固溶时间对半固态挤压成形Al-17Si-4Cu-0.5Mg合金组织及力学性能的影响

采用半固态挤压成形工艺制备过共晶Al-17Si-4Cu-0.5Mg合金,研究固溶时间对过共晶Al-17Si-4Cu-0.5Mg合金组织及性能的影响.结果表明,随着固溶时间的增加,Si相出现球化,固溶时间为10 h时,共晶Si的圆整度为0.72.铸态下Si相周围富集较高浓度的Cu元素,固溶1 h后,Cu元素快速固溶到基体中.固溶时间从1 h增加到16 h,在XRD曲线上的θ(Al2 Cu)和Q(Al5 Si6 Cu2 Mg8)相的衍射峰强降低,合金基体中的位错密度大量减少.经180℃,时效处理12 h后,组织中析出针状的θ'相和短棒状的Q'相.随着固溶时间的增加,合金强度值呈现"双峰"现象.固溶1h后,合金的抗拉强度为269 MPa,屈服强度为233 MPa,与未热处理合金相比,抗拉强度和屈服强度分别提高了43.3％和42.7％,合金强度的提高是由于在固溶初期基体中仍有较大的位错密度,时效处理后析出相对位错有较强的钉扎阻碍作用.固溶时间为10 h时,合金的抗拉强度为311 MPa,屈服强度为263 MPa,达到第二个强度峰值,Si相的圆整化和细小析出相的弥散强化作用是形成第二个强度峰的主要原因.     

Sr对AM50显微组织和力学性能的影响

研究了不同含量Sr对AM50合金微观组织和力学性能的影响.结果表明,添加Sr后,AM50合金铸体组织β-Mg17Al12变得细小,晶粒明显细化;Sr基本上与Al结合生成高熔点、高稳定的Al4Sr相,能够强化晶界并阻碍位错滑移,从而强化合金.适量的Sr明显提高了室温下合金的屈服强度和抗拉强度,而且不影响合金的延伸率,而过量的Sr会导致AM50延伸率和轻度的降低.含0.5%Sr的铸态合金可得到最高抗拉强度233MPa,屈服强度90MPa,延伸率16.3%的性能.     

Zr+Er及Zr+Y对Al-Mg-Si-Cu-Mn-Cr合金组织和拉伸力学性能的影响

采用光学显微镜(OM)、电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、透射电子显微镜(TEM)和拉伸强度试验研究了0.3%Zr+0.2%Er和0.3%Zr+0.2%Y(质量分数)两种元素组合对Al-0.6Mg-0.9Si-0.5Cu-0.5Mn-0.2Cr合金热处理前后微观组织和力学性能的影响。研究结果表明,两种元素组合的加入均能细化铸态晶粒,其中Zr+Y改性合金的晶粒细化更明显,且两种改性合金铸态的强度和塑性均较基体合金提高。在热处理过程中,两种元素组合会影响合金中弥散相的析出,降低合金的弥散强化效果。最终,Zr+Er改性合金的强度较基体合金提高,而Zr+Y改性合金的强度则较基体降低,两种合金的塑性均较基体降低。     

锆基大块非晶合金及其晶化合金在0.5mol/L H2SO4中的腐蚀行为研究

根据合金的DSC曲线制定了Zr60Al15Ni25、Zr52.5Al10Ni10Cu15Be12.5和Zr65Al10Ni10Cu15等锆基大块非晶合金的等温退火工艺,获得了与非晶态合金具有相同成分的晶化合金。通过研究非晶态合金和晶化合金在0.5mol/L H2SO4中的极化曲线,结合扫描电镜(SEM)和能量散射X射线谱(EDS)分析,发现,在0.5mol/LH2SO4中非晶态合金和晶化合金都具有非常优异的耐腐蚀性能,但非晶合金的耐腐蚀性能要比晶化合金稍好。这主要是因为晶态合金的结构中不存在晶界、位错等缺陷,同时非晶态合金中的组元具有很高的活性,使合金更快地进入钝态。     

Ag合金化对热挤压前后耐热Al-Cu-Mg合金组织和性能的影响

采用拉伸力学性能测试和金相分析 ,研究了Ag合金化对热挤压前后耐热Al Cu Mg合金组织与性能的影响。结果表明 ,Ag的微合金化可以改善热挤压后Al Cu Mg合金的显微组织 ,明显提高合金的强度、延伸率及高温热稳定性。显微组织分析认为 ,这主要归功于合金化后析出的Ω相的沉淀硬化。     

