退火温度对冷轧中锰钢组织性能和断裂行为的影响

 为了系统研究临界区退火和全奥氏体区退火对中锰钢性能的影响,为中锰钢的实际应用提供理论基础,在650~900 ℃范围内系统研究了冷轧中锰钢的显微组织和力学性能,并通过断口形貌观察分析了试验钢的断裂特性。结果表明,试验钢在临界区退火的综合力学性能明显优于全奥氏体区退火。650~750 ℃退火时,抗拉强度在1 000 MPa左右,强塑积超过30 GPa·%,发生韧性断裂,宏观上可以观察到明显的层状裂纹,微观下为大量韧窝;在800~900 ℃退火时,抗拉强度在743~1 154 MPa范围内波动较大,强塑积不足10 GPa·%,断口平整,发生脆性沿晶断裂;退火温度为650 ℃时,组织为片层状和等轴状的奥氏体、铁素体双相及大量渗碳体;随着退火温度的升高,渗碳体逐渐溶解消失,等轴状组织所占体积分数明显增加,奥氏体体积分数也不断增加,在750 ℃时达到52.2%;退火温度为800 ℃时,有马氏体产生,奥氏体体积分数下降;退火温度为900 ℃时,组织基本为马氏体,残留奥氏体体积分数仅为14.6%。     

双级时效制度对7150铝合金微观组织和性能的影响

采用拉伸测试、电导率测试和透射电镜等手段研究了双级时效制度对7150铝合金的力学性能、电导率和微观组织的影响。结果表明:在本研究范围内,第一级时效制度对合金的力学性能和电导率影响不大;合金经过120℃/8h+160℃/6h,可以达到与单级峰时效处理相当的抗拉强度,并且电导率有明显提高;第二级时效温度为168℃时效时,相比在160℃进行第二级时效,合金在具有同等电导率水平时,损失的强度相对较多,但时效时间明显变短;120℃/8h+160℃/32h双级时效后,合金的抗拉强度为560MPa,屈服强度为520MPa,延伸率为11.5%,电导率22.7MS.m-1,晶内沉淀析出相以η′和η为主,晶界析出相完全断开。     

退火温度对冷轧态5754铝合金板材组织与性能的影响

在160~400℃范围内对5754铝合金冷轧板进行退火处理,通过显微硬度与拉伸性能测试、金相显微组织与拉伸断口形貌观察等,研究5754铝合金冷轧板的再结晶温度以及退火温度对其力学性能和显微组织的影响。结果表明:随退火温度从160℃升高到400℃,板材的伸长率逐渐增加,但硬度、抗拉强度以及屈强比不断降低,屈强比由0.891降低到0.463。退火温度达到360℃后力学性能趋于稳定;冷轧态5754铝板的再结晶温度为294℃,再结晶终了温度为360℃;在290~300℃温度区间内,随退火温度升高,铝板的显微组织变化明显,于290℃退火后基本上呈现原始的纤维状组织,于300℃退火后出现大量的再结晶晶粒。合金冷轧板及其退火后的拉伸断口主要由韧窝和撕裂棱组成,属穿晶型韧性断裂。     

时效工艺对Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Er铝合金组织与耐腐蚀性影响

采用剥落腐蚀、极化曲线、电导率、力学性能测试和TEM显微组织分析,研究T6、T74及RRA时效工艺对Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Er铝合金的组织、力学性能与耐腐蚀性的影响.结果表明:①T6态合金的强韧性最高（σ_b:663.5 MPa、σ_0.2:625.4 MPa、δ:12.46 %）,但易腐蚀;与T6态合金相比,T74态合金（σ_b:640.2 MPa、σ_0.2:621.3 MPa、δ:11.34 %）的耐腐蚀性最好,但以牺牲强度为代价,而RRA态合金（σ_b:657.8 MPa、σ_0.2:628.8 MPa、δ:11.98 %）虽强韧性略低于T6态合金,但耐腐蚀性明显改善,综合性能优异.②合金的强度及耐腐蚀性分别与晶内η′析出相和晶界η析出相有关.晶内大量的η′析出相分布越均匀、弥散,尺寸越细小,合金的强度越高;晶界粗大的η析出相分布越离散,合金的耐腐蚀性越好.这与第一性原理计算的η′相与η相的理化性质相吻合.      

