2055铝锂合金双级均匀化工艺研究

摘 要:利用金相显微镜,差示扫描量热仪,扫描电镜研究了2055铝锂合金的均匀化处理工艺。研究结果表明：该合金适宜的均匀化处理制度为470℃/8h 530~535℃/22~24h。铸态合金树枝晶结构明显,由于Cu元素在晶界的大量偏析,形成了含少量Mg,Zn,Ag,Fe,Mn元素的AlCu相和Al2Cu 相的共晶相以及AlCuFeMn第二相粒子。铸态合金的过烧温度为522.7℃。一级均匀化过程中,主要是含Cu,Zn,Mg,Ag等元素的低熔点共晶相先行溶解;二级均匀化时主要是Al2Cu相回溶至基体,残余第二相的粒长在15μm左右,主要是含Cu,Fe和Mn元素的难溶相。第二级均匀化制度与均匀化动力学曲线匹配较好。     

Al-Cu-Li合金均匀化处理参数优化和微观组织演化（英文）

对Al-Cu-Li铸态合金进行单级和双级均匀化处理,通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X衍射(XRD)和差热分析(DSC)研究合金元素分布和微观组织演化。结果表明:Al-Cu-Li合金铸态组织存在严重枝晶偏析,由晶内到晶界Cu元素分布十分不均匀,Mg、Zn、Mn和Ag变化不明显。晶界处存在大量的非平衡共晶相,主要包括Al_2Cu、含有少量Mg元素的Al_2Cu相,以及Al_2Cu Mg相。经双级均匀化(495℃/24 h+515℃/_24 h)处理后,大部分非平衡共晶相和部分第二相(Al_2Cu Mg和Al_2Cu Li)溶解到合金基体,但仍有部分富-Fe和富-Mn相残留在晶界不能回溶。Al_2Cu Mg相的熔点低于Al_2Cu相,两者分别在495和515℃先后溶解。通过均匀化动力学分析,确定Al-Cu-Li铝锂合金最佳的均匀化制度为495℃/24 h+515℃/24 h,该双级均匀化制度与动力学分析结果一致。     

Al-Zn-Mg-Cu-Zr-0.12Ce合金铸锭的均匀化退火及组织演变

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)、波谱分析(WDS)、X射线衍射(XRD)以及差示扫描量热仪(DSC)等技术对Al-Zn-Mg-Cu-Zr-0.12Ce合金铸态组织及均匀化退火过程中的组织演变进行研究。结果表明:该合金铸态组织存在严重的枝晶偏析,主要由α(Al)基体、α(Al)+Mg(Zn,Al,Cu)_2非平衡共晶组织以及少量的θ(Al_2Cu)相、Al_8Cu_4Ce相、Al_7Cu_2Fe相构成;均匀化退火过程中,大量层片状共晶组织溶入基体,同时转变生成Al_2Cu Mg相;合金的过烧温度为474.87℃;合金的最佳单级均匀化退火工艺为465℃、40 h,这与均匀化动力学方程测算结果接近;合金经(435℃,8 h)+(470℃,32 h)双级均匀化退火处理后,回溶效果更好,主要残留相为难溶的Al_2CuMg相,少量含Fe杂质相以及Al_8Cu_4Ce相。     

Al-Cu-Li合金均匀化处理参数优化和微观组织演化

摘 要：对Al-Cu-Li铸态合金进行单级和双级均匀化处理,通过光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、能谱分析（EDS）、X衍射（XRD）和差热分析（DSC）研究合金元素分布和微观组织演化,结果表明：Al-Cu-Li合金铸态组织存在严重枝晶偏析,由晶内到晶界Cu元素分布十分不均匀,Mg、Zn、Mn和Ag变化不明显。晶界处存在大量的非平衡共晶相,主要包括Al2Cu、含有少量Mg元素的Al2Cu相,以及Al2CuMg相。经双级均匀化（495℃×24h 515℃×24h）处理后,大部分非平衡共晶相和部分第二相（Al2CuMg和Al2CuLi）溶解到合金基体,但仍有部分富-Fe和富-Mn相残留在晶界不能回溶。Al2CuMg相的熔点低于Al2Cu相,两者分别在495℃和515℃先后溶解。通过均匀化动力学分析,确定Al-Cu-Li铝锂合金最佳的均匀化制度为495℃×24h 515℃×24h,该双级均匀化制度与动力学分析结果一致。     

