添加微量Sc、Zr对超高强铝合金微观结构和性能的影响

采用低频电磁铸造技术制备Al-9Zn-2.8Mg-2.5Cu-x Zr-y Sc（x=0,0.15%,0.15%;y=0,0.05%,0.15%）合金,借助金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、力学性能测试等手段分别对其均匀化、热挤压态、固溶态和时效态的组织与性能进行对比分析。结果表明：添加微量Sc和Zr,会在凝固过程中形成初生Al3（Sc,Zr）,可显著细化合金铸态晶粒;均匀化时形成的次生Al3（Sc,Zr）粒子可以强烈钉扎位错和亚晶界,有效抑制变形组织的再结晶,显著提高合金的力学性能。与不含Sc、Zr的合金相比,含0.05%Sc和0.15%Zr的合金经固溶处理和峰值时效处理后其抗拉强度和屈服强度分别提高172 MPa和218 MPa,其强化作用主要来自含Sc、Zr化合物对合金起到的亚结构强化、析出强化和细晶强化。     

微量Sc添加对2070铝锂合金显微组织演变和力学性能的影响（英文）

通过力学测试、SEM、EPMA和TEM对基于Al-3.35Cu-1.2Li-0.4Mg-0.4Zn-0.3Mn-0.1Zr(质量分数,%)的含Sc和不含Sc两种合金的显微组织和力学性能进行研究。研究发现,0.082%(质量分数)Sc元素的添加可形成富含Cu和含Sc的Al3(Sc Zr)粒子和W相颗粒。Al_3(ScZr)粒子可以抑制固溶过程中的再结晶和再结晶晶粒长大;而W相在固溶过程中不易溶解,可使Cu在固溶基体中含量减少,导致在T8时效过程中的含Cu的主强化相T_1(Al_2CuLi)和θ'(Al_2Cu)的分数下降。由于W相的形成,少量Sc的添加导致力学性能下降。     

Al-Zn-Mg-Cu-Zr（-Sn）合金的强度和疲劳断裂行为

通过拉伸试验和疲劳裂纹扩展试验研究了 Al?Zn?Mg?Cu?Zr(?Sn)合金的强度和疲劳断裂行为。运用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对试验合金的微观组织进行分析检测。结果表明,Sn的添加可以阻碍固溶时Al?Zn?Mg?Cu?Zr合金晶粒的长大,也使得过时效Al?Zn?Mg?Cu?Zr?Sn合金的晶界无沉淀析出带(PFZ)变窄及晶界析出相变小,因此,提高了合金的抗疲劳裂纹扩展能力。此外,过时效的Al?Zn?Mg?Cu?Zr?Sn合金具有较高的抗拉强度。     

微量元素Zr+Sc与凝固速度对铸造Al-Li-Cu-Mg合金组织性能的影响

通过控制微量元素Zr+Sc与凝固速度,对铸造Al-Li-Cu-Mg合金进行熔体处理,研究两种因素对合金微观组织及性能的影响。利用光学显微境、场发射扫描电镜、X射线衍射仪、万用拉伸机等分别对合金的微观组织标定及力学性能进行分析和测试。结果表明：向Al-5Li-4Mg-3.5Cu基础合金中加入Zr+Sc后,合金的铸态晶粒得到明显细化,基体晶粒形貌由树枝状转变为近似等轴晶。向基础合金中加入0.2%Zr+0.4%Sc时达到晶粒细化极值,继续添加Zr+Sc元素则会降低细化效果,恶化合金组织;经过力学性能测试可知,添加0.2%Zr+0.4%Sc的合金的力学性能有了较大的提高,相比于基础合金抗拉强度提高了约48.57%,伸长率提升了27.93%;快速凝固时,添加0.2%Zr+0.4%Sc合金仅有Al2MgLi、Al3Zr、Al3Sc和Al8.9Li1.1相的析出,析出相的数量很少且尺寸极小。     

