含钪Al-Zn-Mg-Zr合金双级时效工艺的正交优化

采用正交试验对含0.25%(质量分数)钪Al-Zn-Mg-Zr合金的双级时效进行了工艺优化,研究了双级时效工艺参数(预时效温度和时间、终时效温度和时间)对合金力学性能和电导率的影响,观察了最佳工艺处理后合金的显微组织。结果表明:对该合金综合性能,尤其是力学性能影响程度由大到小的参数依次为终时效温度、终时效时间、预时效时间、预时效温度;该合金适宜的双级时效工艺为120℃×4h+140℃×12h,经该工艺处理后,合金的抗拉强度为553 MPa,屈服强度为534 MPa,伸长率为12.0%,电导率为37.3%IACS;合金基体组织中弥散分布着η′相以及Al3(Sc,Zr)粒子,有助于合金强度以及抗应力腐蚀性能的提高。     

新型铝锌镁铜系高强韧铝合金型材的双级时效工艺

通过时效处理和拉伸性能测试等方法得到了适用于一种新型铝锌镁铜系高强韧铝合金挤压型材的双级时效工艺。结果表明:在双级时效处理后该合金的析出相主要为η′相和少量的η相,随着二级时效时间的延长,η相数量增加,沉淀相尺寸增大;试验合金的硬度随着时效时间的延长先增大后减小,强度随二级时效时间的延长而下降,伸长率则增大;得到合适的时效工艺为120℃×4h+165℃×6h,经该时效工艺处理后试验合金的抗拉强度为566 MPa,屈服强度为540 MPa,伸长率为10.9%,电导率为40.8%IACS,优于T74态7050铝合金的。     

均匀化处理对铝锌镁钪合金组织和性能的影响

采用电导率测试、室温拉伸性能测试、扫描电镜和透射电镜分析等方法,研究了不同的均匀化处理对铝锌镁钪合金组织和性能的影响。结果表明:铸态铝锌镁钪合金为过饱和固溶体,合金元素在晶界偏析,形成了富锌、镁的非平衡共晶T相和富铁、硅、锰的杂质相;当均匀化温度为350℃,过饱和基体析出平衡相η-MgZn2;随着均匀化温度的升高,非平衡共晶T相逐渐溶入基体,电导率下降,晶内析出大量Al3(Sc,Zr)粒子,合金的热加工性能提高;470℃×12h是试验合金较适宜的均匀化制度。     

钕对AM60镁合金显微组织和力学性能的影响

用OM、SEM、EDS、XRD和拉伸试验机等分析了添加稀土钕对AM60镁合金显微组织、断口形貌、析出相及力学性能的影响.结果表明:加入稀土钕能有效细化AM60镁合金的显微组织,使Mg17Al12相变少、变细;适量的稀土钕元素优先与合金中的铝元素反应生成颗粒状(小针状)的Al11Nd3相,能有效提高合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率;过量的稀土钕则会消耗合金中更多的铝元素并导致针状Al11Nd3相粗化,使合金的力学性能下降;试验条件下,添加质量分数为0.9%钕的合金力学性能最佳,其抗拉强度为230 MPa,屈服强度为127 MPa,伸长率为14%,分别比AM60合金提高了28%,48%和1.8倍.     

钇含量对铸态镁锌锆合金组织及力学性能的影响

研究了不同钇含量(质量分数为0,0.94%,2.67%,4.61%)对铸态Mg-6Zn-0.7Zr合金显微组织及力学性能的影响。结果表明:钇元素主要富集在晶界;晶界析出相呈鱼骨状和块状,并逐渐连续成网状;当钇的质量分数为0.94%时,合金主要为α-Mg、Mg7Zn3和Mg3Y2Zn3相;当钇的质量分数为2.67%时,析出相为α-Mg、Mg12YZn和Mg3Y2Zn3相;随着钇含量的增多,合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率先增大后减小,当钇的质量分数为2.67%时,合金的性能最佳,抗拉强度和屈服强度分别为250.4,125.3MPa,伸长率为12.73%。     

