退火工艺对3003铝合金板微观组织与力学性能的影响

研究了退火工艺对3003铝合金板微观组织与力学性能的影响。试验结果表明,3003铝合金板退火后第二相粒子主要为Al₆(Mn, Fe)、Al₆Mn以及在位错或者亚晶界等缺陷处形成的α-Al(Fe, Mn)Si相。随退火温度升高和保温时间延长,第二相粒子发生粗化,并出现了少量的弥散第二相。当退火温度为450 ℃时,第二相又重新固溶到基体。随退火温度升高,3003铝合金板硬度稳定在31.0 HV0.5 左右,抗拉强度整体上呈下降趋势,伸长率呈增加趋势。     

均匀化退火对3003铝合金冷轧板组织的影响

利用OM、SEM及EDS等手段,研究了均匀化退火对电解铝液直接铸轧3003铝合金冷轧板显微组织的影响。结果表明,均匀化退火前的3003铝合金冷轧板组织中存在较多粗大的针片状FeAl3相,少量圆颗粒状(Fe,Mn)SiAl相及短棒状(Fe,Mn)Al6和MnAl6相;均匀化退火后,Mn从过饱和固溶体中析出,置换FeAl3中的部分Fe而形成大量(Fe,Mn)Al6相,针片状FeAl3相明显减少,同时在晶间析出大量圆颗粒状(Fe,Mn)SiAl及短棒状MnAl6相。     

均匀化退火对3003铝合金铸锭显微组织的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)结合能谱分析(EDX)技术,研究了3003铝合金圆铸锭不同部位的铸态显微组织以及均匀化退火温度和时间对组织的影响。研究结果表明:受冷却速度的影响,铸锭心部的晶粒尺寸和枝晶臂间距比铸锭边部的粗大;呈点状的Al(Mn,Fe)和Al(Mn,Fe,Si)金属间化合物在晶界上大量富集;经过均匀化处理后,合金的组织得到明显改善,Mn偏析得以消除,但均匀化处理未能使富集在晶界上的金属间化合物完全溶解。3003铝合金铸锭的最佳均匀化退火工艺为605℃13 h。     

Mn含量对Zn-Al-Mg合金组织和耐腐蚀性能的影响

为了使热镀锌产品获得更好的耐腐蚀性能,通过感应熔炼制备了3种不同Mn含量的Zn-Al-Mg合金铸锭,分别为Zn1Al1Mg0.5Mn、Zn1Al1Mg1.2Mn、Zn1Al1Mg2.5Mn,并分析了其凝固组织和腐蚀行为。结果表明：通过相图计算预测了含Mn的Zn-Al-Mg合金中Al-Mn化合物类型为Al₁₁Mn₄、Al₈Mn₅、Al_0.8Mn; Zn1Al1Mg0.5Mn、Zn1Al1Mg1.2Mn合金的Al-Mn析出相分别为Al₁₁Mn₄、Al₈Mn₅,随着Mn含量的增加,Zn1Al1Mg2.5Mn合金中的Al-Mn析出相为Al₈Mn₅和Al_0.8Mn,其中Al₁₁Mn₄和Al₈Mn₅相主要在共晶组织中析出,Al_0.8     

均匀化退火工艺对Al-Zn-Mg-Cu-Zr高强合金第二相的影响

研究了不同工艺均匀化退火过程中Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金中组织、低熔点结晶相和弥散相的演变规律。结果表明：铸态Al-Zn-Mg-Cu高强铝合金中主要结晶相为AlMgZnCu四元相,均匀化退火后该相部分消除。均匀化退火过程中,随着温度的提高及时间的延长,合金中的非平衡结晶相逐渐溶解,未溶结晶相的体积分数降低。弥散相Al₃Zr的尺寸及分布取决于均匀化退火过程中的升温速度,在缓慢升温条件下,弥散相Al₃Zr的尺寸细小,分布比较弥散,密度高,合金的电导率最低;随着升温速度提高,Al₃Zr相的析出数量减少,尺寸增加,析出相的密度降低,合金的电导率升高。二段均匀化退火后,弥散相Al₃Zr的尺寸更加细小,密度更高,平均直径为15 nm,密度为1.27×10¹⁵/cm³。     

