3003铝合金箔制备过程中的组织演变

通过硬度、电阻测试,X射线衍射分析,以及光学显微镜、扫描电镜、透射电镜观察,研究了3003铝合金箔制备过程中的组织演变,探讨了Fe、Si杂质元素对3003铝合金组织及性能的影响。结果表明,随（Fe＋Si）含量升高,Mn的固溶度降低,且α-Al（Fe,Mn）Si相增多;3003铝合金冷轧后在300℃和500℃退火时有大量含Mn粒子析出,300℃退火时析出受到冷轧变形量的影响,而在500℃退火时的析出与冷轧变形量无关;此外,Fe／Si含量比高的3003铝合金箔可获得大量细小且均匀分布的第二相粒子。     

Al-0.66Mg-0.85Si合金均匀化过程中的组织演变(英文)

采用金相显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和差示扫描量热法研究Al-0.66Mg-0.85Si合金在均匀化过程中的组织演变。合金铸态组织呈典型的枝晶形貌,存在α(Al)、Al15(FeMn)3Si2、Mg2Si,、Q(Al1.9CuMg4.1Si3.3)和Si相。铸态组织中存在2种不同晶体结构的Mg2Si相,一种是在铸造过程中形成的,另一种是在铸造完成后的空冷过程中形成的。经过545°C、20 h均匀化处理之后,组织中的Q、Mg2Si和Si相已完全溶入基体,残留的第二相主要是Al15(FeMn)3Si2相。Al15(FeMn)3Si2相的尺寸减小、球化并且在晶界上断续分布。在铸态和均匀化热处理状态中,均未发现含Zn相。     

3003冷轧板均匀化退火过程中的析出和再结晶

利用光学显微镜(OM)和数字电桥等手段,研究了均匀化退火温度对铸轧3003合金不同变形量冷轧板第二相粒子析出和再结晶晶粒大小的影响.结果表明,均匀化退火过程中,板料内部第二相粒子析出量在再结晶开始温度达到最大值.初生第二相粒子的大小对冷轧板再结晶有重要影响,随变形量增加,初生第二相粒子逐渐破碎,导致均匀化退火后板料晶粒尺寸随着变形量的增加而迅速增大.     

AlMnFeSi合金退火过程中的微观组织及力学性能的演变

通过2种不同的均匀化热处理及随后的冷轧,使一种3xxx系模型合金获得不同尺寸和分布的弥散析出相,并使铝基体含有不同含量的Mn。系统研究不同均匀化热处理组织和冷轧变形量对退火过程中模型合金的回复与再结晶行为的影响。根据实验结果,绘制出弥散析出相和再结晶过程的相互作用时间-温度-转变曲线（TTT）。TTT曲线显示固溶体中Mn的含量和弥散析出相的颗粒密度对软化行为有强烈的影响。在再结晶退火过程中或再结晶退火之前析出的高密度、细小、弥散析出相显著阻碍软化过程,并形成粗大的再结晶组织。在没有细小、稠密的弥散相影响下的再结晶退火,可以获得均匀、细小的等轴晶。而且,弥散析出相对再结晶过程的阻碍作用取决于再结晶过程的持续时间和弥散析出相的数量。在持续时间长的再结晶过程中,细小、稠密的弥散相对再结晶有着强烈的影响,而在其他情况下影响则有限。不管再结晶过程中是否受到弥散相析出的影响,在再结晶退火之前已经存在于组织中的细小、稠密的弥散相（平均尺寸0.1μm）也会导致再结晶退火之后形成粗大的再结晶组织。     

均匀化工艺对5182铝合金铸锭组织的影响

采用差示扫描量热仪、光学显微镜、扫描电镜等测试分析手段,研究了高温短时(520℃/2 h)和低温长时(460℃/24 h)两种均匀化工艺对5182合金铸锭显微组织的影响。结果表明,高温短时均匀化热处理后,非平衡Mg2Si共晶相发生回溶、变薄,利于破碎;金属间化合物的形貌易于破碎;析出相的形貌、尺寸、数量和分布有利于再结晶过程的进行,其均匀化效果优于低温长时均匀化工艺。     

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。     

防盗盖用3003-H16铝合金板带生产工艺研究

研究了防盗盖用3003－H16铝合金板带材的生产工艺。着重从材料的织构起源及织构发展强弱程度的角度，分析了再结晶退火和冷变形程度对不同厚度板带材各向异性和力学性能的影响。     

2026铝合金热变形及热处理过程中的微观组织演变(英文)

