一种2050铝锂合金薄板的微观组织与力学性能

通过力学性能测试和微观组织观察研究了不同热处理工艺对一种2050铝锂合金薄板力学性能和组织结构的影响。结果表明:2050铝锂合金主要强化析出相为T1相和θ′相,并可能存在少量S′相析出。在T6态(175℃)、T8态(6%预变形+155℃)时效时合金具有不同的时效析出特征;相比于T6态时效,由于时效前预变形的引入,T8态时效时合金中T1相和θ′相析出密度提高,尺寸减小,其对应的强度及延伸率均提高,T8峰时效(32 h)时σ_b、σ_(0.2)和δ分别为531MPa、488 MPa和11.4%。T8态时效(155℃/32 h)时,2%~10%预变形均可促进T1相形核,2%~6%预变形可促进θ′相形核,过大的预变形(如10%)并不能促进θ′相进一步形核,但可显著抑制θ′相长大。     

冷轧预变形对新型铝锂合金的时效析出与力学性能影响

采用大气熔炼铸造及热变形方法制备了Al-4.5Cu-1Li-0.7Mg-1Zn-0.3Ag-0.3Mn-0.2Zr新型铝锂合金板材。通过维氏硬度、拉伸性能、扫描电镜、透射电镜等方法,研究了固溶后不同冷轧预变形量对显微组织和力学性能影响。结果表明,时效前的冷轧预变形量有效促进了新型铝锂基体合金中T1(Al2CuLi)相的析出与均匀分布,减少了θ′(Al2Cu)相的体积分数。冷轧预变形量的增加,缩短了峰时效时间,晶界析出相由连续析出变为非连续析出,无沉淀析出区宽度变小。当冷轧预变形量为15%时,时效态合金的屈服强度与抗拉强度分别达到了668 MPa、690 MPa,延伸率保持在7.9%。     

热处理对2A97铝锂合金轧板微观组织与力学性能的影响

研究了新型高强2A97铝锂合金在不同的热处理状态下的微观组织及力学性能.结果表明:轧制态2A97铝锂合金经过热处理后,硬度得到了大幅度提高;520℃×80 min固溶+165℃×30 h时效处理,布氏硬度值高达187 HB,抗拉强度为510 MPa,伸长率为8%;时效初期硬度下降,出现回归现象,随着时效时间延长,合金硬度逐步升高,时效30 h,硬度接近峰值.     

固溶时效工艺对2297铝锂合金微观组织和力学性能的影响

通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和拉伸性能测试等方法系统研究固溶和时效工艺对2297铝锂合金组织和性能的影响。结果表明:实验合金较为适宜的固溶制度为((535±5)℃,1.5 h),基体中的第二相得到比较充分的溶解,同时抑制再结晶晶粒长大。T6态的主要强化相为T_1相和θ′相,T8态的主要强化相为T_1相,时效前的预变形可以促进T1相的形成,提高合金的强度峰值,缩短合金达到峰值的时间,160℃时效后,未经预变形的合金的强度峰值为392 MPa,到峰时间为48 h,变形量为7%时,合金的强度峰值最高,达到482 MPa,到峰时间为23 h。     

时效和预变形对2195铝锂合金组织与性能的影响

利用透射电镜、拉伸试验等手段，研究了时效温度、时效时间和预变形量对2195铝锂合金显微组织和力学性能的影响，优化了铝锂合金的时效处理工艺。结果表明：T6态和T8态铝锂合金的硬度均会随着时效时间的延长先增加后减小，经过预变形处理后铝锂合金的峰值硬度对应的时效时间缩短；随着时效时间的延长，T6态和T8态铝锂合金的抗拉强度、屈服强度和断后伸长率的变化趋势相同，经过预变形处理的T8态(预变形量5%+175℃/36 h)铝锂合金的峰值抗拉强度、峰值屈服强度和对应断后伸长率较T6态(175℃/48h)铝锂合金分别增加了11.58%、22.97%和17.78%。T6态和T8态铝锂合金中均存在颗粒状δ′相、针状θ′相、类球形δ′/β′复合相和针状T₁相，且后者的T₁相更加细小、数量更多、分布更加均匀。2195铝锂合金适宜的时效工艺和预变形量为175℃/36 h+5%。     

