不同厚度7050铝合金板材的组织与性能

利用光学显微镜、扫描电镜、室温拉伸和紧凑拉伸试验对4种不同厚度的7050铝合金板材的显微组织、拉伸性能和断裂韧性进行分析。结果表明:7050合金板材中粗大第二相主要为Al_7Cu_2Fe相和Al_2CuMg相,晶粒组织为不完全再结晶组织;从表层到心部第二相粒子数量增加,尺寸增大,分布变集中,再结晶比例逐渐降低;板材厚度增加,第二相粒子数量增加,尺寸增大,再结晶比例降低,但再结晶晶粒和亚晶尺寸逐渐增大。因此,厚度方向表层到心部,板材的强度和断裂韧性逐渐降低。此外,强度和断裂韧性具有一定的各向异性,同一厚度处L向的强度高于LT向和ST向,L-T向的断裂韧性大于T-L和S-L向。板材厚度增加,强度和断裂韧性降低,并且不同方向的性能差异增大。因此,板材厚度越大,越不利于获得均匀的组织和性能。     

7050铝合金厚板织构、拉伸性能及断裂韧性的不均匀性

采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、常温拉伸和紧凑拉伸实验,对120mm厚的7050铝合金板材的织构分布、拉伸性能及断裂韧性进行分析。结果表明:沿板材厚度方向,合金的组织、织构、强度及断裂韧性呈不均匀分布;在同一厚度处,合金的强度和断裂韧性具有明显的各向异性;由板材表层到中心,粗大第二相及再结晶晶粒尺寸逐渐增大;板材表层的织构主要由剪切织构{111}110和立方织构Cube{001}100组成,中心主要由β取向轧制织构和少量立方织构组成,1/4厚度处是过渡层;由板材表层到中心,轧向及长横向强度呈不均匀变化,板材中心处强度比表层的小;板材同一厚度处,强度和断裂韧性具有明显的各向异性,轧向强度大于长横向和短横向强度,L-T取向的断裂韧性大于T-L取向和S-L取向的断裂韧性;L-T取向的断裂方式主要是穿晶断裂,S-L取向的断裂方式以沿晶断裂为主,T-L取向是混合型断裂,其穿晶断裂比例比L-T取向的穿晶断裂比例小,沿晶断裂比例比S-L取向的沿晶断裂比例小。     

汽车用6061铝合金板轧制变形组织及力学性能分析

通过显微组织观察、拉伸性能测试、应力分布分析研究了6061铝合金板材在厚度上显微组织、织构及其力学性能的关系。结果表明:在板材厚度上形成不均匀组织,表层存在许多亚晶;在1/4层形成大尺寸再结晶晶粒;中心层晶粒数量显著增加。从板材的表层到中心层,屈服强度与抗拉强度先减小后增大,并且在1/4层位置达到最小。从心部到表层,轧制织构比例不断减小,剪切织构在1/4层最高,厚板中心层再结晶织构很低。第1道次轧制在5s时被咬入轧辊,此时每层都受到正剪切应力,同时1/4层受到的剪切应力高于表层;当轧制道次增加后,板材厚度降低,每层剪切应力都发生小幅变化。     

预拉伸对7050铝合金断裂韧性的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、常温拉伸及断裂韧性实验,研究预拉伸对7050铝合金板材力学性能和断裂韧性的影响。结果表明:预拉伸引入大量位错,时效过程中可以成为粗大平衡相η相的有利形核点;随着预拉伸变形量的增大,η相的尺寸增加,板材的强度降低;晶界析出相间距增大,呈不连续分布,晶内晶界之间的强度差减小,板材具有更高的变形抗力,断裂韧性提高;预拉伸变形量增大导致晶界沉淀相粗化,无沉淀析出带变宽,变形过程中容易产生应力集中,对韧性不利;综合组织结构的正负面影响,随着预拉伸变形量的增大,板材的断裂韧性逐渐增大。     

