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%.     

固溶处理对7050铝合金厚板组织和性能的影响

采用差热分析(DSC)、室温拉伸、电导率测试、显微组织观察研究了不同固溶温度和固溶时间对7050铝合金厚板组织和性能的影响。结果表明,试验用合金的过烧温度约为486.3℃;随固溶温度升高,合金电导率下降,强度先升高后下降,热处理温度高于过烧温度后,伸长率迅速下降。在480℃×90 min条件下固溶处理时,T6时效态合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达到600 MPa、525 MPa和15.0%。合金适宜的固溶处理制度为480℃×(90～120)min。     

强化固溶对7050铝合金组织与性能的影响

采用室温拉伸、电导率测试、金相及扫描电镜观察、晶间腐蚀分析手段,研究强化固溶对7050铝合金强度、电导率、微观组织和晶间腐蚀性能的影响。结果表明,经强化固溶处理后合金强度、电导率和腐蚀性能均超过单级固溶;提高强化固溶温度可促使粗大第二相大量回溶,且合金未出现过烧及晶粒明显长大现象,合金抗拉强度由546 MPa提高到572 MPa,拉伸断裂主要为韧窝断口,断口中粗大第二相粒子数量下降,使穿晶韧窝型断裂部分转向沿晶断裂。合金电导率稍许降低,抗晶间腐蚀性能显著提高。     

第二级固溶温度对7050铝合金组织和性能的影响

为了研究双级固溶、双级时效处理下的固溶温度对7050铝合金的影响,采用常温拉伸、晶间腐蚀等方法研究了双级固溶、双级时效热处理制度下第二级固溶温度对7050铝合金组织和性能的影响。结果表明,随着第二级固溶温度的升高合金晶粒尺寸逐渐长大,残余第二相不断固溶。495℃时的S相基本固溶,残余第二相体积分数为0.19%,晶粒尺寸较小,合金屈服强度R_(eL)为655 MPa,抗拉强度R_m为694 MPa,伸长率A_(50 mm)为14.40%,综合力学性能最好。温度过高时合金发生过烧,性能减弱。晶间腐蚀从合金外部晶界开始向内部扩展,耐晶间腐蚀性能随着残余第二相的逐渐固溶而增强。     

固溶处理时间对7050铝合金挤压材料力学性能及耐腐蚀性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、室温拉伸实验和晶间腐蚀实验等研究了固溶处理时间对7050铝合金挤压棒材力学性能及耐腐蚀性能的影响.结果表明:挤压后未热处理的7050铝合金的强度和耐腐蚀性能都比较差,其抗拉强度为564.2 MPa,腐蚀最大深度达到50.83 μm.经过固溶+T6时效后,7050铝合金在再结晶软化与沉淀强化的共同作用下,其抗拉强度先增加后降低;经470℃固溶处理30 min+T6时效后,7050铝合金抗拉强度达到最高值674 MPa,耐腐蚀性能最好.随着固溶时间从30 min增加至2 h,峰值时效后的合金的晶界类型由弯曲小角度晶界变为平直大角度晶界,晶界处从无第二相析出状态转变为有间断分布的棒状η相状态,η相附近形成无沉淀析出带.在晶界类型转变、η相和无沉淀析出带共同作用下,7050铝合金的耐腐蚀性能变差.     

固溶处理对Al-5.8Cu-0.6Mg-0.6Ag-0.3Nd合金组织和力学性能的影响

通过金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、示差扫描量热法(DSC)和室温拉伸性能测试等方法,研究固溶处理对新型高强耐热铝合金Al-5.8Cu-0.6Mg-0.6Ag-0.3Nd合金组织和力学性能的影响。结果表明:当固溶温度由510℃升高到525℃时,更多的初生相回溶至基体;当固溶温度继续升至530℃时,初生相则未进一步回溶,而再结晶晶粒的尺寸持续加剧,导致合金软化程度增加;合金的力学性能由时效强化和固溶软化共同影响,该合金优化的固溶处理制度为525℃、2 h,经(525℃,2 h)+(185℃,7 h)峰时效处理后,合金抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为608 MPa、587 MPa和10.4%。     

