EFFECT OF Ti ON PRECIPITATION AND MICROSTRUCTURAL PARAMETERS OF AN Al-Zn-Mg ALLOY

本文利用硬度、光学显微镜和透射电镜研究了微量Ti(0.15％)对Al-5.0Zn-1.8Mg合金的沉淀过程、临界形核温度(T′_c)和显微组织参数的影响.结果表明,微量Ti能显著细化晶粒,但无抑制再结晶和提高T′_c的能力.低温时效(T_aT′_c),Ti又有相反的作用,能使MPt显著粗化和降低硬度.但在任一时效温度(120—200℃),含Ti合金的GBP和PFZ均比无Ti合金小和窄.Ti对沉淀过程和组织参数的这种影响,可用Ti原子团参与了GP区形核和含Ti合金过剩空位浓度低的观点来说明.     

微量Zr对Al-Zn-Mg合金沉淀过程和显微组织参数的影响

利用硬度计(HV)、光学显微镜和透射电镜系统地研究了微量Zr(0.22%)对Al—5.0Zn-1.75Mg合金的沉淀过程、临界形核温度T′_c和显微组织参数的影响,并与Mn,Cr,Cu的影响进行了比较。结果表明,Zr能明显提高再结晶温度和细化晶粒,但无提高T′_c的能力。低温时效(T_a≤160℃),Zr有抑制GBP、促进MPt长大和提高HV的作用;但高温时效(T_a≥180℃)又有促进这两种参数急剧长大和强烈降低HV的作用。在选定的时效条件下(120—200℃),含Zr合金的PFZ均比无Zr合金窄。文中还讨论了Zr对Al-Zn-Mg合金的作用机理问题。     

EFFECT OF Zr ON PRECIPITATION AND STRUCTURE PARAMETERS OF Al-Zn-Mg ALLOY

利用硬度计(HV)、光学显微镜和透射电镜系统地研究了微量Zr(0.22％)对Al—5.0Zn-1.75Mg合金的沉淀过程、临界形核温度T′_c和显微组织参数的影响,并与Mn,Cr,Cu的影响进行了比较。结果表明,Zr能明显提高再结晶温度和细化晶粒,但无提高T′_c的能力。低温时效(T_a≤160℃),Zr有抑制GBP、促进MPt长大和提高HV的作用;但高温时效(T_a≥180℃)又有促进这两种参数急剧长大和强烈降低HV的作用。在选定的时效条件下(120—200℃),含Zr合金的PFZ均比无Zr合金窄。文中还讨论了Zr对Al-Zn-Mg合金的作用机理问题。     

微量Mn对Al-Zn-Mg合金沉淀过程和显微组织参数的影响

本文利用硬度,光学显微镜和透射电镜研究了微量Mn(0.48wt-%)对Al-5.0Zn-1.8Mg合金的沉淀过程,临界形核温度(T_C~′)和显微组织参数的影响,并与Cr和Cu的作用特点进行了比较.实验结果表明,Mn能细化晶粒和提高HV,但没有强烈的抑制再结晶和提高T_c~′的作用.在选用的时效条件下(120—200℃),含Mn合金的PFZ比无Mn合金窄,HV比无Mn合金高.在时效初期或进行低温时效(T_a≤160℃),Mn能促进晶界沉淀相(GBP)和基体沉淀相(MPt)的长大,但在时效后期或进行高温时效(Ta≥180℃),Mn又能抑制它们长大,有明显的稳定化作用.Mn对显微组织参数的这种影响与Cr和Cu的影响不同,可用Mn原子集团参与了GP区形核和含Mn之GP区的吞并长大速度慢的观点来说明.     

EFFECT OF Mn ON PRECIPITATION AND MICROSTRUCTURAL PARAMETERS OF AN A1-Zn-Mg ALLOY

本文利用硬度,光学显微镜和透射电镜研究了微量Mn(0.48wt-%)对Al-5.0Zn-1.8Mg合金的沉淀过程,临界形核温度(T_C~′)和显微组织参数的影响,并与Cr和Cu的作用特点进行了比较.实验结果表明,Mn能细化晶粒和提高HV,但没有强烈的抑制再结晶和提高T_c~′的作用.在选用的时效条件下(120—200℃),含Mn合金的PFZ比无Mn合金窄,HV比无Mn合金高.在时效初期或进行低温时效(T_a≤160℃),Mn能促进晶界沉淀相(GBP)和基体沉淀相(MPt)的长大,但在时效后期或进行高温时效(Ta≥180℃),Mn又能抑制它们长大,有明显的稳定化作用.Mn对显微组织参数的这种影响与Cr和Cu的影响不同,可用Mn原子集团参与了GP区形核和含Mn之GP区的吞并长大速度慢的观点来说明.     