高Zn含量Al-Zn-Mg-Cu合金均匀化过程中显微结构演变研究（英文）

对一种高Zn含量Al-Zn-Mg-Cu合金进行均匀化处理,通过光学显微镜(OM)、差热分析(DSC)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)研究合金的显微结构演变。使用扩散动力学模型推导均匀化动力学方程,用于确认最佳均匀化参数。结果表明:合金的铸态组织中存在严重偏析,非平衡共晶结构包含α(Al)、Mg(Zn,Cu,Al)_2、S(Al_2CuMg)、θ(Al_2Cu)和富Fe相。当前研究表明均匀化过程中没有发生Mg(Zn,Cu,Al)_2相向S(Al_2CuMg)相的转变,Mg(Zn,Cu,Al)_2相直接回溶。随着均匀化的进行,θ(Al_2Cu)相溶入基体。均匀化后富Fe相仍残留,但随着保温时间的延长,富Fe相中的Zn、Mg元素逐渐减少或消失。最佳均匀化参数为440℃/12 h+468℃/24 h,这与均匀化动力学的分析相一致。     

Mg、Ag、Zn多元复合微合金化Al-Cu-Li合金在均匀化中的显微组织演变（英文）

利用光学显微镜(OM)、差示扫描热分析法(DSC)、电子探针(EPMA)、X衍射(XRD)等研究手段分析Mg、Ag、Zn复合微合金化的Al-3.8Cu-1.28Li(质量分数,%)合金在均匀化过程中的组织转变。结果表明:合金的铸态组织中存在严重的枝晶偏析,此时合金中含有TB(Al_7Cu_4Li)、θ(Al_2Cu)、R(Al_5CuLi_3)、S(Al_2CuMg)相以及少量的(Mg+Ag+Zn)复合相与AlCuFeMn相。当第二级均匀化时间为2 h时,第二相含量大幅度降低。随着均匀化时间的延长,T_B、θ、R、S和(Mg+Ag+Zn)复合相能全部溶入基体,从而合金的枝晶偏析消除,且合金的均匀化过程可以用一指数方程描述。但是AlCuFeMn相似乎转变成Al_7Cu_2Fe和AlCuMn相,其中Al_7Cu_2Fe的尺寸几乎不发生变化。     

7050铝合金均匀化过程中组织转变

采用光学显微镜、扫描电镜和差示扫描量热法等研究7050合金均匀化过程中的显微组织与化合物的演变。结果表明,7050合金铸态为典型的枝晶网状组织,其中片层状共晶组织由α(Al)和T相(Al Zn Mg Cu)组成,并存在少量含Fe相(Al7Cu2Fe)。均匀化温度在460℃以上,共晶相发生分解,且由T相向S相(Al2Cu Mg)发生转变,480℃以上S相发生溶解并逐渐减少,而含Fe相的形状和尺寸基本不发生变化。随均匀化时间的延长和温度的升高,T相逐步向S相完全转变,且S相逐渐溶解于基体中,残留很少。对于所采用的7050合金铸锭,为了消除共晶组织,减少残留化合物和合金元素均匀分布,460℃×24 h+480℃×8 h双级均匀化工艺为较合理的均匀化工艺。     

2055铝-锂合金的均匀化热处理

利用光学显微镜(OM)、差热分析(DSC)、电子探针(EPMA)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)等方法,研究了2055铝-锂合金在均匀化前后的显微组织演变和成分分布。结果表明,2055铝-锂合金的铸态组织为典型的枝晶组织,低熔点共晶相富集在晶界处,Cu、Mg、Ag、Mn、Zn等合金元素在晶内、晶界都存在偏聚;经过均匀化处理后,铸态组织中非平衡共晶相逐渐溶解,晶界内外元素分布均匀,仅有少量高熔点相残留。合理的均匀化制度为500℃24 h,与均匀化动力学方程得到的结果基本一致。     

Al-0.8Mg-1.0Si-0.7Mn合金均匀化热处理工艺

采用光学显微镜、差热分析、扫描电镜、能谱分析,研究了Al-0. 8Mg-1. 0Si-0. 7Mn合金的铸态组织以及铸锭经不同均匀化制度处理后的微观组织。结果表明,试验合金的铸态组织中主要存在Mg2Si相和Al(Fe Mn) Si相,同时存在少量的Al Cu MgSi相和Al Mn相;铸锭过烧温度为589℃;铸锭经560℃保温24 h均匀化处理后,组织中Mg2Si相回溶充分,含Fe相发生了球化,同时在均匀化过程中析出了一种含Mn相。工业化生产条件下,宜采用560℃保温24 h的均匀化处理工艺。     

