时效态Al-4.5Cu-0.6Mg(-0.3Si)合金的组织与力学性能

通过硬度和拉伸性能测试以及扫描电镜和透射电镜观察,研究了Al-4.5Cu-0.6Mg和Al-4.5Cu-0.6Mg-0.3Si合金在180℃下进行不同保温时间(6、10、14和18 h)的时效处理及元素Si对力学性能的影响。结果表明:随时效时间的延长,Al-4.5Cu-0.6Mg(-0.3Si)合金的硬度和强度先增大后减小,断裂伸长率明显降低;Si元素的添加使Al-4.5Cu-0.6Mg合金的硬度、强度、断裂伸长率均有明显提高,但延迟了Al-4.5Cu-0.6Mg合金达到峰时效的时间。利用SEM对Al-4.5Cu-0.6Mg(-0.3Si)合金拉伸断口形貌进行的观察表明:加入0.3%的Si元素后,Al-4.5Cu-0.6Mg合金的断裂特征由韧脆混合断裂变为韧性断裂。     

人工时效与自然时效对Al-7Si-0.6Mg铝合金组织与力学性能的影响

研究了人工与自然双重阶段时效对铸造Al-7Si-0.6Mg合金的力学性能影响.试验结果表明:A1-7Si-0.6Mg合金经535℃×10h(固溶)+水淬+165℃×1 h(人工时效)+24h(自然时效)+165℃×5 h(人工时效)热处理工艺后,其抗拉强度321MPa、伸长率12％,相对T6热处理工艺试样其抗拉强度及伸长率分别提高了7.7％和140％;其室温拉伸断口中存在大量的等轴韧窝,尺寸细小且分布均匀,属于韧性断裂方式;人工与自然双重阶段时效对A1-7Si-0.6Mg力学性能提高的机制主要是共晶硅的球粒化与分布、Mg2Si沉淀强化、析出相Si相与位错间的交互作用.     

Al-3.5Cu-7Si合金拉伸断裂行为研究

观察了Al—3．5Cu-7Si合金拉伸断裂试样横截面的断裂路径，并结合力学性能试验对该合金的断裂行为进行了研究，总结了该合金中各种相的数量及形态对力学性能的影响。结果表明，除了高铸造气孔率明显降低该合金力学性能外，针状的硅相及由杂质铁产生的针状铁相(FeSiAl5)是导致Al-3．5Cu-7Si合金力学性能下降的主要因素：固溶处理温度偏高造成的局部熔化微区会严重损害其力学性能，而少量未溶解块状θ相(CuAl2)对其力学性能无显著影响。     

Al-5.2Cu-0.4Mg-1.02Ag合金的时效析出行为研究

研究了Al-5.2Cu-0.4Mg-1.02Ag合金在不同时效制度下的力学性能和显微组织,并详细分析了合金的主要析出相Ω的形核与粗化,同时提出了浓度台阶粗化机制.结果表明:合金的主要强化相是Ω相和θ'相.欠时效时出现了大量细小的Ω相和少量的θ'相;峰时效时Ω相和θ'相的体积分数大大增加,且Ω相与基体呈半共格关系;过时效时出现了球状的平衡θ相,Ω相略为长大,而θ'相的长度和厚度明显增大.Mg/Ag原子簇是时效初期Ω相的形核核心;Mg,Ag和Cu的浓度差异引起的台阶迁移是Ω相粗化的驱动力.由于Mg和Ag原子在Ω相与基体界面存在时降低了晶格的畸变能,使得Cu原子向Ω相迁移的速率受到限制,因此Ω相能够在长时间下保持片状而不发生共格失稳.     

双级时效工艺对Al-5.7Zn-2.2Mg-1.5Cu-0.20Cr合金锻件组织与性能的影响

借助拉伸试验机、涡流电导仪、透射电镜等研究了双级时效工艺对Al-5.7Zn-2.2Mg-1.5Cu-0.20Cr合金锻件组织性能的影响。结果表明：第一级时效温度对合金锻件的性能影响不大；随第二级时效温度和时间的增加，锻件抗拉强度和屈服强度先增大后减小，电导率明显升高；对锻件进行121℃5 h+163℃20 h双级时效处理后，其力学性能、电导率达到指标要求。     