时效工艺对纳米结构2297铝锂合金力学性能与微观组织的影响

采用535 ℃×2 h固溶制度,将热锻态2297铝锂合金固溶水淬后冷轧,冷轧压下量为95%,然后将轧制样品在不同温度(120~190 ℃)和时间(0~80 h)范围内进行时效处理。采用拉伸、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等测试方法,分析时效温度和时间对铝锂合金组织与性能的影响。结果表明:时效前的大塑性变形能获得纳米结构组织,能促进T₁相均匀细小地析出,缩短合金达到峰时效的时间,最终成功制备了高强高塑性铝锂合金。在120~140 ℃温区内时效时,时效温度越高,达到峰时效的时间越短、强度越高。140 ℃达到峰时效时间缩短为40 h,此时合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为525 MPa、478 MPa和7.7%,主要强化相为细小的T₁相。在170~190 ℃温区内时效时,时效温度越高,达到峰时效的时间越短,但抗拉强度与屈服强度迅速下降。170 ℃时效8 h达到峰时效状态,此时合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别是503 MPa、462 MPa和5.0%,主要强化相仍为T₁相,但已经明显粗化。     

时效处理对挤压成型2195铝锂合金组织和力学性能的影响

研究了热处理对挤压态2195铝锂合金组织和力学性能的影响。结果表明,固溶处理和人工时效处理对挤压合金的力学性能有显著的增强作用,这与析出相的类型、尺寸、数量密度和分布有关。2195铝锂合金在时效过程中的析出顺序为过饱和固溶体(SSSS)→GP区+δ′/β′(Al₃(Li,Zr))→δ′+θ′(Al₂Cu) +T₁ (Al₂CuLi)→θ′+T₁;其中T₁相在析出强化中起主导作用。2195铝锂合金经过525 ℃×60 min固溶后在170 ℃人工时效的峰时效时间是36 h,此时抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为579 MPa、537 MPa和5.5%。     

固溶处理及预拉伸变形对2197铝锂合金组织与性能的影响

通过金相、扫描电镜、拉伸和断裂韧性试验等分析测试手段,研究了固溶处理温度及预拉伸变形量对2197铝锂合金板材组织和性能的影响。结果表明,2197铝锂合金在490～580℃温度范围内固溶再时效后,其强度随固溶处理温度的升高先增大后减小,强度峰值出现在540℃。当固溶处理温度高于565℃时,合金出现了再结晶现象。但是,合金在490～580℃固溶处理过程中均未出现明显的过烧现象。固溶处理后进行预拉伸变形可以有效提高合金的强度。综合考虑合金的强韧匹配,2197合金板材较优的固溶和预拉伸变形量分别为540℃×1.5 h和2%～5%。     

预变形对2197铝锂合金显微组织和力学性能的影响

通过力学性能测试,扫描电镜、透射电镜观察等手段,研究了固溶淬火后不同程度预变形对2197铝锂合金力学性能及显微组织的影响.结果表明:随着预变形量的增加,合金的时效响应加快,其强度达到峰值的时间逐渐缩短,且峰值强度明显提高.预变形的加入显著促进了基体中T1相的均匀、弥散析出,θ″/θ′相和δ′相析出受到抑制.     

热处理工艺对铝锂铜合金组织性能的影响

研究了热处理对铸造铝锂铜合金组织性能的影响.研究表明,铸造铝锂铜合金热处理采用(525+3)℃×(0.5～1)h固溶(水冷)+190℃×(8～16)h时效,固溶时效处理后可以得到理想的力学性能(Rm=482～ 523 MPa、A≥5.6％、硬度78 HRB).铸态铝锂铜合金组织的晶粒粗大,以柱状晶居多,晶界偏析严重,而固溶时效后铝锂合金的组织均匀,析出相能够弥散分布,力学性能有所提高.     