Sc含量对含Zr的Al-0.36Mg-1.23Si合金板材组织和性能的影响

利用OM、TEM,拉伸试验机和杯突试验机研究了添加质量分数(下同)0.15%的Zr及同时添加不超过0.09%Sc的T4P态Al-0.36Mg-1.23Si合金板材显微组织、成形性和烤漆硬化性。结果表明：Al-0.36Mg-1.23Si、Al-0.36Mg-1.23Si-0.15Zr、Al-0.36Mg-1.23Si-0.15Zr-(0.03～0.09)Sc合金板材基体中弥散相粒子分别为(Al, Si)₃Ti相、(Al, Si)₃(Zr, Ti)相以及(Al, Si)₃(Zr, Sc, Ti)相。添加0.15%Zr将T4P态Al-0.36Mg-1.23Si合金板材的等轴状再结晶晶粒尺寸由53μm细化至23μm,再添加0.03%～0.09%Sc后，板材的再结晶晶粒略微细化至20μm左右。Sc含量增加，T4P态Al-0.36Mg-1.23Si-0.15Zr合金板材的屈服强度和抗拉强度均略有降低，断裂伸长率、n_10～20值、r₁₀值和杯突值I_E均无明显变化，板材再...     

添加微量Sc和Zr对Al-Zn-Mg-Cu合金力学性能和显微组织演变的影响（英文）

采用拉伸试验、扫描电镜和透射电镜,研究添加微量Sc和Zr对Al-Zn-Mg-Cu合金力学性能和显微组织演变的影响。添加0.10%Zr使合金的抗拉强度提高约105 MPa,而复合添加0.07%Sc和0.07%Zr使合金抗拉强度提高约133 MPa。在峰时效状态的合金中,添加微量Sc和Zr的主要强化机制是Al_3(Sc,Zr)和Al_3Zr粒子引起的细晶强化、亚晶强化和奥罗万强化。Al_3(Sc,Zr)颗粒的尺寸大于Al_3Zr颗粒的尺寸,但Al_3(Sc,Zr)粒子分布更加弥散,因此,Al_3(Sc,Zr)粒子能更加有效钉扎位错运动和抑制再结晶。     

微量Sc和Zr对锌铝共析合金微观结构和阻尼性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、XRD及阻尼性能测试等手段研究了添加Sc和Zr对锌铝共析合金阻尼性能的影响。结果表明 :0 .2 1%Sc和 0 .15 %Zr使锌铝共析合金铸态组织显著细化 ,阻尼性能提高 ,阻尼稳定性提高 ;两种合金Zn 2 2 .1%Al和Zn 2 2 %Al 0 .2 1%Sc 0 .15 %Zr分别在约 2 0 8℃和 195℃出现内耗峰。分析认为Al3 Sc及Al3 (Sc ,Zr)质点对α/α ,α/β ,β/β界面的非弹性粘滞运动的阻碍引起高阻尼 ,并致使峰位移向低温。同时 ,这些质点有效地阻止位错的迁移和亚晶的形成、长大和合并 ,使阻尼稳定性提高     

Al-Sc-Zr合金中析出相的形成及再结晶抑阻(英文)

通过冷硬铸造法制备Al-x%Sc-0.11%Zr合金(x=0,0.02,0.05,0.08,0.11,0.15),研究合金在475°C保温12h热处理条件下不同钪含量对Al3(Sc,Zr)析出的影响。研究发现,Al3(Sc,Zr)析出相的形核、析出和分布与钪含量密切相关。透射电子显微镜研究表明,随着钪含量的增加,析出相的平均半径减小,密度增大,分布变得越来越均匀。将90%冷轧样品在200-600°C的温度区间等温退火0.5h,再进行抗再结晶能力的研究。结果表明,未添加钪的合金的再结晶温度为250°C,而添加0.15%钪后形成的Al3(Sc,Zr)析出相使得再结晶温度升高到约600°C。     

Sc微合金化对Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金组织性能的影响

采用铸锭冶金法制备了Al-8.0Zn-2.0Mg-1.2Cu-0.15Zr-xSc合金,对合金进行了固溶、时效处理,测试了不同状态下合金的力学性能和电导率,利用光学显微镜、扫描电镜和透射电子显微镜研究了合金不同状态的显微组织。结果表明:添加微量钪形成的一次Al3(Sc,Zr)相可作为异质形核核心,细化合金铸态组织;均匀化退火过程中析出的二次Al3(Sc,Zr)粒子强烈钉扎位错和亚晶界,有效阻碍固溶处理过程中合金的再结晶;含0.30%Sc的Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金的抗拉强度和伸长率显著高于不加钪的铝合金,经一般固溶及回归再时效(RRA)处理后含0.30%Sc合金的抗拉强度提高36 MPa、屈服强度提高30 MPa、伸长率提高3.0%;采用470℃×60 min+485℃×60 min强化固溶处理,降低合金固溶态的电导率,将合金固溶态以及T6态的抗拉强度分别提高了79.6 MPa、55.8 MPa。     