EFFECT OF TRACE Cr ON PRECIPITATION AND MICROSTRUCTURAL PARAMETERS OF A COMMERCIAL PURITY Al-5.0Zn-1.8Mg ALLOY

本文利用硬度、显微镜和透射电镜系统地研究了微量Cr对工业纯Al-5.0Zn-1.8Mg合金的沉淀过程、临界形核温度T_c~′和组织参数的影响。结果表明,Cr是促进不均匀沉淀和提高T_c~′温度的元素。低温时效(T_a≤160℃)能抑制晶界沉淀桕(GBP)、无沉淀带(PFZ)和基体沉淀相(MPt)的长大;但高温时效(T_a≥180℃)它又能促进这些参数的强烈长大。这些变化特点,可用Cr与过剩空位交互作用的双重性机理来说明。     

微量Cr对工业纯Al-5.0Zn-1.8Mg合金沉淀过程和显微组织参数的影响

本文利用硬度、显微镜和透射电镜系统地研究了微量Cr对工业纯Al-5.0Zn-1.8Mg合金的沉淀过程、临界形核温度T_c~′和组织参数的影响。结果表明,Cr是促进不均匀沉淀和提高T_c~′温度的元素。低温时效(T_a≤160℃)能抑制晶界沉淀桕(GBP)、无沉淀带(PFZ)和基体沉淀相(MPt)的长大;但高温时效(T_a≥180℃)它又能促进这些参数的强烈长大。这些变化特点,可用Cr与过剩空位交互作用的双重性机理来说明。     

微量Cu对Al-Zn-Mg合金沉淀过程和显微组织参数的影响

本文利用硬度(HV)、光学显微镜和透射电镜(TEM)系统地研究了微量Cu(0.19％)对Al-5.0Zn-1.7Mg合金的沉淀过程、临界形核温度(T_c~′)和显微组织参数的影响。结果表明,Cu能促进合金均匀沉淀,提高T_c~′和HV,但没有细化晶粒和抑制再结晶的作用。但在本实验所采用的时效条件下(120—200℃),含Cu合金的晶界沉淀相(GBP)、基体沉淀相(MPt)和无沉淀带(PFZ)均比无Cu合金小,并且随时效时间的延长和温度的升高呈单调的变化。Cu的这种影响可用空位四面体与溶质原子结合成的复杂集团是GP区晶核的模型来说明。     

EFFECT OF Cu ON PRECIPITATION AND STRUCTURAL PARAMETERS OF Al-Zn-Mg ALLOY

本文利用硬度(HV)、光学显微镜和透射电镜(TEM)系统地研究了微量Cu(0.19％)对Al-5.0Zn-1.7Mg合金的沉淀过程、临界形核温度(T_c~′)和显微组织参数的影响。结果表明,Cu能促进合金均匀沉淀,提高T_c~′和HV,但没有细化晶粒和抑制再结晶的作用。但在本实验所采用的时效条件下(120—200℃),含Cu合金的晶界沉淀相(GBP)、基体沉淀相(MPt)和无沉淀带(PFZ)均比无Cu合金小,并且随时效时间的延长和温度的升高呈单调的变化。Cu的这种影响可用空位四面体与溶质原子结合成的复杂集团是GP区晶核的模型来说明。     

微量Sn和In对Al-3.5%Cu合金时效行为及微观组织演变的影响

通过显微硬度测试和透射电镜观察,研究微量Sn和In对Al-3.5%Cu(质量分数)合金的时效特性及微观组织演变的影响。结果表明:在Al-3.5%Cu合金中添加少量Sn能加速合金的时效进程并增强合金的时效硬化和强化效果,且复合添加0.15%In和0.15%Sn(质量分数)时合金的时效强化效果优于添加0.3%Sn合金的;微量Sn、In的添加能明显促进Al-3.5%Cu合金中θ′相的析出,并使之细小呈弥散分布;时效早期,Sn′粒子和Sn/In′粒子先于θ′相析出,并可作为θ′相非均匀形核位置,从而增加了θ′相的形核率;微量Sn、In的添加能抑制θ′相的粗化,提高合金过时效性能。     