均匀化退火工艺对7050铝合金组织演变与再结晶影响

研究了均匀化退火工艺对7050铝合金铸态组织演变、Al₃Zr弥散相析出及其变形组织再结晶的影响。研究结果表明：均匀化退火过程中缓慢升温时，Zn元素扩散速率明显高于Mg元素和Cu元素，且Zn在铝基体中的固溶度较大，所含的Zn元素扩散回溶到铝基体后，T相(AlZnMgCu相)转变成高熔点的S相(Al₂CuMg相);采用低温段缓慢升温替代低温段保温工艺，同样能够促进Al₃Zr弥散相的形核析出，对抑制后续变形组织再结晶有同等效果。7050铝合金铸锭的均匀化退火温度可采用470℃+480℃复合均匀化制度，通过合理控温工艺即可促进Al₃Zr弥散相的均匀析出，同时有效消除低熔点T相和高熔点S相，该工艺可推广应用至7050铝合金工业化生产，达到提质降本增效作用。     

箔材用3003铝合金的热处理和性能

采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜和拉伸试验机等研究了预回复退火、一段中间退火和两段中间退火后箔材用3003铝合金的显微组织和力学性能。结果表明:随着退火温度的升高,3003铝合金的电导率先上升后下降,锰原子的固溶度先减小后增大; 450℃退火的3003铝合金的电导率最高、锰原子固溶度最小、析出相密度最高; 3003铝合金退火过程中的析出相主要为针状Al_6Mn相、粒状Al_(12)(Fe,Mn)_3Si相和块状Al_6(Fe,Mn)相。预回复退火有利于中间退火后的3003铝合金形成细小的等轴晶粒。一段中间退火和两段中间退火后3003铝合金的塑性应变比各向异性Δr值分别为0. 31和0. 03,即450℃×5 h+525℃×15 h两段中间退火有助于消除3003铝合金板的平面各向异性,从而有效避免3003铝合金板在深冲成箔材的过程中产生制耳。     

均匀化处理对AA3003铝合金铸轧板再结晶组织的影响

采用光学显微镜、硬度仪、扫描电镜、双臂电桥等手段,研究了均匀化处理对AA3003铝合金铸轧板组织、析出相和再结晶温度的影响。结果表明,高温均匀化退火对AA3003铝合金的再结晶具有显著地促进作用。铸轧板经580℃均匀化退火5h,冷轧后合金的再结晶温度明显降低,并且再结晶后得到尺寸梯度很小的等轴晶组织。     

7A04铝合金均匀化退火工艺研究

研究了7A04铝合金Φ405 mm铸锭经两种制度单级均匀化退火后第二相的变化。研究结果显示：(460±5)℃12 h(随炉冷却)均匀化退火后，仍存在大量的小尺寸灰白色Al₇Cu₂Fe相以及大尺寸亮白色T(AlZnMgCu)相，冷却过程中析出的第二相粗大且数量多。(475±5)℃12 h(机械风冷)均匀化退火后，残留的可溶T(AlZnMgCu)相明显减少，合金中只有少量的剩余含Fe相，冷却过程中析出的第二相细小且数量少。采用(475±5)℃12 h(机械风冷)均匀化退火的铸锭挤压的棒材的力学性能比(460±5)℃12 h(随炉冷却)的提高8 MPa,伸长率可增加约1%。7A04铝合金单级均匀化退火最优工艺为(475±5)℃12 h(机械风冷)。     

均匀化处理对6082铝合金冲击性能影响的研究

采用光学显微镜、SEM和冲击试验机研究了均匀化处理后的6082铝合金的组织与冲击性能。结果表明,6082铝合金铸锭组织晶粒比较细小,晶界存在大量网状非平衡析出相。均匀化处理后,析出相的数量大幅减少、晶粒尺寸增大、偏析消除、非平衡相溶解、晶界上的网状化合物部分被溶解。铸态组织中析出的Al(MnFe)Si相具有较好的热稳定性。随着均匀化过程的进行,析出相逐渐球化,铸态网状析出相的溶解提高了试样的抗冲击性能。均匀化热处理后合金的综合性能得到了改善,有利于在恶劣的服役环境下使用。     

