热挤压对铍铝合金显微组织和性能的影响研究

为缩短粉末冶金成形时间,对冷等静压成形后的铍铝合金进行热挤压处理,研究了热挤压对铍铝合金显微组织和性能的影响。结果表明:通过热挤压变形后,铍铝合金组织为铍相以颗粒状分布于连续的铝相中,且组织密实化,材料密度显著上升;同时,挤压后的铍铝合金硬度提高到了80 HRB,并伴随较大内应力。冷等静压的铍、铝相晶粒取向均较为随机;热挤压处理后,铍相未发生明显择优取向,铝相主要形成了较强的〈100〉方向以及较弱的〈110〉方向的丝织构。     

二次热压对粉末冶金铍铝合金显微组织与力学性能的影响

研究了二次热压工艺对粉末冶金铍铝合金微观组织和力学性能的影响,并对合金断口形貌进行了分析。结果表明:一次热压铍铝合金,其显微组织中铍相以趋于球状的颗粒分布于连续的铝基体内,合金抗拉强度为230 MPa,屈服强度为157 MPa,延伸率为3.5%;二次热压铍铝合金,其显微组织中铍相边界粗糙,铝相出现晶界且其晶粒趋于圆形,合金抗拉强度提高到304 MPa,屈服强度为253 MPa,延伸率为1.5%。一次热压铍铝合金断口无明显裂纹源,呈均匀的塑性变形,主要以铍相的穿晶解理断裂和铝相的韧性断裂为主;二次热压铍铝合金断口有较为明显的裂纹源,除了发生铝相的塑性变形断裂和少量的铍相解理断裂外,铍铝相界同时发生了开裂。     

粉末粒度对热等静压法制备2A12铝合金组织与性能的影响

分别用3种不同粒度的氮气雾化2A12铝合金粉末为原料,采用热等静压法制备2A12铝合金,研究粉末粒度对合金组织与力学性能的影响。结果表明:热等静压可实现2A12铝合金粉末的近全致密化,粉末粒径越小,粒径分布范围越广,则致密化程度越高,同时几何尺寸收缩较大,压坯的相对密度最高达到97.6%;粒度较大的粉末经过热等静压后,颗粒边界趋于平直,边界与边界的夹角趋于均匀的120°,而粒度较小的粉末原始边界严重变形,部分小颗粒甚至融合在一起;随粉末粒度减小及粒径分布范围增大,Al和Cu等合金元素的析出相由点状连续分布变为集中分布在粉末颗粒的三向交叉处,微观组织更致密均匀,颗粒边界细小,颗粒之间的扩散连接加强。粒度最小的2A12铝合金粉末经热等静压后,析出的合金元素第二相对合金有强化作用,抗拉强度和伸长率都提高,分别达到306 MPa和10.5%。     

热等静压铁钴镍基高温合金的显微组织和力学性能

以气雾化（gas atomization,GA）粉末为原料,采用热等静压（hot isostatic pressing,HIP）致密化烧结工艺制备Fe18Ni23Co25Cr21Mo8WNbC2铁钴镍基高温合金,研究热等静压温度对致密化Fe18Ni23Co25Cr21Mo8WNbC2粉末高温合金金相组织、力学性能和断口形貌的影响。结果表明:热等静压技术制备的高温合金致密化程度很高,烧结体由（Fe,Ni）固溶体相和弥散分布的M6C碳化物强化相组成;热等静压温度为950~1050 ℃时,烧结体的密度、力学性能随着热等静压烧结温度的提高而提高;当热等静压温度达到1100 ℃时,致密化烧结体晶粒组织明显长大,其力学拉伸性能降低;致密化烧结体的室温拉伸断口以穿晶断裂为主,局部区域晶粒被拉伸开裂,650 ℃高温断口为穿晶断裂和沿晶断裂的混合形貌,基体相存在沿应力方向被拉长的韧窝。     

62Be-38Al合金高、低温力学性能及断裂机制

采用万能拉伸试验机、金相显微镜及扫描电镜对62Be-38Al铍铝合金在-100～500℃下的高、低温力学性能及断裂机制进行探究。结果表明,铍铝合金的抗拉强度与屈服强度随温度的升高而降低,延伸率则呈现先升再降的变化趋势,在300℃时达到最大值。同时,随着测试温度的上升,铍铝两相的界面结合强度逐渐低于铍颗粒的解理断裂强度,断口组织中相界面断裂增加,铍解理面减少。当温度升至500℃时,铝相软化,铍铝相界面的结合强度大幅降低,伴随着合金强度塑性的急剧下降,其断口呈沿晶断裂。另外,随温度的升高,合金的形变强化指数单调下降,-150℃时为0.22,400℃时为0.08。     