含钪Al-Zn-Mg-Mn-Zr合金焊接接头的组织与性能

首先熔炼了含钪(质量分数为0.26%)的Al-Zn-Mg-Mn-Zr合金,铸态合金依次经热轧、冷轧、固溶、时效热处理后,采用成分相近的焊丝对其进行氩弧焊,研究了焊接接头的组织、拉伸性能和硬度,并讨论了钪在焊接接头中的存在形式及作用机理。结果表明:焊缝区为典型的铸态树枝晶组织,热影响区又可分为半熔合区和软化区,半熔合区靠近焊缝,区内出现了一层较薄的细小等轴晶组织;软化区靠近母材,发生了明显的再结晶现象,其组织特征为加工纤维组织和粗化的再结晶组织;焊接接头的抗拉强度、屈服强度、伸长率分别约为481 MPa,320 MPa,9.97%,焊接系数为0.8260.828;微量钪、锆元素在接头中形成的初生Al3(Sc,Zr)粒子可作为非均匀形核的核心,显著细化熔池区域的铸态晶粒;接头硬度从焊缝中心向两侧母材呈先增大后减小然后再增大的趋势。     

铜银锆合金热处理工艺的优化及析出相

对经不同热处理后铜银锆合金的性能进行了研究,通过透射电镜分析了合金中析出相的种类及形貌。结果表明:合金经920℃×40min固溶水淬+30%冷变形+420℃×3h时效空冷处理后,能获得较好的力学性能与电学性能,硬度为123HB,电导率为88.8%IACS,室温抗拉强度为430MPa,断后伸长率为13.5%,断面收缩率为45.2%;热处理后合金基体上弥散分布着Cu5Zr析出相和粗大的铜银锆饱和固溶体。     

含钪铝合金的现状与开发前景

对国内外Al—Sc合金的发展历史和现状进行了概括。讨论了发展钪及铝钪合金中存在的一些问题，并总结了一些解决方法。简要阐述了钪对铝的很好弥散强化作用，是铝合金强有力的晶粒细化剂和有效的再结晶抑制剂。钪在铝及铝合金中同时具有稀土金属和过渡族金属类金属的有益作用。但其效果却比这2类金属明显得多，铝钪合金的开发有望逐步扩大应用。     

微合金化对原位合成(Al_2O_3+Al_3Zr)_p/A356复合材料显微组织与力学性能的影响

采用微合金化和熔体原位合成法制备了(Al2O3+Al3Zr)p/A356复合材料,研究了微合金化对复合材料显微组织和力学性能的影响。结果表明:微合金化后复合材料中Al2O3和Al3Zr的尺寸更加细小,在0.5～2μm之间,分布更加均匀,颗粒形貌趋于球形,周边圆滑;其力学性能较未添加合金元素的复合材料有明显提高;当添加0.2%Mn+0.2%Cr+0.3%RE时,复合材料的抗拉强度、屈服强度和伸长率达到379 MPa,297 MPa和7.5%,分别提高了32.5%,37.5%和59.5%;其断裂形式属韧性断裂;其强化机制主要有Orwan强化、细晶强化、固溶强化和位错强化。     

熔体超声处理对A356合金铸态显微组织和力学性能的影响

采用高能超声装置对A356合金熔体进行处理,利用扫描电镜、万能材料试验机等研究了高能超声功率及处理时间对A356合金铸态显微组织和力学性能的影响,并分析了其作用机理。结果表明:对A356合金熔体进行超声处理后合金铸态组织中的硅相逐渐由树枝状变成颗粒状,-αAl相细小圆整;当超声功率为1.2 kW、处理时间为600 s时,处理效果最好;处理时间一定后,随着超声功率的提高,A356合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率都增加,最大值可分别达到294.37,207.98 MPa和6.85%,分别为未施加高能超声处理的1.56,1.93和1.10倍;随着高能超声处理时间的延长,A356合金的抗拉强度、屈服强度以及伸长率呈现先升后降的趋势。     