Al-Cu-Mg-Mn-Sc-Zr合金均匀化过程中的结构转变

通过电子探针微分析(EPMA)等手段研究了Al-Cu-Mg-Mn-Sc-Zr合金均匀化过程中的结构演变。结果显示:铸态时,晶界上存在大量共晶网络状Al₂Cu相及Al₆(Mn,Cu)相,初生Al₃(Sc,Zr)和Al₂CuMg相形成较少, 并没有发现W(AlCuSc)相。在520 ℃下均匀化,Al₂Cu相在12 h后就几乎完全回溶,16 h彻底溶解,这与均匀化动力学分析得到的14.1 h基本吻合,而Al₆(Mn,Cu)相并不能溶解,且在均匀化过程中会形成一些粗大的、不连续排列的W相颗粒,可见添加Sc会影响均匀化过程中的组织变化。     

Mn元素在7A99铝合金中微观组态分布的研究

通过半连续铸造方式向7A99铝合金中添加0.4％Mn(质量分数)元素,采用SEM、TEM、HRTEM与三维原子探针(3DAP)开展Mn元素在7A99铝合金铸锭、均匀化以及固溶时效过程中的微观组态分布的研究.结果表明,Mn元素在7A99铝合金铸锭中主要以晶界处鱼骨状的含AlZnMgCuMn的MgZn2型非平衡共晶化合物形...     

合金化对超薄铝合金翅片高温力学性能和组织的影响

采用高温拉伸试验、金相显微镜、扫描电镜等方法研究了Si、Zr、Fe合金化对超薄铝合金翅片高温性能和组织的影响。结果表明,3003和改性3003铝合金(3003mod)的强度均随着拉伸温度的升高而降低,而伸长率均先增大而后降低。3003mod铝合金在500℃时屈服强度较3003合金提高了32.2%。合金化显著提高了3003mod铝合金中纳米颗粒数量,降低了粗大微米相数量,其组织特征抑制了高温拉伸过程中的二次再结晶形核,较3003合金晶粒更粗、长宽比更大。二次再结晶是导致500℃下两种合金的伸长率较300℃下的急剧减小的根本原因。     

1561铝合金搅拌摩擦焊接头微观组织分析

采用恒压力控制模式对4 mm厚1561铝合金板材进行了搅拌摩擦焊接试验,并对接头微观组织进行了研究. 结果表明,随着由母材向焊缝中心过渡,晶粒尺寸呈先增大后减小的趋势,小角度晶界占比和位错密度持续降低. 其中,热影响区晶粒在焊接热循环的作用下发生长大. 热力影响区由被拉长的条状晶粒及细小等轴晶组成,表明此区域发生部分动态再结晶. 搅拌区晶粒呈细小的等轴晶形态,说明该区域发生了完全动态再结晶. 与母材区数量较小且尺寸较大的沉淀相相比,搅拌区存在大量尺寸较小的Al₆Mn相,说明此区域沉淀相发生了先溶解再析出的过程. 同时,搅拌区存在明显的位错墙和亚晶界等亚结构,表现出连续动态再结晶的组织形成特征. 搅拌区内Al₆Mn相主要分布在位错上,起到了钉扎位错并阻碍再结晶晶粒长大的作用.     

AA3104铝合金均匀化过程中的（Fe,Mn）Al6相向α-Al12（Fe,Mn）3Si相转变研究

采用SEM背散射电子（BSE）技术以及能谱（EDS）等手段定量研究了加热温度和保温时间对AA3104铝合金中（Fe,Mn）Al₆相向α-Al₁₂（Fe,Mn）₃Si相转变作用规律,通过连续截面方法对600℃保温条件下不同阶段的共晶相(即（Fe,Mn）Al₆相及α-Al₁₂（Fe,Mn）₃Si相)形貌进行三维重构,从三维角度揭示了转化各阶段共晶相的三维形态.对转变过程中标志性的铝点进行了定量表征,结果表明在转化的不同阶段,对应的铝点形貌特征也不尽相同,在均匀化进行到一定阶段后,大量铝点通过扩散而消失,导致α相体积明显减小.分析了转化后α相的微观形貌特征,认为转化后存在的脆弱"双相"界面以及α相内部"疏松多孔"的状态,将有助于其在轧制过程中的破碎.     

