含钪Al-Zn-Mg-Mn-Zr合金时效制度

采用铸锭冶金方法，制备了Al-6．2Zn-2．3Mg-0．3Mn-0．25Sc-0．12Zr合金。利用室温拉伸、硬度测试方法，透射电子显微分析方法研究了Al-6．2Zn-2．3Mg-0．3Mn-0．25Sc-0．12Zr合金在不同时效条件下的力学性能、显微组织结构。结果表明，Al-Zn-Mg-Sc-Zr合金在100℃、120℃、140℃、160℃下时效，在同一温度下，随着时效时间的延长，合金硬度逐渐上升，在达到时效峰值后逐渐降低，均具有明显的时效硬化特性；随着时效温度的升高，合金达到时效硬度峰值的时间缩短，但相应的时效硬度峰值减小。     

锌镁元素含量对新型Al-Mg-Zn合金组织和力学性能的影响

采用硬度实验、室温拉伸实验、扫描电镜和透射电镜研究了锌镁含量对Al-6Mg-3Zn、Al-6Mg-4Zn和Al-7Mg-4Zn合金时效硬化行为、力学性能和显微组织的影响。结果显示:Al-Mg-Zn合金水冷淬火后进行人工时效时会产生时效硬化效果,其中人工时效硬化效果最好的是Al-7Mg-4Zn,峰值时效后板材硬度达182 HV3,屈服强度达529MPa,抗拉强度为580 MPa,伸长率为10.5%。3种合金经120℃×24 h时效后沉淀强化相为η'相,锌镁元素含量的增加,降低了合金的时效态组织再结晶分数,同时使得沉淀强化相的尺寸减小、弥散程度增加,最终使合金具有较高的强度。     

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。     

时效时间对Al-4.5Cu-0.6Mg合金力学性能的影响

通过硬度测试和拉伸性能测试,研究了时效时间对热挤压Al-4.5Cu-0.6Mg合金力学性能的影响;利用SEM对Al-4.5Cu-0.6Mg合金拉伸断口形貌进行观察。结果表明:随时效时间的延长,Al-4.5Cu-0.6Mg合金的硬度和强度先增大后减小,断裂伸长率明显降低,其中在180℃时效10 h时,合金表现出良好的综合力学性能;固溶+时效态Al-4.5Cu-0.6Mg合金的断口呈现沿晶和穿晶混合断裂特征。     

Al-Mg-Si合金双级时效过程的研究

Al-Mg-Si合金的双级时效特性比Al-Zn-Mg合金更复杂,所以适用于Al-Zn-Mg合金的洛里默尔——尼科尔森(Lorimer-Nicholson)模型就不适用于Al-Mg-Si合金。然而,目前所提出的各种模型中帕斯利(Pashley)等人的模型经常被用来解释Al-Mg-Si合金的时效特性。尽管如此,最近还是出现了一些用P—模型无法解释的试验结果。因此,本文对Al-1.17％Mg_2Si合金的     

Si、Er对Al-Zr合金时效析出行为的影响

本文采用传统铸锭冶金的方法制备不同Si和Er含量的Al-Zr合金,研究Si和Er对Al-Zr合金时效析出行为的影响.结果表明:Si的添加促进了Al-Zr合金的时效硬化响应,Si大大降低第二相Al3Zr的析出温度.Al-0.25Zr-0.30Si合金在325℃等温时效时获得最佳时效强化增量,最高硬度值达到57.1HV,较...     

时效处理对Al-Mg-4.5Si-4.5Zn合金性能的影响

在540 ℃×2 h水淬固溶处理的基础上,研究了时效处理对新型Al-Mg-4.5Si-4.5Zn合金性能的影响。结果表明:合金的硬度随时效温度的升高和时效时间的延长先增加后减小,在190 ℃时效2 h达到最大值135.1 HBW;抗拉强度随时效时间的延长先增加后减小,在190 ℃时效3 h时达到最大值390.12 MPa。根据综合性能确定Al-Mg-4.5Si-4.5Zn合金的最佳时效工艺为190 ℃×3 h。     

Al-Sc二元合金中次生Al_3Sc的析出和长大行为

研究了温度、时间等因素对Al-0.4Sc合金时效过程中次生Al3Sc粒子的析出和长大规律及其对合金性能的影响。指出在350、400和450℃下时效,次生Al3Sc粒子长大行为基本符合Lifshitz-Slyozov-Wagner(LSW)理论预测;在500℃下时效1h,粒子长大行为接近LSW理论预测值,1h以上,粒子长大速度变慢,与LSW理论偏差较大。当Al3Sc粒子半径在4～40nm的范围内,Al-0.4Sc合金硬度值随着粒子尺寸上升而下降;当Al3Sc半径为4～7.5nm时,硬度为750～850MPa,大约是热处理前的硬度值(200MPa)的3.75～4.25倍,析出强化作用显著;当Al3Sc半径达到40nm时,合金硬度下降到300MPa。     

