Ce对Al-Zn-Mg-Cu-Sc合金组织和力学性能的影响

为了研究Ce元素对T6态Al-7.5Zn-2Mg-2.3Cu-0.1Sc合金显微组织和力学性能的影响,通过改变合金中Ce元素的添加量,采用光学显微镜、扫描电子显微镜和电子万能实验机对合金的显微组织、拉伸断口形貌和力学性能进行了研究.结果表明,加入质量分数为0.2%的Ce元素可以显著细化Al-7.5Zn-2Mg-2.3Cu-0.1Sc合金的铸态和T6态显微组织.在合金的T6处理过程中随着时效时间的增加,合金硬度和抗拉强度均先增加后降低,合金的硬度和抗拉强度峰值分别为216 HB和681.7 MPa,合金最高屈服强度为638.2 MPa.合金拉伸断口呈韧脆混合断裂特征.     

合金元素对重力铸造Al-5.5Fe基合金组织和性能的影响

为了确定Cu、Zn、Mg等合金元素对重力铸造Al-5.5Fe基合金组织与力学性能的影响规律,采用了SEM、XRD、力学性能测试等分析检测手段.实验表明,适当增加Cu元素的质量分数可以有效提高Al-5.5Fe基合金的抗拉强度.对于重力铸造Al-5.5Fe-xCu合金而言,当Cu的质量分数由2.5%提高到4%时,该合金的抗拉强度得到明显提高,达到了130.65 MPa.Zn、Mg和Mn元素的添加可以有效提高Al-5.5Fe基合金的抗拉强度,Al-5.5Fe-4Cu-2Zn-0.4Mg-0.5Mn合金的抗拉强度达到了171.28 MPa.显微组织观察结果表明,向合金中加入Mg、Mn、Zn等元素可以将针片状Al3Fe的形貌改善得更加圆滑,合金中的第二相呈圆球状、N边形状以及六边形状,且弥散分布于基体中.第二相的数量会随着Cu元素的增加而增加,从而显著提高了合金的性能.     

高强韧铸造铝合金组织与性能研究

采用正交试验研究了Cu,Mg,Mn,Zn四种元素对新型高强韧耐热Al-Si-Cu-Mg-Mn-Zn合金室温及250℃力学性能的影响规律,分析了Al-7.0Si-2.5Cu-0.5Mg-0.3Mn-0.8Zn合金铸态及热处理后试样的金相显微组织和250℃断口形貌.结果表明:Cu,Mg,Mn,Zn四种元素对Al-Si-Cu-Mg-Mn-Zn合金室温及250℃抗拉强度和延伸率的影响顺序为,Mg>Cu>Zn≥Mn,Mg和Cu是主要影响因素,Mn和Zn是次要影响因素.随着Mg含量的增加,合金室温及250℃抗拉强度升高而伸长率下降,随着Cu含量的增加,合金室温抗拉强度升高而伸长率下降,250℃抗拉强度升高而伸长率呈先升后降趋势,Zn含量的提高有利于提高合金250℃延伸率.为使合金具有良好的综合力学性能(室温及250℃),Al-Si-Cu-Mg-Mn-Zn合金的最佳质量分数为7.0%Si,2.5%Cu,0.3%Mg,0.3%Mn,0.8%Zn,且合金力学性能室温时bσ≥345 MPa,5δ≥6.0%,250℃时bσ≥220 MPa,5δ≥9.0%.     

等温处理对Mg-3Al-2Ca-2Nd组织和性能的影响

为了研究等温处理工艺对Mg-3Al-2Ca-2Nd合金组织和性能的影响,利用XRD、OM、SEM、EDS及拉伸试验机对试样进行组织观察和性能测试。结果表明,与铸态组织相比,420℃等温处理的组织变化不明显,随着等温处理温度升高,铸态枝晶组织消失,转变为等轴晶组织且晶粒尺寸变大。在等温处理过程中,Al_(11)Nd_3相发生分解,生成热稳定性高的Al_2Nd相,而Al原子固溶到α-Mg基体中;层片状Al-Ca金属间相转变为颗粒状组织。随等温处理温度增加,硬度、抗拉强度和延伸率先增加后降低,在480℃时达到最大值,其值分别为66.3 HV、144.5 MPa和2.7%。     

喷射沉积含Sc超高强铝合金固溶处理组织与性能分析

采用金相、扫描电镜、X射线衍射分析方法,研究了不同工艺条件下喷射沉积Al-12Zn-2.4Mg-1.1Cu-0.20Zr-0.30Sc-0.30Ni合金的微观组织与力学性能.结果表明,过喷粉颗粒的大小为3~15μm,是沉积坯等轴晶平均直径的1/6~3/4;挤压坯经460℃/0.5 h+480℃/2 h二级固溶处理后Zn,Mg,Cu等溶质元素回溶到Al基体中,固溶后未见形成W(ScCu6.6~4Al5.4~8)相,合金抗拉强度由挤压态的410 MPa增加到固溶态的750 MPa,增幅为82.9%;再经T6时效后合金的抗拉强度可达855 MPa.凝固过程形成的粗大难溶DO23结构Al3(Sc,Zr)粒子是影响合金抗拉强度的重要原因.     