时效处理对7022铝合金组织与弯曲性能的影响

采用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)、电子背散射衍射(EBSD)、拉伸和弯曲试验等研究了时效处理对7022铝合金组织及弯曲性能的影响。结果表明,固溶处理后7022铝合金基体中依然含有大量黑色不溶第二相,且这些相主要由α-Al、MgZn₂、Al₂CuMg和Al₇Cu₂Fe相组成。随着时效的进行,Al₂CuMg和Al₇Cu₂Fe相逐渐溶解,与MgZn₂相性质相似的Mg(Zn, Cu, Al)₂相析出,同时晶粒逐渐长大,产生明显的析出强化效应。试样的抗弯强度主要受到第二相颗粒的数目、尺寸以及晶粒尺寸的影响。110 ℃×10 h时效条件下,合金拥有弥散分布的细小第二相颗粒和合适的晶粒尺寸,具有较好的抗弯强度和抗拉强度,其数值分别为21.7 MPa、608 MPa。     

铁含量对铸态铝铁合金力学性能及组织的影响

采用拉伸试验机、光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和三维纳米X射线显微镜等分析手段研究了铁含量对铸态Al-Fe合金力学性能和微观组织结构的影响。结果表明:随着铁含量的增大,铸态Al-Fe合金抗拉强度和屈服强度增大,断后伸长率下降。大量的球状Al₆Fe析出相和杆状Al₃Fe析出相分布在试验合金铸锭晶界附近,与铸态Al-1.8Fe合金相比,铸态Al-2.6Fe合金具有更小尺寸的晶粒和更大尺寸的Al₃Fe析出相。尺寸更小的晶粒导致铸态Al-2.6Fe合金的强度高于铸态Al-1.8Fe合金,而铸态Al-2.6Fe合金伸长率更低的主要原因是具有更大尺寸的脆性Al₃Fe析出相。     

退火对冷轧Al0.2CoCrFe2Ni高熵合金组织和力学性能的影响

研究了不同温度退火对80%冷轧Al_0.2CoCrFe₂Ni高熵合金显微组织和力学性能的影响。使用X射线衍射仪(XRD) 、电子背散射衍射仪(EBSD)、微控电子万能试验机分别对合金进行了晶体结构、织构类型和力学性能的表征。结果表明,合金在铸态、轧制态以及退火态都表现为稳定FCC晶体结构。合金铸态下呈现典型的树枝晶组织,经80% 轧制后出现了明显的轧制变形带,在随后的退火过程中发生再结晶,其再结晶晶粒体积分数及其晶粒尺寸随着退火温度的升高而增加。合金经过80%轧制后主要表现为(111)<112>织构,其织构强度随着退火温度的升高而降低。80%轧制使Al_0.2CoCrFe₂Ni合金获得较大的抗拉强度(1005 MPa)和较低的塑性(10%), 随着退火温度的提高,合金的强度降低塑性增强,并在700 ℃退火时合金获得最佳的综合力学性能,该过程主要取决于合金中的位错密度、再结晶体积分数和晶粒尺寸及其再结晶织构的演变。     

双级固溶工艺对7050铝合金组织与力学性能的影响

采用SEM分析、导电率测试、室温拉伸性能测试等方法,研究了双级固溶工艺对7050铝合金组织演变,以及对双级时效后析出相特征与力学性能的影响。结果表明,与单级固溶处理相比,双级固溶可使难溶的Al₂CuMg相完全固溶,显著增加晶内时效析出相的数量,晶界析出相断续分布。双级固溶处理显著提高了7050铝合金的拉伸强度和导电率,同时保持较好的伸长率,抗拉强度达到611.9 MPa,屈服强度达到587.5 MPa,导电率为42.43%IACS,而伸长率为13.5%。