Al-(0.2-x)Si-xYb-0.04Zr合金的时效行为和导电性

利用Yb部分替换Al-0.2Sc-0.04Zr合金中Sc,通过对其室温硬度、拉伸性能和电阻率测试,研究了Al-(0.2-x)Si-xYb-0.04Zr合金的力学性能和导电性能。结果表明,合金具有明显的时效强化行为。Yb含量为0.05%、0.10%和0.15%的合金峰时效温度在330℃附近,而不含Sc的Al-0.2Yb-0.04Zr合金峰时效温度在280℃;相应的峰时效态抗拉强度分别为155、140、104和85 MPa。Yb(部分)替代Sc虽然降低了Al-0.2Sc-0.04Zr合金的力学性能,但提高了其导电性。综合力学、电学性能,尤其是成本因素发现,Al-0.1Sc-0.1Yb-0.04Zr合金在耐热导电材料领域最具应用前景。     

Zr含量对Al-0.2wt%Sc合金晶粒尺寸分布和室温拉伸性能的影响

研究了锆含量对Al-0.2wt%Sc合金的晶粒尺寸分布和拉伸性能的影响.发现Zr不仅能细化合金的晶粒尺寸,而且对晶粒尺寸分布有显著影响.不同温度时效后的室温拉伸性能表明:合金的最佳时效强化温区为330～380℃,而且Zr的添加能适当提高合金的热稳定性.综合结果表明:锆的最佳含量应在0.04wt%～0.08wt%.     

Al-0.2Sc-0.04Zr(0.01B)合金的时效行为和导电性

研究了Al-0.2Sc0.04Zr(0.01B)合金的时效行为和导电性.发现合金最佳时效温度为330℃,最佳时效时间为189min.热挤压并不能进一步提高合金的最佳强度水平,但能大幅提高合金的伸长率;添加B虽使合金最佳时效强度水平略有降低,但能改善均匀化状态合金的低温导电性.综台结果表明,挤压态Al-0.2Sc-0.04Zr合金具有最佳的力学性能和导电性,其抗拉强度为160 MPa,20℃时导电性相当于国际标准软铜的63％.     

热挤+冷轧Al-0.2Sc-0.04(Zr,Yb)合金的力学性能和导电性

研究了不同含量Yb部分替换Zr对热挤+冷轧态Al-0.2Sc-0.04(Zr,Yb)合金力学性能和导电性的影响。发现只有Yb含量为0.01%和0.02%的Al-0.2Sc-0.04(Zr,Yb)合金具有明显的时效强化峰,最佳时效温度在330℃左右。Yb含量为0.01%和0.02%的合金的屈服强度分别为188.1和177.5MPa,抗拉强度分别为212.9和207.3MPa。过量Yb替换Zr反而导致力学性能降低。冷轧能进一步提高合金导电性。综合结果表明,Yb含量为0.02%的Al-0.2Sc-0.04(Zr,Yb)合金兼具优良的力学性能和良好的导电性能。     

固溶及高温时效对Al-0.2Sc-0.04Zr、Al-0.15Sc-0.07Zr、Al-0.1Sc-0.05Zr合金力学性能的影响

通过硬度测试、电导率测定、金相显微镜观察等方法,确定合金的固溶工艺为600℃×24h水淬。经过高温时效处理后发现Al-0.2Sc-0.04Zr、Al-0.15Sc-0.07Zr、Al-0.1Sc-0.05Zr三组合金在300℃时时效465min后强化效果最佳。通过对比高温时效处理后不同Sc-Zr含量的Al-Sc-Zr合金的力学性能发现:Sc的添加,可以有效的增加合金的强度,在一定范围内,Sc含量越多,强度提升越明显。微量Zr元素能够有效抑制初生Al3Sc沉淀粒子的形成,从而使合金延伸率上升。综合结果表明,时效处理后Al-0.2Sc-0.04Zr的力学性能较好,其抗拉强度、屈服强度、延伸率分别为229.626MPa、97.707MPa、11.8%。     

Al-0.2Sc-0.04Zr合金的高温蠕变行为

在前期工作基础上,研究了经不同冷轧和时效处理的Al-0.2Sc-0.04Zr合金在300℃时的蠕变行为。发现合金的高温蠕变属于第二相粒子强化材料的蠕变,存在蠕变门槛应力,且冷轧和时效联合处理能进一步改善合金高温抗蠕变能力。虽然预时效+冷轧+再时效处理可获得更好的室温抗拉强度,但未经预时效的冷轧+时效处理却可获得好的高温抗蠕变性能。显微组织观察表明,Al-0.2Sc-0.04Zr合金抗蠕变性能的改善与晶粒细化和共格Al3(Sc,Zr)沉淀相的形成及分布有关。     

