稀土Ce对7A04铝合金组织和力学性能的影响

通过金相组织分析、扫描电子显微镜观察、能谱仪分析及力学性能测试等手段,研究了稀土Ce对7A04铝合金铸态组织和加工态力学性能的影响。结果表明:当稀土Ce加入量为0.39%时,7A04铝合金的晶粒最为细小,第二相与夹杂最少,合金基体组织得以改善。稀土Ce的加入使合金中生成了大量的CeAl_2和Al_4Cu_2Ce等稀土相。稀土Ce对7A04铝合金硬度影响不大,但是能提高其抗拉强度与伸长率。     

变形温度对7A04-T5铝合金组织与性能影响

研究了不同变形温度下7A04铝合金组织与性能的变化规律.结果表明,在320和360℃下变形,7A04铝合金以动态回复为主要软化机制;在400℃以上变形时,发生动态再结晶,温度升高有利于动态再结晶进行.随着变形温度升高,合金中的粗大第二相减少,T5态铝合金强度、硬度、塑性均升高;7A04铝合金的断裂方式以韧窝断裂为主,随着变形温度提高,断口中的韧窝数量逐渐增多,晶粒变细.     

锻造次数对7A04铝合金组织和力学性能影响

采用拉伸试验、冲击试验、硬度检测、金相分析等方法测试和分析了7A04铝合金在不同的锻造次数下的强度、硬度、冲击功和金相组织.结果表明:随着锻造次数的增加,由于晶粒不断细化,强度和硬度逐渐升高,当锻造次数为四次时,晶粒发生了完全动态再结晶,强度和硬度达到最大,继续增加锻造次数强度降低;因为组织中微裂纹的存在,随着晶粒的细化塑性反而减小;冲击功随着锻造次数的增加而减小,三次时达到最小,之后又增大.确定一次和四次为7A04铝合金合适的锻造次数,为该类铝合金零件的锻造工艺的制定提供理论基础.     

稀土Ce对7A04铝合金耐腐蚀性能的影响

目的提高7A04铝合金的耐腐蚀性能。方法采用周期浸润腐蚀试验模拟海洋大气环境,研究了不同稀土Ce含量的7A04铝合金的腐蚀行为及规律。通过金相显微镜和扫描电子显微镜,观察了不同试样的组织和夹杂物形貌。采用失重法和电化学阻抗技术,分析了试样的腐蚀动力学规律及电化学行为特性。结果在Ce质量分数分别为0%、0.39%和0.81%的7A04铝合金中,稀土Ce的加入量为0.39%时,其晶粒最细小,第二相与夹杂最少且分布最均匀,合金的基体组织得到了改善。稀土7A04铝合金的腐蚀失重明显低于不含稀土Ce的7A04铝合金,且锈层电阻升高,其中含0.39%稀土Ce的7A04铝合金的锈层电阻最高。结论三种7A04铝合金均发生了明显的局部腐蚀,主要为点蚀。稀土Ce的加入,改变了非稀土铝合金中的T相和S相,生成了新的细小的块状金属间化合物,改善了组织的均匀性,提高了其腐蚀锈层电阻,增加了锈层对基体的保护能力,使铝合金耐海洋大气腐蚀性能提高。在三种稀土Ce含量的铝合金中,含0.39%稀土Ce的7A04铝合金的耐蚀性最佳。     

Fe、Si杂质对7A04铝合金组织和性能的影响

研究了Fe和Si杂质含量对7A04铝合金组织和性能的影响。研究结果表明，随着Fe和Si含量增加，7A04铝合金的力学性能下降，Si的影响比Fe的影响更大一些。     

形变热处理对7A04铝合金组织和性能的影响

采用力学性能测试、金相显微分析和TEM等方法。研究了形变热处理工艺对7A04铝合金的组织和性能的影响。结果表明：形变热处理是使7A04铝合金的塑性和强度同时提高的有效途径。     

焊接速度对7A04铝合金搅拌摩擦焊接头组织与性能的影响

采用不同焊接速度焊接7A04铝合金板材,并对搅拌摩擦焊接头进行微观组织和力学性能分析研究。结果表明,接头焊核区由于搅拌头的搅拌作用及发生动态再结晶,形成细小等轴晶,尺寸远小于母材;机械热影响区处于搅拌头外缘,在搅拌头搅拌作用下发生明显的拉伸变形;热影响区晶粒发生明显粗化。不同焊接速度下焊缝区的硬度分布整体上呈"W"形分布,接头软化,焊缝区硬度低于母材,硬度最高值出现焊核区,最低值出现在热影响区。当旋转速度为800 r/min,焊接速度为120 mm/min时,接头成型性最佳,其抗拉强度为410 MPa,达母材强度的75%。     

