中间退火对Al-Mg-Si系铝合金汽车板组织和性能的影响

对Al-Mg-Si系铝合金汽车板进行了不同的中间退火处理(无中间退火、300 ℃×2 h、420 ℃×2 h),并利用光学显微镜、XRD、TEM、拓扑仪、拉伸试验机对板材进行了检测分析。结果表明,中间退火处理对T4P态板材的微观组织、织构、罗平纹和力学性能影响显著,提高中间退火温度有利于获得等轴晶粒、增大应变硬化指数(n值)、降低板材各向异性(Δr值),但塑性应变比(r值)也会有所降低。此外,经过300 ℃×2 h中间退火处理的板材在10%预拉伸后表现出最好的表面质量,无中间退火和420 ℃×2 h中间退火处理的板材在预拉伸后罗平纹缺陷严重。这主要归因于中间退火引发的板材微观组织和织构的差异。300 ℃×2 h的中间退火处理可以使Al-Mg-Si系铝合金板材在不降低力学性能的前提下显著改善罗平纹,表现出最佳的综合性能。     

中间退火处理对AlMgSiCu铝合金冷轧板组织性能的影响

利用拉伸试验机、TEM透射电镜和XRD,研究了中间退火处理对6000系AlMgSiCu铝合金冷轧板力学性能和组织织构演变的影响。结果表明:经300 ℃×2 h和400 ℃×2 h的中间退火处理后,AlMgSiCu合金强度指标并未发生明显的改变。加工硬化指数(n)值和塑性应变比(r)值随中间退火温度的提高,呈现增加的趋势。经400 ℃×2 h中间退火处理后,n值达到了0.286,r值达到了0.623,大部分晶粒已演变为等轴晶粒。试样基体内主要存在3种形式的第二相,尺寸在1 μm左右的AlFeMnSi颗粒相,宽度在0.1 μm左右的长棒状AlMgSiCu相和球状Si颗粒相。长棒状AlMgSiCu相随着中间退火温度的升高先析出后溶解。无中间退火的板材,Brass{011}<211>织构和S{123}<634>织构的体积分数最高,分别达到了13.9%和25.7%。经400 ℃×2 h中间退火的试样,以Cube{001}<100>织构为主,体积分数达到了24.3%,r-Cube织构达到了10.5%。     

退火温度对21Cr-0.3Cu铁素体不锈钢组织性能的影响

通过光学显微镜、拉伸试验及背散射电子衍射,研究了退火温度对21Cr-0.3Cu超纯铁素体不锈钢显微组织、力学性能、成形性能和微观织构的影响。结果表明,试验钢经970 ℃退火时,晶粒细小且均匀,组织处于完全再结晶状态。退火温度低于970 ℃时,再结晶不完全;退火温度高于970 ℃时,再结晶晶粒异常长大,这两种情况均出现混晶组织。试验钢在970 ℃退火时,综合力学性能最佳,抗拉强度为473 MPa,屈服强度为315 MPa,伸长率35.7%。随退火温度的升高,试验钢的平均塑性应变比r_m值先增加后减少。当退火温度达到970 ℃时,r_m可以达到最大值1.82。γ纤维织构密度变化趋势与r_m值一致,退火温度为970 ℃时,γ纤维增强明显,此时其取向密度达到最大值f(g)=20.56,成形性能最佳。     

预退火处理对6016铝合金汽车板T4P态组织和性能的影响

为改善其成形性能,研究了不同温度(100、200、300℃)的预退火处理对6016铝合金汽车板材组织和性能的影响。结果表明:预退火温度低于200℃时,板材T4P态的微观组织、强度、伸长率和平均塑性应变比r_(ave)变化不大;预退火温度升高至300℃时,T4P态板材抗拉强度、伸长率和r_(ave)明显下降;在100～300℃的预退火温度区间内,Δr随着预退火温度的升高单调下降;应变硬化指数n值和极限拉深比在200℃预退火时达到最大值。对6016冷轧板进行200℃×1h的预退火处理,能够在不降低板材T4P态强度和伸长率的情况下,提高n值和极限拉深比,降低Δr,使板材的成形性能得到提高。     