Sc、Zr复合添加对7085铝合金组织与性能的影响

通过金相显微镜、背散射电子衍射(EBSD)和拉伸力学测试,研究了Sc和Zr元素对7085铝合金组织与性能的影响。结果表明,Sc、Zr具有很强的晶粒细化效果,添加Zr可使铸态晶粒尺寸减小46.7%,添加Sc可减小51.4%,复合添加Sc、Zr效果最佳可减小58.1%。同时,Sc、Zr在合金中会生成Al3Sc和Al3Zr,具有很强的抑制再结晶作用。经轧制、固溶时效后,未添加Sc、Zr的合金会完全再结晶,仅添加Zr的合金再结晶程度为60%,添加Sc和Sc、Zr复合添加的合金再结晶程度非常低,仅约为5%。因此,复合添加Sc、Zr可大幅提高合金的力学性能,在相同工艺条件下,其抗拉强度达606 MPa,比未添加Sc、Zr的合金提高17.6%。     

含钪Al-9.0Zn-2.5Mg-1.2Cu-0.15Zr合金铸态组织与力学性能

采用铸锭冶金法制备了Al-9.0Zn-2.5Mg-1.2Cu-0.15Zr、Al-9.0Zn-2.5Mg-1.2Cu-0.12Sc-0.15Zr和Al-9.0Zn-2.5Mg-1.2Cu-0.20Sc-0.15Zr三种合金,采用金相显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜,研究了三种合金铸态及不同热处理状态下的显微组织,测试了不同热处理状态下合金的力学性能。结果表明,Sc含量增加可以提高Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金的抗拉强度和伸长率,Al-9.0Zn-2.5Mg-1.2Cu-0.15Zr-0.20Sc经固溶和T6处理后,抗拉强度达到774.6 MPa,伸长率为8.3%。其作用机理主要为Sc含量增加,使合金中Al(3 Sc,Zr)引起的细晶强化、亚结构强化和弥散强化更进一步加强。     

Al-5．8Mg—Mn-Sc—Zr合金的再结晶行为

采用活性熔剂保护熔炼,水冷铜模激冷铸造技术制备了Al-5.8Mg-0.4Mn-0.25Sc-0.1Zr（质量分数,%）合金板材。通过显微硬度测试、光学显微镜和透射电镜观察等分析手段研究了该合金的再结晶温度和再结晶形核机制。结果表明：通过添加微量的Sc和Zr元素使Al-Mg-Mn合金的抗再结晶能力得到显著提高,即添加了Sc和Zr的Al-Mg-Mn合金再结晶温度（450℃）比没有添加的合金（150℃）的高。Al-Mg-Mn-Sc-Zr合金的再结晶温度较高的主要原因是细小、弥散的Al 3（Sc,Zr）粒子对位错和亚晶界的钉扎作用。合金的再结晶形核机制为亚晶合并和亚晶长大的双重机制。     

Al-9.0Zn-2.5Mg-1.2Cu-0.12Sc-0.15Zr合金的组织和性能

通过金相、扫描电镜、透射电镜和X射线衍射仪以及拉伸性能和电导率测试,研究Al-9.0Zn-2.5Mg-1.2Cu-0.12Sc-0.15Zr合金的组织性能。研究结果表明：含0.12%Sc的7000系铝合金铸态组织为细小的等轴晶;合金经强化固溶和T6处理后,抗拉强度σb达829.4MPa,伸长率δ为5.7%;合金经一般固溶及RRA处理后,σb为733.4MPa,δ为5.4%,电导率为37.6%。合金强化机理主要为Al3（Sc,Zr）引起的细晶强化、亚结构强化和沉淀强化。     

