预回复对Al-13.0Zn-3.16Mg-2.8Cu-0.2Zr-0.07Sr铝合金挤压材在T652态组织与性能的影响

采用X射线衍射分析(XRD)、电子背散射衍射分析(EBSD)、电导率测试、硬度测试、拉伸试验、晶间腐蚀试验和剥落腐蚀试验,研究了固溶处理前的预回复处理(250℃×24 h+300℃×6 h+350℃×6 h+400℃×6 h)对高合金化铝合金Al-13.0Zn-3.16Mg-2.8Cu-0.2Zr-0.07Sr挤压材在T652态组织与性能的影响。结果表明,固溶前的预回复处理降低了位错密度,减小了平均晶粒尺寸(8.764μm vs.4.835μm)和平均晶界角度,显著提高了低角度晶界数目分数(0.410 vs.0.658)和电导率(24.6%ICAS vs.26.3%ICAS),降低了硬度(228.2 HV vs.227.0 HV)、屈服强度(680.3 MPa vs.662.5 MPa)、抗拉强度(714.5 MPa vs.695.5 MPa)和伸长率(7.6%vs.5.6%),提高了抗晶间腐蚀和抗剥落腐蚀性能;定量分析显示,预回复处理轻微降低了合金位错强化、低角度晶界强化和高角度晶界强化的总强化,合金强度的降低主要归因于合金固溶强化和时效沉淀析出相强化的总强化的降低;抗腐蚀性能的提高可以归因于合金低角度晶界数目百分比的提高。     

热机械处理对Al-10.78Zn-2.78Mg-2.59Cu-0.22Zr-0.047Sr铝合金固溶时效态组织及力学性能的影响

以固溶-时效和热机械处理(TMT)(固溶-过时效-热压缩)-固溶-时效加工的超高强铝合金Al-10.78Zn-2.78Mg-2.59Cu-0.22Zr-0.047Sr为实验对象,分别采用电子背散射衍射(EBSD)、X射线衍射(XRD)、硬度测试和拉伸试验研究合金组织晶粒晶界特征分布、内部的位错密度和力学性能,并定量计算位错强化和晶界强化值。结果表明:热机械处理对合金晶粒细化影响不显著,平均晶粒尺寸从7.30μm减小至6.04μm,晶界角度从21.45?下降到21.04?,小角度晶界比例从0.588下降到0.546;TMT使峰时效硬度从2146 MPa(120℃/48 h)提高到2268 MPa(100℃/48h),但对强度影响较小,二者屈服强度均为600 MPa左右,拉伸断口均为沿晶和撕裂混合断裂。合金分别经固溶及TMT-固溶后,晶界位错密度均为零,TMT使位错强化与晶界强化的总强化从58.8 MPa下降到57.4 MPa。     

预回复对Al-10.78Zn-2.78Mg-2.59Cu-0.22Zr-0.047Sr铝合金组织与性能的影响

采用电子背散射衍射分析(EBSD)、X射线衍射分析(XRD)、硬度测试、电导率测试、拉伸试验、晶间腐蚀和剥落腐蚀试验,研究了预回复处理(250℃/24 h+300℃/6 h+400℃/6 h)对超高强铝合金Al-10.78Zn-2.78Mg-2.59Cu-0.22Zr0.047Sr组织与性能的影响。结果表明:合金固溶前的预回复处理可以细化合金晶粒,平均晶粒尺寸从7.30μm减小到5.57μm;经预回复处理的合金中存在较多的低角度晶界,其比例为0.623。预回复处理对合金的硬度与电导率影响较小,但经预回复处理的合金强度明显提高。峰值时效(120℃/48 h)下经预回复处理的合金屈服强度为633.2 MPa,相对未预回复处理的合金屈服强度提高35 MPa。预回复处理对合金的抗晶间腐蚀与剥落腐蚀性能影响较大,晶间腐蚀等级从4级改善到3级;剥落腐蚀等级从EA级提升到PB级。     