Cu系列记忆合金的记忆效应

本文研究了Cu—Al、Cu—Zn—Al、Cu—Al—Ni、Cu—Sn等Cu合金的记忆效应、热循环对记忆性能的影响和双向记忆效应的恢复率;讨论了合金工艺及其变形对Cu—27％Zn—4％Al、Cu—22％Zn—4％Al、Cu—12.5％Al、Cu—13.3％Al合金的单向、双向记忆效应的影响;研究了热循环中合金记忆效应减弱至一定程度后趋于稳定的现象,并指出这些现象与位错亚结构的出现、马氏体状态时效、有序母相转变等有关。文中指出,采用150℃等温淬火和淬火马氏体150℃母相状态时效的工艺,均可使Cu—Zn—Al合金热弹性马氏体的双向记忆效应稳定,恢复率达16％。     

添加Ni元素对新型高强度低Cu中温铝合金钎料腐蚀性能的影响

为研究添加Ni元素对Al-10Si-15Cu合金钎料耐腐蚀性能的影响,本文采用三电极方法测量了Al-10Si-15Cu和Al-10Si-15Cu-4Ni合金钎料在0.5MNaCl盐溶液中的动电位极化曲线和交流阻抗谱,并利用XRD、SEM和EDS等技术分析腐蚀前后的表面成分和形貌。结果表明,Al-10Si-15Cu-4Ni合金中主要含有α-Al、Si相、Al2Cu相及Al3(Cu,Ni)2相。在Al-10Si-15Cu钎料合金的基础上添加4wt.%Ni后,自腐蚀电流密度icorr从10.18μA cm-2降低到3.42μA cm-2,极化电阻RP提高近3倍,合金耐腐蚀性提高,而临界点蚀电位EPit4Ni负移,ΔE(=EPit-Ecorr)变小,点蚀倾向加剧。Al-10Si-15Cu-4Ni合金钎料中部分Cu元素固溶在粗大耐腐蚀相Al3Ni2中,抑制了腐蚀相Al2Cu相的生成;同时由于Ni的添加耐腐蚀块状Si相转变为片状结构,Al2Cu相聚集,从而增大了基体α-Al的相对面积,这两个方面均有利于钎料合金的耐腐蚀性的提高。     

微量Er、Zr对Al-1.5Mg合金微观组织和性能的影响

借助OM、XRD和SEM等手段研究了微量Er、Zr元素对Al-1.5Mg合金微观组织和性能的影响。结果表明:合金中除了含有少量的β相(Mg2Al3)和Mg2Si外,绝大部分为铁基相(Al3Fe和Al12Fe3Si);复合添加Er、Zr能促进铁基相析出,实现针状相转化为相对无害的骨骼状相,提高了合金的宏观硬度和加工性能;大部分Er溶解在Al基体中,其余分布在晶界处的Er易吸附固/液界面前沿处的铁等原子,造成成分过冷,从而增加形核率,细化晶粒;Zr几乎都固溶于Al基体中,但有少量Al3Zr粒子形成。     

Fe和Si杂质元素对7×××系高强航空铝合金组织及性能的影响

综述了Fe、Si杂质元素对7×××系高强航空铝合金的微观组织及力学性能的影响。Fe、Si主要是以粗大难溶杂质相形式存在。形成含Fe杂质相的种类较多,在含Cu量较高的合金中主要是形成Al7Cu2Fe相;形成含Si杂质相主要是Mg2Si相。Fe、Si杂质元素含量增加对合金强度的影响不大,但形成的富Fe、富Si粗大难溶杂质相含量的增加明显降低合金的塑性、断裂韧性和抗应力腐蚀性能。降低Fe、Si杂质元素含量是发展高综合性能航空铝合金的重要方向。     

Al_xCoCrFeNiCu_2高熵合金的组织结构及力学性能

采用真空电弧熔炼技术制备出不同Al含量的AlxCo Cr Fe Ni Cu2的高熵合金,研究Al含量对该高熵合金的微观组织及力学性能的影响。结果表明,该铸态高熵合金合金具有简单的bcc相固溶体结构及fcc相固溶体结构。AlxCo Cr Fe Ni Cu2(x=1,2和3)合金中fcc相固溶体的含量在增加;当x=4,5时,合金中bcc相固溶体的含量增加。合金的硬度随着Al元素的增加而提高。制备出的5种合金中Al4Co Cr Fe Ni Cu2硬度值最高。Al3Co Cr Fe Ni Cu2高熵合金具有较高的屈服强度和断裂强度。     

