超高强Al-9.0Zn-2.7Mg-1.8Cu-0.12Zr合金均匀化工艺

采用硬度和电导率测试、差热分析、金相观察和电子显微分析方法,研究了均匀化过程中超高强Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金硬度、电导率和显微组织的演变规律。结果表明:铸态合金主要由过饱和固溶体α(Al)及非平衡共晶组织组成。在300~490℃均匀化过程中,其显微组织发生了如下变化:一方面,η相和Al3Zr相的析出行为随着均匀化温度的改变而呈现出规律性的变化;另一方面,随着均匀化温度的升高,铸态合金的枝晶组织和枝晶间粗大的非平衡相逐步消失,其硬度先降低后升高,电导率先升高后降低,这种性能变化与组织结构变化一一对应。合金铸锭适宜的均匀化工艺为450℃保温24 h,均匀化过程动力学分析结果与实验结果基本吻合。     

均匀化退火对Al-1Mn-1Mg合金中析出相形态的影响

用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、能谱分析（EDAX）和差热分析（DTA）等技术探讨均匀化退火的主要工艺参数对经高效熔体处理的Al-1Mn-1Mg合金中析出相形态的影响。结果表明：在加热温度为400～600℃,保温时间为6～24h的均匀化退火工艺内,随温度的升高或保温时间的延长,晶界处析出相逐渐球化,主要为Al（Fe,Mn,Si,RE）复合相;晶内析出相的弥散度提高,依组成元素及含量不同而呈现短杆、方块、椭球、球状及菱形等多种形态;继续升高温度或延长保温时间,晶界处析出相均有粗化趋势;450～500℃下保温12～15h后,晶界处析出相的球化效果明显,晶内析出相弥散程度高,基本消除了铸锭中的偏析现象。     

均匀化处理对6063铝合金微观组织结构的影响

采用金相显微镜、X射线衍射、扫描电镜、透射电镜和能谱分析技术,研究了均匀化温度和时间对6063合金显微组织的影响。结果表明:铸态合金由过饱和α-Al固溶体和非平衡共晶相组成;铸态合金进行均匀化处理,随温度的升高和保温时间的延长,非平衡共晶组织逐渐消失,合金枝晶偏析逐渐消除;在495℃保温6h,过饱和基体析出Mg2Si相,温度升高到555℃,Mg2Si相完全回溶,针状β-Al9Fe2Si2完全转变为颗粒状α-Al12Fe3Si,同时基体中析出亚微米级AlFeSi和AlFeCrSi相。555℃保温6h退火处理是6063合金铸锭较适宜的均匀化处理工艺。     

均匀化工艺对3104铝合金中弥散相分布的影响

利用光学显微镜和电导率测试仪对3104铝合金不同均匀化条件下的弥散相析出情况进行研究。结果表明,3104铝合金铸锭中只有存在少量Al_(12)Mn_3Si弥散相,均匀化后基体中析出大量Al_(12)Mn_3Si弥散相,呈点状或短棒状,合金电导率升高。随时均匀化温度升高,弥散相发生粗化和回溶,密度减小,尺寸增大,并且合金电导率逐渐降低。因此,经600℃×10 h均匀化弥散相的密度最低,尺寸最大,为400~500 nm。均匀化升温降温速率对弥散相析出有影响,均匀化升温速率减慢,弥散相数量增加,尺寸减小;均匀化冷却速率增加,数量减少,尺寸略有减小;而样品重新在500℃保温2 h后,弥散相数量明显增加,电导率升高,但相互之间差别不大。因此,3104铝合金铸锭在较高温度下(580℃以上)保温较长时间,有利于获得合理的弥散相粒子分布。     

7050铝合金淬火特性与微观组织

采用温度数据采集系统采集得到盐浴炉等温保温过程中试样的温度变化曲线,通过硬度和电导率测试测定7050铝合金的时间-温度-性能(TTP)曲线。采用透射电镜和热分析仪对7050铝合金进行显微组织观察和分析。结果表明:合金TTP曲线鼻温大约在320℃,孕育期约为1.7 s。合金的淬火敏感温度区间为230~410℃,且在此温度区间内,合金硬度随时间的延长而迅速下降。等温保温过程中,合金晶内淬火平衡η相主要依附于晶内Al3Zr等弥散相和细小Al2Cu相形核长大;且随着保温时间延长,淬火析出相的体积分数逐渐增加,晶界析出相趋向于连续分布,无析出带逐渐宽化。等温保温合金经时效后,晶内析出GPⅡ区及η-相数量随着等温保温时间的延长逐渐减少,使得合金性能降低,合金表现出一定淬火敏感性。     