形变热处理对7A04铝合金组织和性能的影响

采用力学性能测试、金相显微分析和TEM等方法，研究了形变热处理工艺对7A04铝合金的组织和性能的影响。结果表明：形变热处理是使7A04铝合金的塑性和强度同时提高的有效途径。     

变形温度和变形次数对7A04-T6铝合金组织与性能影响

研究了不同变形温度和变形次数下7A04铝合金组织与性能的变化规律。结果表明,在320、360℃下变形,7A04铝合金以动态回复为主要软化机制;在400℃以上变形时,发生动态再结晶,温度升高有利于动态再结晶进行。变形温度升高,合金中的粗大第二相减少,T6态铝合金强度随变形温度的升高而增大,塑性则先降低后增加。随着变形次数增加,在320℃和360℃变形时,第二相聚集粗化,分布在晶界上,合金的强度和塑性均下降;而在400℃以上变形时,强度和塑性在变形次数低于4次时增加。     

时效处理对7A55铝合金微观组织和性能的影响

系统研究了时效处理对7A55铝合金微观组织演变和性能的影响。测试了其显微硬度、力学性能和电化学腐蚀性能,表征了透射组织和腐蚀形貌。试验结果表明:固溶处理后的7A55试验铝合金,具有高的硬化响应速率。经160 ℃×12 h时效处理后,显微硬度达到峰值,由固溶处理后的56 HV0.5提高到87 HV0.5,提高了55.36%,且前期的硬度升高速率极快。预时效(PA)处理抑制了试验7A55铝合金的自然时效(NA)效应,提升了烘烤硬化(BH)响应。经BH处理后,PA+NA态的屈服强度明显提升,达到475 MPa,硬化增量达到190 MPa,提高了66.67%,伸长率降低为12.5%。PA+NA+BH状态下,析出相粒子尺寸更为细小,粒子直径在10~15 nm范围,且分布均匀。PA+NA+BH态的合金腐蚀电位最高,为－1.032 V(vs SCE),腐蚀坑数量最少,平均腐蚀深度约为33 μm,最不易被腐蚀。     

冷却工艺对7A04铝合金组织与性能的影响

研究了不同冷却介质对高温固溶7A04铝合金组织及性能的影响规律。结果表明:冷却介质对固溶态7A04铝合金的微观组织、强度及断口形貌有较大的影响。高温固溶后采用空冷处理,基体中的第二相数量较少,屈服强度及拉伸强度较低,韧性较差,断口中出现大量平整断裂面;而高温固溶后采用油冷处理,基体中出现一定数量的第二相组织,拉伸强度及屈服强度有所提高,韧性有所改善;高温固溶后采用水冷处理,基体中的第二相组织数量增多,力学性能进一步提高,断口中出现少量较小较深的断裂韧窝。高温固溶后采用液氮深冷处理,基体中出现大量的第二相组织,且弥散分布在晶内及晶界,屈服强度及拉伸强度最高,分别为570 MPa和700 MPa,断口中出现大量的较深、较小韧窝。因此,7A04铝合金的最佳冷却工艺为高温固溶后采用深冷处理。     

焊接参数对7A04铝合金搅拌摩擦焊接头组织与力学性能的影响

采用不同的焊接参数对3 mm厚7A04铝合金板进行焊接,并对接头的组织、沉淀相、力学性能及断口形貌进行了分析. 结果表明,焊核区组织发生动态再结晶,形成细小的等轴晶粒,热影响区晶粒发生明显粗化. TEM分析结果显示,经搅拌摩擦焊后,焊核区部分沉淀相溶解. 焊核区晶粒尺寸随焊接速度增大而减小. 当焊接速度为120 mm/min,旋转速度为800 r/min时,接头强度达到最大值 454.2 MPa,为母材的95%,断后伸长率为3.97%,为母材的70%. 硬度测试显示搅拌摩擦焊接头发生软化,焊缝区域硬度低于母材,硬度值最低点出现在热影响区;拉伸断口形貌SEM图像表明接头断裂方式为韧性和脆性混合型断裂.     

