差热分析法研究铝合金时效机理

自从德国人威尔蒙于1960年发现铝合金沉淀时效硬化现象以来,弥散强化作为铝合金的一种主要强化手段广泛应用于工业生产中。与此同时,人们对铝合金的时效机理也进行了大量的研究工作。研究方法通常有电阻法、硬度法、热分析法以及与之相配合的组织结构分析法。最近我们使用北京光学仪器厂的LCP-1型差热膨胀仪对Al-4.4Cu-1.26Mg-0.6Mn合金的时效过程进行了研究。实践表明,热分析法是研究铝合金时效过程的有效方法。它能够确定G.P区和亚稳     

Li对7075铝合金组织转变动力学的影响

采用差热分析法研究了7075铝合金的时效析出行为及Li对该合金时效过程组织转变的影响，并对含Li和不含Li的7075铝合金中GP区和η’相溶解动力学参数进行了计算。结果表明Li对GP区溶解激活能影响不大，但显著提高了η'相的溶解激活能。     

不同时效态7050铝合金时效成形中析出相对应力松弛行为的影响

铝合金时效成形方法结合了合金的蠕变松弛和析出强化作用,作为一种先进的整体壁板制造技术倍受航空制造业青睐。7xxx系铝合金在时效成形过程中的应力松弛行为受到合金内析出相与位错蠕变交互作用的影响从而制约着成形后零件质量与性能。本文采用设计的应力松弛试验研究了不同时效态(固溶态,欠时效态和峰时效态)7050铝合金内析出相对时效成形过程中应力松弛行为的影响,并通过位错热激活动力学参数计算和显微组织表征分析析出相与位错运动的交互作用。结果表明时效成形过程中析出相对位错热激活运动有明显地阻碍作用,因此含有不同尺度析出相铝合金的应力松弛行为表现不同,随着析出相尺度的增加合金应力松弛速率减缓,应力松弛极限增大。不同时效态7050铝合金位错激活体积计算和显微组织表征结果都证明了应力松弛过程中析出相增大对位错运动的阻碍作用也越显著。峰时效态7050铝合金的位错激活体积最大,时效成形后塑性应变的转化率最低。此外,时效成形过程中,7050铝合金内析出相对位错热激活的阻碍作用引起了槛应力现象,且随着析出相的增大槛应力也逐渐增大。     

低温预时效对6016铝合金汽车板烘烤硬化性能的影响

采用单轴拉伸力学性能测试,结合差示扫描量热法(DSC),分析低温预时效对6016铝合金烘烤硬化性能的影响。结果表明,低温预时效能够有效抑制6016铝合金的自然时效,改善烘烤硬化性能;经预时效处理,合金的DSC曲线中原子团簇吸热峰减弱,β″相放热峰提前,说明预时效能抑制自然时效,并且加速烘烤过程中β″相析出,加强烘烤硬化效果。     

差热分析法研究形变热处理LY12铝合金的时效过程

差热分析法很早就应用于金属学领域,如测定金属熔点,确定合金相图等。差热分析法(Differential Therml Analysis)是热分析法的一种动态定性检测方法,简称DTA法。这种方法用少量的试样可以精确地检测出微小的热变化。用DTA法研究铝合金的时效析出过程是十分有效的。日本学者在这方面进行了大量     

动态降温预时效对6016铝合金烘烤硬化性能的影响

采用单轴拉伸力学性能测试,结合差示扫描量热法(DSC),分析动态降温预时效对6016铝合金烘烤硬化性能的影响。结果表明:适宜的动态降温预时效能够有效抑制6016铝合金的自然时效,改善烘烤硬化性能。     

预时效温度及回归加热速率对7055铝合金组织及性能的影响

利用硬度、电导率与拉伸性能测试,结合差示扫描量热法(DSC)和透射电镜(TEM)研究预时效温度和回归加热速率对7055铝合金力学性能和电导率的影响,并讨论各RRA制度下微观组织的变化。结果表明:由于7055铝合金中厚板在回归加热过程中存在慢速升温过程,近峰时效作为预时效制度更适合7055铝合金中厚板的回归再时效处理。经过(105℃,24 h)→3°/min(190℃,50 min)+(120℃,24 h)的三级时效处理,7055铝合金中厚板强度和电导率优于T6和T73状态的综合性能。     

