微量元素铈对Al-Li-Cu-Mg-Ag-Zr合金强化和 断裂机制的影响

采用断裂性能测试、扫描电镜(SEM)断口分析、透射电镜(TEM)观察等手段研究了微量元素Ce对Al-Li-Cu-Mg-Ag-Zr合金强化和断裂机制的影响。实验结果表明: 添加微量元素Ce并不改变合金主要强化析出相(T₁、θ')的种类, 但是能够促进T1相细小均匀弥散分布, 提高合金强度以及断裂韧性。随着Ce含量的增加, T1相析出密度越大, 分布越均匀, 强化效果越好。添加0.3%Ce的合金强度明显高于添加0.15%Ce的合金, 添加Ce的合金断裂韧性明显高于不加Ce的合金, 并且Ce能够使合金组织分层薄化, 在一定程度上改变合金的断裂行为方式, 减少了沿晶断裂的趋势。断裂韧性断口扫描分析表明, 合金的断裂方式随Ce含量的增加逐渐由沿晶脆性断裂转变为穿晶-沿晶分层断裂方式。     

热处理温度对2519A铝合金组织性能的影响

采用硬度测试、拉伸测试、透射电镜及扫描电镜观察分析研究了时效温度对2519A铝合金组织性能的影响。结果表明: 140 ℃时效9 h晶内析出少量细小弥散的片状θ' 相, 晶界处θ析出相细小且呈链状分布, 无析出带较窄, 合金的强度较低; 165 ℃时效9 h晶内普遍析出细小而弥散的强化相θ' 相, 晶界析出相不连续分布, 无析出带较窄, 合金力学性能明显提高。190 ℃时效9 h晶内析出相θ' 相数目减少, 晶界析出相粗大且沿晶界连续分布, 析出相两侧无析出带较宽, 合金强度较低。     

2050铝锂合金厚板的断裂韧性及微观组织

通过力学性能测试及扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM),对2050铝锂合金厚板150℃T8态时效时不同方向的拉伸性能、断裂韧性及微观组织进行了研究.结果表明:随着时效的进行,2050铝锂合金厚板强度逐渐升高,伸长率和断裂韧性逐渐降低;时效至30h时,合金达到时效峰值,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为598MPa,568 MPa,9.6%;继续延长时效时间,合金的拉伸性能和断裂韧性均趋于稳定.T1相和θ′相的析出有利于合金强度的提高,但T1相的长大易导致应力集中和微孔形成,从而降低合金的断裂韧性.该合金在L-T方向(轧向)的拉伸性能明显优于T-L(横向)和S-L(厚向)两个方向,且断裂韧性存在明显的方向依赖性.在时效各阶段,合金的断裂韧性值在L-T,T-L,S-L三个方向上依次降低;合金晶界在L-T方向的数量较少且裂纹扩展无方向性,断裂韧性和拉伸性能较优.     

非等温时效对2A14铝合金晶间腐蚀和力学性能的影响

通过拉伸测试、晶间腐蚀实验、极化曲线分析,以及光学显微镜、透射电镜分析等手段,研究了非等温时效工艺对2A14铝合金力学性能、抗晶间腐蚀性能和显微组织的影响。结果表明：相比于T6峰时效,合金经非等温时效处理后,晶内尺寸细小、分布弥散的亚稳θ'相数量增多,合金的硬度和强度提高; 沿晶界处析出的θ'(θ)相尺寸增大,不连续程度增加,使得合金的抗晶间腐蚀性能得到提升。     

时效温度对铝锂合金裂纹扩展方式影响的半定量研究

以2090 Ce合金为研究对象,测试不同时效温度、时间的断裂韧性,并对试样断口进行半定量分析,探讨时效工艺、断裂韧性及断裂机制之间的响应关系。研究表明,2090 Ce合金的断裂韧性试样以分层开裂为主要断裂方式。分层开裂与时效温度有密切关系,随时效温度升高,分层比例增大,厚度变薄。分层开裂亦与应力状态、晶界强度有密切关系,分层裂纹最先在三向应力的作用下于试样中心的晶界处形成,平行承载的薄板处于平面应力状态,裂尖前方塑性区扩大,消耗较多塑性变形功,从而达到增塑作用。时效温度和时间对断裂韧性临界裂纹尺寸影响很小。     

