双级固溶处理对Al-Cu合金组织与电化学性能的影响

研究了双级固溶处理过程中不同固溶时间对Al-Cu合金组织和电化学性能的影响,确定了Al-Cu合金合理的固溶工艺。结果表明,试验Al-Cu合金主要由α-Al相、θ相、S相、T相(Al13Cu4Mn3)、Fe2Al3Si3和Al65Cu20Fe9Mn6组成。合金在490℃固溶,时间延长,低熔点相回溶充分,高温510℃二级固溶高熔点相溶解,时效后第二相均匀、弥散分布。固溶时间增加,Al-Cu合金的电化学腐蚀敏感性先减小后增大。490℃×60 min+510℃×60 min双级固溶处理后,Al-Cu合金的电化学腐蚀速率最小,为0.035 mm·a-1,较未固溶处理合金腐蚀速率降低50.7%,该工艺为Al-Cu合金合理的固溶工艺。     

7075铝合金的热处理工艺与组织性能研究

研究了固溶和时效热处理对锻态7075合金显微组织、硬度和拉伸力学性能的影响,并对断口形貌进行了观察。结果表明,锻态7075合金中的第二相主要为Al7Cu2Fe、η(Mg Zn2)和S(Al2Cu Mg)相;经过固溶处理后,晶界处η(Mg Zn2)相已经回溶至基体中;固溶温度为480℃时组织中存在Al7Cu2Fe相,而η(Mg Zn2)和S(Al2Cu Mg)相消失;随固溶温度升高,合金显微硬度先上升后减小,在470℃时显微硬度最高;随固溶时间延长,显微硬度先上升后降低,在240 min时硬度最大;延长时效时间,合金抗拉强度和屈服强度都有所提高,而断后伸长率略有降低;7075合金经470℃×240 min固溶以及125℃×24 h时效后可以获得良好的强度和塑性。     

固溶时效工艺对ZA27合金组织和性能的影响

采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和力学性能测试等手段研究了固溶处理对ZA27合金组织和性能的影响。在300～380℃范围,合金经不同温度固溶处理1 h,水淬后进行相同的时效(160℃×8 h)处理。分析了在不同温度固溶处理的淬火态和时效态合金的显微组织及力学性能。结果表明,在365℃固溶处理能够使溶质原子充分溶入基体,时效析出相数量多、尺寸小、分布均匀,时效强化效果最好。ZA27合金的优选固溶工艺为365℃×1 h。     

含Er和Zr元素的Al-Mg-Si合金板材时效析出与强化行为

通过研究热处理工艺对Al-Mg-Si-Zr-Er合金组织与性能的影响,确定了合金板材的峰时效热处理工艺,探讨了合金的析出与强化行为。研究结果表明:540℃固溶1 h后,合金板材的析出相得到充分溶解,再结晶组织也未发生明显粗化;时效时,合金的析出相主要为Mg2Si、Al Cu Mg Si(Q相)和Cu Al2等;Er和Zr元素的加入促进了β″相析出,并使β″相变得更为细小弥散,从而缩短了时效时间,提高时效强化效果;合金的峰时效工艺为540℃固溶1 h,180℃时效5 h;合金的时效强化是位错切过机制和绕过机制的综合作用;合金的较高强度源于合金凝固组织细化、Al3(Er,Zr)粒子的弥散强化以及Er和Zr元素的加入促进β″相析出细化等共同作用的结果。     

热处理对Mg-Y-Nd-Gd-Zr合金组织与性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、硬度计和电子拉伸机等研究了不同温度、不同时间的固溶和时效热处理对Mg-Y-NdGd-Zr合金组织和性能的影响。结果表明,随着固溶处理温度升高和时间延长,Mg-Y-Nd-Gd-Zr镁合金晶内化合物减少,晶粒尺寸增大,520℃×8 h的固溶处理工艺最佳。时效时,弥散细小的化合物均匀析出,随着温度升高和时间延长,析出相数量越来越多,合金的组织和力学性能得到进一步改善。经520℃×8 h固溶处理再进行225℃×16 h时效处理后,合金抗拉强度可达到272 MPa,硬度(HV)值达到78左右。     