微量Zn对Al-4.2Cu-1.4Mg合金应力腐蚀与微观组织的影响

通过慢应变速率拉伸、动电位极化曲线测试、透射电子显微分析(TEM)、背散射电子衍射(EBSD)等实验较系统地研究了微量Zn对Al-4.2Cu-1.4Mg合金应力腐蚀与微观组织的影响规律。结果表明,微量Zn的添加显著影响合金的腐蚀性能,且随着Zn含量增加,合金的抗应力腐蚀敏感性以及其对应的开路电位均呈峰值变化,含Zn量0.29%合金的抗腐蚀能力最佳。EBSD研究表明,含0.29%Zn的Al-4.2Cu-1.4Mg合金与其它合金相比存在较多的低能量小角度晶界,这可能是微量Zn显著影响该合金抗应力腐蚀性能的主要原因。     

Ti添加量对Al-12Si-4Cu-0.5Mg合金组织与强度性能的影响

通过向Al-12Si-4Cu-0.5Mg合金中添加不同含量的Ti元素进行细化处理。结果表明:Ti加入量在0.15%~0.78%区间范围内,当Ti添加量在0.45%左右时合金铸态下的强度性能最好,其σb和σ0.2分别为278和116 MPa;该合金在固溶时效处理后,其σb和σ0.2可达438和122 MPa,分别较铸态提高了57.6%和5.2%。Ti元素的加入,使合金的典型共晶组织弱化,而分别向α-Al基体和Si相分化。固溶时效处理后,以Si相为主的强化相边缘明显趋于圆化,主要以短棒状及颗粒状形态存在,并弥散分布在Al基体上。     

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.     

La和Er对Al-13Si-5Cu-2Ni-1Mg合金组织和性能的影响

研究了La和Er对铸造Al-13Si-5Cu-2Ni-1Mg合金组织和力学性能的影响。结果表明,La对共晶Si有较强的变质作用,在合金中生成块状、长针状富La相;Er可以明显减小二次枝晶间距,在合金中可生成块状、短棒状富Er相。合金中复合添加0.2%的La和0.2%的Er时,二次枝晶间距、初生Si、共晶Si和金属间化合物的尺寸同时减小,La、Er相互作用可以抑制富稀土相的生长,使合金中引入尺寸细小且弥散分布的富稀土相,此时合金力学性能最佳,25和350℃时抗拉强度分别为274MPa和91MPa。     

稀土元素La对Al-10Mg合金组织及力学性能的影响

研究了稀土元素La对Al-10Mg合金铸态及固溶处理态显微组织及力学性能的影响。结果表明,La的加入使Al-10Mg合金晶粒组织细化,同时析出Al11La3化合物。经固溶处理后,Al3Mg2相溶解。随La添加量的增加,合金铸态和固溶处理态的力学性能呈先增后降的趋势。添加0.35%的La及435℃×15 h的固溶处理可显著提高Al-10Mg合金的力学性能。     

Mg含量对Al-20Si合金显微组织及力学性能的影响

通过光学显微镜、力学万能试验机、X射线衍射仪和扫描电镜分析了Mg含量对Al-20Si铝合金显微组织和力学性能的影响.结果表明:合金中主要有α-Al、共晶硅、初生硅和Mg2Si等相存在,随着Mg含量的增加初生硅数量逐渐减少,并且变得细小;抗拉强度逐渐增加,而伸长率呈先下降后上升的趋势,硬度与伸长率的变化趋势相反.     

冷轧工艺对Al－Mg－Li合金力学性能的影响

本文研究了冷轧工艺对０１４２０合金力学性能的影响。结果表明．合金经过退火及包铝处理后，冷轧性能得到改善，合金具有较好的综合力学性能。文中还分析了冷轧工艺对合金强度及塑性的影响。最后得出冷轧变形率与合金力学性能达到最佳匹配的冷轧工艺     

母相时效对Cu-17Al-10Mn合金相变温度和形状记忆性能的影响

研究母相时效过程中Cu-17Al-10Mn(摩尔分数,%)形状记忆合金马氏体转变温度Ms和形状记忆性能的变化规律.结果表明:合金淬火态的Ms比室温的低,室温时合金为无序母相结构,低温时可转变为马氏体;随着时效温度的提高,Cu-17Al-10Mn合金的Ms和形状恢复率均逐渐升高,并在150 ℃时效15 min后达到最大值,这主要归因于淬火空位的逸出使其对母相的钉扎作用减弱;随着时效温度的进一步提高,由于母相分解为贝氏体,合金的Ms和形状恢复率都下降,在250 ℃时效15 min后,母相完全分解,合金的形状恢复率降低到零.     