7B04铝合金时效成形本构模型研究与有限元应用

通过ABAQUS软件的二次开发,将蠕变-时效本构模型应用于铝合金时效成形的有限元分析,得出铝合金等厚板在时效成形过程中的等效蠕变应变、屈服强度,以及析出相尺寸和分布的变化规律,并通过铝合金等厚板弯曲-时效成形的实验,验证了模型的准确性。     

稀土6063铝合金的时效动力学

通过对时效硬度的测定和时效过程的差示扫描量热(DSC)曲线的分析,研究了稀土对6063铝合金时效硬度和时效动力学的影响.结果表明,稀土的适量加入能提高6063铝合金的时效硬度,但加入量过大会使强化相减少,合金时效硬度下降.稀土的引入会使过渡相β”和强化相β (Mg25i)的析出被推迟与抑制,其原因在于稀土形成含硅化合物降低了基体中溶解态Si的浓度,增加了β"相和β相析出所需的Si元素扩散时间,同时稀土还提高了β相析出的激活能.     

焊接过程中Al-Mg-Zn铝合金的微观组织变化

7系Al-Mg-Zn铝合金是广泛应用于高速列车车体的结构材料,本研究的材料为轧制后经过固溶处理并经自然时效的热处理强化板材。列车的焊接制造过程中,由于焊接热源作用改变型材的热处理状态,导致接头区域的力学性能弱化。通过采集焊接试验过程中的热循环曲线,研究7系铝合金焊接接头热影响区的温度变化过程,并根据热循环特征对T4热处理状态的铝合金板材进行热模拟试验,划分热影响区的固溶区和过时效区,并分析热影响区的组织演变和硬度分布规律。结果表明,采用脉冲MIG和激光-MIG复合焊两种焊接方法,在接头的固溶区域均出现软化,但经过100天的自然时效,强度可恢复到母材水平。     

Si变质对汽车用铸造铝合金热裂性能的影响

以Si变质处理的6061铝合金为研究对象,采用砂型铸造的方法制备了不同Si含量的合金铸锭。研究了Al-Mg-Si变形铝合金在铸造过程中的凝固特征,分析了不同元素含量对变形铝合金热裂性能、铸态力学性能与固溶时效后合金力学性能的影响。结果表明,随着Si含量的增加,合金热裂倾向降低、抗拉强度增加、伸长率降低。     

预时效对6016汽车板烘烤硬化性及自然时效稳定性的影响

采用拉伸试验和差示扫描量热法(DSC)分析,研究了预时效对6016铝合金烘烤硬化性及抗时效稳定性的影响。结果表明:预时效温度、时间对抑制合金自然时效以及提高其烘烤硬化效果具有重要影响;自然时效对烘烤硬化具有不利影响,自然时效时间越长,合金烘烤前的屈服强度越高,烘烤硬化效果越差。     

高强铝合金高效热冲压工艺研究进展

热冲压技术解决了高强铝合金成形困难、回弹大的问题,但由于固溶和时效时间较长且与成形节奏不匹配而使得其难以进行工业化应用。从快速固溶、停放效应和短时时效等方面介绍并讨论了高强铝合金高效热冲压工艺的研究进展,提出高效热冲压工艺及流程控制。结果表明:固溶应选择较高温度并采用强对流加热或接触加热,可在5 min内完成; 6000系高强铝合金淬火后应尽快时效;时效应采用具有短时预时效工艺的多级时效,现有预时效可在1 h内完成。最后,对短时时效工艺进行了展望,认为还需从添加合金元素的方面着手进一步降低时效时间,并在此基础上对抗应力腐蚀和疲劳性能做出研究。     