固溶处理温度对7075铝合金组织和性能的影响

研究了不同固溶处理温度对7075铝合金组织、显微硬度和力学性能的影响。结果表明,随着固溶温度的升高,合金组织中未溶相先减少后增多,铝合金的显微硬度、抗拉强度和屈服强度先增大后减小。当固溶温度为460℃时,合金中未溶相数目最少,合金硬度值最大(194.1 HV),抗拉强度和屈服强度达到最大值(709和653 MPa)。当固溶处理温度升高时,合金试样的伸长率先减小后增大;当固溶温度为470℃时,伸长率有最小值(4.9%)。     

热处理对汽车用7075铝合金组织和性能的影响

对7075铝合金进行了固溶和单级时效处理,研究了单级时效对铝合金组织和性能的影响。结果表明,铝合金经单级时效后纤维组织消失,在晶界处生成第二相粒子。铝合金显微硬度的峰值时效温度为120℃,时间为16 h,硬度为220 HV。120℃/24 h时效后合金的峰值强度为680.5 MPa。     

Er对多向锻造7050铝合金组织性能的影响

以7050铝合金及含Er7050铝合金(7E50)为研究对象,对两种铝合金自由锻件进行固溶、时效处理后,采用SEM、TEM与室温拉伸等测试手段研究铝合金锻件固溶及时效处理过程中组织和力学性能的演变规律。结果表明,两种合金经470℃×1 h固溶后,7050铝合金再结晶组织占比69.45%,而7E50合金再结晶占比仅为62.08%,Er元素的加入可以抑制合金的再结晶行为。最佳的单级时效工艺为120℃×24 h,经单级峰时效处理后7E50合金的强度、硬度、伸长率均高于7050合金,由此可见Er元素的加入可以有效提升合金的力学性能。7E50铝合金峰时效态下的析出相主要是η′相、GP区和Al₃(Er, Zr)颗粒。两种合金晶界上析出相都呈链状连续分布,但7E50铝合金晶界析出相尺寸明显小于不含Er的7050合金,这可能是7E50合金伸长率高于7050合金伸长率的原因之一。     

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%。     

Effect of solution treatment on the strength and fracture toughness of aluminum alloy 7050

The effect of the solution treatment on the tensile property and fracture toughness of aluminum alloy 7050 were investigated by means of optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), tensile test and the plane-strain fracture toughness test. The results show that with increasing single-stage solution temperature, the volume fraction of the residual phase decreases, but the volume fraction of the recrystallized grains and the size of the sub-grains increase. Thus, the strength and fracture toughness of the single-stage solution treated samples increase first and then decrease. The enhanced solution treated samples result in an improved dissolution of the residual phase, a lower recrystallized grains fraction and smaller sub-grains, which leads to a higher strength and fracture toughness than that of the single-stage solution treated samples. The grain structure of the high temperature pre-precipitation treated samples is similar to that of the enhanced solution treated samples. However, the high temperature pre-precipitation treated samples exhibit a lower strength and fracture toughness, due to a mass of AlZnMgCu phase precipitating from the matrix.     

Effect of Yb addition on strength and fracture toughness of Al-Zn-Mg-Cu-Zr aluminum alloy

The effect of Yb addition on the strength and fracture toughness of Al-Zn-Mg-Cu-Zr aluminum alloy was investigated by measuring tensile properties and fracture toughness. The surface morphology was observed by optical microscopy, scanning electron microscopy and transmission electron microscopy. The results show that Yb addition can produce fine coherent Yb contained dispersoids. Those dispersoids trend to inhibit AI matrix recrystallization and retain the recovery deformed microstructure. Compared with Al-Zn-Mg-Cu-Zr alloy, Yb contained alloy demonstrates mechanical property improvements from 710 MPa to 747 MPa for ultimate strength, from 684 MPa to 725 MPa for yield strength, from 21 MPa·m1/2 to 29 MPa·m1/2 for fracture toughness with T6 treatment.     