Al-9.0Zn-2.5Mg-2.5Cu-0.15Zr-0.2Sc合金中Al3(Sc,Zr)粒子的析出行为

采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜和能谱分析,研究了Al-9.0Zn-2.5Mg-2.5Cu-0.15Zr-0.2Sc合金中Al3(Sc,Zr)粒子的形貌及其细化合金铸态组织、提高合金性能的机理.从熔体中析出的一次Al3(Sc,Zr)粒子是α(Al)固溶体的有效形核剂,该粒子以亚稳的Ll2型Al3Zr为核心,形成富钪与富锆Al3(Sc,Zr)层相间排列的多层复合结构;铸态合金退火后,α(Al)基体内析出二次Al3(Sc,Zr)粒子,经450℃×3 2h退火,二次Al3(Sc,Zr)粒子尺寸为16 ～ 23 nm,与α(Al)基体完全共格,该粒子钉扎位错和亚晶界,阻碍合金再结晶过程,提高合金再结晶温度;合金经RRA处理后,抗拉强度、伸长率和电导率分别为:667.5 MPa、7.5％和37.8％ IACS,具有良好的综合性能.     

高强阻尼铝合金轧制板材的组织与性能

采用气体雾化/粉末冶金（RS P/M）工艺研制Al-9.0Zn-2.5Mg-2.0Cu-0.1Ni-0.1Zr/Zn-30%Al（LZ7）高强阻尼铝合金,经挤压、轧制成5.0 mm板材。详细观察LZ7板材轧制和双重时效（T7态）两种状态下的组织,并测试了T7态室温拉伸性能和阻尼性能。结果发现：采用快速凝固气体雾化制备的LZ7合金主要强化相有η′相和η相;LZ7金属基复合材料具有较好的阻尼性能,室温-250℃,LZ7合金的阻尼性能为6.0×10-3-24.52×10-3;室温下：0σ.2〉465 MPa,σb〉490 MPa,5δ〉6.0%。     

Effect of minor Sc and Zr on microstructure and mechanical properties of Al-Zn-Mg-Cu alloy

1 Introduction The microstructure and properties of aluminium alloys are strongly affected by adding small quantities of scandium. Minor Sc may improve the temperature of recrystallization and fracture toughness, decrease the sensitivity of stress corrosi…     

Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Sc合金铸态Al3(Sc，Zr)相形貌的研究

采用金相显微镜、扫描电镜和能谱分析,研究Sc细化Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金铸态组织的机制和一次Al3(Sc,Zr)粒子的形貌特征。结果表明:从熔体中析出的Al3(Sc,Zr)一次粒子是α(Al)固溶体的有效形核剂,该粒子以亚稳的L12型Al3Zr为核心,形成富钪与富锆Al3(Sc,Zr)层相间排列的多层复合结构。在Al-9.0Zn-2.5Mg-2.5Cu-0.15Zr合金中添加0.20%～0.60%(质量分数)的钪,合金的铸态组织由粗大的树枝晶变为等轴晶,随着钪含量的增加,合金铸态组织得到进一步细化。     

微量Sc和Zr对Al-Mg-Mn合金组织与力学性能的影响

采用活性熔剂保护熔炼、水冷铜模激冷铸造制备Al-5.8Mg-0.4Mn和Al-5.8Mg-0.4Mn-0.25Sc-0.1Zr(质量分数,%)两种合金铸锭。合金铸锭经热轧中间退火冷轧成2 mm薄板;研究稳定化退火及微量Sc和Zr对Al-Mg-Mn合金组织与性能的影响。结果表明:在Al-Mg-Mn合金中加入微量Sc和Zr后形成大量弥散的Al3(Sc,Zr)粒子,这些粒子对位错和亚晶界具有强烈的钉扎作用,能明显提高合金的抗再结晶能力和室温力学性能;Al-Mg-Mn-Sc-Zr合金板材经300℃退火1 h后可获得最佳综合力学性能,其σb、σ0.2与δ分别为436 MPa、327 MPa和16.7%。     

Ageing characteristics and microstructure of Al-4Mg-1.5Cu alloys containing silver and lithium

1　INTRODUCTIONTheroleoftraceelementsonageingofAlalloyshasbeenextensivelystudiedandhasbeenrecentlyre viewedbyPolmear ,RingerandPrabhuetal[14 ] .Itwasfoundthatthesmalladditionofsilvercanstimu lateenhancedagehardeningincertainAl Cu Mgal loys,andthiseffectisevidentforawiderangeofcompositionsselectedinthe (α +θ) ,(α +S)and (α+S +T ) phasefieldsoftheternary phasedia gram[57] .TheadditionofAgtoAl Cu MgalloyswithhighCutoMgratiosstimulatestheformationofanhexagonal shaped precipitate pha…