7055超高强铝合金的时效工艺

通过拉伸试验、TEM观察、EDS分析等手段研究了时效处理对7055超高强铝合金力学性能及微观组织的影响,并最终确定了7055铝合金合理的时效工艺。结果表明,7055铝合金的最佳单级时效工艺为120 ℃×4 h,时效后的抗拉强度达到660 MPa。TEM分析结果表明7055铝合金在120 ℃时效4 h时主要析出相为GPI区,至时效8 h时,基体内开始出现η'相与GPI区并存,随着时效时间的延长,合金中的η'相体积分数不断增加,到时效时间为24 h,合金晶内析出相基本以η'相为主。     

7055铝合金厚板的淬透性

通过末端淬火的方法研究7055铝合金厚板的淬透性,采用透射电子显微镜对微观组织进行分析。结果表明:该合金板材的淬透深度可达45 mm,使其淬透的冷却速率需大于230℃/min;随着冷却速率的减小,淬火过程析出平衡相的数量和尺寸增加,时效后析出的η′沉淀强化相的数量减少,晶界无沉淀析出带宽度增加;在所研究的冷却速率范围内,时效后铝合金板材的硬度、晶界无沉淀析出带宽度与冷却速率的对数均呈线性关系。     

7055铝合金的非等温时效工艺

结合光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)以及透射电镜(TEM)等,对非等温时效处理后7055铝合金的组织、硬度、拉伸和抗腐蚀性能进行了研究。结果表明:合金的硬度和强度在60～120℃快速增加,随后缓慢上升并于160℃达到峰值,在时效后期则呈直线下降,伸长率的变化趋势与之相反。非等温时效过程中,起始温度、终止温度及升温速率会对合金的性能有一定影响。升温时效至160℃,合金不仅能够满足T6态的力学性能要求,同时能获得较好的抗腐蚀性能。      

时效对7055铝合金淬火敏感效应的影响

通过电导率、常温力学性能测试和透射电镜研究了时效对7055铝合金淬火敏感效应的影响。结果表明:合金固溶后慢速淬火时,晶粒内部和晶界上析出大量粗大的η平衡相,基体中的溶质过饱和度及空位浓度大大降低,不利于时效时强化相的均匀弥散析出,导致合金的力学性能下降;双级时效对快速淬火合金的力学性能影响不大,但提高了慢速淬火合金的力学性能,因而一定程度减少了合金的淬火敏感效应;这是因为相对单级时效而言双级时效可使慢速淬火合金中得到更多强化相,分布也更均匀弥散,从而减小空位浓度降低带来的不利影响;在本研究中,100℃,24 h 121℃,24 h是最佳的双级时效制度。     

Effect of step-quenching on microstructure of aluminum alloy 7055

The effect of step-quenching on the microstructure of aluminum alloy 7055 after artificial aging was studied by hardness testing and transmission electron microscopy (TEM). Step-quenching leads to decomposition of solid solution and heterogeneous precipitation of equilibrium phase mainly on dispersoids and at grain boundaries; thus lower hardness after aging. Prolonging isothermal holding at 415 ℃ results in coarser and more spaced η phase particles at grain boundaries with wider precipitates free zone, and lower density of larger η′ hardening precipitates inside grains after aging. Isothermal holding at 355 ℃ results in heterogeneous precipitation of η phase both on dispersoids and at grain boundaries. Isothermal holding at 235 ℃ results in heterogeneous precipitation of η phase first, and then S phase. Precipitates free zones are created around these coarse η and S phase particles after aging. Prolonging isothermal holding at these two temperatures leads to fewer η′ hardening precipitates inside grains, larger and more spaced η phase particles at grain boundaries and wider grain boundary precipitates free zone after aging.     

喷射成形7055高强铝合金的热处理工艺优化及其应用

基于两次挤压处理后的喷射成形7055铝合金,采用SEM、光学显微镜、硬度仪和拉伸试验机等分析手段研究了试验合金在不同时效工艺下的组织和性能。结果表明,相较于单级时效工艺,经过120 ℃×6 h+160 ℃×2 h双级时效处理后,析出相呈短棒状均匀分布于基体,其沿长度方向上的平均尺寸为500 nm,宽度方向平均尺寸为10 nm,时效峰值硬度达196.4 HV0.05。采用双级时效工艺处理的试验合金在298、398、498和598 K的抗拉强度分别为855、792、688和360 MPa,断后伸长率分别为14%、11%、9%和8%。采用该双级时效处理工艺处理的喷射成形7055铝合金应用于轮毂紧固件产品的制备,并对其进行硫酸阳极氧化处理,可使得紧固件试样同时兼具高强度、高硬度以及高耐蚀性能,有望得到更广泛的应用。     

Effect of high-temperature pre-precipitation on microstructure and properties of 7055 aluminum alloy