形变热处理对Al-Si-Mg铸造合金组织与性能的影响

通过Brinell硬度和拉伸测试以及OM,SEM和TEM的组织观察,研究了形变热处理对Al-12.0%Si-0.2%Mg合金组织与力学性能的影响.结果表明,通过形变热处理可以显著提高试验合金的硬度、强度及伸长率.该合金经500 ℃热挤压、(535±5)℃固溶、160 ℃时效12 h处理后Brinell硬度可达85.7 HBS,抗拉强度为256.3 MPa,伸长率为15.0%.热挤压过程加速共晶Si相发生碎断与球化,细小的Si颗粒分布均匀,结合强化相在时效过程中弥散析出,导致形变热处理条件下合金的强度及伸长率同时提高.SEM和TEM观察显示,合金在热挤压过程中发生了基体Al的再结晶及Si和Mg2Si相的析出.     

Zn及固溶时效对Mg-4Al-2Ca合金组织和性能的影响

通过Mg-4Al-2Ca-xZn系镁合金的设计,研究添加不同含量的Zn对合金微观组织及力学性能的影响。分析得出,铸态Mg-4Al-2Ca合金组织主要由α-Mg、β-Mg17Al12相和少量Al2Ca相组成;当合金中添加2%、4%和6%的Zn后,随着Zn含量的增加合,金的初生相α-Mg变化明显,合金组织中Al2Ca相增加,形成了Mg32(Al,Zn)49相、MgZn相和少量Mg5Zn2Al2化合物;在Zn含量为6%时,合金的初生相α-Mg细化明显,且具有等轴状形态。在时效时间相同的情况下,Zn元素的增加使α-Mg相细化,在相界处析出相减少。经过340℃保温20 h固溶后,在180℃进行一系列的时效处理结果的分析表明,时效72 h时,Mg-4Al-2Ca-xZn(x=0,2,4,6)合金的硬度都达到最大值,分别为72.9、75.1、80.7和83.9 HB,硬度值随Zn含量的增加而增大。     

高强Al-Zn-Mg系7075合金热处理工艺

采用力学性能测试、金相显微分析等方法,研究了热处理工艺条件变化对Al-Zn-Mg系合金组织和性能的影响,探索提高AlZn-Mg系合金综合力学性能的最佳热处理工艺参数。利用正交试验方法设计了热处理工艺方案。结果表明,Al-Zn-Mg系7075合金的最佳热处理工艺制度为470℃×1 h固溶+130℃×24 h预时效+40%热变形+120℃×16 h终时效。经该工艺处理后,7075合金晶粒均匀细化,再结晶程度较高,且可见明显的析出相。强度达到683 MPa,硬度达到87.2 HRB,伸长率达到16.8%。     

Al5TiB对Mg-8Zn-4Al-0.3Mn合金时效过程的影响

研究了Al5TiB加入量对Mg-8Zn-4Al-0.3Mn铸造镁合金时效过程的影响. 结果表明, 未加Al5TiB的Mg-8Zn-4Al-0.3Mn合金的时效析出过程为 过饱和固溶体→细小弥散析出相→再结晶软化和析出相的聚集长大; 添加Al5TiB的Mg-8Zn-4Al-0.3Mn合金的时效析出过程为 过饱和固溶体→细小弥散析出相→析出相的聚集长大. 固溶处理后, 与未加Al5TiB的合金1#相比, 合金2#、3#、4#显微硬度值分别提高了2.8%、6.8%、9.1%; 人工时效后, 与未加Al5TiB的合金1#相比, 合金2#、3#、4#显微硬度峰值分别提高了9%、11.2%、5.2%. 随着Ti元素在合金中含量的增加, 合金的析出相形成激活能呈先增大而后减小的变化规律.     

均匀化处理对Al-4.5Mg-3Si合金组织与性能的影响

采用扫描电镜、显微硬度计、电导率测量仪、X射线衍射仪,研究了均匀化温度和时间对Al-4.5Mg-3Si合金组织和性能的影响。结果表明,均匀化处理可有效提高Al-4.5Mg-3Si合金的均匀化程度,明显改善该合金的显微硬度及电导率。经560℃×4 h条件下均匀化处理的Al-4.5Mg-3Si合金组织中的树枝晶完全被打断,枝晶偏析现象完全消除。对比未均匀化处理Al-4.5Mg-3Si合金,其显微硬度由78.15 HV0.1增加到81.71 HV0.1,增加了约4.76%,电导率由36.5%IACS增加到38.9%IACS,增加了约6.6%,确定Al-4.5Mg-3Si合金较为优化的均匀化处理工艺参数为560℃×4 h。     

银含量对Al-4Mg合金组织和性能的影响

采用维氏硬度测试、金相显微观察、扫描电镜研究了银含量对Al-4Mg合金组织和性能的影响。结果表明,微量合金元素Ag的加入会使Al-4Mg合金铸态组织中析出新的第二相,且随着银含量的增加,第二相的形态也随之发生变化;Ag的加入还使Al-4Mg合金具有时效强化的特性,从而使Al-4Mg合金的硬度得到了大幅度的提高。     

