微量稀土Er对Al-5Mg合金组织与性能的影响

采用铸锭冶金法,制备含不同量稀土元素Er的Al-5Mg合金。利用拉伸力学性能测试、OM、XRD、SEM、TEM及EDS分析等分析测试手段,研究微量Er对Al-5Mg合金微观组织与力学性能的影响。结果表明:Er可以明显提高Al-5Mg合金的强度,添加0.4%Er(质量分数)的Al-5Mg合金的冷轧态屈服强度(σ0.2)提高了81MPa,而延伸率变化不大;Er的加入还能减少Al-5Mg合金的枝晶偏析,并可显著细化合金的晶粒组织;Er对晶粒的细化机理与其添加量有关,当Er含量较低时,符合传统的稀土细化机理;当Er含量较高时,由于在熔体中形成了初生Al3Er质点,在结晶形核时可以作为非均质形核核心,从而可显著细化晶粒组织;Er对合金的强化效应主要来自于晶粒细化及在晶内形成的细小二次Al3Er质点。根据实验结果可知,添加0.4%Er可使合金具有较为优异的综合性能。     

微量B对Mg-3Al-1Zn镁合金组织和性能的影响

B通过Al-3B中间合金加入Mg-3Al-1Zn合金中,利用OM、XRD及力学性能测试、极化曲线测定等手段对不同B加入量合金的组织和性能进行了分析.实验结果表明,合金的组织随着B加入量的增加变得粗大,当B加入量为0.05%时出现粗大枝晶,0.1%时枝晶进一步长大且出现二次枝晶.合金的力学性能和耐腐蚀性能也随B加入量的增加而降低.     

试样尺寸对Al-4.5%Cu合金定向凝固组织和界面稳定性的影响

在传统Bridgeman方法下,利用Al-4.5%Cu合金内外同心嵌套试样,研究了自然对流对凝固过程及组织的影响。试验结果显示,温度梯度和抽拉速率均相同的定向凝固试样,尺寸较大试样的组织呈规则胞状或树枝状时,对应尺寸较小试样组织胞晶尖端发生分叉或杂乱树枝状,表明尺寸较小的试样液-固界面稳定性较差。较小试样尺寸限制了液相中自然对流致使溶质原子液-固界面处大量富集是凝固组织不规则与液-固界面不稳定的主要原因。     

微量钪对Al-15Ag合金时效特性与微观组织的影响

通过时效硬化曲线测量及时效组织分析，研究了微量钪对Al-15Ag合金时效行为和显微组织的影响。在Al-15Ag合金中添加0．2％Sc(质量分数，下同)，可以增强合金在190℃和350℃时效的时效硬化效果，延长峰时效的到达时间。微量钪的添加促使合金中y’相细小密集地析出，同时钪的存在减少了y’相宽面上的位错台阶数。含钪Al-15Ag合金中y’相长大过程比较缓慢的微观机理是微量钪的添加影响了合金中y’相宽面上的台阶分布。     

微量钪Sc对5A01合金性能与显微组织的影响

研究了在5A01合金基础上添加0.2%Sc和0.3%Sc后合金的显微组织、力学性能、腐蚀性能及焊接性能。结果表明,微量Sc的加入,初生Al3Sc或Al3(Sc,Zr)粒子可成为有效的非均质晶核,细化合金的铸态晶粒,次生Al3Sc或Al3(Sc,Zr)粒子能有效地钉扎位错和亚晶界,稳定亚结构并强烈抑制合金的再结晶。因此,微量Sc加入使5A01合金基体强度提高,腐蚀性能和焊接性能与5A01合金相当甚至更好。     

脉冲电场对Al-4%Cu合金固溶组织及固溶工艺的影响

采用电脉冲处理技术作用于Al-4%Cu合金的固溶过程中,能够明显改善Al-4%Cu合金的显微组织,使时效析出过程中相界和品界处的低熔点相含量明显减少,基体中的强化相(CuAl_2)含量明显增多,并且分布更加弥散均匀.同时还能够显著优化Al-4%Cu合金的热处理工艺.在固态相变经典形核理论的基础上,讨论了其作用机理.     