Ti/Al比对GH984G合金长期时效过程中γ′沉淀相粗化行为及拉伸性能的影响

研究了2种Ti/Al比对新型Ni-Fe-Cr基合金GH984G在长达上万小时高温时效过程中γ′淀相的粗化行为及其拉伸性能的影响规律.结果表明:随时效温度从700℃升高至800℃,球形γ′沉淀相的粗化速率明显增大.在700和750℃长期时效过程中,高Ti/Al比和低Ti/Al比合金γ′沉淀相的粗化行为均符合Lifshitz-Slyozof-Wagner(LSW)理论,受扩散过程控制,高Ti/Al比合金中γ′沉淀相的粗化速率较高.800℃长期时效过程中,2种Ti/Al比合金γ′沉淀相的粗化行为偏离LSW理论.此外,时效时间小于3×103h时,高Ti/Al比合金的γ′沉淀相长大较快,进一步延长时效时间,低Ti/Al比合金的γ′沉淀相长大速率较快.Ti/Al比对合金标准热处理态和700~800℃时效10480 h后合金的700℃拉伸性能无明显影响.通过选取合适的Ti/Al比,可以控制γ′沉淀相的粗化行为,增强合金组织稳定性.     

微量Ge对Al-1.5Cu-4.0Mg合金时效行为及微观组织的影响

采用显微硬度测试、拉伸实验、X射线衍射分析和透射电镜观察,研究微量Ge对低Cu/Mg比Al-Cu-Mg合金的时效特性及微观组织演变的影响.结果表明:在Al-1.5Cu-4.0Mg(质量分数,％)合金中添加少量Ge能加速合金的时效进程、提高合金的时效硬化和强化效果,添加0.25％Ge(质量分数)的合金时效强化效果优于添加0.5％Ge合金的;微量Ge的添加能促进Al-1.5Cu-4.0Mg合金中T相的均匀形核析出,并使之细小弥散分布;微量Ge能降低缺陷浓度,抑制S相非均匀形核,导致S相析出的体积分数略微减低.     

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。     

Mg-5%Zn合金时效过程的X射线研究

利用硬度测量和X射线衍射分析,研究了Mg-5%Zn合金的时效硬化过程.指出合金在165℃时效过程中出现两个硬度峰,反映合金内发生了相应的结构变化. 对淬火合金的X射线研究表明,Mg基体中出现平行于(0001)和{1010}面的片状Zn原子富集区.在165℃时效初期,过饱和固溶体合金中桥出细微的二维及三维的亚稳定过渡相β′_1及一维杆状过渡相β′_2.β′_2存在时间很短,β′_2继续生核成长.时效100h后,稳定沉淀相β开始析出,并与β′_2共存.在190℃的时效过程中只出现一个硬度峰,相应于合金中同时出现β′_2及β析出相.测定了β′_1和β′_2过渡相的结构参数及其与母相的取向关系. β′_2的热稳定性相当高,能在250℃长时间存在,说明Mn-Zn系统的时效合金有可能在较高温度下使用.     

AN X-RAY INVESTIGATION OF AGE-HARDENING PROCESS OF A Mg-5wt%Zn ALLOY

利用硬度测量和X射线衍射分析,研究了Mg-5％Zn合金的时效硬化过程.指出合金在165℃时效过程中出现两个硬度峰,反映合金内发生了相应的结构变化. 对淬火合金的X射线研究表明,Mg基体中出现平行于(0001)和{1010}面的片状Zn原子富集区.在165℃时效初期,过饱和固溶体合金中桥出细微的二维及三维的亚稳定过渡相β′_1及一维杆状过渡相β′_2.β′_2存在时间很短,β′_2继续生核成长.时效100h后,稳定沉淀相β开始析出,并与β′_2共存.在190℃的时效过程中只出现一个硬度峰,相应于合金中同时出现β′_2及β析出相.测定了β′_1和β′_2过渡相的结构参数及其与母相的取向关系. β′_2的热稳定性相当高,能在250℃长时间存在,说明Mn-Zn系统的时效合金有可能在较高温度下使用.     

