Zn/Mg比对Al-Zn-Mg合金时效析出惯序的影响

采用硬度测试研究了Al6.2Zn2.3Mg和Al5.0Zn3.0Mg合金470℃固溶2 h,再经120℃时效后的时效硬化行为。计算了Al6.2Zn2.3Mg和Al5.0Zn3.0Mg合金基体的价电子结构,研究了固溶及时效初期基体中原子团簇形成的微观机制,进而分析了Zn/Mg比对Al-Zn-Mg合金时效析出惯序的影响。研究表明:Al6.2Zn2.3Mg合金时效硬化行为表现出双峰特征的原因在于时效初期优先形成的a-Al-Zn-Mg固溶体只为η析出序列起始相GP区的形成提供了条件;而Al5.0Zn3.0Mg合金时效硬化行为不具有双峰特征的原因在于时效初期形成的a-Al-Zn-Mg和a-Al-Mg-Zn-Mg-Al 2种固溶体分别为η和T析出序列起始相GP区的形成提供了条件,因而合金时效时同时启动了时效进程、强化相析出及转变时间和强化作用不同的2个析出序列。     

Al-Mg-Si合金中针棒状析出相时效析出动力学及强化模拟研究

通过与计算相图数据库相耦合,建立了Al-Mg-Si三元合金体系中针棒状析出相时效析出动力学和时效强化模型,考虑了析出相形貌对形核、生长、粗化以及强化效果的影响.通过该模型可以获得不同时效工艺下析出相微观组织特征参数的变化及对应的屈服强度变化.利用该模型模拟了Al-Mg-Si合金在不同时效工艺条件下的时效析出过程和屈服强度变化,并与实验结果及Lifshitz-Slyozov-Wanger粗化模型计算结果进行了对比.基于模型研究并分析了析出相长径比、界面能、合金元素含量以及析出相成分对Al-Mg-Si合金时效析出动力学和强化效果的影响.结果表明:不同的界面能和长径比会影响形核密度和析出相尺寸,进而影响合金的屈服强度.增加基体中Mg含量可以促进时效析出,提高合金屈服强度,而基体中Si含量的增加对合金屈服强度并不产生明显影响.     

AA 7055铝合金时效析出强化模型

利用小角度X射线散射技术获得的系列定量信息,综合运用时效析出动力学理论和析出相切过、绕过强化机制,研究了AA 7055铝合金在120和160℃时效过程中的屈服强度演变模型。结果表明,在时效早期盘状析出相的盘面半径和半厚度均与t^1/2(t为时效时间)成线性关系;在时效后期,析出相尺寸则与t^1/3成线性关系。时效过程中析出相体积分数与t的变化关系遵循JMA (Johnson-Mehl-Avrami)型表达式。综合考虑了GPI区和η’相2类析出相对合金强度的贡献,并且分别考察了这2类析出相的模量强化机制和共格应变强化机制,最终建立了AA 7055铝合金在120和160℃时效过程中的屈服强度变化模型,确定了该合金时效过程中析出相与屈服强度之间的定量关系。     

Zn/Mg对Al-Zn-Mg合金时效析出惯序的影响

制备了Al6.2Zn2.3Mg和Al5.0Zn3.0Mg两种合金并进行了固溶时效处理,基于EET理论,计算了合金基体固溶体的价电子结构,研究了Zn/Mg对合金时效析出行为的影响。研究认为：Al6.2Zn2.3Mg合金固溶时优先形成的a-Al-Zn-Mg固溶体为η相析出序列GP区的形成提供了条件,合金只启动η相析出序列,故时效硬化行为表现出明显的双峰特征;而Al5.0Zn3.0Mg合金固溶时形成的a-Al-Zn-Mg和a-Al-Mg-Zn-Mg-Al两种固溶体分别为η相和T相析出序列GP区的形成提供了条件,合金时效时同时启动了时效进程不同、强化相析出与转变时间及其强化作用不同的η相和T相两个析出序列,故Al5.0Zn3.0Mg合金时效硬化双峰特征不明显。     

Al-Cu-Mg-Ag合金峰时效前微观组织演变及屈服强度数值模拟

求解了高Cu/Mg比的Al-Cu-Mg-Ag合金峰值时效前微观结构演变及时效强化的预测模型。首先,建立影响Mg与Mg-Ag原子簇对W相析出过程中消耗Cu原子定量关系的关键参数表达式,即W析出相与基体的界面能模型。在假设合金为伪二元的前提下,基于热动力学模型和经典的形核、长大理论,建立了Al-Cu-Mg-Ag合金中Cu溶质原子在两种强化相中的定量分配模型,它可以预测两种强化粒子的半径和析出密度、溶质浓度随温度和时间的演变。最后求解了基于Orowan方程的强化模型。模型预测与实验结果吻合较好,证明了模型的可靠性     