双级固溶处理对2A14铝合金组织和力学性能的影响

通过拉伸试验、金相观察、扫描电镜、透射电镜等手段研究了不同双级固溶处理对2A14铝合金力学性能及组织的影响。结果表明:双级固溶获得了较高程度的过饱和固溶体,仅发生了部分再结晶;最佳双级固溶工艺为:470℃×2 h+510℃×1 h,采用该工艺并经160℃×8 h时效后,合金的拉伸力学性能达到σb=508.4 MPa,σ0.2=422.7 MPa,δ=14.9%;经双级固溶后,Al2Cu相已基本完全溶解,未溶相主要为富含Fe、Si的杂质相,其拉伸断口呈现出典型的韧窝型断裂;时效后合金中的主要强化相为S′相,且在470℃×2 h+510℃×1 h二级固溶并时效后的析出相较单级固溶的数量更多且细小均匀,因而获得了更高的析出强化效果。     

Er微合金化对2055 Al-Li合金微观组织及力学性能的影响

研究了0.2%及0.4%Er的添加对2055 Al-Li合金T8态时效(6%预变形+160℃时效)微观组织和力学性能的影响.结果表明,0.2%Er添加显著降低合金强度,但延伸率略有增加.微量Er添加未改变Al-Li合金中时效析出相的种类,主要强化相仍然为T1相(Al2Cu Li)及q'相(Al2Cu),但时效析出相的数量明显减少,同时时效析出的响应速度减缓.2055 Al-Li合金中添加微量Er,凝固时可形成Al8Cu4Er相粒子,这些粒子在后续均匀化及固溶处理时均难以完全溶解至固溶体中,导致固溶基体中Cu含量降低,因而时效时含Cu析出相T1相及q'相含量减少,合金强度降低.     

固溶处理对真空压铸件气孔及力学性能的影响

研究了T6热处理(500℃固溶+150℃×5 h时效)不同固溶处理时间对Al Si9Cu3铝合金真空压铸件气孔演变及其力学性能的影响,同时分析了断口形貌及断裂类型。结果表明:在500℃固溶0.5~2 h的某个时间点,气致性缺陷的变化成了影响抗拉强度的主要因素,大尺寸孔洞会大幅降低试样的抗拉强度;在固溶(500℃×0.5 h)+时效(150℃×5 h)热处理后,合金力学性能稳定性最好。     

固溶处理对Ni48Cr21Cu2Mo合金组织与力学性能的影响

采用材料分析模拟软件(JMatPro)、X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)等研究了Ni48Cr21Cu2Mo合金棒材随不同制度固溶处理后组织性能的演化规律。平衡相图计算结果显示,温度超过990 ℃时,合金基体组织基本已为γ相,在870~1008 ℃存在Laves相,870 ℃以下析出δ、γ′和σ相。合金显微组织研究结果显示,随着固溶温度的升高,晶粒尺寸不断长大、颗粒相逐步回溶,经1010 ℃固溶处理后的显微组织最均匀且其中颗粒相已基本回溶。时效后,合金中析出γ′相和γ″相,晶界出现粒状δ、σ复合相。经1010 ℃×1 h固溶并在718 ℃×8 h+622 ℃×8 h时效处理后的Ni48Cr21Cu2Mo合金具有优良的综合力学性能。     

固溶处理对新型铝锂合金组织和性能的影响

对新型铝锂合金进行不同工艺固溶处理+ 165℃×20 h单级人工时效,研究固溶温度和时间对新型铝锂合金组织和性能的影响.结果表明,随固溶温度的升高,合金弥散析出的第二相不断长大,新型铝锂合金的抗拉强度和屈服强度有所提升,塑性、韧性下降;固溶时间对合金强度和塑性的影响较小.535℃×30 min固溶处理后,综合力学性能较好.     