加入Al-5Ti-B细化剂和Al-2Zr-Sc中间合金后铝锌镁合金的组织和拉伸性能

在单独或复合添加Al-2Zr-Sc中间合金和Al-5Ti-B细化剂的条件下对铝锌镁合金进行细化处理,研究了不同细化条件下铸态铝镁锌合金的显微组织和力学性能。结果表明:单独加入质量分数为0.4%的Al-2Zr-Sc中间合金或Al-5Ti-B细化剂都可以细化铝镁锌合金的晶粒,且加入Al-2Zr-Sc中间合金后有Al3(Sc,Zr)相析出,提高了合金的抗拉强度;复合添加质量分数均为0.2%的Al-2Zr-Sc中间合金和Al-5Ti-B细化剂后,晶粒的细化效果最优,相比于基体合金,平均晶粒尺寸减小了20μm,抗拉强度提高了32%,这主要是细晶强化和析出强化共同作用的结果;晶界处长杆状第二相的存在导致复合细化合金的伸长率比单独细化合金的低。     

均匀化退火时间和轧制道次对镁钆钇锌锆合金组织及拉伸性能的影响

对铸态Mg-6Gd-3Y-1Zn-0.5Zr合金在510℃进行不同保温时间的均匀化退火处理,之后再在450℃下进行1~5道次的轧制,研究了均匀化退火时间和轧制道次对合金组织及拉伸性能的影响。结果表明:与退火12h的合金相比,退火40h合金中片层状LPSO相的数量明显增多,这导致其强度和塑性较低;随着轧制道次增加,合金中的再结晶体积分数增大,合金的强度和塑性逐渐提高;合金在510℃退火40h后再经5道次轧制后具有最佳的拉伸性能,屈服强度为271 MPa,抗拉强度为340 MPa,伸长率为9.0%。     

Sc和Zr对Al-Mg铸造合金组织和力学性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜和能谱分析,研究Sc、Zr对Al-Mg铸造合金组织和力学性能的影响。结果表明,添加0．2％～0．4％的Sc,会使合金铸态组织中的部分树枝晶变为等轴晶,且Sc含量越高,合金铸态组织越细;随着Sc含量的增加,合金的抗拉强度升高,Sc含量为0．4％的合金抗拉强度提高30％。添加0．1％～0．2％的Zr也会使合金铸态组织中的部分树枝晶变为等轴晶,但是效果不如Sc;随着Zr含量的增加,合金的延伸率升高,Zr含量为0．2％的合金延伸率高达11．9％。     

热处理对Gr.38钛合金管组织和性能的影响

对挤压态和冷轧态Gr.38钛合金管分别进行了不同温度下的固溶+时效和退火热处理,研究了热处理温度对其显微组织和拉伸性能的影响。结果表明:挤压管经固溶处理后的组织为由初生α相和β相转变组织组成的双相组织,固溶+时效处理后的抗拉强度和屈服强度随时效温度的升高先增后降,伸长率和断面收缩率则呈上升趋势;经900℃×1h固溶+500℃×4h时效处理后,挤压管达到最佳的强塑性匹配,抗拉强度、屈服强度、伸长率、断面收缩率分别为1 135 MPa,912 MPa,17%,45%;冷轧管经退火处理后的显微组织由等轴α相和晶间β相组成,随着退火温度的升高,其抗拉强度、屈服强度逐渐降低,伸长率逐渐增大;在830℃退火1h后伸长率最高,达到27%,抗拉强度和屈服强度分别为937,807 MPa。     

叶片用新型铝合金的铸态组织与性能研究

在浇注过程中用固定交变感应线圈进行磁场辅助搅拌,制备叶片用新型铝合金Al-1.2Ti-0.2Cu-0.2Mg-0.2Sr-0.1Y,并分析新型铝合金显微组织观察、物相组成分析以及力学性能。结果表明,采用磁场辅助搅拌法制备的合金铸态组织均匀、细小,由α-Al基体和少量的Al3Ti第二相组成,室温抗拉强度、屈服强度和断后伸长率分别达到518MPa、427MPa、33.6%。     