热作用对喷射沉积Mg-7Al-1.5Zn-4.5Ca-1Nd合金坯组织的影响

采用喷射沉积方法制备了Mg-7Al-1.5Zn-4.5Ca-1Nd合金,通过对沉积态合金不同温度加热处理后试样的组织观察,分析了此合金的相变及组织演变特征。结果表明:喷射沉积坯晶粒细小,组织分布均匀,组织中含有α-Mg、Mg17Al12、MgZn2、Al2Ca和Ca2Mg6Zn3等相;当加热温度从350℃升到520℃时,喷射沉积坯组织有明显的变化,Mg17Al12相溶解,Ca2Mg6Zn3分解为Mg2Ca和MgZn2相,高温时析出了新相Mg12Nd;且硬度随着加热温度的升高而持续下降。     

熔体热历史对Al-10%Cu合金组织和性能的影响

Al-Cu合金是工业上应用广泛的合金.为了提高Al-10%Cu合金的力学性能,研究了熔体过热处理和高低温熔体混合处理对Al-10%Cu合金组织和性能的影响.结果发现：过热处理和高低温熔体混合处理能细化Al-10%Cu合金的凝固组织、提高其力学性能.熔体在900℃下过热处理后,其抗拉强度和延伸率最大,分别为171.9MPa和2.87%.高低温熔体混合处理对合金组织和性能的影响明显强于熔体过热处理.高低温熔体混合处理后,Al-10%Cu合金的抗拉强度和延伸率分别被提高到231.9MPa和3.62%.     

Cu对热挤压Al-Mg-Si合金力学性能及导电率的影响

为了满足铝合金架空输电导线的使用需求,以热挤压法制备的Al-Mg-Si合金电工铝杆为研究对象,通过调节Cu元素的添加量,研究了Cu对Al-Mg-Si合金的力学性能及导电率的影响.结果表明,向Al-0.35Si-0.45Mg-0.13Fe合金中添入微量Cu元素后,Mg2Si析出相得到细化且时效强度提高.随着Cu元素含量的增加,峰时效时间缩短,合金抗拉强度不断提高,但伸长率逐渐降低.当Cu含量为0.06%时,合金抗拉强度达到最大值145.7 MPa.合金导电率随着Cu元素含量的增加先升后降,当Cu含量为0.03%时达到最大值60.18%IACS.     

Mn对Mg-Zn-Ca-Mn合金显微组织和力学性能的影响

为了研究不同Mn含量对Mg-2Zn-0.5Ca-xMn新型医用镁合金显微组织和力学性能的影响,利用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜和电子万能试验机分析Mg-2Zn-0.5Ca-xMn镁合金析出相、热挤压显微组织及力学性能.结果表明:铸态Mg-2Zn-0.5Ca-xMn合金组织主要由α-Mg基体组成,热处理前后第二相成分均为Mg0.97Zn0.03、MgZn2、Mg2Ca及Mn颗粒;Mn以单质形式弥散分布于基体内,细化铸态Mg-2Zn-0.5Ca-xMn合金晶粒,并且阻碍热挤压过程中动态再结晶晶粒长大,使晶粒尺寸随着Mn含量的增加而减小;随着Mn含量的增加,挤压态Mg-2Zn-0.5Ca-xMn合金强度逐渐增加,塑性有所降低.Mn质量分数为1.5%的合金抗拉强度最大,达245MPa;Mn质量分数为0.5%的合金断面收缩率和断后伸长率较大,分别为31%和12.5%.     

时效处理对Al-Li二元合金力学性能的影响

采用真空感应熔炼炉制备Al-1Li、Al-2Li和Al-3Li二元合金,用金相显微镜观察其铸态组织,并用DSC确定其相转变温度。对3种合金进行固溶和时效处理,用维氏硬度计测量试样的硬度。选择具有不同时效时间的Al-Li合金进行拉伸实验,并用SEM观察断口形貌。结果表明:除Al-1Li合金外,Al-2Li和Al-3Li合金具有明显时效硬化和强化效应;Al-1Li、Al-2Li和Al-3Li合金的最大抗拉强度分别为63 MPa、162 MPa和298 MPa;合金元素Li在提高Al-Li合金强度的同时,导致其韧性降低,断裂由韧性向脆性转变。     

Effect of low temperature aging on microstructure and mechanical properties of super-high strength aluminum alloy

The effects of heat treatment on the microstructure and mechanical properties of two alloys, namely Al- 12.2%Zn-2.48%Cu-2.0%Mg-0.15%Zr-0. 166%Ag（alloy 1）, and Al-9.99%Zn-1.72%Cu-2.5%Mg-0.13%Zr（alloy 2） were investigated. The results show that low temperature aging after promotive solution treatment can increase elongation without the loss of strength for the studied alloys. The optimum aging treatment （T6） for alloy 1 and alloy 2 is 100 ℃/80 h and 100 ℃/48 h, respectively. Compared with other heat treatment alloys, alloy 1 and alloy 2 show super-high tensile strength up to 753 MPa and 788 MPa, remaining 9.3% and 9.7% elongation under T6 condition, respectively. During aging, trace addition of Ag enhances the formations of GP zone and metastable phase, and stabilizes GP zone and metastable phase to a higher temperature. Trace addition of Ag prolongs the aging time of reaching the peak strength and delays over-aging condition of the alloy. However, trace addition of Ag promotes the formation of coarse constituent in the alloy and consumes hardening alloying elements of Zn and Mg. Moreover, the addition of the transition element Zr in 7000 series super-high alloy forms incoherent Al3 Zr dispersoid which can serve as nucleation sites for nonuniform precipitation of η phase during aging process. The higher the aging temperature, the greater the tendency for nonuniform precipitation of η phase.     