1　INTRODUCTIONAl Zn Mg Cuserieshigh strengthaluminumal loyswithhighstrength to densityratioandexcellentmechanicalpropertieshavebeentheprimarystruc turalmaterialsofaerocraftinthespaceandgroundtransportationvehicles.Thedevelopmentandexten siveutilizationofhigh strength 7xxxseriesareham peredby poorcorrosionresistance ,especiallystresscorrosioncracking (SCC )resistance .Overthe pastfewyears ,thestudiesaboutstresscorrosioncrackingandageingtreatmentprocesshavebeenproceedinginordertoobtainma…     

7055超高强、超高韧铝合金力学性能分析

用拉伸试验研究了经不同固溶和时效工艺处理后7055铝合金的力学性能,并结合显微组织进行了分析.结果表明,复合固溶(双级) 特殊时效处理新工艺比传统热处理工艺更合理,可使铝合金获得超高强、超高韧的有效结合.试验确定了最佳工艺,即强化固溶:455 ℃×(10～30)min 470 ℃×(20～40)min (480～500)℃×(10～30)min;特殊时效:135 ℃×16 h (190～210)℃/(10～20)min,铝合金新状态T78的σb＝720 MPa、σ0.2＝690 MPa、δ5＝12%.     

时效处理对7050T451合金组织及性能的影响

采用室温拉伸和断裂韧性测试方法,借助扫描电镜、透射电镜等设备,研究时效处理对7050T451铝合金性能的影响及材料微观组织形貌演变。结果表明,160℃时效时,随着时效时间的增加,晶界析出的粗大η相增多,晶界无析出带变宽,7050T451铝合金晶粒内部弥散分布的细小η′相密度增加,成为主要强化相,材料强度提高,延伸率下降;7050T451晶界析出相体积分数随时效时间增加,降低材料断裂韧性;晶粒内残留位错处易析出粗大η相,但数量较少,对材料性能无明显影响。     

热锻对喷射成形7055铝合金组织性能的影响

利用喷射成形技术制备了7055高强铝合金。借助拉伸性能测试,电化学工作站、金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM) 等手段研究了热锻对挤压合金显微组织和性能的影响。结果表明：挤压合金的纵向抗拉强度达到642 MPa,屈服强度达到598 MPa,而锻造合金的抗拉强度和屈服强度却下降了,但延伸率、电导率和硬度有所上升,断口形貌均体现为韧性断裂;合金的主要元素在晶界和晶内的分布没有明显差别,但有所波动,且锻造后合金元素波动更明显;合金经过时效后晶内都均匀分布着GP区和η＇析出相,晶界η析出相则是断续的点状分布,但锻造后晶内析出相粗化,晶界析出相变多;锻造合金的耐蚀性比挤压合金有所提升。     

7055喷射成形高强铝合金激光焊接头组织及性能

采用激光焊接对2 mm厚喷射成形的7055-T76511铝合金进行焊接试验。通过显微硬度和拉伸试验测试焊接接头的力学性能,通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、背散射电子衍射技术(EBSD)以及X射线衍射(XRD)分析焊接接头的微观组织。结果表明,7055铝合金激光焊接头无明显的软化区,焊缝显微硬度最低,约为130~140 HV,接头的抗拉强度372 MPa,伸长率4.1%。焊缝组织有明显的三个区(热影响区、熔合区和焊缝区)。热影响区组织是产生了部分再结晶的等轴晶粒;熔合区由于非均匀形核形成了等轴非枝晶区(non-dendritic equiaxed grain zone,EQZ),晶粒尺寸3~8μm;焊缝区靠近熔合线为柱状枝晶,中心为胞状枝晶。     

分级均匀化对7055铝合金组织和力学性能的影响

采用差热分析、X射线衍射分析、光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和常温拉伸等方法研究分级均匀化工艺对7055铝合金显微组织、枝晶偏析、Al3Zr粒子析出行为和力学性能的影响。结果表明:合金经(468℃、24h)+(473℃、4 h)的分级均匀化处理后,消除了铸锭晶界上的非平衡凝固共晶组织;铸锭先于264℃保温最有利于获得尺寸细小、均匀弥散分布的Al3Zr粒子;在单级均匀化基础上增加473℃的短时高温均匀化,能够提高合金基体中溶质原子的固溶度,增强时效强化效果,提高综合性能。     

一种7055型铝合金的RRA处理

通过时效曲线测定和慢应变拉伸实验以及透射电镜观察,研究了不同热处理制度对一种7055型铝合金拉伸性能,时效组织和抗应力腐蚀性能的影响。结果表明,实验合金采用RRA处理,可使晶内保持类似于T6状态的显微结构,同时使晶界析出物的大小和分布特征与过时效状态相当,从而可使强度达到T6峰值状态的水平,抗应力腐蚀性能则优于T6状态,RRA处理改善抗应力腐蚀性能的原因可能与粗大,孤立分布的晶界析出物有助于阻止氢脆以及缩小界内和晶界电化学差异有关。     