喷射沉积2195铝锂合金轧制板材晶粒组织及性能控制研究

研究了喷射沉积制备2195铝锂合金锭坯挤压板坯经不同终轧温度热轧至6mm厚度板材,以及经不同中间退火后再冷轧至6mm厚度板材固溶后的晶粒组织。结果表明,终轧温度290℃时,热轧板固溶后表层为粗大再结晶晶粒,而中心层为细长纤维状晶粒;终轧温度降低至220℃时,虽然表层再结晶晶粒尺寸减小,但中心层转变为尺寸粗大的长条状再结晶晶粒。板材中尺寸1μm以上的富Cu第二相粒子数量随中间退火(空冷)温度的增加(从330℃提高至450℃)而增加;冷轧固溶后表层等轴状再结晶晶粒尺寸增加,而中心层晶粒逐渐由粗大长条状再结晶晶粒转变为细小等轴状再结晶晶粒。适当温度中间退火、随炉冷却并冷轧、固溶后表层和中心层全部为细小等轴状再结晶晶粒。优化中间退火后的冷轧板材T8时效态强度最高,而终轧温度220℃的热轧板材T8时效态强度最低。     

2519A-T87铝合金厚板组织和性能不均匀性研究

采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、室温拉伸测试、硬度测试等手段,研究了51 mm厚的2519A-T87铝合金板材不同厚度层的微观组织与力学性能.结果表明:沿板材厚度方向,合金的组织和强度呈不均匀分布.从表层到中间层,晶粒的纵横比增加;合金中第二相沿轧向呈链状分布,表层第二相尺寸均匀、细小,从表层到中间层,第二相尺寸逐...     

微量Sc对Al-8.0Zn-1.6Mg-1.7Cu合金厚板组织与性能不均匀性的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、常温拉伸和电子背散射衍射技术等研究了Al-Zn-Mg-Cu-Sc厚板(35 mm)组织与性能沿厚度方向的变化规律。结果表明:板材表层抗拉强度与心部相差2.5%,力学性能分布较均匀;板材表层与心部的再结晶存在显著的差异,表层再结晶比例达65%,心部仅为4.1%;板材的抗剥落腐蚀能力存在不均匀性,表层的抗剥落腐蚀能力小于心部。     

Ti80合金中厚板沿厚度方向组织与性能的不均匀分布

研究了Ti80合金中厚板沿厚度方向组织与性能分布的不均匀性。结果表明,热轧态Ti80合金中厚板表层晶粒被充分拉长破碎,且越靠近中心,晶粒破碎程度越低,等轴α晶粒越多。退火后板材表层具有较多的等轴α以及晶界α相,α片层组织比例较小,随着厚度加深,等轴α以及晶界α相数量逐渐减少,α片层比例明显增加,并在中心层达到最大。退火后Ti80合金中厚板表层与心部性能差异明显,表层强度及伸长率都要高于中心层,而中心层冲击性能要明显优于表层。     

多级强化固溶处理对7050铝合金厚板强度和断裂韧性的影响

采用光学金相、示差扫描量热分析、扫描电镜、室温拉伸及断裂韧性实验,研究多级固溶处理对7050铝合金强度和断裂韧性的影响。结果表明:7050铝合金厚板经多级强化固溶后,随最后一级温度的增加,可溶性粗大第二相减少,其强度和断裂韧性增加,当最后一级温度为493℃时,合金的断裂韧性和强度达到峰值,其断裂韧性(KIC)、屈服强度(σ0.2)和抗拉强度(σb)分别为37.4 MPa.m1/2、500.6 MPa和534.0 MPa;当最后一级温度超过493℃时,由于再结晶分数急剧增加、晶粒快速长大,断裂韧性和强度又逐渐降低;当多级固溶最后一级的温度和时间与单级固溶一致时,经多级强化固溶后的7050铝合金具有比单级固溶时更高的断裂韧性和强度。     

