Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Yb铝合金中弥散相的形成和作用

采用金相、能谱分析、扫描电镜、透射电镜和力学性能实验,研究Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Yb铝合金中弥散相的形成以及弥散相对铝合金显微组织、再结晶行为、拉伸性能和断裂韧性的影响。结果表明:在Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Yb合金中形成了大量、细小、分布均匀、与基体共格的L12型Al3(Zr,Yb)弥散相;与Al-Zn-Mg-Cu-Zr中形成的Al3Zr弥散相相比,Al3(Zr,Yb)弥散相能更有效地抑制合金变形固溶过程中的再结晶,合金屈服强度提高了6%,断裂韧性提高35%。     

Cr、Yb合金化对Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金组织和断裂特征的影响

研究复合添加微量Cr、Yb、Zr对Al-Zn-Mg-Cu合金的显微组织和断裂特征的影响,分析其对合金韧化的作用机制.结果表明:在Al-Zn-Mg-Cu合金中复合添加Cr、Yb、Zr形成了含Cr、Yb、Zr的球形弥散相,这些均匀分布于基体上的弥散相能强烈钉扎位错和亚晶界,使基体保持形变回复组织,保持小角度晶界,抑制基体再结晶;T6态断裂机制主要为韧窝型穿晶断裂,与仅添加Zr相比,沿晶断裂抗力显著提高;晶界的无沉淀区(PFZs)较宽,且析出相在晶界呈明显不连续分布.     

微量Cr和Nb对Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金力学性能和应力腐蚀性能的影响

通过金相显微分析、硬度、强度和应力腐蚀性能的测试,研究添加微量Cr和Nb对Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金力学性能、再结晶与应力腐蚀行为的影响。结果表明,在Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金中添加微量Cr和Nb能提高合金的抑制再结晶能力,并显著提高合金的抗应力腐蚀性能,使合金在保持高的强度和塑性的同时,应力腐蚀临界应力强度因子KISCC由9．8MPa·m^1/2提高N15．2MPa·m^1/2。     

High Temperature Precipitation Hardening and Recrystallization of Al-Zr-Yb-Cr Alloys

采用透射电镜研究了Al-Zr-Yb-Cr合金中析出的弥散相的形态、结构和成分,采用硬度和金相观察对比了弥散相在500 ℃的析出硬化作用及其稳定性,以及对合金再结晶的抑制作用。结果表明：Al-Zr-Yb-Cr合金经500 ℃均匀化处理后析出了大量共格的、L12结构 (Al, Cr)3(Zr, Yb) 弥散相,弥散相均匀化处理400 h仍保持共格态,粒径维持在15~ 25 nm。其高温析出硬化及抑制铝基体再结晶作用优于Al3Zr和Al3(Zr,Yb)弥散相。     

Al-(Zr)-(Pr)-(Cr)合金析出和再结晶行为研究

采用透射电镜和高分辨透射电镜研究了Al-Zr-Pr-Cr合金中析出弥散相的结构和稳定性。采用硬度和金相观察对比了弥散相在500℃的析出硬化作用及其稳定性,以及对合金再结晶的抑制作用。研究结果表明：由于热处理析出了大量共格的、L12结构的15~20nm含Pr的 (Al, Cr)3Zr弥散相,因此Al-0.16Zr-0.26Pr-0.18Cr合金具有显著地析出硬化效果、热稳定性和抑制再结晶效果。其高温析出硬化及抑制铝基体再结晶作用优于Al3Zr和含Pr的Al3Zr弥散相。     

Al-Zr-Cr-La合金中多元弥散相的形成及其强化作用

研究了Al-Zr-Cr-La合金中多元弥散相的形成及其对合金的强化作用.结果表明,在合金中形成具有Al20Cr2La结构的弥散相;在含Zr的合金中,Zr溶入到Al20Cr2La相中.这种结构的弥散相,具有明显的抑制再结晶和强化合金效果.相对于无Zr的Al20Cr2La相,含Zr的Al20Cr2La相抑制再结晶能力尤为显著,强化合金能力也略有提高.     