微量Sr及均匀化工艺对Al-Mg-Si-Cu-Mn变形铝合金铸态组织与性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、差热分析、X射线衍射分析及硬度测试、电导率测试、拉伸测试等方法,研究了0%～0.09%Sr(质量分数,下同)含量和均匀化工艺对Al-Mg-Si-Cu-Mn变形铝合金铸态组织及性能的影响,并对合金铸态组织及均匀化退火过程中第二相的演变进行了分析。结果表明:Al-Mg-Si-Cu-Mn铸态合金主要包括AlCuMgSi,Mg_2Si,AlSi,Al_2Cu,Al(MnFe)Si,AlMnSi和Al(MnCrFe)Si等结晶相,在合金中加入0.06%Sr可使铸锭中针状Si相转变为球状相,并促进球状AlFeSi型结晶相的形成,减小了应力集中,提高了合金铸态的强度及塑性;在均匀化退火过程中,随保温时间的延长,块状相和低熔点共晶组织溶解,Al(MnCrFe)Si相由原来的三角块状和针状相转变成细小的颗粒状相,Al-Mg-Si-Cu-Mn-Sr合金的最佳均匀化热处理工艺为540℃×8h。     

AB2型LaMgNi3.7M0.3(M=Ni、Al、Mn、Co、Sn、Cu)贮氢合金的晶体结构及电极性能

系统研究了LaMgNi3.7M0.3（M=Ni、Al、Mn、Co、Sn、Cu）合金的组织结构和电化学性能。XRD和电子探针显微分析（EPMA）结果表明：该系列合金主相均为LaMgNi4相，其中含Mn、Cu和Co元素在LaMgNia合金相中有一定的固溶度，LaMgNi3.7Sn0.3合金中的Sn元素主要以LaNiSn相析出；XRD全谱拟合分析表明：LaMgNi3.7Al0.3中Al元素主要占据在LaNi5相的3g位置。合会化元素在LaMgNi4相中的固溶度从大到小的顺序是Mn〉Cu〉Co〉Al〉Sn。电化学实验表明，该系列合金经1～3次循环即可活化，最大放电容量由245．2mAh／g（M=Sn）变化至293．2mAh／g（M=Co），但合金电极的循环稳定性均较差。合金电极的高倍率放电性能（HRD900%）从大到小依次为Al〉Sn〉Cu〉Mn〉Ni〉Co，其中氢原子在合金中的扩散时合金电极的高倍率放电性能起主要作用。     

一种含少量Zn、Mn的Al-Cu-Li-Mg-Zr合金的力学性能及微观组织

设计了一种含少量Zn、Mn的Al-Cu-Li-Mg-Zr合金，并研究了其拉伸性能及微观组织。结果表明：该合金的主要析出相为6（Al5Cu6Mg2）相、T1（A12CuLi）相及θ′（A12Cu）相。160℃／18h时效时，随固溶温度升高，θ′相减少，6相和T1相含量增加，合金强度提高。530℃／1h固溶后，随时效温度升至175℃时，6相及T1相增加，合金强度增大；时效温度进一步升高至190℃，T1相减少，合金强度降低，且随时效温度升高，合金塑性降低，其断裂方式由韧性断裂逐渐转变为复合断裂。     

稀土Er对A356铝合金微观组织和力学性能的影响

针对传统的A356铝合金,添加稀土元素是改善其微观组织并提高力学性能的有效途径。本工作通过示差扫描量热分析(DSC)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等分析手段来研究稀土Er对铸态A356铝合金组织和性能的影响。结果表明,稀土元素Er是一种能够显著改善A356合金铸态组织的优良变质剂。Er的加入细化了初生α-Al相,二次枝晶间距降低,枝晶臂直径减小,同时对铸态组织中的共晶Si起到了变质作用。当Er含量达到0.4%(质量分数,下同)时,细化效果最为显著,二次枝晶间距由53.6μm减小到17.5μm,共晶硅形貌也由粗大的板条状转变为短棒或圆粒状。与A356合金相比,添加0.4%Er的合金样品的抗拉强度和伸长率分别提高了15.1%,29.8%。     

轧制温度对Al−4.5Cu−1.5Mg−0.5Zr合金显微组织及性能影响

目的 优化加工工艺,改善合金的组织,提高合金的力学性能。方法 采用金相(OM)观察、拉伸试验和X射线衍射,分析在大应变轧制下冷轧结合T6态处理后板材的成形性能,引入Williamson-Hall模型和Taylor函数,分析合金内部位错密度的变化规律及其对力学性能的影响。结果 随着前期轧制温度从350 ℃升高到400 ℃,合金晶粒得到明显细化,再结晶充分,晶粒尺寸细小,晶界处第二相粗大;冷轧后晶粒破碎严重,晶粒的碎化方向与轧制方向垂直;在350 ℃时,合金内部的位错密度为1.62×10¹⁵ m^?2,位错密度对强度的贡献值为219.5 MPa,其抗拉强度最大为602 MPa、屈服强度为512 MPa、伸长率为12.6%。结论 Al?4.5Cu?1.5Mg?0.5Zr合金的晶粒组织明显细化,其力学性能得到提升。     

SnAgCuEr系稀土无铅钎料的显微组织与性能研究

系统研究了添加微量稀土Er对Sn3.8Ag0.7Cu钎料合金显微组织和性能的影响,通过对钎料的熔化温度、润湿性能、接头剪切强度的测试及显微组织观察,指出含微量稀土的SnAgCuEr合金是性能优良的无铅钎料合金,同时确定了最佳的Er含量范围.     