强磁场与交变电流的复合作用对Al-4.5%Cu合金凝固组织的影响

研究强磁场（0—10T）与工频（f=50Hz）交变电流（0-10A）的复合作用对Al-4．5mass％Cu合金凝固组织的影响。发现在施加垂直于磁场方向的交变电流时,会使电极间液态金属在电磁压力P作用下产生波动,导致合金凝固时枝晶组织的生长被打碎,出现等轴晶和颗粒状晶。在10T磁感应强度下,交变电流越大,波动越强,越易生成等轴晶和颗粒状晶;在10A交变电流下,磁感应强度增加到4T以后,等轴晶未随磁场的增加而完全转变成颗粒状晶;当P^→相同时,磁感应强度小的,容易出现等轴晶和颗粒状晶。     

微量钪对Al-Zn-Mg-Zr热轧板搅拌摩擦焊接头组织与性能的影响

采用硬度测试、室温拉伸性能测试、金相显微和透射电镜研究微量钪对Al-Zn-Mg-Zr热轧板搅拌摩擦焊接头组织与性能的影响。结果表明:微量钪使Al-Zn-Mg-Zr合金母材的抗拉强度和屈服强度分别提高22MPa和42MPa,使焊接接头的抗拉强度和屈服强度分别提高19MPa和33MPa;焊核处硬度的提高来源于搅拌摩擦引起的细晶强化、固溶强化以及第二相的弥散强化,热影响区硬度的降低则是由于焊接热循环引起的析出相的粗化;微量钪使Al-Zn-Mg-Zr合金母材及焊接接头强度的提高的主要原因是细晶强化和Al3(Sc,Zr)粒子的析出强化。     

含钪与不含钪铝镁钪合金焊接接头的组织与性能

分别采用Al-Mg-Zr和Al-Mg-Zr-Sc合金焊丝为填充材料,对2 mm厚的Al-Mg-Sc合金薄板进行惰性气体保护焊接,然后对两种焊接接头的显微组织和力学性能进行对比研究。结果表明:采用两种焊丝焊接的Al-Mg-Sc合金薄板的焊接接头强度系数均大于0.9。但采用Al-Mg-Zr-Sc合金焊丝为填充材料时,焊缝晶粒组织明显细化,熔合区形成的细小等轴晶层提高了基材与焊缝填充材料的结合力,焊接接头的屈服强度比采用Al-Mg-Zr合金焊丝为填充材料时提高了100 MPa,显著提高了Al-Mg-Sc合金焊接构件的许用强度,因此焊接Al-Mg-Sc板材更宜采用Al-Mg-Sc-Zr焊丝。     

热处理对Ti-7Al-4Mo合金组织与性能的影响

对经过普通退火和固溶时效处理的Ti-7Al-4Mo合金的组织与性能进行研究.结果表明,炉冷时退火温度从780 ℃升高到790 ℃,强度下降,塑性变化不明显;继续升高到800 ℃时,强度和塑性变化不明显;空冷时,退火温度由740 ℃提高到790 ℃时,强度下降约3%,塑性略有提高.固溶时效处理可以显著提高强度,但塑性下降幅度较大;随着固溶温度的升高,强度显著提升,塑性显著下降;随时效温度的升高,抗拉强度显著降低,屈服强度下降较小,塑性明显提高.     

超声波搅拌法制备半固态铝——铜合金的研究

采用高能超声波搅拌法的方法对Al-5%Cu合金进行处理,制备半固态Al-5%Cu合金,重点研究了高能超声波处理熔体的温度、处理时间以及超声波的输出功率等重要参数对半固态Al-5%Cu合金组织形貌的演变过程的影响。实验结果表明:当铝合金熔体温度在610℃～660℃之间时,随着开始导入超声波时熔体温度的升高,铝合金的初生晶粒形貌逐渐演变成细小的球状颗粒;当控制熔体为660℃的时,随着导入超声波输出功率的增大和搅拌时间的延长,Al-5%Cu合金初生相形貌由粗大的枝晶状逐渐转变为细小的球状晶粒。     

微量钪对Al-Cu-Li-Mg-Zr合金组织与性能的影响

通过显微组织观察和室温拉伸试验,研究了微量Sc对Al-Cu-Li-Mg-Zr合金组织和拉伸性能的影响。结果表明,在Al-Cu-Li-Mg-Zr合金中加入微量Sc,可消除铸态枝晶组织并显著细化铸态晶粒、有效抑制再结晶,明显提高了合金的强度和塑性。微量Sc引起的强化来源于晶粒细化、次生的Al3（Sc,Zr）相析出和亚结构强化。     

Mg-3Al-2Sc合金显微组织与性能研究

采用熔剂保护法制备了Mg-3Al-2Sc合金,并进行热挤压,研究了添加Sc及热挤压后Mg-3Al-2Sc合金的组织与性能.结果表明,稀土Sc能够细化晶粒并形成新的Al3Sc相;热挤压后Mg-3Al-2Sc合金发生了局部动态再结晶,合金屈服强度和抗拉强度较AZ31镁合金的显著提高,拉伸断裂机制主要表现为准解理断裂,并有一定量的沿晶断裂.     