汽车用6111铝合金板材力学性能和织构研究

对6111铝合金板材T4P态(预时效后室温放置)和烤漆态(185℃×20 min)沿不同方向的力学性能和织构差异进行研究,结果表明:合金两个状态沿不同方向的力学性能存在明显差异,屈服强度沿轧向最高,分别为171MPa和261MPa,烘烤增量达90 MPa,而伸长率却在与轧向呈45°方向最高;T4P态r和n值均沿轧向最高,而与轧向呈45°方向最低;合金T4P态已完全再结晶,表层晶粒尺寸小于中间层,纵截面再结晶晶粒长宽比高于横截面的;合金板材滑厚度方向存在明显的织构梯度,表层以{001} 〈100〉 Cube织构和β取向线上的{114} 〈131〉织构为主,而中间层除{001} 〈100〉 Cube织构外,还存在旋转立方织构{001} 〈310〉;据此建立了6111铝合金板材不同状态力学性能和织构之间的定量关系.     

不同温度中间退火对6016铝合金板材组织、织构和力学性能的影响

通过室温拉伸试验,OM、SEM、TEM观察以及XRD检测手段研究了不同温度中间退火对6016铝合金板材组织、织构和力学性能的影响。结果表明:不同温度中间退火的6016铝合金板材在T4P态与T8X态下的屈服强度、抗拉强度以及伸长率变化不大;经过450℃/1 h中间退火的板材在T4P态下的各向异性最小,成形性最好。同时,中间退火温度越高,Al FeSi相与β"强化相越弥散细小。不同温度的中间退火导致板材在T4P态下织构组分发生变化,板材均含有大量的立方织构和旋转立方织构,但经450℃/1 h是间退火的板材同时还含有较多的高斯织构和P织构,其中P织构与旋转立方织构有利于提升板材的成形性。     

连续轧制AZ31镁合金板材退火组织织构和力学性能

通过光学显微镜、背散射电子衍射分析(EBSD)和室温拉伸试验研究了多道次连续轧制AZ31镁合金板材经200~400℃不同温度退火1 h后晶粒尺寸和微观织构的演化及其与力学性能的关系。结果表明:轧制板材经250℃×1 h退火后,静态再结晶几乎完成,晶粒细小均匀,平均晶粒尺寸约5.5μm,综合力学性能良好,抗拉强度和断后伸长率分别达到261 MPa和26.7%;当退火温度不高于350℃时,退火态板材基面织构较轧态低且差别较小。随退火温度升高,晶粒缓慢长大,晶界取向角分布由10°和30°双峰连续分布转变为30°单峰连续分布。此时,抗拉强度主要与晶粒尺寸有关。当退火温度达到400℃时,再结晶晶粒发生异常长大,基面织构急剧增强,晶界取向角呈离散分布,导致抗拉强度增加,而伸长率显著降低。     

固溶前退火温度对2519A铝合金棒材织构的影响

通过固溶前退火温度来调控2519A铝合金棒材固溶时的再结晶状态,以获得不同织构组态。采用X射线衍射分析研究了2519A铝合金棒材经150、200、300和350℃退火1 h后再经535℃×2 h固溶与直接经535℃×2 h固溶4种热处理工艺对合金织构和微观组织的影响。结果表明：2519A铝合金棒材直接经535℃×2 h固溶,挤压棒材强的〈13〉织构转变为〈110〉再结晶织构,而经上述4种温度退火和535℃×2 h固溶,织构分别演变为〈113〉,〈605〉,〈5110〉和〈7 214〉织构。退火后不固溶试样〈111〉织构和硬度值都保持不变。样品固溶发生再结晶的〈110〉织构与挤压〈13〉织构间可用40°〈111〉长大理论解释。     

