时效制度对喷射成形7055铝合金机轮轮毂锻件性能的影响

采用全自动控制往复喷射成形工艺制备直径为495 mm的大规格7055铝合金锭坯,经热挤压、2次锻压成形和双级固溶处理后,分别进行T76(120℃/6 h+160℃/8 h)、T74(120℃/6 h+160℃/18 h)和T73(120℃/6 h+160℃/30 h)双级时效处理,测定时效态锻件各取样部位的抗拉强度(σb)、屈服强度(σ0.2)和电导率(γ),并与单级时效T6态(120℃/24 h)的锻件进行对比,研究时效制度对轮毂锻件各取样部位性能和断裂方式的影响。结果表明,随二级时效时间延长,锻件的抗拉强度与屈服强度均降低,屈强比也略有降低,但断裂韧性提高;在T74和T73时效状态下试棒拉断后为典型的韧性断裂;随二级时效时间延长,锻件的断裂韧性和电导率均呈升高趋势,并改变T6态下的脆性断裂特征,满足机轮的应用要求。     

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。     

热处理及热挤压对Mg-10Gd-4.8Y-0.6Zr组织及常温力学性能的影响

通过力学和显微硬度测试、能谱和X射线衍射分析以及光学显微镜、扫描电镜和透射电镜观察,对Mg-10Gd-4.8Y-0.6Zr合金经均匀化、挤压变形及时效处理后的显微组织和常温力学性能进行研究。结果表明,铸态合金经520℃/16 h均匀化处理后网状共晶消除,并有黑色方块相生成,强度和塑性显著提高;挤压变形后的合金,抗拉强度σb达304.5 MPa,比挤压前提高25%,屈服强度σ0.2成倍增加,达268.7 MPa;在200℃时效20 h后峰值硬度达到137 HV;再经挤压和峰值时效后最终σb为370 MPa,比挤压态合金试样提高22%,屈服强度σ0.2为295.6 MPa,提高10%,但伸长率δ略有下降;该合金在室温下的断裂方式是脆性和韧性断裂兼有的混合断裂。     

热处理对ZM51镁合金力学性能的影响

通过光学显微镜(OM)、硬度测试以及室温拉伸等分析手段研究了挤压态Mg-5%Zn-1%Mn(质量分数)合金固溶处理、单级时效处理、固溶+单级时效处理、双级时效处理以及固溶+双级时效处理制度,以及分析了不同热处理制度对ZM51镁合金组织及力学性能的影响。结果表明:工业化挤压生产大截面尺寸的ZM51镁合金经不同时效制度处理后,强度均不同程度的提高,且时效制度不同,合金强度提高的大小也不尽相同。经T6处理的合金峰时效强度大于T5处理的合金峰时效强度,双级时效处理的合金峰时效强度大于单级时效处理的合金峰时效强度,同时, T6处理和双级时效处理的合金断后伸长率均低于T5处理以及单级时效处理的合金断后伸长率。经T6双级时效处理的合金强度最高,断后伸长率最低,抗拉强度达到了340.52 MPa,断后伸长率为6%。此外,大截面尺寸ZM51镁合金挤压材可通过调整工艺,直接借助现有铝合金大型生产设备实现工业化生产。     

6101铝合金挤压型材力学性能及电导率的探究

6101铝合金常用于加工高强度母线导体。为了使其电导率大于55%IACS、抗拉强度达到172～221 MPa,同时屈服强度也能达到138～186 MPa,进而达到产品相关要求,研究了时效处理后型材的高倍金相组织、表面质量、硬度、电导率和力学性能。结果表明,当铸锭加热温度在470～490℃、挤压速度在15～20 m/min时,挤压过程中三种型材表面机械纹均匀,表面质量较好。经过峰值时效(175±5)℃×7 h和过时效(200±5)℃×5 h处理后,不同尺寸的型材的硬度和电导率均满足产品要求。当时效制度为过时效(200±5)℃×5 h时,型材电导率大于55%IACS,屈服强度、抗拉强度符合产品要求。     

双级时效对7021铝合金力学性能的影响

研究了双级时效制度对7021铝合金性能的影响,并通过正交试验极差分析了不同的双级时效制度对7021铝合金力学性能及硬度的影响规律。实验结果表明:二级时效温度对7021合金的性能影响最大。获得最佳性能的最佳双级时效工艺为125℃×7h+135℃×9h。此时屈服强度、抗拉强度、伸长率和硬度分别为410.72MPa、441.01MPa、15.33%和132HB。     