Sc含量对Al-Mg-Sc-Zr合金铸态组织及时效强化的影响

用金相显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）及显微硬度仪研究了Sc含量对Al-5.5Mg-0.5Mn-XSc-0.1Zr (质量分数,%) (0.05≤X≤0.50)合金铸态显微组织和时效处理后二次析出相的形貌及其强化作用的影响。结果表明：当Sc含量少于0.09%（质量分数,下同）时,凝固过程中无含Sc相析出,铸锭组织为柱状树枝晶,时效后强化作用有限;当Sc含量在0.16%~0.23%时,凝固过程中析出少量初生及共晶Al3(Sc, Zr)相,这既能够细化晶粒,又不影响时效后二次析出相的热稳定性,时效后合金的硬度也较高;而Sc含量过高（X≥0.23）时,合金中初生和共晶Al3(Sc, Zr)相的含量增多,虽然也能够细化晶粒,但凝固后基体中固溶的Zr含量也会随之降低,导致二次Al3(Sc, Zr)相的热稳定性降低,450 ℃时效24 h后二次析出相粗化严重,强化作用很弱     

Ti含量及时效温度对Al-Si7-Mg0.35合金组织及力学性能的影响

研究Ti含量及时效温度对Al-Si7-Mg0.35合金组织和力学性能的影响.结果表明:在三种时效温度:155℃、165℃、175℃条件下,合金的抗拉强度、硬度都随Ti含量的增加逐渐增大,并在Ti为0.2％时达到最大值,随后又逐渐降低,伸长率在时效温度为155℃和165℃时随着Ti含量的增加逐渐下降,在0.2％Ti时达到最低值,而后随着Ti含量的增加稍有增加,在时效温度175℃时伸长率呈下降趋势.随着时效温度的提高,三种含量合金的抗拉强度、硬度基本上都是先升后降,而断后伸长率在含0.1和0.2Ti合金中呈先降而后缓慢上升的趋势,而0.3Ti合金呈下降趋势.     

Mn含量及退火工艺对Cu-xMn-0.2Ce-0.2Zr合金组织性能的影响

采用显微组织观察和X射线衍射分析，通过电阻率和电阻温度系数、显微维氏硬度及Tafel极化曲线测量，研究了Mn含量及退火工艺对冷轧Cu-xMn-0.2Ce-0.2Zr(x=5、6、7、8)合金组织性能的影响。结果表明，随着Mn含量的增加，电阻率逐渐增加，电阻温度系数逐渐降低，且合金的择优取向均为(220)_Cu晶面。在250、350、450和550℃退火后，合金发生回复和再结晶，使得内应力降低，显微维氏硬度随着退火温度的升高和保温时间的延长而下降。当Mn含量为7%时，Cu-7Mn-0.2Ce-0.2Zr合金得到良好的综合性能。经350℃退火1 h、水冷后，电阻率为22.3μΩ·cm,电阻温度系数(TCR_25-125℃)为116×10^-6℃^-1。自腐蚀电位和自腐蚀电流密度分别为-0.172 V和1.86μA/cm²。说明Cu-7Mn-0.2Ce-0.2Zr合金在工作温度范围内具有优良的电学性能，同时也兼具较好的耐蚀性能。     

Y对Al-Zr合金微观组织与性能的影响

研究了不同Y含量(0.02%,0.05%,0.10%)对Al-0.16Zr合金铸态、轧制态和时效态的微观组织、硬度和电导率的影响。结果表明,Y含量为0.05%和0.10%时,能显著的细化合金晶粒。随着Y含量增加,晶粒细化效果逐渐增强。铸态Al-0.16Zr合金在350℃时效过程中,Y添加具有显著的时效强化效果,Y含量越高,达到峰值时效所需时间越短。但是由于共格Al3Zr沉淀相的析出,点阵失配畸变场的存在将导致合金电导率降低。而在轧制态合金的时效过程中,位错密度的降低引起退火软化,但是Y的添加仍明显提高了合金的硬度。综合考虑,轧制态Al-0.16Zr-0.10Y合金经350℃×30h时效后具有最优的硬度和电导率。