铸造WE43镁合金低温至高温准静态拉伸力学行为的研究

采用光学显微镜、扫描和透射电子显微镜对铸造WE43镁合金在-196～300℃准静态拉伸力学行为及断裂行为进行研究.结果表明:标准热处理态(T6)WE43镁合金组织具有等轴晶粒,平均晶粒尺寸约104μm,晶内主要由细小弥散分布的β′和β1相组成,晶界具有较粗大的第二相,并且在晶界附近形成约300 nm宽度的无析出相区域;变形温度降低至-196℃时,合金的断裂延伸率仍具有3.2,,表明合金不存在完全的低温脆性断裂,原因可能是晶界附近存在的无析出相区域可以协调一定量的塑性变形;当变形温度从室温升高至250℃时,合金的断裂延伸率从2.4,显著增加至13.5,,表明合金发生韧脆转变现象,原因可能是合金在250℃变形时非基面滑移的大量启动和晶界滑动能力的大幅增加.     

A356合金轮毂的微观组织及拉伸性能研究

研究了低压铸造A356合金轮毂重要部位微观组织及拉伸性能.结果表明:先凝固的部位微观结构细化,二次枝晶间距较小,后凝固的部位随着保温时间的延长,晶粒呈长大趋势,二次枝晶间距尺寸增大,因此最先凝固的内轮缘相较其他部位表现出最优的微观组织与力学性能;辐条处存在缩孔、缩松缺陷,在拉伸过程中,截面上缺陷的存在降低了承受外载荷的有效面积,试样在较小的载荷下发生断裂,因此辐条部位力学性能最差;在拉伸断口表面观察到较少的准解离平面和分布均匀的韧窝形貌,拉伸断裂方式为以韧性断裂为主的韧脆混合型断裂.     

RRA热处理对Al-Zn-Mg-Cu合金力学性能和抗剥落腐蚀性能的影响

通过力学性能、剥落腐蚀性能测试,研究回归再时效(RRA)热处理对合金力学性能、剥落腐蚀性能的影响,通过透射电镜观察分析微观组织与合金性能之间的关系。实验研究结果表明:T6态下,合金的强度较高,但其抗剥落腐蚀性能较差;经过RRA热处理后,合金的抗剥落腐蚀性能提高,峰值强度较T6态没有下降;经过RRA处理(100℃/24 h预时效+170℃/120 min回归+100℃/24 h再时效)后,合金的晶内析出相较为粗大,但其强度较高,抗拉强度、屈服强度分别是623 MPa、554 MPa,合金的晶界析出相η相粗大且不连续分布,对应了较好的抗剥落腐蚀性能,显示了较好的综合性能。     

时效处理对7050锻造铝合金微观组织及性能的影响

研究了不同时效工艺对7050锻造铝合金微观组织、力学性能和腐蚀性能的影响,结果表明:T74态(120 ℃/6 h + 175 ℃/8 h)合金晶内析出相主要为粗大的η'相和η相,晶界析出相粗大、相间距宽且存在宽的无沉淀析出带(PFZ),合金拥有较好的腐蚀性能,但力学性能差。四级时效态(100 ℃/24 h+175 ℃/3 h+ NA/24 h+80 ℃/34 h)合金基体析出相主要为GP区和细小的η'相,与回归再时效态(RRA)(100 ℃/24 h+175 ℃/3 h+80 ℃/34 h)类似,但GP区数量增多,该状态合金力学性能好;由于晶界析出相相间距小以及PFZ宽度较窄,该状态下合金的腐蚀性能差。     

铝锂合金原位拉伸断裂行为研究

采用OM,SEM,TEM及拉伸试验机等测试分析手段对T3和T6两种状态的铝锂合金的组织特征及拉伸行为进行研究,同时通过原位观察试验方法对拉伸试样的组织演变规律进行了研究.组织分析表明,T3态铝锂合金主要强化相是弥散细小的δ''相,T6态铝锂合金主要析出相是δ''相、θ''相以及部分小尺寸T1相.原位拉伸结果表明:T3铝锂合金晶内出现大量滑移带,随拉伸应变的增大,滑移带越来越粗大,并出现交叉滑移,裂纹在粗大第二相及滑移带交叉位置萌生并沿滑移带扩展;T6态铝锂合金晶内滑移带相对较少,裂纹主要形成于粗大第二相及晶界位置并沿晶界及第二相扩展;T3态铝锂合金中δ''相与基体共格,易被位错切过,因此断口主要为滑移剪切穿晶断裂形貌;T6态铝锂合金中部分T1相在位错作用下发生变形,对位错阻碍作用较强,断口分层严重,存在大量沿晶二次裂纹,以沿晶断裂为主.     