拉/压冷变形对2A14铝合金时效强化的影响

利用X射线衍射仪和DSC差热扫描量热仪进行测试,结合铝合金的析出相强化和位错强化理论模型,研究了在固溶-拉/压冷变形-时效过程中2A14铝合金强度的变化规律。结果表明:相比于压缩冷变形,拉伸冷变形引入的位错密度较大,因而位错强化作用更强;拉伸冷变形欠时效阶段(θ相析出之前)促进合金中强化相θ′相的析出,过时效阶段(θ相析出之后)抑制θ相的析出,拉伸冷变形的析出强化效果更好。经过拉伸冷变形的2A14铝合金时效强化效果更加显著。     

热轧板退火温度对6×××系铝合金β"相析出动力学的影响

采用差示扫描量热法(DSC)研究热轧板退火温度对6×××系铝合金时效过程中β"相析出动力学的影响.计算热轧板在不同退火温度下β"相形成激活能,并对不同热轧板退火温度的试样模拟烤漆后进行力学性能实验.结果表明随着热轧板退火温度的提高,β"相的形成激活能略微降低,表明在时效过程中β"相更容易形成,合金的模拟烤漆强度因此得到提高.热轧板退火温度的提高,增大了基体中的Mg、Si原子的过饱和度,即增大了时效过程中β"相的形成驱动力,从而提高合金的模拟烤漆强度.     

6061和SiC_p/6061合金时效析出动力学

采用差示扫描量热法(DSC)对SiC_p/6061复合材料和6061合金时效析出动力学进行研究,并结合Avrami-Johnson-Mehl方法分析SiC_p的加入对6061铝合金时效析出动力学的影响,计算出连续升温过程中各亚稳相的析出动力学参数。结果表明:SiC_p抑制6061铝合金GP区的形成,促进β″相、β′相和Q′相、β相和Q相的析出。计算各相析出动力学表达式及TTT曲线,利用硬度测试实验对计算结果进行对比验证。     

基于末端淬火试验2124铝合金的淬透性

通过Jominy末端淬火实验研究2124铝合金的淬透性。利用温度数据采集、布氏硬度检测、差示量热法(DSC)和透射电子显微镜(TEM)等手段分析淬火冷却速率对时效后第二相析出行为的影响。结果表明:Jominy末端淬火2124铝合金室温水淬硬度下降小于10%的淬透深度大约为50 mm,该位置处合金在222.7～350.0℃温度区间的平均淬火冷却速率大于2.0℃/s;较低的淬火冷却速率致使过饱和的溶质原子和空位损失,导致时效析出相变驱动力不足,显著削弱了时效强化效果。     

铝合金的时效(一)

铝合金的时效理论首先来自对合金在生产和使用中的实践。没有铝合金的大量生产、研究和使用中的实践,要了解它们在时效过程中的变化规律是不可能的。人类对铝合金时效现象的最早发现,是硬铝于淬火之后在室温下硬度和强度的升高现象。但是当时对这种现象不能作出任何解释,只是对时效现象最原始     

时效对7050铝合金预拉伸板抗腐蚀性能的影响

采用硬度、腐蚀速率、剥落腐蚀、慢应变速率拉伸测试及透射电镜和差示扫描量热法研究预拉伸后时效制度对7050铝合金板材显微组织、硬度和抗腐蚀性能的影响。结果表明:峰时效合金硬度最大,抗腐蚀性能最差;过时效和回归再时效与峰时效相比,合金的硬度值减小,抗腐蚀性能变好;在高温+峰时效中的高温时效阶段,GP区发生回溶,有利于η′和η相的直接形核析出,晶内析出相长大、不均匀分布,合金硬度减小;晶界析出相粗化、断续分布,合金抗腐蚀性能提高。     

预变形对2E12铝合金时效析出过程的影响

通过DSC热分析、显微硬度测试、透射电镜分析等研究了预变形对2E12铝合金时效析出过程的影响。结果表明：2E12铝合金表现为双阶段时效硬化特征,预变形降低了合金时效第1阶段硬化效果,提高了合金峰时效硬度,缩短了峰时效时间;随预变形量的增加,合金峰时效硬度增大,峰时效时间提前。增加预变形量使合金中析出的板条状S相更为细小、弥散。预变形引入位错对沉淀析出有利,位错环纯刃型位错为S相析出提供有利位置,促进球状S相形核。预变形产生位错结构有利于I型S相析出,并延缓II型S相析出