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。     

双级时效对6005A铝合金组织及性能的影响

采用显微组织观察和力学性能测试等分析方法,研究了6005A铝合金挤压“品”字形空管在180℃和205℃的双级时效过程中微观组织变化和时效强化的特点。研究表明：通过观察显微组织发现,经180℃×3 h+205℃×1.5 h双级时效处理后,强化相和其他沉淀相最为均匀、细小、弥散分布。当二级时效一定时（205℃×1.5 h）,一级时效温度为180℃时,随一级时效时间延长（2 h、3 h和4 h）,合金的维氏硬度和强度呈先增加后减小趋势,3 h时效效果较好;当一级时效一定时（180℃×2 h）,随着二级时效时间的延长（1.5 h、3 h和4.5 h）,合金的维氏硬度和强度呈减小趋势。综合比较,180℃×3 h+205℃×1.5 h双级时效的微观组织和力学性能最佳。     

均匀化冷却方式对6008铝合金组织和性能的影响

采用光学显微镜、扫描电子显微镜、常温力学拉伸和电导率等测试方法,研究在加热570℃、保温3h条件下,不同均匀化冷却方式对6008铝合金铸锭微观组织及力学性能的影响.结果表明,在相同均匀化工艺条件下,水冷均匀化制度下的铸锭均匀化程度更高,第二相回溶更充分,综合力学性能更好.空冷对铸态电导率的提升作用更加明显,达到46.1...     

时效对超高强含钪铝合金组织和性能的影响

采用维氏硬度测量、室温拉伸性能测试和显微组织结构分析,研究了不同时效制度下Al-Zn-Cu-Mg-Sc-Zr合金的力学性能、腐蚀性能和显微组织。结果表明,合金具有显著的时效硬化效应,随时效温度的升高,合金达到时效硬度峰值的时间缩短。合金适宜的时效制度为120℃/24 h。此时,合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率和维氏硬度分别为696 MPa、654 MPa、11.1%和211.2 HV。合金中主要强化相为GP区和η′相,主要强化作用为沉淀强化及弥散强化。时效过程中Al3Sc和Al3(Sc,Zr)质点表现出较强的热稳定性;合金抗晶间腐蚀能力随时效时间的延长而增强。     

时效热处理对7B50超强铝合金组织与性能的影响

通过拉伸试验、维氏硬度测试、电导率测试、晶间腐蚀与剥落腐蚀试验、金相观察及透射电镜分析等,研究新型的4级时效工艺(four-step aging,FSA),即高温短时效—低温长时效—高温短时效—低温时效工艺对Al-Zn-Mg-Cu系7B50超强铝合金组织和性能的影响。结果表明:FSA处理促使7B50铝合金晶界析出相发生球化和细化,晶界析出相的体积分数显著增大并呈非连续分布;与传统的回归再时效RRA工艺相比,经过优化的新型4级时效热处理能明显提高7B50铝合金的力学性能和抗腐蚀性能;经过150℃/5 h→110℃/24 h→150℃/5 h→110℃/12 h的4级时效处理后,合金的室温抗拉强度从582 MPa提高到685 MPa,抗腐蚀性能明显超过回归再时效(RRA)处理的合金。     

均匀化处理温度对6014铝合金组织和性能的影响

采用硬度和电导率测试,扫描电子显微镜观察手段,研究均匀化处理温度对6014铝合金组织和性能的影响。研究结果表明,随着均匀化处理温度的升高,6014合金铸态组织中非平衡相逐渐溶解,针状β-Al₉Fe₂Si₂相逐渐向颗粒状α-Al₈Fe₂Si相发生转变,晶内和晶界黑色颗粒状Mg₂Si相逐渐回溶。随着均匀化处理温度的升高,电导率呈下降趋势。均匀化处理温度越高,合金硬度呈先升高后降低的趋势,均匀化处理温度为560℃时硬度最大,达到71.1HB。     

均匀化处理时间对6016铝合金组织和性能的影响

采用力学性能、电导率测试、金相观察手段,研究不同均匀化热处理时间对6016铝合金组织和性能的影响。研究结果表明,随着均匀化保温时间的延长,在晶界处聚集的非平衡相发生明显的分解回溶,枝晶偏析得到改善,同时出现了一定含Mn相的弥散析出。均匀化后合金电导率低于原始铸锭,随着均匀化时间的延长,电导率呈先升高后降低的趋势,并在8h时达到最大,为43.8%IACS。随着均匀化时间的延长,合金T4态强度和延伸率呈先升高后降低的趋势,均匀化时间为 8h 时强度和延伸率最大,抗拉强度为206.0MPa,屈服强度为93.6MPa,延伸率为26.7%。     