Al-Zr-Yb-Cr合金中的弥散相的形成与作用

采用透射电镜研究了Al-Zr-Yb-Cr合金中析出的弥散相的形态、结构和成分,采用硬度和金相观察对比了弥散相在500℃的析出硬化作用及其稳定性,以及对合金再结晶的抑制作用。结果表明:Al-Zr-Yb-Cr合金经500℃均匀化处理后析出了大量共格的、L12结构(Al,Cr)3(Zr,Yb)弥散相,弥散相均匀化处理400 h仍保持共格态,粒径维持在15~25nm。其高温析出硬化及抑制铝基体再结晶作用优于Al3Zr和Al3(Zr,Yb)弥散相。     

Al-(Zr)-(Pr)-(Cr)合金析出和再结晶行为研究（英文）

采用透射电镜和高分辨透射电镜研究了Al-Zr-Pr-Cr合金中析出弥散相的结构和稳定性。采用硬度和金相观察对比了弥散相在500℃的析出硬化作用及其稳定性,以及对合金再结晶的抑制作用。结果表明:由于热处理析出了大量共格的、L1_2结构的15~20 nm含Pr的(Al,Cr)_3Zr弥散相。因此,Al-0.16Zr-0.26Pr-0.18Cr合金具有显著地析出硬化效果、热稳定性和抑制再结晶效果。其高温析出硬化及抑制铝基体再结晶作用优于Al_3Zr和含Pr的Al_3Zr弥散相。     

Cr、Mn、Zr、Ti微合金化对Al-Zn-Mg-Cu-Yb合金再结晶、第二相和断裂行为的影响（英文）

采用拉伸测试,结合TEM、SEM和EBSD等物相和微观结构表征,研究了单独添加Cr、Mn、Zr、Ti对Al-Zn-Mg-Cu-Yb合金中第二相(特别是AlCuYb相)析出、基体再结晶行为和拉伸沿晶断裂的影响。结果表明:在同时添加Yb和Cu的铝合金中,微米级、粗大AlCuYb相的析出难以避免。但有趣的是,进一步添加Mn的合金中,由于析出了亚微米的Al_(20)Cu_2Mn_3相,可有效减少粗大AlCuYb相,在4种合金中形成的粗大相的数量最少。Al-Zn-Mg-Cu-Yb合金中添加Zr可析出纳米级Al_3(Yb, Zr)弥散相,有效抑制结晶,但是AlCuYb相的形成消耗Yb元素,降低了二次共格Al3(Yb, Zr)弥散相的析出,此外粗大AlCuYb相颗粒诱发局部再结晶,一定程度降低了合金的强度。T6态AlZnMgCuYb-Zr和AlZnMgCuYb-Mn合金经固溶后仍保持未再结晶纤维状结构,小角度再结晶分数高达50%以上,平均晶粒尺寸降至2～7μm。相比之下,添加Cr或Ti的Al-Zn-Mg-Cu-Yb合金形成均匀再结晶晶粒,大角度再结晶分数高达80%,平均晶粒尺寸为40～96μm。断裂时,尺寸1～3μm的初生Al_2CuMg相(而非粗大AlCuYb相)优先诱发断裂,裂纹沿析出相连续、粗大且无沉淀析出相宽化的大角度再结晶晶界或原始晶界扩展。     

Al-Zn-Mg-Cu合金多尺度第二相粒子与性能关系研究

介绍了Al-Zn-Mg-Cu合金多尺度第二相粒子与性能关系的研究。涉及的多尺度第二相粒子包括微米尺度的金属间化合物、亚微米尺度的弥散相、纳米尺度的晶内析出相和晶界析出相;涉及的相关性能为强度、断裂韧性以及腐蚀性能。结合相关文献与作者的研究工作,可以得出以下结论:金属间化合物会影响合金的断裂韧性和腐蚀抗力;弥散相通过抑制基体再结晶的方式影响合金的强度、断裂韧性以及腐蚀抗力;晶界析出相会影响合金的断裂韧性和腐蚀抗力;晶内析出相影响合金的强度和断裂韧性。     