均匀化处理对Mg-9.8Gd-3.5Y-2Zn-0.5Zr合金微观组织的影响

采用DSC、SEM、EDS、OM等检测方法研究了Mg-9.8Gd-3.5Y-2Zn-0.5Zr合金铸锭在505~535 ℃均匀化处理0~84 h后的组织演变规律。结果表明,铸态组织呈枝晶状,第二相含量为19.86%,晶间第二相主要由白色点状共晶相和块状LPSO相组成,晶内第二相为少量针状LPSO相、花瓣状Zr团簇相和方形富稀土相。均匀化处理后的LPSO相形貌为晶间块状和晶内片层状两种。晶内片层状LPSO相的含量受均匀化温度和均匀化时间的影响。在505~525 ℃下,晶内片层状LPSO相随均匀化温度的升高,生长速度加快,数量增多。在相同均匀化温度下延长保温时间,晶内片层状LPSO相沿晶界向基体内部析出,贯穿晶粒后开始粗化。535 ℃下晶间块状LPSO相转变为W相,晶内片层状LPSO相溶解进入基体。晶间LPSO相对晶界迁移起钉扎作用,在505~525 ℃均匀化,随着保温时间的延长,晶粒长大幅度并不明显。在535 ℃均匀化,晶间LPSO相大量溶解,晶粒开始急剧长大。     

原铝液DC铸造2A12铝合金铸锭的高温均匀化研究

针对原铝液DC铸造制备的2A12铝合金铸锭,利用金相显微镜、扫描电镜及其附带的能谱分析仪、电导率测定、DSC测定分析及拉伸试验研究了其铸态显微组织,以及高温均匀化工艺对合金铸锭显微组织、轧材力学性能及电导率的影响。结果表明,原铝液DC铸造2A12铝合金铸锭的铸态组织具有明显的树枝晶状特征,其中α-Al构成树枝晶晶干,块状Al2Cu和AlFeMnCu合金相及具有明显共晶组织特征的层片状S相Al2CuMg均分布于晶干间;合金铸锭在490℃均匀化保温8 h之前,可溶合金相回溶入基体的速度很快,490℃均匀化时间超过12 h以后,可溶合金相回溶入基体的速度很慢,490℃均匀化处理保温时间延长至36 h,合金基体中仍残留大量低熔点合金相;497℃24h高温均匀化处理不能完全消除合金基体中低熔点产物,但经497℃12 h均匀化处理后合金基体中残留低熔点合金相量较经490℃36 h均匀化处理后合金基体中残留低熔点合金相量更少;497℃均匀化保温时间由12 h延长至24 h对其热轧板力学性能及电导率无明显提高作用。     

GH4700合金偏析行为及均匀化过程中元素分配的规律

采用热力学计算、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)等方法,分析研究了GH4700合金铸锭的显微组织及元素偏析情况,并研究了均匀化温度与时间对合金元素再分配的影响规律。结果表明:GH4700合金铸锭存在严重的枝晶偏析,Nb、Ti等元素大量偏聚于枝晶间,主要的析出相为γ’相、Laves相、MC碳化物及少量的δ相,热力学计算结果与实际相符;在均匀化过程中,元素发生明显的再分配,随着温度升高和保温时间的延长,Ti、Nb元素逐渐扩散均匀,当热处理制度为1170℃×48 h时,元素偏析基本消除,有害析出相回溶,是可选的均匀化工艺。     

均匀化退火等温冷却对AZ91D镁合金组织性能的影响

研究了AZ91D镁合金均匀化退火处理后等温冷却过程中β-Mg17Al12析出相的尺寸和分布均匀性,探讨等温温度和时间对β-Mg17Al12相析出行为和形态乃至合金力学性能的影响。结果表明:在420℃保温20 h后在150~300℃等温冷却2~6 h,β-Mg17Al12相以层片状形态在晶内均匀析出,随着等温冷却保温时间的延长,β-Mg17Al12相析出量增加,且其平均层片间距随等温温度升高而增大。力学性能测试结果表明:经420℃均匀化退火20 h后在250℃等温冷却保温6 h,硬度从铸态的57.7 HB增加到83.9 HB,屈服强度和抗拉强度分别提高了28%和37%,抗压强度提高了49.6%,伸长率由铸态的2%增加到6.52%。     