转速对7055铝合金搅拌摩擦焊接头断裂特征的影响

采用搅拌摩擦焊对5 mm厚7055铝合金进行对接试验,通过拉伸试验研究不同转速接头断裂位置及其横截面的显微组织,断口形貌特征.结果表明,随着转速的提高,薄弱区发生了转移:当转速为700~800 r/min时,接头在热影响区发生45°剪切断裂;当转速提高至900~1 100 r/min时,接头在焊核区发生"S"形断裂;进一步提高转速至1 200~1 400 r/min时,接头沿着前进侧热力影响区或前进侧热力影响区与焊核区边界发生断裂.断口形貌分析表明,热影响区断口呈现大而深的韧窝,焊核区断口呈现小而浅的韧窝,均属韧性断裂;热力影响区边界断口呈韧-脆混合断裂特征.     

7055铝合金挤压材黑线缺陷分析

利用高倍组织观察,结合能谱分析,对7055铝合金挤压材阳极氧化后的“黑线”缺陷进行了分析。结果表明:“黑线”区域为AlZr聚集导致。通过严格控制原料质量,改善AlZr中间合金组织;在合金成分范围内,适当降低Zr元素的含量;熔炼过程中适当提高加热温度及时间,使Al₃Zr粒子熔解等手段,可消除“黑线”缺陷。     

7055铝合金搅拌摩擦焊工艺

利用正交试验法研究搅拌摩擦焊工艺参数对4 mm厚7055-T6铝合金对接接头力学性能和显微组织的影响。结果表明:焊接速度对接头抗拉强度影响最大,旋转速度和压入量依次减小;最优参数焊接的试样的抗拉强度为475.5 MPa,接头强度系数0.788;焊缝的显微硬度低于母材,呈"W型"分布;在正弯角约75.4°和背弯角约62.1°时出现开裂。     

原位内生颗粒增强TiB_2/7055铝基复合材料的组织

对原位内生Ti B2/7055铝基复合材料的微观组织和热处理特性进行了研究。结果表明,原位内生的Ti B2颗粒在基体中弥散分布,与基体界面结合良好。Ti B2/7055复合材料具有显著的时效强化行为,增强相Ti B2颗粒促进复合材料的时效析出行为,缩短硬度达到峰值的时间,热处理后硬度和抗拉强度等性能明显提高。确定了12 mass%Ti B2/7055复合材料最佳热处理制度为460℃固溶60 min,120℃时效20 h。     

Effects of precipitates on fatigue crack growth rate of AA 7055 aluminum alloy

The effects of precipitates on the fatigue crack growth rate of AA 7055 Al alloy subjected to different ageing treatments were investigated using transmission electron microscope and fatigue crack growth testing.The results show that the T77 treated samples exhibit the lowest crack growth rate,while the crack growth rate of over-aged samples is the highest.In terms of the model based on the reversibility of dislocation motion within the plastic zone close to the crack tip,the improved crack growth resistance is attributed to many precipitates that are coherent with Al matrix in the under-aged and T77 treated samples.When the precipitate is coherent with the Al matrix,the larger the precipitate is,the slower the fatigue crack grows.The effects of grain boundary precipitates and precipitate free zone on the fatigue crack growth resistance are less significant than those of precipitates within grains of the alloy.     

喷射成形7055铝合金FSW焊工艺与性能

采用搅拌摩擦焊接方法对厚度为4 mm的喷射成形7055铝合金板进行焊接试验.分析了焊接速度和旋转频率对接头力学性能的影响,对焊缝的显微组织和断口进行了微观分析.结果表明,当焊接工艺参数选择合适时,可得到外形美观,无缺陷的焊缝.另外焊接接头力学性能与焊接工艺参数存在一定的关系,在旋转频率为1 000r/min,且焊接速度为100 mm/min时,可以获得较好的焊接性能,抗拉强度可以达到455MP,断裂形式为韧性和脆性的混合型断裂;焊缝中存在3个组织变化区,其中焊核区内是细小均匀的等轴晶;焊缝显微硬度的最低值出现在前进侧,说明前进侧是焊缝的薄弱环节.     

双重淬火对7055铝合金组织性能的影响

通过拉伸性能测试、晶间腐蚀和剥落腐蚀性能测试,金相显微镜、透射电子显微镜研究了双重淬火对7055铝合金组织及性能的影响.结果表明:合适的双重淬火可调控晶界和晶内析出状态,使合金时效后晶界上的析出相呈断续分布,晶内沉淀强化相均匀、弥散、细小析出,保证合金高强度的同时,提高晶间和剥落腐蚀性能.