时效工艺对2297铝锂合金组织与力学性能的影响

对热轧态2297铝锂合金进行530℃/1 h固溶处理后立即水淬,然后在不同温度(150~180℃)和时间(0~160h)条件下进行时效热处理,利用透射电镜观察合金的微观组织,并测定合金的抗拉强度(σb)、屈服强度(σ0.2)和伸长率(δ),研究时效温度与时间对2297铝锂合金组织与性能的影响。结果表明:合金的强度随时效时间延长而升高,达到峰值后趋于稳定。随时效温度升高,合金强度达到峰值的时间逐渐缩短,峰值强度先升高后降低,塑性则随时效时间延长或时效温度升高而逐渐下降。时效温度为160℃时,时效初期合金的主要析出相为δ′相,峰时效态合金是T_1相、θ′相和δ′相共同强化,过时效态合金的主要析出相为T_1相。时效温度为180℃时,合金的主要析出相为T_1相,θ′相和δ′相的数量非常少。     

形变时效处理对Cu-0.5Cr-2Ni合金性能的影响

通过中频熔炼—铁模铸造—热轧—固溶处理—冷轧—时效处理工艺制备了Cu-0.5Cr-2Ni合金板材。采用拉伸力学性能测试、电导率测试、金相和透射电子显微镜观察研究了不同时效处理对该合金组织和性能的影响。结果表明,Cu-0.5Cr-2Ni合金在固溶处理为930℃×1 h、冷变形量为60%、时效状态为450℃×4 h的条件下综合性能最好。该合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率、电导率分别达到438 MPa、398 MPa、12.4%、45.5%IACS。     

双级时效对6061铝合金拉伸和耐蚀性能的影响

为了研究双级时效对6061铝合金拉伸和耐蚀性能的影响,通过正交试验分析不同的双级时效制度对6061铝合金力学性能、硬度、电导率及耐蚀性能的影响规律。研究结果表明,一级时效温度对6061合金的耐蚀性影响最大,其次为二级时效时间、二级时效温度、一级时效时间。在满足标准的前提下,耐蚀性能最佳的双级时效工艺为180℃×6h+200℃×1h,此时屈服强度为263MPa,抗拉强度为286MPa,伸长率为12%,硬度为97.1HB,电导率为27.38MS/m,腐蚀深度约为0.145mm。     

双级时效对Mg-2.8Nd-0.4Zn-0.5Zr合金微观组织和力学性能的影响

采用OM、SEM、TEM以及硬度测试和拉伸力学性能测试等手段,研究了双级时效对Mg-2.8Nd-0.4Zn-0.5Zr合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,合金经260℃/30 min+200℃/4 h双级时效处理后,其抗拉强度和屈服强度较200℃/14 h单级时效合金分别提高23 MPa和20 MPa,并且达到硬度峰值所需时间缩短9.5 h。主要是由于第一级高温预时效过程中析出β1相,在第二级时效过程中,β1相保留,同时又析出β″相,并且β″相尺寸较单级时效后的合金更细小。在两种析出相同时作用的情况下,其强化效果明显优于单一β″相强化的单级时效处理。     

人工时效前停放时间对7055铝合金挤压管显微组织与性能的影响

采用维氏硬度试验,室温拉伸试验,电导率测试,慢应变拉伸试验和透射电镜等方法,对人工时效前室温停放不同时间的7055铝合金管材的力学性能、电导率、耐应力腐蚀性能和微观组织进行了研究.结果表明:在人工时效前进行室温停放,7055铝合金的晶内会预先析出GP区,为后续人工时效中的η相和η'相的析出提供形核的核心,从而有效地提高合金的力学性能和电导率.人工时效前室温停放6.5 h,7055铝合金的抗拉强度达到最大值即677.9 MPa,电导率和延伸率分别为29.8 % IACS和14.9 %.继续延长室温停放时间,合金的抗拉强度降低,电导率不断增大.在室温停放48 h时,合金的抗拉强度达到649.7 MPa,延伸率为10.6 %,电导率为36.8 % IACS,此时合金的综合性能达到较优.      

Sc对7056铝合金组织和性能的影响

对铸态合金进行了均匀化处理、挤压、固溶处理和时效处理,通过分析合金的化学成分,观察合金在不同状态的显微组织及析出相透射电镜(TEM)形貌,测试合金在热处理后的硬度和拉伸性能,研究了向7056铝合金中加入质量分数0.2%的Sc对合金组织和性能的影响.实验结果表明,Sc元素的加入可以明显细化组织晶粒,铸态晶粒由100~500 μm下降到50 μm左右;Sc元素的加入对合金的塑性有大幅度提高,时效处理后,合金的断后伸长率从10.82%增加到了13.60%;但屈服强度却由668 MPa下降到657 MPa.通过综合计算晶粒大小、析出相强化等因素,详细分析了Sc元素加入引起7056铝合金峰时效态屈服强度下降的原因.理论计算显示,向合金中加入质量分数0.2%的Sc元素时,峰时效处理后,合金的强度值会下降12.005 MPa,与试验值11 MPa接近.研究得到7056铝合金最佳的单级时效制度为120℃+16 h,峰值硬度和强度为195.2 HV和714 MPa,此时合金中主要强化相为圆盘状和短棒状的MgZn₂相,大小约为4~6 nm,同时存在球状的Al₃Zr相,大小约为20 nm.      