时效制度对7B04铝合金组织和性能的影响

通过力学性能检测、扫描电镜和透射电镜观察,研究了不同时效制度、不同变形系数对7B04铝合金组织和性能的影响.结果表明:变形系数为12.5的合金其性能优于变形系数为6.5的合金;合金的断裂属晶内韧窝断裂与沿晶断裂的混合型断裂,合金的K IC主要受其δ值的影响并与其δ值有相似的变化趋势;合金的完全时效制度为130℃,16 h或140℃,15 h,在此制度下,合金的σb,σ0.2,δ和K IC分别为645.5 MPa,603.0 MPa,11.4%和36.1 MPa·mi/2.     

7A04铝合金超厚板的淬透性

采用万能力学试验机、光学显微镜、扫描电镜等手段,研究了7A04铝合金超厚板的显微组织、性能及淬透性。结果表明:225 mm厚的7A04铝合金热轧板材经过475 ℃×340 min的固溶淬火处理后,再进行120 ℃×24 h 时效,其表面的力学性能最好,抗拉强度为584 MPa,屈服强度为500 MPa,伸长率为11%;T/4厚度层力学性能最差,抗拉强度为396 MPa,屈服强度为257 MPa,伸长率为11%,强度与表面分别相差32%、49%。淬透深度为单面32 mm。通过调控化学成分、加大轧制压下量、增加淬火冷却速率等可改善板材表心力学性能之差,并提高淬透性。     

混合稀土对ZL114A铝合金组织性能的影响

采用金相显微镜、SEM、EDS和差示扫描量热法等手段研究了混合稀土(60%Ce、40%La)对ZL114A铝合金组织性能的影响。结果表明:当稀土添加量(质量分数)为0.15%~0.35%时,随着稀土添加量的增加,晶粒尺寸、一次枝晶间距、二次枝晶间距减小;当稀土添加量为0.25%时,α-Al相的晶粒尺寸、一次枝晶间距、二次枝晶间距达到最低,此时抗拉强度、伸长率和显微硬度达到最高。DSC结果显示,添加稀土降低了合金的共晶点温度和α-Al的熔化温度,减小了凝固温度区间。     

7A04铝合金高温固溶的微观组织和力学性能

以7A04铝合金为例,通过高温预热装炉和高温短时固溶处理,结合金相组织观察和力学性能测试,研究了高温固溶处理对高强铝合金组织和性能的影响。结果表明：固溶时间相同时,随着固溶温度的提高,合金的强度提高,塑性变化不大;高温短时固溶合金强度的增加,主要得益于高温固溶时空位浓度的增加;采用500℃高温预热装炉、510℃20min固溶和140℃6h 150℃1h时效,使7A04铝合金的Rm,Rp0．2和A值分别达到了652．3N／mm^2、553．7N／mm^2和12．6％,而未见明显的过烧组织。     

热处理和稀土Ce对AZ91D合金性能的影响

研究了热处理和稀土Ce共同作用对AZ91D镁合金组织和性能的影响。结果表明,AZ91D镁合金中加入稀土Ce后,生成了杆状化合物Al4Ce,且网状分布的β-Mg17Al12相变成弥散化分布。随稀土Ce含量的增加,AZ91D镁合金的力学性能和耐蚀性能提高。经T4和T6热处理,杆状化合物Al4Ce的形貌保持不变。T6处理后,加入了稀土Ce合金的力学性能和耐蚀性能比铸态AZ91D镁合金的力学性能和耐蚀性能显著提高。     

热处理对7B04铝合金厚板组织与力学性能的影响

通过显微组织观察和力学性能与电导率测试,研究了热处理工艺对7B04铝合金厚板组织与性能的影响。结果表明,适宜的固溶工艺为470℃×240min。120℃×22h时效后合金可获得,抗拉强度为621MPa,但合金的电导率较低,仅为18·3MS/m;双级T74时效时,强度下降了10%～12%(与T6态相比),电导率获得了明显提高,为21·3MS/m;三级时效(RRA)处理可使合金获得高强度和高电导率相结合,强度接近T6态,电导率与T74态相当。合金经RRA处理后,基体内分布着大量的细小弥散析出相(与T6态组织相似),晶界析出相粗大且呈完全不连续分布。     

固溶工艺对7A52铝合金型材组织与性能的影响

采用拉伸试验、组织观察等方法,探讨了固溶温度、保温时间和淬火转移时间对7A52铝合金组织与性能的影响。结果表明,7A52铝合金型材经470℃1 h固溶处理后残余相基本消除,480℃1 h固溶发生轻微过烧;随固溶温度的升高,合金强度先升高后下降,480℃时达到峰值;随着保温时间的延长,强度和伸长率均先升高后降低;随着淬火转移时间的延长,强度和塑性均降低,且转移时间60 s时的屈服强度较10 s的降低了约25 N/mm2。