强韧化热处理对TA15钛合金组织和性能的影响

采用光学显微镜,扫描电镜和电子拉伸机等研究了TA15合金经两阶段强韧化退火热处理后的显微组织和性能。结果表明:采取两阶段的热处理工艺后,TA15合金的组织由约20%的初生等轴α,55%的片状α和β转变基体的组织组成;合金具有良好的塑性及较好的室温和高温强度,在975℃×1 h,WQ+850℃×2 h,AC的制度下,TA15合金的室温抗拉强度为1005 MPa,屈服强度为914 MPa,伸长率、冲击韧性分别为13%和72.2 J/cm^2。合金的冲击韧性I与次生片层α厚度t具有较好的线性关系I=26.504t+44.915,冲击断口形貌可以观察到大量的韧窝,表明合金的断裂机制以韧性断裂为主。随着第二重退火温度的升高,次生片层α厚度增加,韧窝逐渐变大,韧性增加。     

淬火温度对新型齿轮钢组织及力学性能的影响

通过SEM、TEM和XRD分析,结合拉伸试验、断裂韧度试验和硬度测试,研究了淬火温度对新型齿轮钢组织及力学性能的影响。结果表明,经850～1050℃淬火+深冷+回火,试验钢的抗拉强度、屈服强度和洛氏硬度均随着淬火温度的升高先升高后逐渐降低,在900℃时分别达到峰值,此时抗拉强度为1483 MPa,断裂韧度则在淬火温度为1000℃时达到最高,为62.4 MPa·m^1/2。淬火温度低于1000℃时,试验钢的晶界及马氏体板条上存在富Mo型M₆C碳化物,碳化物随淬火温度的升高逐渐溶解,在1000℃时未再观察到未溶相。试验钢的原始奥氏体晶粒尺寸随淬火温度的升高先缓慢增大,当温度超过1000℃时,原始奥氏体晶粒及组织快速粗化,断裂韧度和断面收缩率也出现大幅度降低。     

建筑用耐火钢控轧控冷实验研究

本文对含Nb、Ti等微合金元素建筑用耐火钢的控轧控冷工艺制度进行了实验研究,利用光学显微镜、透射电子显微镜、扫描电子显微镜等检测分析技术和力学性能实验,分析了不同冷却方式(空冷、炉冷和水冷)对组织性能的影响,并对实验钢的应变诱导析出行为进行了研究。通过控制工艺参数,可使实验钢的屈服强度达到524MPa,抗拉强度达到749 MPa,冲击韧性达到60J,屈强比小于0.8,高温屈服强度大于室温的2/3,满足建筑用耐火钢力学性能的要求。     

Al-6Mg-0.8Zn-0.5Mn-0.2Zr-0.2Er合金低温力学性能与微观组织研究

以Al-6Mg-0.8Zn-0.5Mn-0.2Zr-0.2Er合金为基础,对该材料的冷轧态,温轧态,完全退火态进行从室温降到77 K时的拉伸测试和冲击性能测试。运用背散射电子衍射(EBSD),透射电镜(TEM),扫描电镜(SEM)对合金的原始组织,拉伸断口,冲击断口进行观察,研究不同温度下微观组织对材料拉伸性能及冲击性能的影响。结果表明:随着测试温度的升高,样品的抗拉强度、屈服强度及冲击韧性均逐渐降低;温轧的H114态由于位错缠结规整,亚晶界比较多等原因保持了较高的强度和冲击韧性,实现了高强高韧性能的匹配。     