预变形方式对T76时效态7475铝合金组织及性能的影响

通过透射电镜组织观察、拉伸试验、剥落腐蚀试验以及极化曲线试验, 研究了拉伸与轧制预变形方式对7475铝合金组织、强度与抗腐蚀性能的影响。结果表明, 预变形引入大量位错, 且在125 ℃/3 h时效后仍大部分残留; 轧制预变形表面位错多于中心位错; 拉伸预变形与轧制预变形都导致T76过时效态7475铝合金中η'相减少、η相增多、晶内析出相尺寸增大、晶界析出相间距减小、合金强度与抗腐蚀性能降低; 当变形量一致时, 轧制预变形比拉伸预变形处理的合金强度高, 但抗腐蚀性能低。     

时效处理对Mg-5Sn-1Si合金显微组织和硬度的影响

研究时效温度、保温时间对Mg-5Sn-1Si合金显微组织和硬度的影响,分析时效处理的作用机制。结果表明,保温时间一定时,随温度升高,晶粒球化程度加强,析出相数量逐渐增加。温度一定的条件下,随保温时间延长,合金组织先后经过不连续析出、连续析出与网状析出三种变化,当保温时间较长时,第二相颗粒发生偏聚。合金经过时效处理后,显微硬度得到明显改善,比相应的铸态合金高出20%,随时效温度升高和保温时间延长,合金硬度均出现先升高后降低的趋势。     

6013铝合金第二相的形态和结构

应用高分辨透射电镜观察了6013铝合金时效处理后第二相的组织形态及结构,结果表明其第二相有三种形态.一种是片状析出相,其沿{001}析出,互相垂直分布,是合金时效的产物,是合金时效强化产生的原因;第二种为Al_5(Mn,Fe)_(12)Si_7相,其尺寸约200～300 nm,形状似短棒状或方块状或球状,属于立方结构,a=1.268 nm,α(AlMnFeSi)分布在铝合金基体的晶粒内和晶界上,其作用主要是阻碍晶粒长大,增强6013铝合金的强度和断裂韧性;第三种是硅颗粒相,形态不规则,颜色深浅不一,分布于晶界上,这类硅颗粒相认为是凝固阶段形成的杂质相.     

一种高Mg含量Al-Cu-Li合金的力学性能与微观组织演化

研究了2060铝锂合金2 mm薄板的T8态时效时力学性能和微观组织演化.研究结果表明,2060铝锂合金有较强的时效响应及良好的强韧性配合性,2060铝锂合金T 8态时效析出相有θ′相、T1相和S′相.在整个时效过程中(0～140 h),T1相析出数量最多.时效0～100 h区间内,T1相及θ′相析出密度时效时间的延长而增大;时效100 h后,θ′相析出密度降低,但T1及θ′相的尺寸均增加,而S′相析出密度在整个时效过程中持续增加.     

固溶处理对Al-Li-Cu-Mg-Ag-Zr合金组织与性能的影响

通过力学性能、电导率测试和差示扫描量热法(DSC)、能谱分析(EDX)及光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)观察, 分析研究了固溶处理对Al-Li-Cu-Mg-Ag-Zr合金组织与性能的影响。结果表明: 当固溶时间为30 min时, 随固溶温度升高, 合金的拉伸强度和硬度先升高后降低, 520 ℃固溶温度下合金的力学性能最好; 520 ℃下, 随固溶时间的延长, 合金力学性能也呈现出先升高后降低的趋势; 520 ℃/30 min固溶处理的合金能获得最佳时效组织模式, T1相数量多、尺寸细小、弥散分布, 合金的综合力学性能最佳, 在此固溶制度下合金的断裂机制呈现穿晶断裂和沿晶分层断裂的混合断裂模式; 固溶温度为525 ℃时合金有局部过烧现象。     