稀土Ce对Al-5Mg组织和力学性能的影响

通过显微组织分析、力学实验和XRD分析,研究了稀土Ce对Al-5Mg合金的显微组织、凝固区间和力学性能。结果表明,加入稀土Ce拓宽了合金凝固区间,加入量1.5wt%时两相区间稳定在639~592℃;合金加入Ce,有明显变质细化作用;合金析出强化相Al4Ce,提高了该合金的室温和高温拉伸强度。     

Al-11.91Si-3.5Cu-1.69Ni-0.75Mg合金的热处理工艺

通过Pandat软件模拟了Al-11.91Si-3.5Cu-1.69Ni-0.75Mg合金的平衡凝固相图,测量了其DSC曲线。结果表明,合金的第一个吸热峰开始于502.7℃,结合相图可知该吸热峰对应于Al2Cu的转变温度。基于此,设计了495℃×(6、10、14)h单步固溶。发现495℃×2h固溶后最低吸热峰的开始温度提高到了522.1℃。基于此设计了495℃×2h+515℃×(4、8、12)h两步固溶,并与单步固溶作对比。固溶完成后在200℃时效得到合金不同热处理状态下的时效曲线,并测量了对应峰时效态的拉伸力学性能。得到最佳热处理方案为:(495℃×2h+515℃×8h)固溶+(200℃×4h)时效,时效后合金的抗拉强度从铸态的212 MPa提高到367 MPa,伸长率从0.44%提高到0.66%。     

时效制度对Al-7.1Zn-1.1Mg-1.6Cu-0.14Zr合金断裂行为的影响

通过拉伸性能测试及金相显微镜、扫描电镜和透射电镜分析对比研究了Al-7.1Zn-1.1Mg-1.6Cu-0.14Zr合金在T6与T74热处理状态下的力学性能、断裂行为和显微组织。结果表明:相对T6态,Al-7.1Zn-1.1Mg-1.6Cu-0.14Zr合金经T74处理后,强度降低了约15%,但延伸率和电导率分别增加了52%和29%。合金T6态的断裂方式为穿晶剪切和沿晶韧窝混合型断裂;经过T74处理的合金断裂方式为穿晶韧窝型断裂。不同热处理状态下,晶内和晶界组织对位错运动的共同作用是决定合金断裂行为的主要原因。     

微量稀土Er对Al-5Mg合金组织与性能的影响

采用铸锭冶金法,制备含不同量稀土元素Er的Al-5Mg合金。利用拉伸力学性能测试、OM、XRD、SEM、TEM及EDS分析等分析测试手段,研究微量Er对Al-5Mg合金微观组织与力学性能的影响。结果表明:Er可以明显提高Al-5Mg合金的强度,添加0.4%Er(质量分数)的Al-5Mg合金的冷轧态屈服强度(σ0.2)提高了81MPa,而延伸率变化不大;Er的加入还能减少Al-5Mg合金的枝晶偏析,并可显著细化合金的晶粒组织;Er对晶粒的细化机理与其添加量有关,当Er含量较低时,符合传统的稀土细化机理;当Er含量较高时,由于在熔体中形成了初生Al3Er质点,在结晶形核时可以作为非均质形核核心,从而可显著细化晶粒组织;Er对合金的强化效应主要来自于晶粒细化及在晶内形成的细小二次Al3Er质点。根据实验结果可知,添加0.4%Er可使合金具有较为优异的综合性能。     

喷射成形Al-8.0Si-4.0Cu-0.5Mg合金的组织及性能

采用喷射成形技术制备了Al-8.0Si-4．0Cu-0．5Mg合金棒材,分析了该合金的组织,研究了台金成形过程中孔洞及疏松的形成情况,测量了合金的力学性能及摩擦性能。结果表明,喷射成形工艺制备的合金具有细小均匀的微观组织结构,固溶、时效处理能够得到良好的弥散强化,具有良好的性能。     

二次时效对挤压态Al-Mg-Si合金析出行为和力学性能的影响

通过硬度测试、拉伸性能测试、差热扫描量热分析以及扫描电镜等方法,研究了Al-Mg-Si合金在二次时效处理过程中析出行为和力学性能的规律。结果表明:170℃×30 min经预时效有利于GP区的形成,低温60℃保温促进了GP区的析出;与T6热处理相比,二次时效(T6I6)对于Al-Mg-Si合金硬度、伸长率和抗拉强度均有所提高,并且使析出相细化,组织更加均匀。     

Mn含量对Al-20Si-1.5Mg合金组织和性能的影响

通过MFE3光学显微镜、万能力学试验机等手段对Al-20Si-1.5Mg-xMn合金进行了研究.结果显示,添加Mn元素后,合金的晶粒先细化随后又逐渐变粗大,合金的力学性能也是随着Mn含量的增加先升高后降低.在Mn含量为0.5％时综合性能最好.