挤压比对热挤压成型铝铁铜合金组织与拉伸性能的影响

采用热挤压成型工艺制备了Al-0.7Fe-0.2Cu-0.02B铝合金棒材,研究了挤压比对其显微组织和拉伸性能的影响。结果表明:合金在挤压变形过程中发生了动态再结晶,随着挤压比增大,再结晶晶粒细化,且分布得更加均匀;挤压变形后,铸态合金中的网状第二相Al6Fe转变为Al3Fe,随着挤压比增大,Al3Fe相逐渐细化并在晶界处聚集;随着挤压比从6增大到28,合金的抗拉强度从106.53 MPa增至122.67 MPa,屈服强度从78.88 MPa增至84.65 MPa;通过数据拟合得到挤压态合金屈服强度与平均晶粒尺寸的关系为σ0.2=63.8+77d-1/2。     

大应变轧制Mg-Al-Sn合金板材的微观组织与力学性能

通过对Mg-3Al-1Sn合金(AT31)进行挤压以及后续的单道次大应变量轧制变形,得到强度和塑性兼备的新型变形镁合金板材。组织分析表明,AT31合金中析出了一定数量的Mg17Al12相和Mg2Sn相,挤压态合金经轧制之后晶粒均得到有效的细化,因此合金的强度显著提高。经250℃低温轧制后,AT31合金的晶粒尺寸细化最明显,单道次约58%应变量之后晶粒尺寸约4.72μm;随着应变量提升至约66%,AT31合金的晶粒尺寸略有长大,约4.94μm。经300℃下轧制之后,最低晶粒尺寸可达到约5.58μm;同样,随着应变量的增加,晶粒尺寸先显著降低后有所上升。与此对应,这与拉伸所测的屈服强度变化规律完全一致的,即符合经典的细晶强化理论。经过250℃温度下的单道次约58%大应变量轧制变形后,Mg-3Al-1Sn合金板材的抗拉强度及伸长率匹配性最优,屈服强度约185 MPa,抗拉强度约256 MPa,伸长率约29.2%,具备优异的强塑性兼备特性。鉴于此,Mg-Al-Sn合金在工业中有着广阔的应用潜力。     

重力铸造与挤压铸造Al-5.0Cu-0.6Mn-1.0Fe-1.0Ni合金的高温力学性能对比

采用拉伸试验机、光学显微镜、扫描电镜等对比研究了T7热处理后重力铸造与挤压铸造Al-5.0Cu-0.6Mn-1.0Fe-1.0Ni合金的显微组织及力学性能。结果表明:与重力铸造合金相比,挤压铸造合金中孔洞和针状Al7Cu2Fe相都有所减少,块状Al9FeNi相变得细小弥散;热处理后挤压铸造合金在200℃下的抗拉强度、屈服强度及伸长率比重力铸造合金分别提高了3.8%,10.8%和118.5%。     

锰加入量对铝合金中富铁相形貌和电磁过滤的影响

将不同数量的锰添加到Al-2?合金中,进行电磁过滤并浇注试样,研究了合金中富铁相的形貌和力学性能.结果表明:初生Al3Fe相的形貌发生了明显的变化,当锰、铁的摩尔比为1.3～1.5时,针状的富铁相基本消失,取而代之的是块状.锰变质后,抗拉强度比变质前的126 MPa提高了20～30 MPa,伸长率达到22.9%.变质的熔体通过电磁过滤后,由于铁相基本上被去除,合金的伸长率可以达到29.2%,而抗拉强度降低为131 MPa.     

温度对2297-T87铝锂合金拉伸性能的影响及不同温度拉伸后的显微组织

对2297-T87铝锂合金在25～175℃下进行了拉伸试验,研究了温度对该合金拉伸性能的影响,观察了拉伸后的显微组织。结果表明:随着温度升高,合金的抗拉强度和屈服强度降低,伸长率增大;当温度升至175℃时,合金的抗拉强度和屈服强度为室温(25℃)时的77.72%和82.03%,合金仍具有较高的强度;在25～175℃拉伸后,合金的显微组织相似,均主要由轧制变形晶粒和少量细小再结晶晶粒组成。