热机械加工对Al-13.0Zn-3.16Mg-2.8Cu-0.2Zr-0.07Sr合金组织与性能的影响

采用X射线衍射分析(XRD)、电子背散射衍射分析(EBSD)、电导率测试、硬度测试、晶间腐蚀试验和剥落腐蚀试验,研究了预回复固溶时效处理前的热机械加工(Thermo-mechanical processing,TMP)对超高强铝合金Al-13.01Zn-3.16Mg-2.8Cu-0.2Zr-0.07Sr组织及性能的影响。结果表明,TMP(450℃/2 h+460℃/2 h+470℃/2 h(水淬)固溶、400℃/24 h过时效、约45%压缩量)处理后降低了合金的位错密度(0.150→0),减小了平均晶粒尺寸(6.256μm→5.012μm)和平均晶界角度,显著提高了低角度晶界数目百分比(0.618→0.700),电导率(25.3%IACS→27.2%IACS)和伸长率(8.1%→8.2%)基本未发生变化,降低了硬度(229.6 HV→221.0 HV)、屈服强度(653.8 MPa→599.5 MPa)、抗拉强度(701.9 MPa→646.3 MPa),提高了抗晶间腐蚀和抗剥落腐蚀性能。定量分析显示,热机械加工轻微提高了合金位错强化、低角度晶界强化和高角度晶界强化的总强化,合金强度的降低主要归因于合金固溶强化和时效沉淀析出相强化的总强化的降低。抗腐蚀性能的提高可以归因于合金低角度晶界数目百分比的提高。     

双级时效工艺对Al-5.7Zn-2.2Mg-1.5Cu-0.20Cr合金锻件组织与性能的影响

借助拉伸试验机、涡流电导仪、透射电镜等研究了双级时效工艺对Al-5.7Zn-2.2Mg-1.5Cu-0.20Cr合金锻件组织性能的影响。结果表明：第一级时效温度对合金锻件的性能影响不大;随第二级时效温度和时间的增加,锻件抗拉强度和屈服强度先增大后减小,电导率明显升高;对锻件进行121℃5 h+163℃20 h双级时效处理后,其力学性能、电导率达到指标要求。     

Al-7.5Zn-1.5Mg-1.4Cu-0.15Zr7085铝合金挤压材的热处理制度

采用显微硬度与电导率测试、拉伸试验、晶间腐蚀及剥落腐蚀试验、金相(OM),研究了热处理制度对Al-7.5Zn-1.5Mg-l.4Cu-0.15Zr7085铝合金挤压材性能的影响.结果表明:常规固溶(470℃×2h)时效后合金的屈服强度与抗拉强度分别为458.5、522.5 MPa,而经强化固溶(470℃×2h+480℃×2h+490℃×2h)时效处理的合金为4523、517 MPa,表明固溶处理对合金的拉伸性能影响不大;时效制度对合金的硬度、电导率及抗腐蚀性能有较大影响.最后得出该成分合金的最佳热处理制度为强化固溶T76(121℃×5h+153℃×16h或121℃×5h+163℃×7h)时效处理,此时合金具有良好的综合性能,可以更好的运用于工业化生产.     

Al-6.2Zn-2.3Mg-2.3Cu铝合金厚板的双级时效工艺

采用力学性能和电导率测定、透射电镜组织观察等方法,研究了Al-6.2Zn-2.3Mg-2.3Cu超高强铝合金厚板双级时效过程第一级时效条件及第二级时效温度和时间对合金性能的影响。结果表明,影响该合金厚板性能最重要的因素是第二级时效温度,其次是第二级时效时间,第一级时效条件对合金性能的影响不大;当第二级时效温度为165℃或175℃时,温度低、长时间(165℃8 h)时效或温度高、短时间(175℃4 h)时效可使板材获得相似的性能;该合金厚板合适的双级时效处理制度为120℃4 h+165℃(8～12)h。     