双级时效对变形2A12铝合金组织与性能的影响

采用拉伸试验机、扫描电镜、金相显微镜等仪器,研究了双级时效对变形2A12铝合金组织与性能的影响。结果表明:初始态2A12铝合金经495 ℃×12 h均匀化退火处理后,组织趋于均匀,析出较多弥散T相。双级时效对镦粗变形铝合金抗拉强度的提升相比单级时效有更明显的作用,且双级时效的二级时效温度和时间是提高强度的主导因素,二级时效温度不宜超过200 ℃,保温时间不宜超过6.5 h,否则会导致材料过烧,强度下降。因此2A12铝合金最佳热处理工艺为495 ℃×1 h固溶+100 ℃×2 h+180 ℃×6.5 h时效,经该工艺处理后,晶粒细化,第二相强化作用增强,材料综合性能优异。     

时效制度对新型Al-Zn-Mg-Cu合金组织与性能的影响

采用X射线衍射、金相和扫描电镜等手段,结合力学性能检测和电导率测定,研究了单级时效和双级时效处理对铸态新型Al-Zn-Mg-Cu合金微观组织和综合性能的影响。结果表明:随时效温度的升高和时效时间的延长,晶粒尺寸缓慢增大,电导率逐渐增加。铸态新型Al-Zn-Mg-Cu合金最佳的单级时效工艺为135 ℃×12 h,此时合金的硬度为231.8 HV0.2、抗拉强度为568 MPa、伸长率为2.8%、电导率为33.7%IACS;最佳的第二级时效制度为155 ℃×4 h,此时合金的硬度为216.9 HV0.2、抗拉强度为558.7 MPa、伸长率为4.1%、电导率为35.2%IACS。     

热处理工艺对含Er压铸Al-Si-Mg合金组织及性能的影响

以含Er的压铸Al-Si-Mg合金为研究对象,通过拉伸性能测试、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)及透射电镜(TEM)分析及定量统计,分析研究了不同固溶、时效工艺对合金组织及性能的影响。结果表明:双级固溶有利于一次相回溶至基体,使合金的塑性提高;固溶温度、时间的提高能够增加固溶到基体中的溶质原子和一次相的数量。Al-Si-Mg合金峰时效时,主要的强化相为β″、β′相,β′相主要表现为长条状及“T”字形。当热处理工艺为(280 ℃×3 h+530 ℃×3 h)固溶+170 ℃×3 h时效时,合金的伸长率达8.5%,具有高塑性; 热处理工艺为(280 ℃×3 h+540 ℃×10 h)固溶+170 ℃×10 h时效时,合金的抗拉强度为344 MPa,屈服强度为312 MPa,合金具有高强度。     

双级固溶处理对7075高强铝合金组织和性能的影响

采用光学显微镜、电子万能试验机、维氏硬度计等对比研究了单级固溶处理与双级固溶处理对7075铝合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:相对单级固溶处理,双级固溶处理7075铝合金中第二相粒子可以更为充分的溶入基体,固溶度更高。7075铝合金经460 ℃×1 h+480 ℃×0.5 h双级固溶处理后,组织中第二相粒子体积分数为0.303%,晶粒均匀细小,固溶效果理想。经460 ℃×1 h+480 ℃×0.5 h+120 ℃×24 h固溶时效处理后,7075铝合金硬度、抗拉强度和伸长率分别达到199 HV5、637 MPa和14.1%,综合性能最佳。     

第二级固溶温度对7050铝合金组织和性能的影响

为了研究双级固溶、双级时效处理下的固溶温度对7050铝合金的影响,采用常温拉伸、晶间腐蚀等方法研究了双级固溶、双级时效热处理制度下第二级固溶温度对7050铝合金组织和性能的影响。结果表明,随着第二级固溶温度的升高合金晶粒尺寸逐渐长大,残余第二相不断固溶。495℃时的S相基本固溶,残余第二相体积分数为0.19%,晶粒尺寸较小,合金屈服强度R_(eL)为655 MPa,抗拉强度R_m为694 MPa,伸长率A_(50 mm)为14.40%,综合力学性能最好。温度过高时合金发生过烧,性能减弱。晶间腐蚀从合金外部晶界开始向内部扩展,耐晶间腐蚀性能随着残余第二相的逐渐固溶而增强。     