ER5356铝合金焊丝力学性能与PLC效应分析

对冷变形态ER5356铝合金焊丝进行不同的退火工艺处理,采用室温拉伸试验研究了退火工艺对铝合金焊丝力学性能和PLC效应的影响。结果表明,中间退火时间为1 h时,退火温度由300℃升高到400℃,铝合金焊丝PLC效应减弱,当经过350℃×1 h退火时,冷拔铝合金焊丝抗拉强度为316 MPa,断后伸长率为22%,PLC效应相对较弱;低温退火温度大于200℃时,成品焊丝会出现反常PLC效应,造成塑性变形不均匀,当经(100~200)℃×1 h的低温退火时,成品焊丝残余应力降低,强度塑性匹配良好。     

Ti含量对IF钢再结晶温度及力学性能的影响

通过硬度试验、拉伸试验、场发射扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观察,研究了Ti含量对IF钢再结晶温度的影响,并研究了不同Ti含量IF钢冷轧后在不同退火温度下的性能变化。结果表明,随着Ti含量的降低,IF钢中纳米析出物尺寸减小、分布稀疏且体积分数降低,钉扎作用减弱,再结晶温度下降;低Ti含量IF钢经630 ℃退火保温10 h后,屈服强度为198 MPa,抗拉强度为312 MPa,伸长率为36.78%,应变硬化指数(n值)为0.25,塑性应变比(r值)为2.42,符合超深冲钢的性能要求。     

RRA过程中预时效时间对7A85铝合金组织性能的影响

系统研究了RRA处理过程预时效时间对7A85铝合金微观组织演变和性能的影响。利用Jmat-Pro软件计算了相变规律和TTT图,测试了硬度和拉伸性能指标,利用TEM表征了微观组织。结果表明,热力学平衡状态下,410 ℃开始析出MgZn₂相,体积分数达到9.5%左右;等温过程最先析出GP区,析出温度为室温~175 ℃,鼻尖温度在150 ℃左右;随着预时效时间的延长,硬度先升高后降低,20 h时达到峰值硬度192 HV;RRA处理过程,预时效时间为12 h时,屈服强度和抗拉强度达到峰值,分别为625 MPa和675 MPa;120 ℃保温20 h峰值时效状态下,η′-MgZn析出相尺寸在5~10 nm;预时效时间为12 h时,RRA处理后晶界处的Al-Zn-Mg-Cu四元相粒子呈不连续分布,尺寸在50~125 nm范围。     

挤压铸造模温及压力对2024铝合金组织性能的影响

研究了压制压力和模具温度对挤压铸造2024铝合金组织和性能的影响.结果表明:随着压力的增加,合金的铸造缺陷减少,晶粒尺寸变小,超过120MPa时,变化不大;模具温度在200℃时,组织不均匀,存在显微疏松等缺陷,模具温度在300℃时组织粗大;在模具温度250℃、压力120MPa的工艺参数下得到的铸件,缺陷较少,组织均匀,强度高.经过T6工艺热处理后,抗拉强度达到425MPa,伸长率6.9%.     

Cu含量及T6处理对电力金具用铝合金组织性能的影响

探究了Cu含量与时效工艺对Al-Cu-Mg-Si系合金显微组织、力学性能以及耐腐蚀性能的影响。研究表明,随Cu含量的增加,铸态铝合金中Al₂Cu相数量增加、尺寸不断增大,形貌由点状转为粗网状,铸态铝合金的强度也随之提升,耐蚀性能下降。在180 ℃×(4~28) h时效区间内,整体上合金硬度先上升后下降,0.5%Cu、1.5%Cu合金在8 h时达到峰值,2.5%Cu合金在12 h时达到峰值。530 ℃固溶+180 ℃×8 h时效后,铝合金中析出Al₂Cu相,随着Cu含量的增加,Al₂Cu相的含量增加,硬度显著上升,2.5%Cu含量的合金抗拉强度达到最大值325.0 MPa,屈服强度达到258.8 MPa,伸长率为4.5%,其强度与传统的电力金具用铸铁相当。     