两种Ce微合金化铝锂合金形变热处理时的微观组织与拉伸性能

研究了Ce添加量分别为0.09%及0.23%的Al-4.15Cu-1.25Li-X高强铝锂合金薄板T6态时效(175℃时效)及T8态时效(5%冷轧预变形+155℃时效)时的微观组织和拉伸性能。结果表明,相比T6态时效,T8态时效时铝锂合金强度及伸长率均有所提高。T8态时效时,含0.23%Ce的铝锂合金强度及伸长率均低于Ce含量为0.09%的铝锂合金。Ce含量增加未改变铝锂合金中时效析出相的种类,主要强化相仍为T1相(Al_2CuLi)及θ'相(Al_2Cu),但其数量减少。微量Ce的添加可形成含Ce且富Cu的Al_8Cu_4Ce相粒子,这些粒子在均匀化及固溶处理时均难以完全溶解。Ce含量增加,导致固溶基体中Cu含量降低,时效时含Cu析出相T1相及θ'相含量减少,铝锂合金强度降低。     

预拉伸对Al-Cu-Mg-Ag合金析出相与力学性能的影响

研究时效前预拉伸对Al-Cu-Mg-Ag合金析出相和力学性能的影响。结果表明:165℃时效前的预拉伸可提高合金的峰值硬度及强度,延长峰值时效的时间;合金的主要强化相是Ω相和θ′相,预拉伸引入的位错抑制了Ω相的析出与长大,细化Ω相的尺寸,同时促进θ′相的析出;时效前未经变形时,合金出现峰值的时间是10h,对应的σb为492MPa;时效前经4%预拉伸变形后,合金出现峰值的时间是18h,对应的σb为508MPa。     

热机械加工对2099铝锂合金挤压材组织与抗腐蚀性能的影响

采用金相组织观察、XRD分析、硬度和导电率测试等手段,研究了热机械加工(Thermo-Mechanical Processing, TMP)对2099铝锂合金挤压材组织、硬度、导电率、晶间腐蚀及剥落腐蚀性能的影响。结果表明：与经T83 (540 ℃/2 h固溶、3%预压缩、121 ℃/14 h + 181 ℃/48 h时效)热处理的2099铝锂合金挤压材相比,经TMP(540 ℃/2 h固溶、400 ℃/48 h过时效、约50%大应变变形、540 ℃/2 h再结晶/固溶)+(121 ℃/14 h + 181 ℃/48 h时效)处理的2099铝锂合金挤压材发生了明显的再结晶,硬度（HV）降低(从2006.2 MPa到1865.3 MPa),位错强化亦降低,但导电率和抗晶间腐蚀性能明显提高,同时抗剥落腐蚀性能也有所提高。结果表明,热机械加工是不显著降低2099铝锂合金挤压材硬度,但显著提高其抗晶间腐蚀性能的有效途径     

双时效对Ti-4Al-5Mo-6Cr-5V-1Nb合金显微组织和力学性能的影响

研究了固溶、固溶后单时效以及固溶后双时效处理对Ti-4Al-5Mo-6Cr-5V-1Nb合金组织和力学性能的影响。结果表明,820℃下固溶0.5 h后,合金中的α相完全溶解;单/双时效合金的硬度均随时效时间增加先升高后降低;合金经300℃/8 h+500℃/8 h双时效处理后可达到4580 MPa的峰值硬度(HV),1462 MPa抗拉强度以及3.4%延伸率,其强度比原始合金高6%,也高于单时效合金。界面能计算结果表明ω相使α相形核的阻力降低50%,促进了α相的析出并细化α板条,从而提升合金的硬度,强度及塑性。     