固溶处理对新型镍钴基高温合金显微组织及力学性能的影响

采用OM、SEM和拉伸试验等研究了固溶温度和固溶时间对新型镍钴基高温合金组织及力学性能的影响。结果表明,晶粒尺寸变化与一次γ′相含量变化一致,固溶温度低于1110℃时,随着固溶温度升高或固溶时间延长,残留的一次γ′相钉扎晶界,晶粒尺寸增加较缓。固溶温度为1110℃时,延长固溶时间至4 h时,一次γ′相基本回溶,晶粒尺寸迅速增加,进一步延长固溶时间至6 h时,晶粒尺寸增加减缓,即合金中一次γ′相的全溶温度为1110℃。合金在1100℃固溶4 h和双级时效处理(670℃×24 h,空冷+780℃×16 h,空冷)后的抗拉强度和屈服强度达到最大值,分别为1584 MPa和1104 MPa。因此,合金的固溶温度宜选取为1100℃,固溶时间宜选取为4 h。     

Cu含量对重力铸造Al-Cu-Mg-Sc合金组织及力学性能的影响

在重力铸造条件下制备了不同Cu含量(4%~6%,质量分数,下同)Al-Cu-Mg-Sc合金,采用500 ℃×4 h＋520 ℃×6 h的双级固溶,水冷后进行175 ℃×5 h时效。通过维氏硬度测试、室温拉伸性能测试试验、扫描电镜分析(SEM)等手段,研究了不同Cu含量对试验合金显微组织和力学性能的影响,进而优化Al-Cu-Mg-Sc铝合金成分。结果表明,经热处理后,随Cu含量从4.26%提高至5.58%,Al₂Cu析出相含量持续提高,热处理后合金屈服强度从191 MPa提升至216 MPa,抗拉强度从323 MPa提升至355 MPa,伸长率维持在13%附近。然而,当Cu含量较高时(6.13%),微观组织中Al₂Cu相体积分数较高,固溶后进入基体的Al₂Cu相数目有限,有大量Al₂Cu相残留在晶界处,经过时效处理后,合金的强化效果不能随Cu含量的增加而继续提升。因此整体上,随Cu含量提高,时效态高Cu含量合金的硬度和抗拉强度先增加随后趋于平稳,断后伸长率呈现先增加后降低的规律。Cu含量为5.58%的铸造Al-Cu-Mg-Sc铝合金时效后获得最佳综合性能,其硬度为117 HV,抗拉强度和屈服强度分别为355 MPa、216 MPa,断后伸长率为13.5%。     

固溶时效对Al-4.6Cu-0.9Li合金组织与拉伸性能的影响

通过组织分析和常温拉伸性能测试,研究了固溶时效对Al-4. 6Cu-0. 9Li合金组织与拉伸性能的影响。结果表明,经520℃固溶处理0. 5 h后,试验合金冷轧板材中Al₇Cu₄Li和Al₂CuLi相均固溶充分,仅剩下少量难溶的Al7Cu2Fe相;时效前引入预变形后可明显缩短试验合金到达峰值态的时间,且大幅提高时效态合金的强度值;主要归因于时效前的预变形处理引入的大量位错为大量细小弥散分布的T₁相快速析出提供了非均匀形核区域。此外,由于预变形量为6%时,合金中的主要强化相为T₁和θ’相共同析出,不同类型析出相对多系滑移的有效阻碍使合金达到了强塑性的综合性能提高。      

热处理工艺对Mg-6Zn-2.5Cu镁合金显微组织和力学性能的影响

利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和力学试验机等研究了铸造Mg-6Zn-2.5Cu合金在铸态、固溶和时效处理下的显微组织和力学性能。结果表明:合金的铸态组织主要由α-Mg和(α-Mg+MgZn2+Mg2Cu+CuZnMg)共晶相组成。在455℃固溶12~36 h时,随着时间增加,固溶效果逐渐增强,且在20 h时合金获得了较理想的显微组织及218 MPa的抗拉强度和8.68%的伸长率。随后在180℃时效6~72 h后,合金的拉伸性能随时效时间的增加呈先增加后减小的趋势,其中时效24 h时后,合金的抗拉强度和硬度达到峰值,分别为249.5 MPa和64.6 HV0.1,比铸态的分别提高了66.5 MPa和26.29%,伸长率在时效12 h时后达到了峰值6.72%。铸态合金的断裂方式以沿晶断裂为主,时效处理后合金的断裂方式为准解理断裂。