固溶处理对Al-9.0Zn-2.8Mg-2.5Cu-0.12Zr-0.03Sc铝合金组织性能的影响

采用金相显微镜、差热分析(DSC)和透射电镜(TEM)研究复合添加0.03%Sc 与0.12%Zr 及固溶处理对Al?9.0Zn?2.8Mg?2.5Cu合金组织性能的影响,以及添加少量(小于0.1%)的Sc是否能得到高性能铝合金。结果表明：添加0.03%Sc与0.12%Zr可以使Al?9.0Zn?2.8Mg?2.5Cu合金出现“花瓣状”的Al3(Sc,Zr)析出相;Al3(Sc,Zr)粒子对位错有强烈的钉扎作用,明显抑制 Al?9.0Zn?2.8Mg?2.5Cu 合金在均匀化和挤压过程中的再结晶;多级固溶明显优于单级固溶,可以在添加少量Sc(小于0.1%)时,避免Al?9.0Zn?2.8Mg?2.5Cu发生再结晶：(420°C,3 h)+(465°C,2 h)为最佳固溶条件,此时Al?9.0Zn?2.8Mg?2.5Cu?0.12Zr?0.03Sc合金的抗拉强度为777.29 MPa,伸长率为11.84%。     

固溶-冷变形-预回复对Al-13.01Zn-3.16Mg-2.8Cu-0.204Zr-0.0757Sr铝合金组织与性能的影响

采用X射线衍射分析(XRD)、电子背散射衍射分析(EBSD)、电导率测试、硬度测试、拉伸试验、晶间腐蚀试验和剥落腐蚀试验,研究了固溶冷变形-预回复对超高强铝合金Al-13.01Zn-3.16Mg-2.8Cu-0.204Zr-0.0757Sr固溶组织、时效及性能的影响。结果表明,预回复对固溶冷变形态下超高强铝合金的性能改善作用不大。相比固溶—冷压缩—固溶—时效和固溶—冷压缩—预回复—固溶—时效工艺,合金在固溶—冷压缩—时效工艺下具有更优秀的平均晶粒尺寸,硬度、低角度晶界比例、抗拉强度、屈服强度和抗晶间腐蚀性能。其中固溶—冷压缩—时效工艺下合金的屈服、抗拉强度达到了683.2 MPa、734.7 MPa,伸长率为6.1%,且晶间腐蚀深度为23.81μm,晶间腐蚀等级为二级。相比另外两种工艺,该工艺下合金屈服强度的贡献主要是来自位错强化和低角度晶界强化。     

二次热压缩对Al-13.0Zn-3.16Mg-2.8Cu-0.2Zr-0.07Sr合金组织和性能的影响

等通道转角挤压技术(ECAP)能够有效细化晶粒的同时使得合金组织趋于均匀化。采用X射线衍射分析(XRD)、电子背散射衍射分析(EBSD)、电导率测试、硬度测试、晶间腐蚀试验等方法研究了Al-13.0Zn-3.16Mg-2.8Cu-0.2Zr-0.07Sr合金热压缩-EACP之后,预回复固溶时效处理前的二次热压缩处理对合金组织、性能及其各向异性的影响。结果表明,铝合金经过热压缩-ECAP-热压缩-预回复-固溶-时效处理后,相对于未经二次热压缩的,Z方向的平均晶粒尺寸从21.287μm减小到12.946μm,低角度晶界比例从68.6%增加到71.4%,合金的电导率由24.4%IACS增大到26.1%IACS。Y方向上的屈服强度由586.3 N/mm~2提高至606.9 N/mm~2,抗拉强度由635.1 N/mm~2提高到了654.4 N/mm~2,同时一定程度地提高了合金三个方向的晶间腐蚀性能。根据Hall-petch理论得出晶粒细化是合金的屈服和拉伸强度得到提升的主要原因,合金内部各向异性的降低主要是由于二次热压缩带来的合金晶体取向的改变以及晶内沉淀析出相特征的改变导致的。     

固溶-冷变形-时效工艺下超高强铝合金Al-13.01Zn-3.16Mg-2.8Cu-0.204Zr-0.0757Sr组织及性能研究

采用X射线衍射分析（XRD）、电子背散射衍射分析（EBSD）、电导率测试、硬度测试、拉伸试验、晶间腐蚀试验和剥落腐蚀试验,研究了冷变形对超高强铝合金Al - 13.01Zn - 3.16Mg - 2.8Cu - 0.204Zr - 0.0757Sr组织及性能的影响。结果表明,相比传统固溶—时效工艺,合金在固溶—冷压缩—时效工艺下平均晶粒尺寸减小,硬度、电导率、小角度晶界比例、抗拉和屈服强度增大和抗腐蚀性能变好。其中固溶—冷压缩—时效（100 ℃×24 h）工艺下合金的硬度、电导率、屈服、抗拉强度达到了243.0 HV、25.085 %IACS、683.2 MPa和734.7 MPa,延伸率为6.1%,且晶间腐蚀深度为23.81 um,晶间腐蚀等级为二级。     