含Er和Zr元素的Al-Mg-Si合金板材时效析出与强化行为

通过研究热处理工艺对Al-Mg-Si-Zr-Er合金组织与性能的影响,确定了合金板材的峰时效热处理工艺,探讨了合金的析出与强化行为。研究结果表明:540℃固溶1 h后,合金板材的析出相得到充分溶解,再结晶组织也未发生明显粗化;时效时,合金的析出相主要为Mg2Si、Al Cu Mg Si(Q相)和Cu Al2等;Er和Zr元素的加入促进了β″相析出,并使β″相变得更为细小弥散,从而缩短了时效时间,提高时效强化效果;合金的峰时效工艺为540℃固溶1 h,180℃时效5 h;合金的时效强化是位错切过机制和绕过机制的综合作用;合金的较高强度源于合金凝固组织细化、Al3(Er,Zr)粒子的弥散强化以及Er和Zr元素的加入促进β″相析出细化等共同作用的结果。     

Al−Li−S4合金多相析出和多阶段蠕变时效行为的统一本构模型

提出统一的本构模型,以预测最近观察到的Al?Li?S4合金的"多阶段"蠕变行为.通过X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM),详细表征蠕变时效过程中与合金的屈服强度和蠕变变形相关的微观结构变量,包括位错和多种析出相.对于合金的屈服强度,该模型基于强化机制考虑多相强化行为,包括可剪切的T1析出相强化,不可剪切的T1...     

高强度铸造Al-Si-Cu-Mg合金时效特性的研究

研究了354合金的时效强化行为。试验结果表明，随着时效温度的升高，时效硬化速率增如而时效硬化能力降低。同时发现，在一定温度以上时效，其硬化曲线上出现了两个硬化峰，并且第一个峰值大于第二个峰值。透射电镜试验分析证实，时效硬化的“双峰”现象与时效析出相约析出序列有关，第一个硬化峰主要是由GP区(主要为GPⅡ区)的强化引起的，而第二个时效硬化峰则主要是由亚稳相θ'(Al2Cu)和β'(Mg2Si)的强化效果造成的，同时孕育期较长的S’(Al2CuMg)相的析出也可能是引起第二个峰值的一个重要原因。     

Ag，Mg合金化对Al-Cu-Li合金时效特性和显微组织的影响

通过力学性能测试和显微组织观察研究微量Ag和Mg对Al-3.5 Cu-1.0Li合金时效特性和显微组织的影响.结果表明:在175℃时效时,单独加Ag不影响合金的时效硬化效果,析出物形貌与Al-Cu-Li合金相似,峰值时效状态下均析出较粗大的T1相和θ'相;单独加Mg加快Al-Cu-Li合金的时效响应,提高合金的时效硬化效果,时效时析出GP区,θ'相和T1相;Ag和Mg同时添加的2050合金中,T1相的析出速度加快,析出密度增大,并以T1相为主要强化相,时效强化效果最大.Ag,Mg添加对合金的不同影响可通过溶质原子与空位、溶质原子与溶质原子之间的相互作用来解释.     

Al-Zn-Mg合金应力腐蚀断裂的研究进展

Al-Zn-Mg合金的应力腐蚀断裂成为其进一步应用的瓶颈问题。对近年来国内外Al-Zn-Mg合金应力腐蚀断裂的研究进展进行了概括,阐述了主要合金元素和微量元素对合金应力腐蚀断裂的影响,重点分析了高温预析出处理、单级时效、双级时效、三级时效等热处理对析出相和合金应力腐蚀敏感性的作用规律。针对Al-Zn-Mg合金应力腐蚀断裂研究目前存在的问题,提出了未来的研究方向。     

协同Orowan绕过和攀移机制的镍基高温合金蠕变新模型（英文）

提出一种用于准确便捷预测析出相增强镍基高温合金稳态蠕变速率的蠕变新模型。基于析出相的空间分布,采用概率依赖的方法将位错-析出相交互作用中Orowan绕过和位错攀移机制的协同模式耦合到新的蠕变模型中。结果表明,新模型预测的稳态蠕变速率与实验数据吻合很好。此外,当前模型不再依赖于可调参数;同时,确定了阈值应力与温度的定量关系。这项工作为蠕变变形过程中位错-析出相交互作用提供新思路,并为设计具有更优异蠕变性能的析出强化合金提供有效模型。     

时效及冷变形对Cu-5.2Ni-1.2Si合金组织和性能的影响

利用力学性能、电学性能测量、金相、电镜观察及电子衍射分析研究了时效及冷变形对Cu-5.2Ni-1.2Si合金硬度和电导率的影响规律.结果表明:时效前的冷变形可以加速时效析出过程,在时效初期尤为明显;Cu-5.2Ni-1.2Si合金冷轧80%在450℃时效15 min,其硬度可以达到3.02 GPa,其相对电导率达到53.8%IACS.合金的强化机制为Orowan位错绕过机制:合金的导电率与析出相的体积分数之间存在线性关系.     