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。     

Ti-Al-Mo合金的时效析出行为

研究了一种新型Ti-Al-Mo近β型钛合金在900℃×30 min/WQ固溶处理后,在不同条件时效处理后的析出相、显微硬度及力学性能。研究结果表明,在500℃时效4 h后的合金显微维氏硬度最高,为4 273 MPa;时效温度在400~700℃范围内时,随着时效温度的升高,析出的片层状α相尺寸逐渐增大,体积分数先增加后降低。由于加入了β稳定元素Mo,能提高强度但也会降低塑性,为了获得较好的强塑性匹配,在时效时间一定的前提下,时效温度应选取500℃左右;而为了得到较高的塑性和断裂韧性,在600~700℃之间时效较为适宜。     

双级时效对含钪Al-Cu-Li-Zr合金力学性能与抗腐蚀性的影响

采用室温力学性能测试、透射电镜分析和腐蚀实验等方法,研究了双级时效对含钪Al-Cu-Li-Zr合金的力学性能与抗腐蚀性的影响.结果表明,经双级时效处理的合金可获得较佳的强塑性组合,与T8峰时效态合金相比,双级时效态合金可在不降低强度的情况下提高延伸率;T1相是合金的主要沉淀强化相,合金经双级时效处理后,晶内析出的T1相细小弥散且分布均匀,从而改善合金的抗腐蚀性.     

喷射成形Al-Zn-Mg-Cu系超高强度铝合金热处理制度的实验研究

研究了喷射成形Al-Zn-Mg-Cu系超高强度铝合金的沉积态和挤压态的组织,对挤压态合金进行了固溶处理和时效处理,得到了时效硬度曲线,并进行了力学性能测试.结果显示:沉积态合金孔隙较多;挤压态合金内存在大量的颗粒,经能谱分析为富铜相;固溶温度达到490℃时,晶界出现熔化现象.时效硬度曲线表明:采用120℃时效,在15~25h之间达到硬度峰值;采用135℃时效,达到硬度峰值的时间与合金的成分有关,随着Zn含量的增加,达到硬度峰值的时间变短,而抗拉强度基本稳定在700MPa左右.     

预应变与预时效对6101导电铝合金组织与性能的影响

在人工时效基础上引入预应变与预时效以提高6101铝合金的力学与导电性能。通过性能检测与组织观察,研究了合金在人工时效热处理（固溶+时效）及引入预应变与预时效后的热处理（固溶+预应变+时效,固溶+预时效+预应变+再时效）过程中显微组织、力学性能及导电性能的变化规律。结果表明:当合金经过60%冷轧变形再在180℃时效6 h后,其抗拉强度与电导率分别达到262 MPa及55.7% IACS,高于一般人工时效后的合金。当合金在180℃预时效2 h后经过60%冷轧变形,再在180℃时效6 h后,其抗拉强度与电导率进一步提升至289 MPa与58.0% IACS。引入预应变与预时效后所产生的应变强化与析出强化的交互作用,是合金的力学性能和导电性能得到提升的根本原因。      

均匀化工艺对稀土铝合金电工圆杆组织和性能的影响

采用拉伸力学性能测试、导电率测试、金相显微镜、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)以及X射线衍射仪(XRD)等手段,研究了稀土铝合金电工圆杆的组织和性能随均匀化工艺改变而发生的变化。结果表明,均匀化处理可达到细化晶粒、均匀试样组织,净化晶界的效果。与单级均匀化相比,双级均匀化可以使枝晶间未溶物显著减少,且第二相较均匀弥散地分布在基体中。试样在410℃保温2小时后升至425℃继续保温1小时,将获得较佳的综合性能:抗拉强度102 MPa,导电率57.96%IACS;对该试样进行形变量为83%的轧制处理后,强度升高至178 MPa,导电率有所降低,为57.06%IACS。     

Study on the Strengthening Mechanism of Two-Stage Double-Peaks Aging in 7075 Aluminum Alloy

The mechanical properties and microstructure of 7075 aluminum alloy during the two-stage aging process have been studied by means of Rockwell hardness test, tensile test, X-ray diffraction, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy (TEM) and high-resolution TEM. The results illustrated that there existed double peaks for both the hardness and strength in 7075 aluminum alloy during the two-stage aging process. Furthermore, the aging time to reach the second peak was obviously shortened compared to single-stage aging process. At the first peak aging state, the strengthening effect of the alloy was dominated by high-density GP zones, but η′ phase (MgZn2) was mainly the strengthening phase at the second peak aging state.