2297铝锂合金中温强变形过程中组织演变及热稳定性能

对T87时效态2297铝锂合金进行中温(150℃)多向压缩直至析出相基本回溶至基体,再对其在160℃与180℃不同时间(0～48 h)条件下进行时效处理,利用透射电镜观察合金的微观组织,研究这种新型热处理工艺对2297铝锂合金组织与力学性能的影响。结果表明:时效温度为160℃时,时效48 h合金的主要析出相为δ'相,与固溶时效工艺相比,析出相析出时间延长。时效温度为180℃时,48 h合金的主要析出相为θ'相、T1相和少量δ'相。与固溶时效工艺相比,强变形固溶时效工艺增强了合金的综合力学性能。     

Ce对高强Al-Cu-Li合金组织及拉伸性能的影响

采用金相显微镜、透射电镜、扫描电镜及拉伸性能在测试研究0.11%Ce(质量分数)添加对一种Al-Cu-Li系高强铝锂合金薄板T8态时效(5%冷轧预变形+155℃时效)组织和力学性能的影响。结果表明:0.11%Ce添加明显降低合金强度,但伸长率略有增加。微量Ce添加可细化铸态晶粒组织及固溶再结晶晶粒组织;而且微量Ce添加未改变铝锂合金中时效析出相的种类,主要强化相仍然为T1相(Al_2CuLi)及θ′相(Al_2Cu),但其数量减少。铝锂合金中添加微量Ce,凝固时可形成含Ce且富Cu的Al_8Cu_4Ce相粒子,在后续均匀化及固溶处理时均难以完全溶解,导致固溶基体中的Cu含量降低,时效时含Cu析出相T1相及θ′相含量减少,合金强度降低。     

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.     

时效制度对2195铝锂合金组织和力学性能的影响

采用硬度测试、拉伸实验和透射电镜等方法分析不同时效制度下2195铝锂合金组织与力学性能的变化。结果表明,单级时效的峰时效制度为160℃ × 56h和 190℃ × 16h,峰值抗拉强度分别为565MPa、541MPa,延伸率分别为6.3%和7.1%。双级峰时效190℃ × 4h + 160℃ × 32h的抗拉强度和延伸率均优于单级峰时效,分别为588MPa和13.5%。双级时效合金基体中细长T₁相及密集区对强度提升有重要作用,较窄的晶界无沉淀析出带和晶内胞状区域是合金塑性显著改善的主要因素。采用190℃ × 4h + 160℃ × 32h的双级时效制度可获得比单级时效更优异的综合力学性能。     

半固态挤压铸造A356合金在热处理过程中的组织和性能演化

半固态挤压铸造的A356合金首先在540℃下进行固溶处理,随着固溶温度升高,Mg和Si原子逐渐溶解于基体中,并产生了固溶强化作用。抗拉强度、延伸率和硬度在固溶6 h达到峰值,之后合金力学性能随固溶时间延长而下降。在固溶处理之后合金在180℃下进行了不同时间的时效处理。随着时效时间延长,Mg₂Si相逐渐在基体中析出,析出相显著球化细化,尺寸约为2μm。经过对合金组织和力学性能的分析,半固态挤压铸造A356合金的最佳热处理制度为:540℃固溶6h,180℃时效4h。经过固溶和时效处理后的合金抗拉强度达到336 MPa,延伸率达到6.9%,硬度达到1240 MPa,相较于热处理前的性能提升了106.7%。     

固溶-时效对2195铝锂合金型材力学性能的影响

2195铝锂合金作为可热处理强化新型铝锂合金的代表,具有高比强度、高耐腐蚀和抗疲劳等优点,常作为受力结构件被广泛应用于航天航空领域,因此,有必要对其热处理制度展开研究。通过室温单轴拉伸试验和硬度测试,获得了在不同固溶温度、不同固溶时间、不同人工时效温度和不同人工时效时间下的型材的强度、伸长率和硬度值,研究了固溶-时效参数对O态2195铝锂合金型材力学性能的影响。结果表明：在520℃下固溶1.5 h以上,再在高于160℃的环境下至少保温24 h进行人工时效,可使2195铝锂合金型材满足工程需求。运用最小二乘法建立了2195铝锂合金型材的硬度值与抗拉强度值之间的线性关系,可以较快地得出强度值。