Er、Sc微合金化对WAAM Al-7Si-0.6Mg合金组织与性能的影响

通过金相显微镜、扫描电子显微镜、室温及高温拉伸试验研究了Er、Sc微合金化对电弧增材制造Al-7Si-0.6Mg成形合金组织及性能的影响。结果表明,Er的添加导致直接沉积态成形合金枝晶干变短、枝晶变细;Sc的添加导致直接沉积态成形合金α-Al枝晶尺寸变短,趋于等轴,经过T6热处理后,微观组织差异消除。Er、Sc的添加提高了200、250℃电弧增材制造Al-7Si-0.6Mg成形合金的高温性能稳定性,且Sc的效果优于Er。     

强磁场作用下铸造Al-4%Cu合金时效析出的研究

研究了强磁场对Al-4％Cu合金时效析出的影响，采用显微硬度测试、X射线衍射以及电子探针等手段研究了材料的组织及性能。结果表明：在其他条件相同情况下，强磁场提高了材料的硬度，缩短了时效析出时间并且增加了晶界析出相的数量。强磁场作用于相变时引起的时效转变扩散系数的增加是以上变化的主要原因之一。同时，结果也表明在强磁场下时效析出时基体晶粒度、脱溶相形状及其排列方式无明显变化。     

微量元素Sc和Zr对过共晶Al-5%Fe合金组织和性能的影响

二元过共晶Al-5%Fe合金中的初生Al3Fe相为粗大的针片状。微量元素Sc和Zr加入到过共晶Al-5%Fe合金中,合金的初生Al3Fe相形貌发生显著变化。其细化作用在Sc、Zr加入量分别为0.3%和0.1%时效果较好,合金的初生Al3Fe相转变为细小的针状、粒状和花朵状。合金的抗拉强度达到266.8 MPa,提高了119.8%。讨论了Sc、Zr联合添加对过共晶Al-5%Fe合金初生Al3Fe相的作用机理。     

Ti对Al-4.5%Cu合金热疲劳性能的影响

在接近材料实际工况的试验条件下,以铝铜合金(4.5%Cu)为研究对象,用自约束型热疲劳试验机进行了热疲劳试验以及热疲劳裂纹萌生及扩展规律研究。试验结果表明,随Ti元素加入量的增加(0.1%～0.5%),合金热疲劳性能和部分力学性能(抗拉强度、屈服强度)都呈现先升高后降低的变化趋势,合金热疲劳性能基本上是0.35%Ti最好,0.2%Ti次之,0.5%Ti最差。合金热疲劳裂纹的扩展方式为混合扩展。     

强磁场作用下铸造Al-4%Cu合金时效析出的

研究了强磁场对Al-4%Cu合金时效析出的影响,采用显微硬度测试、X射线衍射以及电子探针等手段研究了材料的组织及性能。结果表明:在其他条件相同情况下,强磁场提高了材料的硬度,缩短了时效析出时间并且增加了晶界析出相的数量。强磁场作用于相变时引起的时效转变扩散系数的增加是以上变化的主要原因之一。同时,结果也表明在强磁场下时效析出时基体晶粒度、脱溶相形状及其排列方式无明显变化。     

含钪Al-Cu-Li-Zr合金的热处理

通过显微组织观察和室温拉伸实验，研究了固溶处理制度和时效前预变形对含Sc的Al-Cu-Li-Zr合金力学性能与显微组织的影响。结果表明：适当提高固溶温度或延长固溶时间可以促进合金中过剩相的溶解，提高合金的强度和塑性；时效前适量的预变形促进T1相的大量弥散、细小析出，显著提高合金强度。过大的预变形量使T1相变得粗大且分布不均匀，合金强度降低。合金适宜的固溶制度为530℃，保温60min，适宜的预变形量为3．5％。