过共品铸造Al-Si—Cu—Mg—Fe合金组织性能研究

通过正交试验和单因素试验,考察了Cu、Mg、Zn、Ni和Fe对Al—18Si过共晶铝硅合金室温及高温（350℃）力学性能的影响规律,利用光学金相显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、能谱分析仪（EDX）对合金中富Cu相、富Fe相的组织组成进行了分析．结果表明：Cu、Mg是提高AI-18Si过共晶铝硅舍金室温及高温强度的主要因素;Zn含量增加明显降低合金350℃时的高温强度,改善合金的室温和高温延伸率;Fe降低合金的室温强度,显著提高合金的高温强度;当Cr：Fe=0．35：1,Mn：Cr=2：1,含铁0．8％～1．2％时,Al-18Si-4．0Cu-0．7Mg-0．2Zn-1.0Ni-（0．8～1．2）Fe合金力学性能σb（25℃））310MPa,延伸率受（25℃）≥0．75%,σb（350℃）〉130MPa,延伸率δs（35℃）〉1．5％;合金中富铜相主要以块状Al。Cu相和白灰色花卉状A15Si。cu2Mg8相存在,富铁相主要以三叶草状、树枝状和棒状Al5Si（Cr,Mn,Fe）相存在．     

Effects of Y Content on the Microstructures and Mechanical Properties of Mg-5Zn-xY-0.6Zr Alloys

Three as-cast and as-extruded Mg-5Zn-x Y-0.6Zr(x=5 wt%, 8 wt%, 11 wt%) alloys were prepared, and the effects of Y content on the microstructures and mechanical properties of the alloys were investigated. The results show that the investigated Mg-Zn-Y-Zr alloys mainly consist of a-Mg, X-Mg12 YZn and minor amount of W-Mg_3Y_2Zn_3 phases. The volume fraction of X-Mg_(12) YZn phase increases and that of W-Mg_3Y_2Zn_3 phase decreases with the rising of Y content in the alloys. The as-extruded Mg-5Zn-11Y-0.6Zr alloy owns the optimal ultimate tensile strength and yield strength of 429 and 351 MPa, respectively. Mg-5Zn-5Y-0.6Zr alloy owns the maximum elongation of 13.6%.     

挤压温度对固相再生ZM6镁合金组织和性能的影响

利用固相再生方法在挤压比为25：1的条件下,将ZM6镁合金屑分别在350℃、400℃、450℃和500℃温度下制备成试样,进行微观组织观察和力学性能测试。结果表明：当挤压温度为400℃时,ZM6耐热镁合金没有发生再结晶,合金中金属化合物在挤压过程中被打碎,均匀分布在基体中;当挤压温度为450℃和500℃时,ZM6镁合金发生部分动态再结晶;随着挤压温度的提高,合金的抗拉强度和延伸率提高;在挤压温度为500℃,合金的抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为300．2MPa、142．9MPa和30％。合金室温拉伸断口主要表现为穿晶韧窝断裂。     

Nd含量对AM60镁合金显微组织及力学性能的影响

通过金相分析和电子拉伸等手段研究了稀土Nd的添加对AM60镁合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:稀土Nd的加入能显著提高合金的抗拉强度和延伸率。AM60合金中加入Nd后,与Al形成针状的稀土化合物Al11Nd3,使合金中的γ相Mg17Al12数量减少,合金组织得到细化。试验条件下,AM60-1.5%Nd合金具有最好的显微组织和力学性能,但Nd加入量过高,反而使合金的性能降低。     

挤压变形Mg-4%Zn-0.5%Zr-xCe合金的显微组织与拉伸性能

针对挤压态和热处理态挤压变形Mg-4%Zn-0.5%Zr-xCe合金的显微组织和拉伸性能进行了研究,以确定稀土元素Ce和T5处理对该类合金性能的影响规律.结果表明,加入稀土元素Ce可以有效地细化挤压变形Mg-4%Zn-0.5%Zr合金的组织,提高其室温抗拉强度、屈服强度和断裂伸长率.经过T5处理后,Mg-4%Zn-0.5%Zr-xCe合金的抗拉强度和屈服强度可以得到显著提高,其中Ce质量分数为1%的合金具有最优的综合拉伸性能.断口形貌观察结果表明,不同处理状态的挤压变形Mg-4%Zn-0.5%Zr-xCe合金在拉伸加载条件下主要呈现脆性和韧性混合断裂.