热暴露对Al-Li-Cu合金力学性能和抗腐蚀性能的影响

研究了Al-1.3Li-5.8Cu-0.4Mg-0.4Ag-0.12Zr合金在不同温度、不同时间下热暴露对其组织、力学性能和抗腐蚀性能的影响。合金热暴露处理后的抗拉强度随热暴露时间延长总体表现出先上升后下降的趋势; 热暴露过程中, 不稳定的立方相(Al₅Cu₆Li₂)大量溶解, 此时基体中大量析出细小弥散分布的T₁相(Al₂CuLi), 并成为基体中主要的强化相。热暴露后期, T₁强化相逐渐粗化, 强化效果减弱; 同时, 晶界无沉淀析出带不断宽化, 从而导致了合金在腐蚀介质中的晶间腐蚀和剥落腐蚀敏感性增强。     

30Cr13Cu4金属注射成形材料的热处理工艺研究

设计了一种金属注射成形30Cr13Cu4不锈钢材料,研究了热处理工艺参数(时效处理温度和保温时间)对材料组织及性能的影响。结果表明:含Cu金属粉末注射成形的合金组织均匀,相对密度为97.9%;随着时效温度的提高,基体上析出的碳化物数量增加并长大,而析出的球形纳米ε-Cu相转变成短棒状,材料的硬度先增加后降低;在520℃下进行时效处理时,随着保温时间的延长,合金的硬度不断提高,保温14 h后合金硬度为327 HV,析出弥散分布的ε-Cu析出相对合金硬度提高作用明显。     

热处理对铸态Mg-Sn-Al-Zn-Si合金组织和性能的影响

研究了不同热处理制度对铸态Mg-5Sn-1.5Al-1Zn-1Si合金组织性能的影响。结果表明,固溶处理时,随着固溶时间延长,合金枝晶逐渐溶解、晶粒逐步球化,适宜的固溶处理制度为510℃×8 h,此时合金组织分布均匀,析出少量细小的二次颗粒相,延伸率较高;合金适宜的时效处理制度为200℃×16 h,此时偏聚在晶界处的合金相析出迁移,晶界清晰,组织均匀度高,合金屈服强度达到136.3 MPa,较铸态提升16.5%。510℃固溶8 h+200℃时效16 h处理后,组织均匀度和弥散程度进一步提升,抗拉强度和硬度分别达到178.2 MPa和59.6HB,相对铸态合金分别提升了21.6%和23.4%。     

6005A铝合金的淬火敏感性及微观组织特征

运用JMatpro7.0模拟软件,通过末端淬火(Jominy end-quench)试验,结合透射电子显微镜(TEM),研究了6005A合金的淬火特性及微观组织特征.结果表明:JMatpro7.0模拟软件揭示6005A合金的淬火敏感区间为280～400℃,临界冷却速率应大于5℃/s;合金时效态的硬度随着距淬火末端距离D的增加而降低,6005A合金的淬透深度为35 mm;末端淬火过程中,淬火析出相β相优先在晶界析出,其次在弥散体α-(AlMnFeCrSi)相上析出.慢速淬火过程中,时效态硬度下降的原因如下:(1)时效过程中,晶内强化析出相β″相减少,棒状β′相的面积分数增加;(2)慢速淬火过程中,不均匀弥散体α-(AlMnFeCrSi)相上析出片状β相,在后续时效过程中β相长大,吸收周围的溶质原子,使得合金的过饱和固溶体的程度下降;(3)慢速淬火下,晶界附近的空位浓度减少,晶界无沉淀析出带(PFZ)宽化.     

退火处理对AM80镁合金组织性能的影响

利用X射线衍射(XRD)、光学电子显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、硬度测试及拉伸实验等方法研究了不同退火工艺对AM80镁合金组织及性能的影响。结果表明,退火处理前后AM80镁合金均由α-Mg基体、Mg17Al12相、MgZn相组成。退火处理后,第二相主要以层片状析出。随着退火温度的升高,第二相完全析出的时间变短,随着退火时间的延长,第二相析出数量增多,直至完全析出。退火处理后,合金硬度、强度及延伸率大部分比铸态高。430℃退火6h后合金硬度为80.11HB,抗拉强度为167.02MPa,延伸率为2.68%,此退火工艺为最佳工艺。退火处理前后合金均为脆性断裂。