Mn含量对Al-Mg合金板材组织与性能的影响

通过拉伸试验和扫描电镜/能谱以及金相分析,研究了Mn含量对Al-Mg合金均匀化组织、退火后的力学性能及显微组织的影响。研究表明,两种成分合金均匀化组织中弥散相多为近等轴状粒子,尺寸约1μm,低Mn含量合金均匀化组织中弥散相数量少于高Mn合金均匀化组织中的弥散相;经480℃×10 s退火后高Mn含量和低Mn含量合金屈服强度分别为113 MPa和84 MPa,断后伸长率分别为23%和26%,退火再结晶平均晶粒大小分别为17μm和27μm。提高合金中Mn含量,板材强度增大,伸长率降低,退火再结晶晶粒尺寸减小;延长退火保温时间,两种合金屈服强度都有所降低,合金显微组织再结晶晶粒随着退火保温时间延长逐渐增大,伸长率逐渐增加。     

TA32钛合金厚板的微观组织、织构与力学性能

采用OM、SEM、XRD和EBSD等手段测试表征了60 mm厚TA32钛合金宽幅厚板的显微组织、织构和力学性能。结果表明,TA32钛合金厚板厚度横截面由变形的片层α相和少量残留的β相组成,从表层到中心位置的RD-ND (R面)和TD-ND (T面)组织差异均不明显,但可观察到明显的轧制流线。板材中α相存在直条状和波浪状2种不同的形貌,这主要与它们的晶体取向有关。板材织构类型为典型的T型织构,从厚度横截面的表层到中心部位,显微组织中α相的c轴0001逐渐偏离板材TD方向,导致Schmidt因子逐渐增加,是导致从表层到中心位置的拉伸强度逐渐降低的主要原因之一;另外,晶内亚结构比例逐渐降低是导致拉伸强度逐渐降低的另一个重要因素。板材厚度横截面上相同位置的RD和TD方向拉伸性能差异不明显,但沿厚度方向(ND)的拉伸强度和塑性较低。在显微组织无明显差异的条件下,织构是影响TA32钛合金厚板不同位置拉伸强度的主要因素;经双重退火热处理后,显微组织形态差异是影响拉伸强度的主要因素。     

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。     

7050铝合金热变形程度对再结晶及其性能的影响

7050铝合金热变形过程中变形程度对再结晶有重要的影响,而其各项性能与再结晶程度有关。厚度为40 mm的7050铝合金板材在410℃,以1 mm·s~(-1)的速度分别压至25,20,15和10 mm。不同热变形程度的试样固溶、时效后,观察其金相组织、透射形貌,检测其硬度、电导率、室温拉伸、疲劳及晶间腐蚀性能等。实验结果表明,7050铝合金随着热压过程中变形程度的增加,再结晶程度逐渐上升。变形程度的增加使得再结晶晶粒增多,从而7050铝合金各项力学性能得到显著地提高,其中维氏硬度提高26 HV,屈服强度及抗拉强度分别提高36和51 MPa,疲劳断裂循环次数提高376万次,但抗腐蚀性能稍有下降。     

退火工艺对AA3003铝合金累积叠轧板材组织性能的影响

采用了金相、电子背散射衍射(EBSD)、硬度、拉伸、杯突等试验手段研究了累积叠轧AA3003铝合金板材退火处理后的微观组织和性能。结果表明,叠轧板材在退火过程中晶粒等轴化,叠轧道次越高,退火后晶粒越细小,且退火能促使叠轧板材界面的焊合。叠轧4道次的板材随着退火温度的提高,逐渐发生再结晶和晶粒长大,强度和硬度性能逐渐降低并趋于平稳,塑性和成形性能则逐渐改善。叠轧4道次的板材再结晶完成温度约为346℃,温度低于350℃时,厚向晶粒尺寸比较均匀,但表面层和中心层织构存在明显差异;温度达到450℃时,表面层的晶粒尺寸要明显大于中心层,厚度方向组织不均匀性加大,但其织构趋于一致。     