Al-Mg-Si-Cu-Mn-Cr合金均匀化退火工艺研究

采用光学显微镜(OM)、差示扫描量热分析(DSC)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)等分析方法研究了Al-Mg-Si-Cu-Mn-Cr合金铸锭的均匀化退火工艺。试验结果表明,该合金铸态组织中存在大量的非平衡低熔点共晶相,其初始熔化温度为574℃;合金铸态组织相组成包括α-Al、Mg2Si、Al15(Fe,Mn,Cr)3Si2及少量含Cu相;随着均匀化退火温度的升高和保温时间的延长,低熔点共晶相逐渐溶入基体;该合金铸锭适宜的均匀化退火工艺制度为560℃(4h～6 h)。     

高合金化Al-Zn-Mg-Cu合金铸态及均匀化态组织

采用热力学计算软件计算了一种高锌含量Al-Zn-Mg-Cu合金的凝固相,并采用金相显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析了合金的铸态、均匀化态组织。研究结果表明,合金的铸态组织主要由MgZn_2+Mg(Al,Cu,Zn)_2+α(Al)+(极少量)θ(Al_2Cu)相构成;450℃48 h均匀化退火后,Mg(Al,Cu,Zn)2仍有大量残留,470℃24 h均匀化退火后则完全回溶。     

一种Al-Mg-Si-Cu铝合金的均匀化处理

设计一种新型A1-Mg-Si-Cu铝合金,合金成分为Al-1.04Mg-0.85Si-0.018Cu(质量分数).采用金相观察、差热分析(DTA)、扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)研究合金铸态与均匀化态的显微组织演化和成分分布.结果表明:新型A1-Mg-Si-Cu铝合金的铸态组织枝晶偏析严重,合金元素Si、Mg和Fe在晶内及晶界分布不均匀;550℃×24h均匀化处理后,合金中非平衡低熔点共晶组织和Mg2Si相基本溶入基体,Fe元素偏析难以通过均匀化消除,均匀化后,晶界上部分β-A15FeSi相转变成α-Al8Fe2Si相;该合金的过烧温度为574.5℃,最佳均匀化制度为550℃×24h;合金铸态和均匀化后维氏硬度分别为58HV和78HV,比6061合金分别提高了20％和85％.     

Al-(7.8~9.0)Zn-1.6Mg-(1.0~2.2)Cu合金铸态及其均匀化组织

采用光学显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)和扫描电镜(SEM)及其附件能谱仪(EDX)研究Al-(7.8~9.0)Zn-1.6Mg-(1.0~2.2)Cu铝合金的铸态及其均匀化组织。结果表明:该铝合金的铸态凝固组织由α(Al)基体+Mg(Zn,Al,Cu)2非平衡共晶相组成;铸态组织中粗大非平衡共晶组织的体积分数随着Zn含量的增加而增大,且伴随其周围析出的条状、细小Mg(Zn,Al,Cu)2粒子也逐渐增多、粗化;当Cu含量(质量分数)为1.0%、1.4%、2.2%时,铸态组织晶内的独立第二相分别为T(Al2Zn3Mg3)相、S(Al2CuMg)相、T(Al2Zn3Mg3)相+θ(Al2Cu)相;各成分合金经过(470℃,24h)均匀化处理时,基体中仅剩下均匀化过程无法消除的尺寸较小、数量较少的初生富Fe相。     

基于共晶相量化的6082铝合金的最佳均匀化制度

采用差示扫描量热仪、金相显微镜、扫描电子显微镜及能谱分析等方法,通过对6082铝合金的铸态和均匀化态的显微组织观察和共晶相的量化统计研究,确定了6082铝合金的最佳均匀化制度。结果表明:6082铝合金铸态组织中存在着大量的非平衡凝固的Mg2Si共晶相和β-Al(Mn,Fe) Si相共晶相。经过560℃10 h均匀化后,Mg2Si共晶相溶解入α(Al)基体中,β-Al(Mn,Fe)Si共晶相向α-Al(Mn,Fe)Si相转变。     

Zn、Mg和Cu元素对Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Er铝合金铸态组织及性能的影响

采用OM、SEM、EDS、XRD、硬度和导电率测试研究了Zn、Mg和Cu元素对Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Er铝合金铸态组织及性能的影响。结果表明:合金的铸态组织均为典型的树枝晶,主要由α-Al基体、粗大的非平衡共晶相(AlZnCuMg四元相)、细小弥散的MgZn_2相及少量的Al_2Cu相组成。随着Zn、Mg和Cu含量的增加,非平衡共晶的数量和体积分数增加,枝晶臂间距变窄,且非平衡共晶相的厚度增加。同时,提高Zn、Mg和Cu元素含量,合金硬度增加,导电率下降,其中Mg含量增加对其影响最大。这些与JmatPro热力学相图计算结果及第二相的理化性能相吻合。     