回火温度对30Cr3Si2NiMoWNb钢组织性能的影响

采用扫描电镜、能谱分析和力学试验等研究了回火温度对30Cr3Si2NiMoWNb超高强度钢组织和性能的影响。结果表明,回火温度变化可实现对力学性能的大幅度调控。200~350 ℃回火,微观组织为回火马氏体与细小弥散的ε-碳化物,此阶段强韧性变化幅度较小,抗拉强度等级1700 MPa、屈服强度等级1300 MPa;350~500 ℃回火由于渗碳体的不均匀析出,强度和韧性同时下降,其中500 ℃左右回火脆性最为严重,冲击吸收能量下降至最低点;500~700 ℃回火生成较稳定的球状渗碳体,强度大幅下降,韧性大幅上升。回火温度对强韧性的影响机理为ε-碳化物、渗碳体等析出相演变过程的影响;一定含量的Si元素可以提高渗碳体形成温度和回火脆性温度。     

淬火温度对2200 MPa级超高强度钢力学性能与微观组织的影响

采用力学性能测试、光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等材料分析方法研究了淬火温度对2200 MPa级超高强度钢的力学性能及微观组织的影响。结果表明,试验钢最佳淬火温度为1025 ℃,再经后续热处理能获得最佳的强韧性匹配,此时抗拉强度为2244 MPa,屈服强度为1836 MPa,U型缺口冲击吸收能量为59 J,断裂韧性为57.7 MPa·m^1/2。淬火温度较低时,出现粗大一次碳化物富Mo型M₆C碳化物,严重影响强度和韧性。随着淬火温度升高,一次碳化物逐渐减少,直至1000 ℃完全消失,当淬火温度高于1025 ℃时晶粒显著粗化,晶粒尺寸成为主要的负面影响因素。     

7050铝合金厚板织构、拉伸性能及断裂韧性的不均匀性

采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、常温拉伸和紧凑拉伸实验,对120mm厚的7050铝合金板材的织构分布、拉伸性能及断裂韧性进行分析。结果表明:沿板材厚度方向,合金的组织、织构、强度及断裂韧性呈不均匀分布;在同一厚度处,合金的强度和断裂韧性具有明显的各向异性;由板材表层到中心,粗大第二相及再结晶晶粒尺寸逐渐增大;板材表层的织构主要由剪切织构{111}110和立方织构Cube{001}100组成,中心主要由β取向轧制织构和少量立方织构组成,1/4厚度处是过渡层;由板材表层到中心,轧向及长横向强度呈不均匀变化,板材中心处强度比表层的小;板材同一厚度处,强度和断裂韧性具有明显的各向异性,轧向强度大于长横向和短横向强度,L-T取向的断裂韧性大于T-L取向和S-L取向的断裂韧性;L-T取向的断裂方式主要是穿晶断裂,S-L取向的断裂方式以沿晶断裂为主,T-L取向是混合型断裂,其穿晶断裂比例比L-T取向的穿晶断裂比例小,沿晶断裂比例比S-L取向的沿晶断裂比例小。     

Effect of Y content on microstructure and mechanical properties of 2519 aluminum alloy

The effects of yttrium（Y） content on precipitation hardening, elevated temperature mechanical properties and morphologies of 2519 aluminum alloy were investigated by means of microhardness test, tensile test, optical microscopy（OM）, transmission electron microscopy（TEM） and scanning electron microscopy（SEM）. The results show that the tensile strength increases from 485 MPa to 490 MPa by increasing Y content from 0 to 0.10%（mass fraction） at room temperature, and from 155 MPa to 205 MPa by increasing Y content from 0 to 0.20% at 300 ~C. The high strength of 2519 aluminum alloy is attributed to the high density of fine 0＇ precipitates and intermetallic compound AICuY with high thermal stability. Addition of Y above 0.20% in 2519 aluminum alloy may induce the decrease in the tensile strength both at room temperature （20 ℃） and 300℃.