7050铝合金热锻速度对再结晶及其性能的影响

对7050铝合金板材410℃、压下率62.5%时,分别在10、1、0.1、0.01 mm/s锻压速度下进行了等温热压。观察了不同锻压速度热压后的合金金相组织和透射电镜组织,检测了硬度、导电率、室温拉伸、疲劳性能及晶间腐蚀性能。结果表明:7050铝合金随着热锻速度的下降,再结晶程度逐渐增加,再结晶晶粒一定程度长大。热锻速度下降使得7050铝合金的细小再结晶晶粒增加,各项力学性能显著提高,其中维氏硬度提高29HV,屈服强度及抗拉强度分别提高32、34 MPa,疲劳断裂循环次数提高233×10~4次,但抗腐蚀性能稍有下降。     

Mg-3.52Sn-3.32Al合金轧制板材的组织和力学性能

采用同步轧制工艺对Mg-3.52Sn-3.32Al合金挤压板材在603 K进行了小变形轧制实验,用XRD、OM、SEM和TEM分析了挤压板材和轧制板材的相组成和微观组织,并测试了室温拉伸性能。结果表明:热轧后,合金板材的相组成未发生变化,仍由α-Mg基体、颗粒Mg2Sn相和块状Mg17Al12相组成。但第二相大量析出,且发生明显的动态再结晶,晶粒尺寸为5～10μm。在细晶强化、加工硬化和第二相强化的共同作用下,轧制板材的综合拉伸力学性能显著提高,抗拉强度和屈服强度分别由挤压板材的270、193 MPa提高至332、297 MPa,提高幅度分别为23%和54%。此时,伸长率为5.0%。     

高强度海工钢特厚板差温轧制工艺

针对特厚板轧制后组织和变形分布不均匀问题，研究了差温轧制工艺对高强度海工钢特厚板变形和组织的影响规律。基于修正后的Gleeble热压缩试验数据构建了海工钢的材料模型，并对有限元软件进行了二次开发。采用冷却和轧制耦合的方法对差温轧制过程进行了模拟，研究了压下率和换热系数对特厚板厚度方向变形行为与动态再结晶晶粒尺寸的影响，并与传统等温轧制进行了对比。结果表明，随着换热系数的增大，钢板厚度方向的温度梯度逐渐增大，表层的等效应变逐渐减小，心部的等效应变逐渐增大，厚度方向的变形更加均匀。压下率越大，差温轧制对促进心部变形的效果越显著。差温轧制能够显著细化动态再结晶晶粒尺寸，换热系数越大，钢板整体的平均动态再结晶晶粒尺寸越小。     

DZ417G镍基定向凝固高温合金的再结晶

研究了喷砂和机加工后DZ417G合金在热处理过程中的组织演化及其对拉伸、持久性能的影响.结果表明:喷砂和机加工后,DZ417G合金样品热处理后表面发生了再结晶.扫描电镜观察发现固溶处理样品中的再结晶晶粒呈等轴晶晶粒,而在时效处理后再结晶晶粒呈胞状形式生长.表层再结晶使室温拉伸强度有一定程度的降低,对高温拉伸强度影响不大.表面再结晶厚度在持久过程中增加.表层等轴晶再结晶组织使持久性能降低,二次胞状再结晶组织将导致持久性能的进一步降低.     

6016铝合金包边开裂组织性能研究

针对6016铝合金板材在实际生产中出现的包边开裂问题,采用金相显微镜、扫描电镜对包边开裂过程中的组织演变进行了分析,探究了包边产生开裂的原因.结果表明:在未变形区域,晶粒均为再结晶晶粒,其中,表面晶粒分布较为均匀,横、纵截面表层晶粒尺寸较心部晶粒大,且存在异常长大的晶粒,对包边性能会产生不利的影响;在包边开裂处,外拉伸...     

热处理对Ti-6Al-7Nb合金组织和性能的影响

研究了退火、固溶和固溶时效热处理制度对工业生产中Ti6Al7Nb小规格棒材组织和性能的影响。结果表明,随着退火温度的提高,初生α相尺寸增大且比例减少,拉伸强度和塑性大致分别呈现增加和降低的趋势;随着固溶温度提高,晶粒尺寸越大,合金强度增大而塑性有所下降,时效处理提高了合金的弹性模量。