2124铝合金的均匀化热处理

采用光学显微镜、差热分析、扫描电镜、能谱分析、透射电镜和X射线衍射研究2124铝合金铸态与均匀化态的显微组织演化和成分分布.结果表明:2124铝合金的铸态组织枝晶偏析严重,在晶界存在很多低熔点共晶相,合金中元素Cu,Mg和Mn在晶内及晶界分布不均匀;经过均匀化处理后,2124铝合金组织中的非平衡相逐渐溶解,各组元分布趋于均匀;该合金的过烧温度为504 ℃,最佳均匀化制度为(490 ℃,24 h),该制度与均匀化动力学方程得到的结论基本一致.     

高Zn超强Al-Zn-Mg-Cu系合金的铸态及均匀化态组织

利用Thermo-cale软件计算及OM、SEM、XRD、DTA等分析手段,对比研究几种高Zn型超强Al-Zn-Mg-Cu系合金的铸态与均匀化态组织。结果表明:高Zn低Cu含量的7037、7056、7097铝合金铸态组织中主要存在a(Al)+Mg(Zn,Cu,Al)_2共晶组织,经多级均匀化热处理后非平衡结晶相基本溶解;高Zn高Cu含量的7095铝合金沿晶界呈网状分布的粗大凝固组织主要由a(Al)、Mg(Zn,Cu,Al)_2相、T(AlZnMgCu)相以及少量的θ(Al_2Cu)相组成,经均匀化热处理后,仅存在少量AlZnMgCu相;高Zn低Cu含量合金凝固及均匀化组织中非平衡结晶相少的主要原因是合金成分远离极限固溶度曲线。     

2A70耐热铝合金铸态组织及均匀化处理工艺

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)及X射线衍射分析仪(XRD),分析2A70耐热铝合金的铸造组织,研究其合理的均匀化热处理制度。同时,采用Thermo-Calc热力学计算软件,模拟Al-2.4Cu-1.5Mg-1.1Fe-1.1Ni合金的非平衡凝固路径,分析2A70合金在凝固过程中的析出相种类,并计算该合金低熔点共晶组织的转变温度,为研究2A70合金的铸态组织及均匀化工艺提供理论依据。结果表明:模拟计算所得2A70合金在凝固过程中主要析出α-Al、Al_2CuMg、Al_2Cu、Al_9FeNi、Al_7Cu4Ni及Al_7Cu_2Fe,与实验分析结果一致,且计算所得低熔点共晶组织转变温度可近似替代实验结果;该合金合理的均匀化热处理制度为490℃/12~16 h+520℃/12 h,在高温长时均匀化过程中,非平衡共晶组织得到较彻底的回溶,Al_9Fe Ni、Al_7Cu_4Ni及Al_7Cu_2Fe难溶相未发生明显变化。     

Mg-4Sn-1Zn生物镁合金均匀化处理制度研究

研究了均匀化处理温度和时间对铸态Mg-4Sn-1Zn合金显微组织及力学性能的影响。结果表明,铸态Mg-4Sn-1Zn合金中存在严重的枝晶偏析,合金中分布着大量粗大相,主要为Mg2Sn和MgSnZn共晶相。在均匀化处理过程中,温度对合金成分均匀化效果的影响更大,而时间的影响相对较小。合金经过410℃×12h均匀化处理后,铸态组织中的粗大相全部溶入基体中,达到了最佳的均匀化效果,此时合金的显微硬度(HV)为60。因而确定Mg-4Sn-1Zn合金的最优均匀化制度为410℃×12h。     

含微量Zr的Al-Cu-Mg-Ag合金多级均匀化热处理中的组织演变

采用扫描示差量热法(DSC)、扫描电镜(SEM)、光学显微镜(OM)和能谱分析(EDS)等手段研究了含微量Zr的Al-Cu-Mg-Ag合金铸态与不同均匀化热处理态的显微组织演化和成分分布,测定了该合金铸态组织中的低熔点共晶相的成分和熔化温度,确定了该合金的均匀化处理制度和过烧温度.结果表明:Al-Cu-Mg-Ag-Zr合金铸态组织晶界上主要的非平衡相为Al2Cu,其熔点为523.52℃.合金经420℃×6h一级均匀化处理后,Al3Zr粒子在基体内二次析出且弥散分布.经515℃× 24h二级均匀化处理后,晶界上的非平衡相大部分溶入基体,枝晶偏析基本消除,晶内各元素分布均匀.该合金的最佳均匀化制度为420℃× 6h+515℃× 24h,均匀化过烧温度为520℃.