研究2026铝合金在温度为300-450°C和应变速率为0.01-10s-1的变形条件与固溶时效热处理后微观组织之间的关系。结果表明:热处理后的再结晶和析出特性与热变形时的温度补偿应变速率Z有关。在低Z条件下,热处理后会形成少量细小的再结晶晶粒,热变形过程产生的高角度亚晶粒和粗大析出物被保留下来;高Z条件下,热处理后会产生大量细小等轴晶再结晶晶粒,热变形过程产生的高密度晶胞和相对细小的动态析出物被热处理后完整的亚晶粒和相对粗化的析出物所替代。热处理后的平均再结晶晶粒尺寸随着Z值的增加而减小。建立两者的定量关系式。     

GH4141难变形高温合金铸态组织析出相鉴别及均匀化过程中演变行为

GH4141变形高温合金因具有较高的高温强度和良好抗氧化性能,被广泛用于制造航空航天发动机高温承力部件。本文基于化学成分分析及晶体学法,对GH4141难变形高温合金铸态组织中典型析出相进行了详细鉴别与解析。通过高温均匀化实验,分析了均匀化过程中析出相回溶行为。1130~1160 oC中低温均匀化条件下,原铸态组织中针状σ相、板状η相、M3B2型硼化物以及γ’强化相等回溶至基体,M6C型碳化物仍可存在。1190~1210 oC高温均匀化条件下,合金中包括M6C在内的大部分析出相已回溶至γ基体,组织中仅剩余少部分MC型碳化物。MC型碳化物在固液两相区回溶,较难通过均匀化热处理彻底回溶消除。     

5059铝合金均匀化金属间相的演变

利用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电镜（TEM）、能谱分析（EDS）、差示扫描量热法（DSC）、X射线衍射（XRD）等手段研究了5059铝合金均匀化热处理过程中金属间相的演变。结果表明：5059铝合金铸锭中枝晶偏析严重,大量难溶金属间相在晶界处呈连续网状分布。难溶金属间相由富含 Zn、Cu 元素的非平衡β（Al3Mg2）相、Fe元素富集的Al6Mn共晶相以及Mg2Si平衡相组成。在均匀化热处理过程中,难溶金属间相发生回溶,并析出大量弥散的β（Al3Mg2）相和短棒状的Al6Mn粒子。根据实验观测及均匀化动力学方程计算结果,得到合金的最佳均匀化热处理制度为（450°C,24 h）。     

7050铝合金均匀化过程中组织转变

采用光学显微镜、扫描电镜和差示扫描量热法等研究7050合金均匀化过程中的显微组织与化合物的演变。结果表明,7050合金铸态为典型的枝晶网状组织,其中片层状共晶组织由α(Al)和T相(Al Zn Mg Cu)组成,并存在少量含Fe相(Al7Cu2Fe)。均匀化温度在460℃以上,共晶相发生分解,且由T相向S相(Al2Cu Mg)发生转变,480℃以上S相发生溶解并逐渐减少,而含Fe相的形状和尺寸基本不发生变化。随均匀化时间的延长和温度的升高,T相逐步向S相完全转变,且S相逐渐溶解于基体中,残留很少。对于所采用的7050合金铸锭,为了消除共晶组织,减少残留化合物和合金元素均匀分布,460℃×24 h+480℃×8 h双级均匀化工艺为较合理的均匀化工艺。     

Microstructural evolution of aluminum alloy 3003 during annealing

The microstrucmral evolution of cold-rolled aluminum alloy 3003 during annealing was investigated by means of micro-hardness measurement, electrical resistivity measurement, optical microscopy and transmission electron microscopy. The interaction of recrystallization and precipitation of aluminum alloy 3003 was also discussed. The results show that the recrystallized grain size of cold-rolled aluminum alloy 3003 is strongly affected by precipitation during annealing, When precipitation occurs prior to recrystallization at low temperature（300 ℃）, the grain structure becomes coarse, and the precipitation process is affected by the presence of lattice defects, i.e. high cold reduction results in a large number of precipitates. When annealing at 500 ℃, however, for the recrystallization is prior to precipitation, the precipitation is independent of cold deformation reduction and a fine, equiaxed grain structure is obtained.     

Microstructure evolution of 7050 aluminum alloy during hot deformation

Hot compression of 7050 aluminum alloy was performed on Gleeble 1500D thermo-mechanical simulator at 350 ℃ and 450 ℃ with a constant strain rate of 0.1 s-1 to different nominal strains of 0.1, 0.3 and 0.7. Microstructures of 7050 alloy under various compression conditions were observed by TEM to investigate the microstructure evolution process of the alloy deformed at various temperatures. The microstructure evolves from dislocation tangles to cell structure and subgrain structure when being deformed at 350 ℃, of which dynamic recovery is the softening mechanism. However, continuous dynamic recrystallization (DRX) occurs during hot deformation at 450 ℃, in which the main nucleation mechanisms of DRX are subgrain growth and subgrain coalescence rather than particle-simulated nucleation (PSN).     