Al-Zn-Mg合金升温时效析出过程的研究

对Al-Zn-Mg合金升温时效过程中的硬度变化进行研究。通过DSC测试对Cu元素对Al-Zn-Mg合金在升温时效过程中的析出过程的影响进行研究。结果表明,升温时效后合金可获得比T6(120℃/24 h)更高的硬度。并且Cu元素在升温时效过程中可增加GP区的稳定性,并促进GP区向η'相的转变。     

锌镁含量对Al-Zn-Mg-Cu高强铝合金组织和性能的影响

采用硬度测试、室温拉伸性能测试、光学显微镜、扫描电镜及透射电镜等方法研究了锌镁元素含量对Al-3Zn-4.5Mg-1Cu、Al-4Zn-3.5Mg-1Cu和Al-4.5Zn-3.5Mg-1Cu 3种高强铝合金挤压棒材的显微组织、时效硬化行为和力学性能的影响。结果表明,Al-4.5Zn-3.5Mg-1Cu合金的时效硬化效果最显著,经120℃×24 h时效后维氏硬度达183 HV3,抗拉强度达617 MPa,屈服强度为590 MPa,伸长率为10.2%。Zn元素含量或Zn/Mg比值升高增加了时效时沉淀强化相的密度,减小了其尺寸,从而提高了强化效果。     

Al-Zn-Mg-(Cu,Zr)合金的机械性能和沉淀特性

通过抗压试验、冲击显微硬度试验和电子显微镜等方法研究了中强Al-4.8 Zn-1.2 Mg-0.14 Zr合金和高强Al-5.7Zn-1.9Mg-(1.4Cu,0.14Zr)合金(成分按重要百分比)的机械性能和沉淀特性。合金经淬火和一段或两段20℃和240℃之间的时效之后,在室温下进行机械性能试验。结果表明,由于自然时效的影响,Cu虽然提高了强度却推迟了GP区的形成。添加Cu增大了淬火合金的过饱和度,从而改变了合金GP区形成的上限温度,GP区的转化和GP区到中间相的转变。含Zr合金的晶粒尺寸(d≈8μm)比无Zr的Al-Zn-Mg和Al-Zn-Mg-Cu合金的晶粒尺寸(d≈150μm)小一个多数量级。在两种含Zr的合金中,Al_3Zr微粒的分布和大量的晶界都影响合金的沉淀过程和机械性能。通过60℃和130℃的两段时效处理,研究了GP区对过渡相η’形成的影响。     

电磁搅拌对半固态Al-20%Mg2Si合金组织的影响

研究了Al-20%Mg2Si过共晶合金在不同搅拌电压下凝固时的凝固组织变化,并对其进行了布氏硬度的测量。结果表明:Al-20%Mg2Si过共晶合金在电磁搅拌下出现了非搅拌凝固中所没有的-αAl相晶粒,初生Mg2Si呈簇状分布在基体上,且随着搅拌电压的升高,α-Al相晶粒尺寸减小,Mg2Si团簇尺寸增大;而且电磁搅拌下,Al-20%Mg2Si过共晶合金的硬度随搅拌电压增加而增加。     

Al-10%Mg中间合金细化Al-5%Fe合金的研究

通过改变Al-10%Mg中间合金晶粒细化剂加入量和熔体保温时间,研究了过共晶Al-5%Fe合金微观组织形态及力学性能.试验表明,在过共晶Al-5%Fe合金中加入Al-10%Mg中间合金细化剂,当加入量为1.2%、保温时间为90 min时,细化效果仍较好,Al-5%Fe合金中初生Al3Fe相由粗大板条状变为花朵状和颗粒状,尺寸明显减小,材料的强度和塑性明显提高.     

Er元素添加对Al-7.7Li合金时效强化及显微组织的影响

通过显微硬度测试及三维原子探针(3DAP)分析对Al-0.03Er、Al-7.7Li、Al-0.03Er-7.7Li (at%)合金的时效强化与显微组织进行了研究。结果表明,Al-0.03Er合金在350℃等温时效10 min达到峰时效硬度38HV,相比固溶态硬度提升了12 HV。Al-7.7Li合金在190℃等温时效24 h达到峰时效硬度98 HV,相比固溶态提升了56 HV。Al-0.03Er-7.7Li合金经350℃/1 h+190℃/8h双级时效后,硬度达108 HV,相比固溶态提升了66 HV,其强化效果为Al-0.03Er、Al-7.7Li合金强化效果的叠加。对此状态的Al-Er-Li合金显微组织进行分析,结果表明,合金中有3种析出相:Al_3Er、Al_3Li及以Al_3Er为核、Al_3Li为壳的Al_3(Er,Li)相,说明先析出的Al_3Er能作为Al_3Li异质形核的核心,从而促进了Al_3Li的析出,使Al-Er-Li合金强度高于Al-Li合金的强度。