时效处理对Al-7.2Zn-2.5Mg-1.5Cu-0.08Zr-0.12Sc合金组织与性能的影响

通过进行透射电镜分析和拉伸试验研究了不同时效处理制度对Al-7.2Zn-2.5Mg-1.5Cu-0.08Zr-0.12Sc合金的显微组织及拉伸性能的影响。透射电镜分析结果表明:合金在时效过程中,晶内析出大量弥散分布的Mg Zn2相与Al3(Sc,Zr)相。单级时效状态下,晶内析出相细小,晶界析出断续分布的平衡相,并存在晶界无沉淀区;双级时效状态下,晶内及晶界析出相均长大,晶间无析出带宽化;回归再时效处理状态下,晶内析出相较单级时效略有长大,晶界处组织与双级时效相似。拉伸试验结果表明:单级时效状态下的合金具有较高的强度,但断裂伸长率较小;双级时效状态下的合金强度较单级时效明显降低,但有较大的断裂伸长率;经回归再时效的合金既保证了单级时效的强度,也具有双级时效的伸长率。     

时效制度对挤压Al-6.2Zn-2.3Mg-2.3Cu铝合金电化学腐蚀性能的影响

采用开路电位、循环极化曲线、电化学阻抗谱及腐蚀形貌表征等研究不同时效制度下Al-6.2Zn-2.3Mg-2.3Cu铝合金分别在3.5%Na Cl(质量分数)以及10 mmol/L Na Cl+0.1mol/L Na2SO4溶液中的电化学腐蚀行为。结果表明:4种时效制度处理后,挤压铝合金耐局部腐蚀能力由大到小的顺序依次为T76+T6、T76、T77、T6。试样在10 mmol/L Na Cl+0.1mol/L Na2SO4溶液中主要发生点蚀,从循环阳极极化曲线上可以观察到明显的点蚀电位和点蚀转换电位;在3.5%Na Cl溶液中发生点蚀和晶间腐蚀。利用点蚀电位φb以及点蚀电位与自腐蚀电位的差值(φb-φcorr)表征局部腐蚀发生的难易程度,自腐蚀电位和再钝化电位的差值(φcorr-φrep)表征局部腐蚀的发展程度。另外,表征了试样的硬度和导电率等性能,发现与峰时效相比,三级时效处理后的合金的硬度并无显著降低,且T76+T6态的硬度稍大于T77态的。可见扩大三级时效的回归时间窗口、降低回归温度,可使合金同时获得更优异的强度和耐蚀性能。     

Sr对Mg-10Zn-4Al-0.3Mn合金显微组织和力学性能的影响

以Mg-10Zn-4Al-0.3Mn为基体合金,分别加入不同含量的Sr元素,制备了3种合金。试验观察可知,Mg-10Zn-4Al-0.3Mn基体合金的铸态组织由α-Mg基体与沿晶界分布的准晶相Q组成。加入Sr后,亚稳态准晶相Q转变为平衡相τ相Mg32(Al,Zn)49与共晶相ε相(Mg51Zn20)。随着Sr添加量的增加,合金的抗拉强度、屈服强度以及断后伸长率均呈先上升后下降的趋势,有效提高了合金的拉伸性能。当Sr含量为0.3%时,三者均达到最佳值,抗拉强度、屈服强度以及断后伸长率分别达到195 MPa、147 MPa和7.4%,同时平均晶粒尺寸也减小到最小值37μm。     

时效时间对Mg-8Al-1Zn-3Ca合金组织及力学性能的影响

通过合金制备、微观分析和力学性能测试等方法研究了不同时效时间对Mg-8Al-1Zn-3Ca合金微观组织和力学性能的影响.结果表明,经过适当的时效处理后,Mg-8Al-1Zn-3Ca合金的组织明显细化,β(Mg17A12)相减少,并析出粒状的化合物Al4Ca、Al2Ca和Al-Ca.随着时效时间的延长,在室温下,合金的抗拉强度呈先升后降的趋势,而伸长率正好相反.当时效时间在36h,合金的室温强度达到最大值,其值为195MPa,而对应的伸长率是3.25%.     