钛合金TC16中绝热剪切带的微观结构演化

利用分离式Hopkinson压杆（SHPB）技术对钛合金TC16的帽形试样进行动态加载,采用光学显微镜和透射电镜技术观测TC16中绝热剪切带内的微观结构和相变情况。结果表明,剪切带的边缘由具有高位错密度的沿着剪切方向排列的宽度为0.2-0.5μm的伸长组织构成,其与基体组织的形貌显著不同;剪切带中部由大量低位错密度的直径约为0.2μm的再结晶等轴晶组成。衍射花样的标定表明α-Ti和α″相共存于剪切带中部,剪切带内发生了相变。绝热剪切变形过程中剪切带内的温度约为796℃。讨论了TC16中绝热剪切带内的相变规律和微观结构演化过程。     

铝合金6061的热变形力学行为与微观组织演化规律

对于具有柱状晶的铝合金6061进行了圆柱体热压缩实验研究。通过实验获得了该种材料在不同温度不同应变速率条件下的真应力-应变曲线以及动态再结晶和晶粒细化的规律。应用峰值应力的实验结果计算出了该材料热变形过程的激活能,计算了每个实验条件的Z参数,得到了铝合金6061的热变形过程以及动态再结晶过程的主要特征变量作为Z参数的函数表达式。结果表明,当Z参数等于2×1026/s时热压缩实验过程动态再结晶引起的晶粒细化效果最好。     

铸态2219铝合金热压缩变形组织演变规律

为解决2219铝合金微观组织粗大、第二相分布不均的问题,开展了对铸态2219铝合金热压缩变形组织演变规律的研究。研究结果表明,经热压缩变形后,铸态2219铝合金组织中粗大的晶粒及连续网状分布的残余结晶相被打碎,经热处理后形成了均匀的再结晶组织。随着变形温度的升高,晶粒组织粗化,但Al2Cu相的分布更细小、均匀;随着变形量的增大,晶粒组织逐渐细化,晶粒大小分布也更均匀,且Al2Cu相也随变形量的增加破碎得更充分,分布更细小、均匀。在大直径铸锭锻造开坯过程中,为了获得Al2Cu相细化分布的组织,变形温度应控制在420℃以上,单次变形量不应低于50%。延长锻后保温时间不会显著影响材料的显微组织,因此,在锻造开坯过程中,为了保证合理的变形温度区间,可以采用回炉加热多火次锻造的方式。     

Effects of welding parameters and tool geometry on properties of 3003-H18 aluminum alloy to mild steel friction stir weld

Defect-free butt joints of 3003 Al alloy to mild steel plates with 3 mm thickness were performed using friction stir welding (FSW). A heat input model reported for similar FSW was simplified and used to investigate the effects of welding speed, rotation speed and tool shoulder diameter on the microstructure and properties of dissimilar welds. The comparison between microstructure, intermetallics and strength of welds shows the good conformity between the results and the calculated heat input factor (HIF) achieved from the model. The joint strength is controlled by Al/Fe interface at HIF of 0.2–0.4, by TMAZ at HIF of 0.4–0.8 and by intermetallics and/or defects at HIF>0.8.     

Microstructure and microtexture evolution of aluminum alloy 3003 under ultrasonic welding process for embedding SiC fibre

Ultrasonic welding process can be used for bonding metal foils which is the fundament of ultrasonic consolidation (UC).UC process can be used to embed reinforcement fibres such as SiC fibres within an aluminum matrix materials.In this research we are investigating the phenomena occurring in the microstructure of the parts during ultrasonic welding process to obtain better understanding about how and why the process works.High-resolution electron backscatter diffraction (EBSD) is used to study the effects of the vibration on the evolution of microstructure in AA3003.The inverse pole figures (IPF) and the correlated misorientation angle distribution of the mentioned samples are obtained.The characteristics of the crystallographic orientation,the grain structure and the grain boundary are analyzed to find the effect of ultrasonic vibration on the microstructure and microtexture of the bond.The ultrasonic vibration will lead to exceptional refinement of grains to a micron level along the bond area and affect the crystallographic orientation.Ultrasonic vibration results in a very weak texture.Plastic flow occurs in the grain after welding process and there is additional plastic flow around the fibre which leads to the fibre embedding.