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。     

Sc对Al-Mg合金组织和性能的影响

采用金相显微镜，扫描电镜（SEM）和力学性能检测等方法，研究了微量Sc对Al-5%Mg合金显微组织，力学性能和断口形貌的影响，结果表明，添加0．17％Sc的合金铸态组织得到显著细化，枝晶组织在相当程度上得到消除，直到575℃合金仍然保持着大量的变形组织，添加钪的合金在高温退火后可以保留较高的强度，但合金塑性比普通Al-Mg合金要低。     

分级均匀化处理对7068新型高强铝合金组织及性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)及差热分析(DSC)研究了7068高强高韧铝合金均匀化热处理制度及其微观组织演变;通过单向拉伸试验及四探针电阻率法测定了不同均匀化后T6态合金的拉伸性能及电导率。结果表明:7068铝合金铸态组织存在枝晶偏析,非平衡共晶相沿晶界呈连续网状分布,低熔点共晶相初始溶解温度为467.3°C;合金经455°C×16h+465°C×4h+475°C×4h三级均匀化处理后,成分均匀,残留共晶很少且T6态的抗拉强度、延伸率以及电导率均达到所做均匀化处理中最佳,分别为715MPa、13.3%和34.5%IACS。     

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...     

低温回归再时效对7B04-T651铝合金厚板组织与性能的影响

研究了回归及回归再时效处理对7B04铝合金预拉伸厚板的显微组织、力学性能及电导率的影响.通过透射电子显微镜(TEM)观察了回归再时效合金的微观组织,并对合金进行了力学性能及电导率测试.结果表明:采用合适的回归再时效工艺(180℃/1h,水淬+120℃/22h)可使材料具有接近T6态合金强度的同时,电导率大幅度提升,达21.0MS·m^-1;此时,合金晶内组织与T6状态相似,析出相细小呈弥散分布,而晶界组织与双级T74时效组织特征相似,晶界析出相粗大呈不连续分布,晶界两侧伴之以明显的晶界无析出带.     

锌元素对钎焊态3003铝合金显微组织与性能的影响

研究了Zn含量对经过模拟钎焊处理的3003铝合金显微组织、力学性能和电化学性能的影响规律.透射电镜(TEM)结果表明:Zn合金化对合金微观组织尤其是析出相的形貌影响不明显,三种合金的析出相均为较规则的近球形颗粒,Zn含量增大会使析出相的密度增大.用能谱分析仪(EDS)分析了含Zn铝合金的基体和析出相的成分,结果表明基体中含有Zn元素,而析出相中不合Zn元素,证明Zn主要是以固溶体的形式而非相的形式存在于合金中.拉伸试验结果表明:随着Zn含量的增加,合金的拉伸强度会略微提高,延伸率略微下降.用扫描电镜(SEM)对拉伸断口形貌进行了分析,结果表明合金的断裂形式为典型的韧性断裂.在0.5％NaC1溶液中的电化学实验结果表明,当合金中添加质量分数为1.5％的Zn元素,合金的腐蚀电位明显负移,这不利于合金的抗蚀性.随着Zn的质量分数从1.5％增加到1.8％,腐蚀电位变化较轻微,说明Zn含量的增加使合金的腐蚀电位向负方向移动,但是随着Zn含量的增加,这种影响越来越弱.同时,随着Zn含量的增加,腐蚀电流密度逐渐增大,说明Zn含量的增加使合金的抗腐蚀性能减弱.     

Cu、Mg、Si元素含量对2014铝合金组织与性能的影响

通过设计三种合金成分,研究了Cu、Mg、Si元素含量对2014铝合金组织与性能的影响。研究结果表明,随着Cu、Mg、Si含量的增大,铸态组织的共晶相增多;当Cu含量低于4.2%时,502℃×30 h均匀化退火可以使Al2Cu完全回溶。合金经热挤压、固溶及人工时效处理后,合金保留了挤压变形的取向组织,但伴随有少量地细小再结晶晶粒形成。力学性能表明,Cu、Mg、Si含量的增加提高了合金强度并且没有降低断后延伸率。三种合金时效态屈服强度达到460 MPa以上,抗拉强度达到517 MPa以上,延伸率不低于10%,综合性能超出国际AMS标准。     

钇对2519铝合金的组织与性能的影响

用X射线、光学显微镜及扫描电镜等研究了钇对2519铝合金的组织及力学性能的影响,实验结果表明:加入适量钇(0.1%质量分数)后,合金的强度、硬度、伸长率提高,合金的再结晶组织细化,当钇含量超过0.1%时,合金的强度、硬度、伸长率随钇含量的增加而逐渐降低,适宜的含钇量为0.1%,钇主要以Al6Cu6Y化合物的形式存在并沿晶界分布。