果表明:短时电磁搅拌和添加晶粒细化元素Zr,Sc均可使7A04铝合金半固态浆料组织的初生α-Al晶粒细化和圆整,并提高组织均匀性;短时电磁搅拌和细化剂复合作用的7A04铝合金半固态浆料具有最佳的组织,在631℃下,其晶粒直径和圆整度分别为36μm和0.68,在直径180 mm的制浆室中浆料组织尺寸的变异系数C_V仅为0.8%;随着温度降低,7A04铝合金半固态浆料组织的尺寸变大,均匀性变差,但圆整度的变化不大。     

A7N01铝合金焊接接头的不均匀特性

以A7N01铝合金焊接接头为分析对象,通过金相试验、显微硬度试验、拉伸试验和缺口疲劳试验分析了焊接接头微区的不均匀性．结果表明,A7N01铝合金焊接接头母材、焊缝、热影响区内的组织和硬度差别较大,焊缝硬度最低约为HV75,母材焊缝最高约为HVI10,热影响区内硬度变化较大．母材的屈服强度和抗拉强度高于焊缝和热影响区．而热影响区的断后伸长率最高．三个区域内疲劳裂纹萌生寿命差异较小,裂纹萌生寿命与总寿命之比近似为常数,疲劳总寿命差别明显,母材的疲劳总寿命最长,焊缝疲劳总寿命最短．