Effect of Yb additions on microstructures and properties of 7A60 aluminum alloy

Al-Zn-Mg-Cu-Zr alloys containing Yb were prepared by cast metallurgy. Effect of 0.30% Yb additions on the microstructure and properties of 7A60 aluminum alloys with T6 and T77 aging treatments was investigated by TEM, optical microscopy, hardness and electric conductivity measurement, tensile test and stress corrosion cracking test. The results show that the Yb additions to high strength Al-Zn-Mg-Cu-Zr aluminum alloys can produce fine coherent dispersoids. Those dispersoids can strongly pin dislocation and subgrain boundaries, which can significantly retard the recrystallization by inhibiting the nucleation of recrystallization and the growth of subgrains and keeping low-angle subgrain boundaries. Yb additions can obviously enhance the resistance to stress corrosion cracking and the fracture toughness property, and mildly increase the strength and ductility with T6 and T77 treatments.     

Effects of minor Sc on the microstructure and mechanical properties of Al-Zn-Mg-Cu-Zr based alloys

Five kinds of Al-Zn-Mg-Cu-Zr based alloys with different Sc additions were prepared by ingot metallurgy. The effects of minor Sc on the microstructure and mechanical properties of Al-Zn-Mg-Cu-Zr based alloys were investigated using tensile tests, optical microscopy (OM), and transmission electron microscopy (TEM). The results show that the ultimate tensile strength and yield strength are improved by 94 and 110 Mpa, respectively, and the elongation to failure remains at a reasonable extent (11.1%) in the Al-Zn-Mg-Cu-Zr based alloy with 0.21 wt.% Sc addition after solution heat treatment at 475℃ for 40 min and then aged at 120℃ for 24 h. The addition of minor Sc induces the formation of Al3(Sc,Zr) particles, which are highly effective in refining the cast microstructures, retarding recrystallization, and pinning dislocations. The increment of strength is attributed mainly to fine grain strengthening, precipitation strengthening of Al3(Sc,Zr) particles, and substructure strengthening.     

Effect of Yb addition on strength and fracture toughness of Al-Zn-Mg-Cu-Zr aluminum alloy

The effect of Yb addition on the strength and fracture toughness of Al-Zn-Mg-Cu-Zr aluminum alloy was investigated by measuring tensile properties and fracture toughness. The surface morphology was observed by optical microscopy, scanning electron microscopy and transmission electron microscopy. The results show that Yb addition can produce fine coherent Yb contained dispersoids. Those dispersoids trend to inhibit AI matrix recrystallization and retain the recovery deformed microstructure. Compared with Al-Zn-Mg-Cu-Zr alloy, Yb contained alloy demonstrates mechanical property improvements from 710 MPa to 747 MPa for ultimate strength, from 684 MPa to 725 MPa for yield strength, from 21 MPa·m1/2 to 29 MPa·m1/2 for fracture toughness with T6 treatment.     

复合添加Zr、Cr和Pr对Al-Zn-Mg-Cu合金组织和性能的影响

采用铸锭冶金法制备Al-Zn-Mg-Cu-Zr、Al-Zn-Mg-Cu-Cr-Pr和Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Cr-Pr3种合金,通过金相显微、扫描电镜和透射电镜观察以及拉伸性能、极化曲线、应力腐蚀和剥落性能的测试,研究复合添加Zr、Cr和Pr对Al-Zn-Mg-Cu合金组织和性能的影响。结果表明:复合添加Zr、Cr和Pr可有效抑制Al-Zn-Mg-Cu合金回复过程中亚晶的合并和长大,显著抑制再结晶,提高合金抗应力腐蚀和抗剥落腐蚀的性能;与单独添加Zr的合金相比,复合添加Zr、Cr和Pr的合金断裂韧性KⅠC从23.3MPa·m1/2提高到29.3MPa·m1/2,合金应力腐蚀开裂界限应力强度因子KⅠSCC由10.9MPa·m1/2提高到24.5MPa·m1/2,合金的抗拉强度、屈服强度及伸长率都略有提高。     