固溶处理对Mg-5Sn-1Si合金显微组织和硬度的影响

研究了固溶温度、保温时间对Mg-5Sn-1Si合金显微组织和硬度的影响,并从理论上分析了固溶处理的作用机制。结果表明:在保温时间一定时,随固溶温度的升高,合金组织先后经过不完全均匀、相对均匀和均匀度下降三种变化;在加热温度一定时,随保温时间的延长,合金组织先后发生不完全固溶、完全固溶与析出、析出相重新聚集三种变化;合金经固溶处理后,其硬度低于相应的铸态合金,时间不变时,随温度升高,合金硬度呈现先升高后降低的趋势,温度不变时,随时间的延长,合金硬度逐渐下降。     

均匀化退火对7N01铝合金铸锭组织和性能的影响

采用拉伸试验、金相显微镜组织观察和示差扫描量热法等,探讨了均匀化退火工艺对7N01铝合金铸锭组织和性能的影响。结果表明,随着均匀化温度(450℃~490℃)的升高和保温时间(8 h~24 h)的延长,铸锭中残存的化合物减少,枝晶网变得稀薄、不连续,同时基体上析出的弥散质点增加。铸锭组织在489℃出现过烧现象。铸锭的抗拉强度和伸长率随着均匀化温度的升高呈现先增加后降低的现象。7N01铝合金铸锭的最佳均匀化退火工艺为460℃16 h。     

2524铝合金均匀化过程中的组织演变

通过扫描电镜(SEM)、差热分析(DSC)、电子探针(EPMA)、波谱分析(WDX)和X射线衍射等方法,研究了2524铝合金铸锭均匀化过程中的组织演变。结果表明:合金铸锭由枝晶和非平衡相组成;300℃以上均匀化时,晶粒内析出大量的弥散相,延长保温时间,弥散相尺寸变大,分布逐渐变均匀;随着均匀化温度升高,非平衡相逐渐溶解、球化,残余相为Al12Cu Mn2,残余相周围存在PFZ,其形成机制为贫溶质机制;不同冷却方式影响合金的最终组织,冷却速度较快时析出相细小弥散,冷却速度较慢时晶界和晶内有粗大S相形成。     

短期时效处理对HR3C合金显微组织和显微硬度的影响

研究了短期时效处理对HR3C合金显微组织和显微硬度的影响。结果表明:合金在600~750℃时效分别保温1、5 h后,其晶粒尺寸比合金仅在1200℃/30 min固溶处理后的尺寸显著细化。随着时效温度升高,晶粒尺寸略有减小,且时效5 h后减小的更为明显。在短期时效过程中,HR3C晶界上析出M_(23)C_6碳化物,随保温温度的升高和保温时间的延长,碳化物数量略微增加,尺寸变化不大。同时纳米Z相在晶内开始形核并长大。与固溶态相比,短期时效处理后合金的显微硬度有所提高;延长保温时间,合金的显微硬度基本保持稳定。     

GH141合金的凝固偏析特性及均匀化处理

利用光学显微镜、扫描电镜及能谱分析仪分析了经真空感应+真空自耗冶炼的GH141合金自耗锭的铸态组织及凝固偏析特性,并研究了均匀化处理温度和时间对GH141合金微观组织、析出相、元素偏析情况的影响规律。结果表明,GH141合金铸锭存在明显枝晶偏析,Ti、Mo偏聚于枝晶间,Al、Co、Cr偏聚于枝晶干;枝晶间主要析出相为MC和M₆C+M₂₃C₆碳化物。在均匀化过程中,随着均匀化温度的升高和时间的延长,枝晶组织消除、碳化物回溶、偏析元素逐渐扩散均匀;经1190 ℃×48 h均匀化处理后,合金成分基本均匀,大部分碳化物已回溶。     

均匀化退火对Al-4.8Zn-1.6Mg合金组织与硬度的影响

采用OM、SEM及硬度测试等手段研究了均匀化退火处理对Al-4.8Zn-1.6Mg合金微观组织与性能的影响。结果表明：合金铸态组织主要由-Al和晶界处非平衡低熔点第二相组成。随着退火温度升高或保温时间延长,晶界上熔点较低的非平衡第二相逐渐回溶到-Al中,偏析现象基本消除,合金元素分布趋于均匀。在退火时间保持不变时,随着退火温度升高,合金硬度逐渐上升。当退火温度不低于315 ℃时,随退火时间的延长,合金硬度呈下降趋势。当退火温度超过355 ℃时,随着退火时间的延长,合金硬度逐渐上升。该合金适宜的均匀化退火处理工艺为465 ℃/24 h。     