铝合金时效析出动力学及强化模型

研究铝合金热处理过程中微观组织与性能的演变规律,并建立能应用于工业生产的定量预测模型具有重要学术和工程应用价值。综合近年来关于铝合金时效过程中析出相演变和析出强化的模型及模拟的研究,分析和讨论以下几个方面的内容：模拟铝合金时效过程中析出相演变与析出强化的不同方法;铝合金时效过程中析出相微观组织的演变模型,包括形核、长大与粗化阶段,重点总结预测微观组织演变的计算方法;铝合金的强度影响因素及不同形貌析出相的强化模型;各种模型的应用和它们的优缺点以及未来可能的研究方向。     

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。     

Ti600高温钛合金中析出物与蠕变性能的关系

根据Ti600合金中析出物的特点,设计5种热处理工艺,研究不同热处理工艺下合金的蠕变性能。结果表明:Ti600合金经1060℃固溶处理后,随着时效时间的延长,蠕变过程中动态析出效应逐渐减弱,合金对应的抗蠕变性能增强。在时效过程中,当有α2相形成时,合金具有最强的蠕变强化效应。Si元素无论是以固溶状态还是以析出状态存在,都具有蠕变强化作用,但固溶状态的强化效果优于析出状态的。固溶后时效时间的不同表明Ti600合金存在不同程度的蠕变动态析出强化效应,但是这种强化效应也伴随着析出物形成过程的扩散效应,这种扩散效应抵消了动态析出的强化效果。因此,为了强化蠕变性能,合金应该在充分时效的情况下使用。     

室温停放时间对Al-Zn-Mg合金组织与性能的影响EI北大核心CSCD

采用显微硬度测试、室温拉伸试验,电导率测试和透射电镜等方法,对不同室温停放时间经过人工时效后的Al-Zn-Mg合金的力学性能、电导率和透射微观组织进行研究。结果表明:Al-Zn-Mg铝合金不经过室温停放时性能最优,强度、伸长率和硬度可以达到502.71 MPa、10.20%和173.20 HV;不同的室温停放时间Al-Zn-Mg合金的晶内析出相尺寸、数量以及晶界析出形貌和无沉淀析出带(PFZ)的宽度不同,室温停放3~6 h合金的综合性能优良,强度均能达到450 MPa以上,晶内析出相为亚稳相η′和平衡相η,晶界分布着断续的平衡相,PFZ宽度约为40~50 nm;室温停放的时间会影响后续人工时效GP区的形核。     

可热处理铸造Al-Si系合金时效行为研究

研究了可热处理铸造Al-Si系合金的时效行为。发现合金的时效硬化曲线表现出不同的单、双峰硬化特征。透射电镜(TEM)、高分辨电镜(HRTEM)观察和差示扫描量热仪(DSC)分析证实，时效硬化的单、双峰现象与合金的时效析出序列密切相关，AlSiMg合金的GPⅡ区和亚稳定相的形成部分重叠交叉进行，造成了时效曲线上的硬度平台；在AlSiCu合金的时效过程中，GP区向亚稳定相的直接转变，造成了时效曲线上的单硬度峰。而A354和AlSiCuMg合金中GPⅡ区向亚稳相的转变有明显的时间间隔，使合金时效硬化曲线出现了双硬度峰现象。     

Al—Yb合金的析出强化行为

研究了稀二元Al一Yb合金在不同时效温度下的析出强化行为。结果表明,在时效过程中析出了细小、弥散的L12结构Al3Yb相,时效析出所能达到的峰值硬度为400～416MPa,各温度的峰值硬度比较接近。L12结构的Al3Yb析出相的粗化动力学遵循LSW理论,表明粗化由溶质原子扩散控制。当Al3Yb析出相的半径小于11nm时其与基体保持共格关系,大于11nm时开始出现半共格现象。当析出相的半径小于2nm时,时效强化的机理是位错切割机制,大于2nm时则主要为位错绕过的Orowan机制。     

Al-Si-(Cu,Mg)合金时效析出相分析

测定了Al-7Si-0.3Mg和Al-4.5Cu合金的时效硬化曲线,结合DSC分析、TEM分析和金相组织分析,研究了两种合金的时效析出过程.结果表明:两种合金的时效硬化曲线均出现了“双峰”现象,第二个峰稍大于第一个峰.两种合金首先发生过饱和固溶体向GP区转化,然后发生GP区向θ(Al2Cu)转化或者是GP区向β(Mg2Si)转化的过程.Al-7Si-0.3Mg合金在时效4h后的析出相是Mg2Si,Al-4.5Cu合金时效析出相是Al2Cu相.     

Al-Cu-Mg合金单晶应力时效析出相取向分布效应

基于实验室自制的Al-1.2Cu-0.5Mg合金单晶材料,开展了不同应力水平下的应力时效试验和相应的透射电镜组织分析(TEM),并结合3种不同理论模型模拟研究了Al-1.2Cu-0.5Mg单晶经压缩应力时效和人工时效后析出相的分布规律与析出相取向分布作用机制。结果表明:在压应力作用下,Al-1.2Cu-0.5Mg合金单晶的时效析出相出现了显著的取向分布规律,且具有不同晶体取向的单晶在同样的压应力作用下时效后析出相分布取向程度差别明显;3种理论模型中,同时考虑应力与位错耦合作用的模型预测结果与实测结果相符,证明析出相的取向效应既有析出相-应力弹性交互作用促进机制,也有促进析出相均匀形核的位错抑制机制。