时效温度对Zn-4Al-2Cu-0.5Mg-0.1Y锌合金组织和性能的影响

采用金属型铸造法制备了Zn-4Al-2Cu-0.5Mg-0.1Y锌合金。采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和显微硬度仪等研究了时效温度对其微观组织、力学性能和导电率的影响。结果表明:铸态锌合金组织主要由η(Zn)固溶体和共晶体结构η(Zn)+α(Al)组成;时效温度为140℃时,锌合金的拉伸强度达到最大,为263 MPa,时效温度为160℃时,其导电率最高,为23.28%IACS,时效温度在180℃时,其硬度最大,为148.7 HV。锌合金的磨损机制为塑性变形和粘着磨损的混合,拉伸断裂机制为解离断裂。     

预变形对超高强铝合金挤压材组织性能的影响

采用硬度与电导率测试、拉伸试验、晶间腐蚀和剥落腐蚀试验以及X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)分析等方法研究预变形对Al-12.45Zn-3.56Mg-1.12Cu-0.21Zr-0.0553Sr铝合金挤压材组织与性能的影响。结果表明:该合金在(121℃,24 h)时效制度下,预变形处理能有效引入位错,位错密度从0.197×10~(-14)m~(-2)提高到1.156×10~(-14) m~(-2);同时,由于位错对强度的贡献高达58.7 MPa。根据EBSD分析,经预变形处理后,合金的低角度晶界所占比例为66.2%,比未经预变形处理的合金提高12.6%,平均晶界角度值降低3.894°,平均晶粒尺寸增长6.396mm。预变形能够明显提高合金的抗晶间腐蚀性能(最大晶间腐蚀深度由222.1mm降低至165mm),对剥落腐蚀性能的影响不明显。     

挤压铸造Al-5Zn-2Mg-1Cu-0.2Sc合金的组织与性能

采用流变挤压铸造制备了Al-5Zn-2Mg-1Cu-0.2Sc合金,通过拉伸试验、SEM和TEM等方法研究了浇注温度对半固态浆料、流变挤压铸造合金组织和力学性能的影响。结果表明,随着浇注温度降低,半固态浆料和流变挤压铸造合金初生α-Al相形貌逐渐转变为近球形,在晶界附近析出的第二相分布越来越均匀,平均晶粒尺寸减小,圆整度增加。当浇注温度为700℃时,半固态浆料初生相尺寸最小,约为35μm,平均形状因子约为0.49,流变挤压铸造后合金平均晶粒尺寸约为43μm。流变挤压铸造合金的力学性能随着浇注温度的降低逐渐提升。合金经过470℃×10 h+500℃×2 h双级固溶后,大部分第二相溶于基体中。120℃×24 h时效处理后,合金的屈服强度为539 MPa,抗拉强度为612 MPa,伸长率为11%。     

预回复对Al-11.5Zn-3.5Mg-2.3Cu-0.24Zr挤压材固溶-T652组织与性能的影响

采用硬度与电导率测试、拉伸试验、晶间腐蚀和剥落腐蚀试验并借助X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)等方法,研究了预回复退火对Al-11.5Zn-3.5Mg-2.3Cu-0.24Zr铝合金挤压材固溶-T652处理组织与性能的影响。结果表明:与未经预回复退火相比,预回复退火可有效抑制合金的再结晶,细化晶粒尺寸,降低平均晶界角度,显著提高低角度晶界百分比;预回复退火能够保持同等抗拉强度的情况下,提高该合金的屈服强度和抗腐蚀性能;位错强化和低角度晶界强化是合金屈服强度提高的主要因素。