555℃均匀化时间对Al-0.9Mg-0.9Si-0.8Cu-0.5Mn合金显微组织和性能的影响

本文以Al-0.9Mg-0.9Si-0.8Cu-0.5Mn合金为研究对象,研究了555℃均匀化工艺中不同保温时间下合金显微组织和性能的变化规律。研究表明,对合金在555℃条件下进行均匀化热处理,随着均匀化保温时间的延长,合金中的Q-AlCuMgSi相及Mg₂Si相逐渐回溶至基体中,AlFeMnSi相逐渐断续化,电导率减小、硬度增加;当保温时间超过16 h后,电导率和硬度数值变化较小,说明Al-0.9Mg-0.9Si-0.8Cu-0.5Mn合金适宜的均匀化工艺为555℃×16 h,此时合金的电导率为25.1 MS/m,实验合金的硬度为69 HV0.1,该制度与均匀化动力学方程得到的结论基本一致。     

镍铝复杂黄铜均匀化组织及扩散动力学研究

为了消除Cu-Zn-Al-Ni合金铸锭中枝晶偏析及非平衡组织所带来的不利影响,分别对该合金进行900℃保温2～8h均匀化退火研究.结果表明,随保温时间的延长,合金的枝晶偏析及非平衡组织得以明显减少和改善,其硬度则随之逐渐升高并趋于稳定.同时在此基础上,对均匀化过程中的扩散行为进行研究,建立起相应的均匀化动力学方程,并确定了Al元素在该合金中的扩散激活能.经验证,实验与理论计算结果基本吻合,得出该合金较佳的均匀化退火工艺为900℃×6h.     

均匀化处理对铝-锌-镁-钪铸态合金硬度和电导率的影响

采用硬度、电导率测试、X射线衍射物相分析、扫描电子显微分析和透射电子显微分析技术,研究了不同均匀化处理条件下铝-锌-镁-钪合金组织和性能的变化规律,讨论了该铸态合金不同均匀化处理条件下显微组织结构演变与合金硬度和电导率之间的关系.结果表明,铝-锌-镁-钪铸态合金由α(Al) 基体和少量T(Mg 32(Al,Zn)49)相组成.铸态合金组织固溶体过饱和程度较高,合金硬度较高,电导率较低;随均匀化温度的升高,亚稳的过饱和固溶体先分解析出大量T相,后逐步回溶入基体固溶体中,基体固溶度先降低后增加,合金硬度先降而后升,电导率则先升而后降.更高温度下均匀化,晶粒粗化,合金硬度又下降.确定合金铸锭的理想均匀化工艺参数为470℃24 h.     

热处理对Mg-Nd-Zr合金组织与性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜和硬度测试等手段,研究了固溶和时效热处理对Mg-Nd-Zr合金组织和性能的影响。结果表明,合金经460~520℃固溶处理后,随着固溶温度的升高和保温时间的延长,铸态组织中晶界上的化合物逐渐溶解,当固溶温度过高和保温时间过长时,晶粒长大。合金经490℃×8h固溶处理后时效,随着时效时间的延长,固溶时残留的第二相逐渐溶解,均匀析出第二相,合金硬度逐渐增大,达到峰值后进入过时效阶段,析出的第二相变大,硬度值下降。Mg-Nd-Zr合金的最佳热处理工艺为经490℃×8h固溶处理后,进行225℃×4h时效。     

3104合金均匀化过程中金属间化合物的演变

利用金相显微镜、扫描电镜等对不同温度、不同时间均匀化的3104合金中化合物的转变情况进行研究。结果表明,3104合金铸锭组织中的粗大化合物主要为(Fe Mn)Al_6相,少量为α-Al_(12)(Fe Mn)_3Si相,其相对比例10%。均匀化过程中(Fe Mn)Al_6相向α-Al_(12)(Fe Mn)3Si相转变,随温度升高和保温时间延长,α-Al_(12)(Fe Mn)_3Si相比例增加,在580和600℃保温20 h后,α-Al_(12)(Fe Mn)_3Si相比例达80%以上。转变过程中,α-Al_(12)(Fe Mn)_3Si相中产生细小密集的铝点,随时间延长铝点合并而变得粗大稀疏。同时,晶粒内析出Al_(12)Mn_3Si弥散相,500℃均匀化时弥散相尺寸细小密度最大。随温度升高,弥散相尺寸增大密度减小,580和600℃保温后弥散相尺寸粗大,分布稀疏。因此,580和600℃均匀化可以获得较合理的化合物比例和弥散相分布。