铝锂合金高强化成分设计

总结了铝锂合金高强化成分设计的发展过程,综合了课题组主合金元素Cu、Li含量,微合金元素Mg、Ag、Zn及稀土(RE)元素等对Al-Cu-Li系铝锂合金力学性能及析出相影响规律的研究结果。铝锂合金中Cu/Li比例较低时有利于时效时δ′相(Al3Li)析出,但不利于强度的提高;而Cu/Li比增加则有利于时效时T1相(Al2CuLi)及θ′相(Al2Cu)析出,从而有效提高铝锂合金的强度。微合金化元素Mg能有效促进T1相形核析出,加速铝锂合金时效响应速度,提高T1相析出密度,进而提高铝锂合金强度;Mg+Ag及Mg+Zn复合添加能进一步促进T1相析出,提高T1相分布密度;Mg+Ag+Zn三元复合微合金化具有最好的促进T1相形核析出及提高铝锂合金强度的效果。在高Cu/Li比铝锂合金中添加微量RE元素将导致时效时含Cu强化相T1相及θ′相减少,降低铝锂合金强度。铝锂合金高强化成分设计的思路应是在Mg、Mg+Ag、Mg+Zn或Mg+Ag+Zn微合金化基础上,提高Cu+Li总量并保持较高Cu/Li比。     

铈对5005铝合金组织和性能的影响

采用熔配法制备铝铈中间合金,考察合金成分和熔炼温度对铝铈中间合金的铈收率、合金均匀性和操作方便性的影响,并通过金相分析、扫描电镜分析、能谱分析和XRD分析观察其微观组织结构。另外,将铝铈中间合金加入5005铝合金中,考察铈加入量对5005铝合金微观组织结构和显微硬度的影响。结果表明,5005铝合金中添加铈具有良好的精炼和净化作用,可以改善析出相的形状,减少铁元素对铝合金组织的不良影响,从而降低铝合金的硬度和提高铝合金的挤压性能。     

选区激光熔化铝合金制备研究现状

选区激光熔化（selective laser melting,SLM）技术因具有可定制化、加工周期短及精度高等特点,在工业生产中得到广泛应用。本文对选区激光熔化技术及其在铝合金及铝基复合材料制备的研究现状进行了综合性论述。通过论述选区激光熔化特性引出选区激光熔化打印铝合金的优势。介绍了适用于选区激光熔化技术的铸造Al?Si系合金,结合扫描策略和工艺参数优化,探究了选区激光熔化铝硅合金的微观结构、相组成和力学性能变化规律。讨论了选区激光熔化微/纳米陶瓷强化铝基复合材料的研究现状,分析与总结了添加强化颗粒对组织结构、相对密度、润湿性及相应力学性能的强化机理。总结了工业界与学术界关注的新型高强度铝合金材料的开发及其选区激光熔化的制备,重点论述了新型铝合金的固溶强化和析出相强化机理,并分析了对相对密度和力学性能的影响因素。最后对选区激光熔化铝合金发展趋势及现阶段存在的问题进行了展望。     

稀土Y强化金基微合金研究

研究了Y对Au－Zr－Ge金基微合金的组织结构和力学性能的影响,结果表明：Y能改善第二相的形态和分布,显著地提高合金的力学性能．通过分析Y的强化作用．提出了组织特征参数--第二相尺寸因子,以表征合金的组织结构对性能的综合影响．     

含Zn3003铝合金的显微组织与性能

采用透射电子显微镜研究了Zn元素对退火态3003铝合金微观组织的影响,并用拉伸试验和电化学极化实验,分别研究了Zn元素对3003铝合金力学性能和电化学腐蚀性能的影响.透射电镜观察和电子拉伸实验结果表明,Zn元素加入3003铝合金,可以细化退火态合金中的析出相,使其分布更加弥散,尺寸更加均匀.Zn元素的加入,可使退火态合...     

合金元素对3X04铝合金铸锭组织及性能的影响

采用正交试验方法设计了3X04铝合金成分,并对退火后的合金进行了力学性能测试,分析了主要合金元素对材料力学性能的影响；通过运用金相显微镜、扫描电镜等手段研究了铝合金退火组织及断口形貌,阐述了其对力学性能影响的微观机制,找到了3X04铝合金较佳的合金元素含量。     

微量Ag对Al-Cu-Mg合金显微组织与力学性能的影响

研究了Ag元素对Al-8Cu-0．5Mg合金显微组织、室温及高温力学性能的影响。结果表明：均匀分布在铝基体{001}面和{111}面上共存的θ′和Ω（成分为Al2Cu）沉淀相能对含Ag合金起强化作用；而不含Ag的合金只有θ′一种沉淀相。含Ag合金中小尺寸以及近间距的θ′和Ω沉淀相提高了室温及高温下合金的屈服强度和拉伸强度。然而，与不含Ag的合金相比，由于这种小尺寸及近间距的θ′和Ω沉淀相在变形过程中具有与基体的内在不相容性，含银合金的伸长率降低。     