时效处理对新型Al-Cu-Li合金组织与性能的影响

通过常温拉伸试验和TEM观察,研究了时效处理工艺对新型Al-Cu-Li合金微观组织和力学性能的影响.结果表明,时效温度和时效时间对Al-Cu-Li合金的组织性能均产生较大的影响,其中时效温度的影响更为明显.时效前的预变形可促进T1相非均匀形核,使T1相细化,加强T1相对合金的沉淀强化效果,阻止σ相的形成,改善合金的组织,使合金的力学性能得到显著提高.该合金T6态最佳时效制度为:520 ℃×2 h 165 ℃×48 h;T8态最佳时效制度为:520 ℃×2 h (4%～6%)预变形 135 ℃×48 h.     

高强高弹Cu-Ti-(Cr)合金时效行为研究

以Cu-3Ti合金为研究对象,系统地研究了不同时效条件下合金组织演变及性能的差异,以此探讨了Cu-3Ti的最佳时效工艺。此外,通过添加Cr元素,探究了Cr元素对合金组织及性能的影响,并进一步研究了不同变形量下形变Cu-Ti-Cr合金的时效行为。结果表明:添加Cr元素可以减缓调幅分解进程,延迟不连续沉淀形核长大过程。虽然Cu-3Ti-0.5Cr合金在固溶状态下硬度与电导率均落后于Cu-3Ti,但在90%轧制和450℃时效12h后,硬度高于Cu-3Ti,电导率也未出现大幅下降。     

微量Ag对Al-Cu-Mg-Mn合金时效析出及组织热稳定性的影响

采用差热分析(DSC)及透射电镜(TEM),研究了微量Ag对Al-5.3Cu-0.8Mg-0.5Mn-0.5(Zr Ti)合金时效析出过程及显微组织热稳定性的影响.结果表明,添加微量Ag可改变合金的时效过程,提高合金的时效硬化能力.含0.6%Ag的Al-Cu-Mg-Mn合金在185 ℃峰时效时的强化析出相由Ω相与少量θ′相组成,Ω相呈薄片状,该相{001}Ω面与基体Al的{111}α面共格,位向关系为(001)Ω//(111)α、[010]Ω//[101-]及[100]Ω//[12-1]α.当温度低于300 ℃时,Ω相比θ′相具有更好的热稳定性;而在300 ℃经长时间处理时,Ω相变得不稳定并最终转变成θ′相.     

Ti含量及时效温度对Al-Si7-Mg0.35合金组织及力学性能的影响

研究Ti含量及时效温度对Al-Si7-Mg0.35合金组织和力学性能的影响.结果表明:在三种时效温度:155℃、165℃、175℃条件下,合金的抗拉强度、硬度都随Ti含量的增加逐渐增大,并在Ti为0.2％时达到最大值,随后又逐渐降低,伸长率在时效温度为155℃和165℃时随着Ti含量的增加逐渐下降,在0.2％Ti时达到最低值,而后随着Ti含量的增加稍有增加,在时效温度175℃时伸长率呈下降趋势.随着时效温度的提高,三种含量合金的抗拉强度、硬度基本上都是先升后降,而断后伸长率在含0.1和0.2Ti合金中呈先降而后缓慢上升的趋势,而0.3Ti合金呈下降趋势.     

稀土Ce对新型Al-Cu-Li合金力学性能与组织的影响

对一种含有不同量微量Cerium的新型高Cu/Li比的Al-Cu-Li合金经过T6和T8热处理后的硬度和拉伸性能进行了测试,同时对该合金峰时效的显微组织进行了观察。结果表明:随着含Cerium量的增加,立方相和T1相的数量均在增加,θ′相数量减少。主要因为微量Cerium加入后,Cerium会以固溶态的形式存在,如果分布于{100}面和{111}面,将会有利于立方相和T1相的析出;同时,微量Cerium的加入抑制了Cu原子的扩散、GP的形成和最终θ′相的析出;T8态时,θ′相和T1相存在竞争析出关系,随Cerium含量的增加,T1相与θ′相的相对含量比会增加。利用IPP软件对T6态峰时效的各析出相的单位面积数密度,以及θ′相和T1相的尺寸分布进行了统计。统计发现:随Cerium含量的增加,总的形核点在增加;2#(0.15%Ce)合金θ′相尺寸比1#(0%Ce)合金更加均匀,这是因为1#合金中的θ′相与立方相之间存在竞争析出关系;3#(0.3%Ce)合金T1相尺寸比2#(0.15%Ce)合金更均匀,据此分析认为,时效初期3#合金比2#合金T1相形核点更多,可以推断,时效16 h时,2#合金的立方相发生了溶解,同时,T1相出现二次析出和快速生长。