Mg-5Sn-1Zn-0.5Zr合金的显微组织与时效硬化行为

研究了Mg-5Sn-1Zn-0.5Zr(SZK510)合金经固溶处理(480 ℃×10 h)和175、200、225 ℃,1～100 h时效处理后的时效硬化行为和显微组织特征,并推导出该合金的时效动力学方程.结果表明,固溶时效处理后显微组织由α-Mg和Mg_2Sn,以及少量的MgZn相和α-Zr组成;试验合金具有明显的时效硬化特征:在3个不同的时效温度下,硬化曲线都呈抛物线形状,但在175 ℃时效时,曲线出现两个峰值,并且在保温时间为3.98 h有最大的显微硬度值;试验合金的时效动力学方程符合f=1-exp(-kt~m)关系,随着时效温度提高,k值减小m值增大.     

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。     

7050铝合金单峰时效热处理工艺及性能研究

利用材料相图及性能模拟软件JMatPro对7050铝合金进行模拟计算,得到7050铝合金的TTT和CCT曲线。合金的TTT曲线整体呈“C”形,GP区、亚稳相和稳定相鼻尖温度分别为140、330、380 ℃,对应的孕育时间为0.002、0.007、0.200 h,η′相无析出的临界冷却速率为2 ℃/s。采用力学性能和电镜组织观察的方法,研究7050铝合金单峰时效热处理工艺。结果表明:当温度达到485 ℃时,在DSC曲线上出现吸热峰;在120 ℃下进行时效处理,随着时效时间的延长,合金的强度硬度持续增加,合金断后伸长率先增加后减小,时效70 h未见过时效特征,当时效8 h时,合金强度和韧性有较好配合,抗拉强度为593 MPa,屈服强度为516 MPa,断后伸长率为12.6%,试样拉伸断口均呈现穿晶韧窝型断裂与沿晶断裂的混合式断口形貌。     

退火温度对Fe-Cr-Mo合金减振性能及力学性能的影响

采用弯曲共振法测量Fe-Cr-Mo合金的减振性能,通过光学显微镜和扫描电镜对合金组织进行观察,研究了退火温度（900～1100℃）对Fe-Cr-Mo合金减振性能和力学性能的影响。结果表明,Fe-Cr-Mo合金在900～1100℃退火温度范围内,随着退火温度的升高,合金的内耗先升高后降低,在1000℃达到峰值4. 7×10^-3。同时,退火温度对合金的力学性能有明显的影响。900℃退火后,合金的抗拉强度和塑韧性最好,抗拉强度为513 MPa,伸长率为37. 25%,断面收缩率为83%,冲击吸收能量为414 J。1100℃退火后,规定塑性延伸强度最大,为395. 5 MPa。      

预时效处理对 Al-Zn-Mg-Cu 合金硬化响应及微观组织的影响

研究了预时效处理对Al-Zn-Mg-Cu铝合金薄板力学性能和微观组织的影响,测试了显微硬度和力学性能,表征了TEM微观精细组织。结果表明:固溶处理后在180 ℃立即进行人工时效处理,可获得Al-Zn-Mg-Cu合金的显著时效硬化效果,且在8 h后达到峰值硬度195 HV0.5,与基体呈共格关系的η′相为主要强化相;120 ℃×10 min为最佳的预时效处理制度,经14天的室温停滞后,相比于固溶+自然时效态,硬度降低了13 HV0.5,降幅达到10.7%,具有明显的抑制自然时效作用;预时效+自然时效态试样,经烘烤硬化处理后,屈服强度和抗拉强度分别达到了465和545 MPa,强度增量分别达到170和95 MPa,同时伸长率达到12.5%。