铍铝合金的制备工艺与应用进展

铍铝合金具有质量轻、比强度高、比刚度高、热稳定性好、高韧性、抗腐蚀等许多优点,是一种重要的结构材料,被广泛应用于航空航天、计算机、汽车等工业。铍和铝金属之间没有任何金属间化合物生成,且相互固溶的能力极低,实质上是纯铍和纯铝的金属基复合材料。铍铝合金制备方法多采用精密铸造技术、粉末冶金和粉末冷等静压+压力加工方法制造,前者具有生产成本低的优点,后两者力学性能优于前者,但成本较高。本文综述了铍铝合金的特点,铍铝合金的铸造、粉末冶金、挤压/轧制/锻造产品性能和应用领域。评述了铍铝合金铸造过程中不同添加元素的作用,介绍了铍铝合金的焊接方法和性能。最后,分析了我国在铍铝合金研究方面存在的问题和对策,展望了我国铍铝合金的发展前景。     

Al-Cu-Mg-Ag系高强耐热合金的热加工工艺研究

通过差热分析（DTA）、金相组织观察、热模拟及拉伸试验等手段．分析了不同均匀化退火工艺对含Ag的Al-Cu-Mg-（Ag）-Mn-Zr新型耐热铝合金的微观组织和力学性能的影响。     

真空电磁悬浮精炼钛铝基中间合金试验研究

利用真空电磁悬浮熔炼炉对铝热法还原攀枝花酸溶性钛渣所得的粗TiAl基合金进行精炼,研究了精炼前后合金物相组成、合金元素在微区中的分布、组织结构和杂质含量的变化。发现在精炼参数为熔炼电流60A,保温时间5min,冷却速率4A/min时,精炼后的合金层片状组织和裂纹减少,晶粒尺寸减小。Si、Fe元素置换Al元素形成置换固溶相,存在于TiAl、TiAl_2等相中,形成了Fe_2AlTi、Si_2Ti、Al_2FeSi、AlFe、FeTiSi等物相,接近于Ti-Al二元合金的双相组织。合金中夹杂物的含量减少了45%,去除了合金中的粒径5μm的大颗粒夹杂物。     

节银Ag-Cu-Zn-Cd钎焊料的研究

分析了Ag－Cu－Zn－Cd四元相图．提出了既能降低Ag－Cu－Zn－Cd针焊料含银量，又能保证熔点低、色泽好、塑性好、耐腐、导电性好、对铜和钢具有良好的浸润性、接头强度高等综合性能的最佳合金成分方案．对该钎料的合金组织、各相成分、各元素在各相中的分布规律及对性能的影响进行了扫描电镜和能谱分析．测试了焊缝的力学性能、焊接性能．对微量元素对钎料组织与性能的影响进行了初步的探讨．     

6060铝合金生产工艺研究

设计了6060铝合金车用型材的熔铸、挤压工艺,并通过室温托伸实验分析了影响6060合金力学性能的因素。结果表明：将6060铝合金中强化相元素Si、Mg按中上限控制可保证材料力学性能要求,挤压温度及速度对合金性能影响较小。经过T5热处理的6060合金,其力学性能达到一定指标,且材料尺寸精度和表面平直度较T6状态好。     

元素Cr含量对粉末冶金TC4合金组织与性能的影响

采用冷等静压+真空烧结+热等静压(CHIP)法制备不同Cr含量的TC4钛合金,通过金相显微镜分析、力学性能测试、扫描电镜分析及透射电镜分析等方法研究Cr元素对TC4微观组织与性能的影响。结果表明:随Cr元素含量增加,TC4合金的抗拉强度、抗压强度升高,伸长率逐渐下降。Cr含量为2%时,TC4合金的抗拉强度为982 MPa,伸长率为14%,抗压强度为1 632 MPa,综合力学性能较好。     

两种组织TA15棒材性能差异研究

采用扫描电镜BEI和EBSD技术研究了TA15棒材片状和等轴组织的合金元素分布和组织结构对力学性能的影响。IQ图和成分分析表明,高达20%的合金溶质原子固溶在β相中产生显著的晶格畸变,导致β相固溶强化效果大于α相,固溶强化对TA15棒材屈服强度的贡献大于细晶强化,是两种组织具有相近屈服强度的主要原因。等轴组织棒材晶粒细小、点阵畸变大的β相均匀地分布在α相晶界上、29%的小角度晶界,使变形不易在局部集中而起到了均分变形的作用,提高了抗拉强度和塑性变形能力,综合性能优于片状组织。     

合金元素及均匀化工艺对Al-5Mg合金力学性能的影响

通过在Al-5Mg合金中加入弥散相形成元素,在均匀化过程中能获得均匀细小的弥散相,热变形后能获得细小亚晶结构的组织。力学性能测试结果表明,利用固溶强化、弥散强化和细晶强化等综合方式强化后的铝合金,与传统的5083合金相比,挤压后的抗拉强度提高20%。但铸造过程形成的初晶相(Ti,V)Al3在拉伸和疲劳断裂过程中易成为裂纹源,降低铝合金的延伸率和疲劳寿命。