添加微量Sc、Zr对超高强铝合金微观结构和性能的影响

采用低频电磁铸造技术制备Al-9Zn-2.8Mg-2.5Cu-x Zr-y Sc（x=0,0.15%,0.15%;y=0,0.05%,0.15%）合金,借助金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、力学性能测试等手段分别对其均匀化、热挤压态、固溶态和时效态的组织与性能进行对比分析。结果表明：添加微量Sc和Zr,会在凝固过程中形成初生Al3（Sc,Zr）,可显著细化合金铸态晶粒;均匀化时形成的次生Al3（Sc,Zr）粒子可以强烈钉扎位错和亚晶界,有效抑制变形组织的再结晶,显著提高合金的力学性能。与不含Sc、Zr的合金相比,含0.05%Sc和0.15%Zr的合金经固溶处理和峰值时效处理后其抗拉强度和屈服强度分别提高172 MPa和218 MPa,其强化作用主要来自含Sc、Zr化合物对合金起到的亚结构强化、析出强化和细晶强化。     

Effects of Yb addition on microstructures and mechanical properties of 2519A aluminum alloy plate

The effects of Yb content on the microstructures and mechanical properties of 2519A aluminum alloy plate were investigated by means of tensile test,optical microscopy,transmission electron microscopy,scanning electron microscopy and X-ray diffractometer.The results show that addition of 0.17% (mass fraction) Yb increases the density of θ' particles of the 2519A alloy plate and reduces the coarsening speed rate of θ' phase at 300 ℃.Therefore,tensile strength is enhanced from 483.2 MPa to 501.0 MPa at room temperature and is improved from 139.5 MPa to 169.4 MPa at 300 ℃.The results also show that with the addition of 0.30% (mass fraction) Yb,the mechanical properties increase at 300 ℃ and decrease at room temperature.With Yb additions,the Al7.4Cu9.6Yb2 phase is found whilst the segregated phases of as-cast alloys along grain boundaries become discontinuous,thin and spheroidized.     

含钪7xxx系铝合金的再结晶

采用金相显微镜和透射电子显微镜研究了含钪Al-Zn-Mg-Cu-Zr系铝合金组织的再结晶,测试了不同温度下退火1h合金的硬度。结果表明:含0.20%Sc的7xxx系铝合金(冷变形量50%)的再结晶起始温度为475℃,再结晶终了温度为525℃。合金在均匀化以及热加工过程中析出细小、弥散的二次A l3(Sc,Zr)粒子钉扎位错、亚晶界和晶界,使回复过程中的位错运动受阻,保持基体内较高的位错的密度,阻碍加热时位错重新排列呈亚晶界以及更进一步发展成大角度晶界的过程;阻碍了再结晶核心长大过程,阻碍大角度晶界的迁移,从而提高再结晶温度。     

富Ag的Ag—Cu合金再结晶

用度测量、示差扫描量热（ＤＳＣ）、金相显微镜、透射电镜等技术研究了富Ａｇ的Ａｇ－Ｃｕ合金的再结晶。对合金再结晶温室随Ｃｕ含量的变化规律以及在相同变形量下，Ｃｕ含量对合金再结晶过程中冷加工储存能的释放的影响进行探索，并讨论了结果。     

复合添加Cr、Mn、Zr对Al-Zn-Mg合金组织和性能的影响

通过光学显微镜、扫描电镜、透射电镜观察以及拉伸试验等手段,研究Cr、Mn、Zr微合金元素对Al-Zn-Mg合金组织和性能的影响。结果表明:复合添加Zr、Mn、Cr在基体上析出大量不规则的、直径为10~20 nm与基体共格的(Al,Cr)₃Zr粒子。(Al,Cr)₃Zr粒子弥散相能强烈钉扎位错、阻碍位错和亚晶界迁移,显著抑制再结晶和晶粒长大。复合添加Zr、Mn、Cr的Al-Zn-Mg合金的抗拉强度和规定塑性延伸强度分别提高34 MPa、19 MPa,具有较好的加工性能和力学性能。