稀土钇对2519合金组织及耐热性能的影响

采用X射线、光学显微镜、扫描电镜及透射电镜等手段研究了微量稀土Y对2519合金的显微组织及耐热性能的影响.结果表明,在2519合金中Y元素与Cu,Al元素主要形成Al6Cu6Y金属间化合物,并沿晶界分布.这些金属间化合物有效阻碍高温时基体的变形和晶界的移动,提高合金高温强度.添加0.20%Y(质量分数)可使合金200℃时的抗拉强度提高30%,但伸长率有所下降.Y含量的进一步增加,含Y化合物聚集长大成块,合金室温及高温力学性能降低.同时发现,微量的Y细化了合金的再结晶组织,细化了合金强化相θ′相.添加0.10%Y时可使合金的室温强度提高20MPa.     

Sb变质Mg-10Al合金的组织与力学性能

研究了不同Sb含量的Mg-10Al合金的微观组织及在室温和150℃高温下的力学性能。结果表明,加入适量的Sb,Mg-10Al合金中生成了弥散分布的针状Mg3Sb2相,α-Mg初晶显著细化,抑制了网状共晶组织的形成。当Sb含量为0.5%(质量分数)时,组织细化效果最佳。随着Sb含量的增加,室温及高温下合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率先升高后降低,均在Sb含量为0.5%(质量分数)时获得最佳综合性能。Mg-10Al-0.5Sb合金在150℃的抗拉强度为180MPa、伸长率为19%,比Mg-10Al合金分别提高了30%和90%。此外,在150℃条件下,含Sb合金仍保持了与其在室温下相当的强度,而未添加Sb的Mg-10Al合金的强度则明显下降。     

微量Cu和形变热处理对Al-Fe合金性能的影响

观察Al-Fe合金的显微组织并测量其力学性能和导电性能,研究了Cu元素和形变热处理对其性能的影响。结果表明：在铸态Al-Fe-Cu合金组织中,Cu元素在基体内均匀分布,而Fe元素在晶界处偏析;挤压态的Al-0.7Fe-0.2Cu合金其性能最优：导电率为59.90%IACS,抗拉强度为108 MPa,硬度为31.2HV;随着退火温度的提高Al-0.7Fe-0.2Cu合金的抗拉强度急剧降低,在400℃退火时其抗拉强度最低(100 MPa),伸长率最高(31.3%);在250℃退火时导电率出现峰值(62.61%IACS)。在退火Al-0.7Cu-0.2Cu合金中有许多细小针状的θ(Al₂Cu)相析出,并与位错交互缠结。随着退火温度的提高合金中的位错密度降低,晶粒细化。     

耐腐蚀、易加工的铝铜合金EI

最近,瑞士UMS金属制造有限公司研制出了耐腐蚀、容易机械加工的铝铜合金族.该合金族特别耐工业废水、海水、轻度酸性或碱性盐溶液、稀酸及腐蚀气氛. 　　该合金族铝的含量在6%到11%之间,在某些合金中含有少量的Ni、Fe、Mn和Pb.例如,一种合金的成分为Cu,8-11Al,1-2Pb及最大量为0.5的Mn和Fe.这种合金是一种含有细小铅颗粒弥散相的复相结构.该合金具有很高的耐腐蚀性、耐磨损性以及很好的冲压、轧制和机械加工性能.其扁平轧材的拉伸强度为550MPa,延伸率达15%. 　　另一种合金添加有镍和铁以形成强度高,耐腐蚀性、耐氧化性、耐疲劳性、耐磨损性好的综合性能.该合金热加工性能好,在适度高温条件下能保持其强度.该合金的成分是Cu,8.5-9.5Al,3-4Fe,4-6Ni,1-2Mn,1-2Pb.其拉伸强度为650MPa,延伸率为8%. 　　铝铜合金族的用途包括:高压配件、发动机零部件、耐火花工具、机器构件、压紧螺母、滚柱轴承、齿轮零件及通用船舶零件. 　　(张胜玉)