一种高硬度铸造镁合金

设计了一种成分（质量分数/%）为Mg-8Zn-6Al-3Cu-3Ca-1.5Mn-1Si的合金,利用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射和维氏硬度计研究了自然冷却、快速冷却及时效处理对合金显微组织和硬度的影响.Mg-8Zn-6Al-3Cu-3Ca-1.5Mn-1Si合金慢冷组织主要由α-Mg、Mg2Cu6Al5、CaMgSi、Mg2Zn3等相构成,没有出现Mg17Al12相.合金经快冷后,抑制了第二相从基体中的析出;时效10 h后,CaMgSi相以细小的块状相均匀析出.合金具有较高的硬度值,在时效时间10 h时最大HV值达到111.     

时效工艺对Al-5.6Zn-1.6Mg-0.05Zr合金微观组织、腐蚀行为及力学性能的影响

本文研究了不同时效工艺对挤压态Al-5.6Zn-1.6Mg-0.05Zr(wt.％)合金的显微组织、腐蚀行为和力学性能的影响.采用光学和电子显微镜揭示了MgZn2析出相的形貌、尺寸及分布随时效温度和时间的变化规律.通过晶间腐蚀(IGC)和剥落腐蚀(EXCO)试验分析了时效后合金的腐蚀敏感性变化情况,发现在经过较长时间时...     

时效对Mg-7Gd-4Y-0.6Zn-0.6Zr合金显微组织及硬度的影响

为了提高Mg合金的强韧性和抗高温性能.文中通过显微硬度测试、差示扫描量热仪及透射电镜分析,研究了挤压Mg-7Gd-4Y-0.6Zn-0.6Zr系镁合金的显微硬度及时效析出相的结构.结果表明:钆的添加增强了Mg-Gd-Y合金的时效硬化效果,对合金时效硬化的总体规律无明显影响.透射电镜分析发现具有DO19超点阵的β″和斜方晶体β′相在合金时效硬化阶段析出,提高了合金硬度.在时效后期由于粗大的针片状1β相析出,使合金硬度下降.     

时效态Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Sc合金的组织与疲劳性能

为了研究时效处理对Al-7.2Zn-2.5Mg-1.5Cu-0.08Zr-0.12Sc合金的组织与疲劳性能的影响,利用透射电子显微镜对合金的显微组织进行了观察分析,并针对不同时效状态的合金进行了低周疲劳实验.结果表明,经过150℃×6 h时效处理后,合金晶内析出相较少,晶界无析出相;经过150℃×36 h时效处理后,合金晶内析出相较为细小,并呈弥散分布,同时晶界析出断续分布的平衡相,并存在晶界无析出带;经过150℃×48 h时效处理后,合金的析出相均已长大,且晶界无析出带发生宽化.经过150℃×36 h时效处理后的合金,表现出了较高的循环变形抗力与较长的低周疲劳寿命;不同时效状态合金的塑性应变幅、弹性应变幅与载荷反向周次之间,以及循环应力幅与塑性应变幅之间均呈线性关系.     

Mg-8Zn-4Al-0.3Mn-xRE合金的时效析出过程及其动力学

采用金相显微分析和DSC分析了Mg-8Zn-4A1-0．3Mn-x RE含金时效析出过程及其动力学，结果表明，未添加RE元素的Mg-8Zn-4A1-0．3Mn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RE元素的Mg-8Zn-4A1-0．3Mn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．人工时效后，与未加RE的合金相比，合金2，3，4显微硬度峰值提高分别达5．6％，9％，13．4％；随着RE元素含量的增加，合金的析出相形成激活能呈逐渐增大的变化规律．     

Al-6Zn-2Mg-2Cu合金热处理后的拉伸与晶间腐蚀性能

为了研究不同时效处理对Al-6Zn-2Mg-2Cu合金性能的影响,研究了强化固溶后T6和T76时效处理对Al-6Zn-2M g-2Cu合金硬度、拉伸性能与晶间腐蚀性能的影响.结果表明,强化固溶后与经过T6时效处理的合金相比,T76时效处理后合金的硬度并无明显变化,但合金的抗拉强度下降了4.39%,伸长率则明显上升.经T6和T76时效处理后,合金的晶间腐蚀等级均为4级.两种时效状态下合金腐蚀速率均在0~1.5 h范围内急剧增大,之后开始下降.经过强化固溶与T76时效处理后,合金的抗晶间腐蚀性能得到明显改善.     

Mulliet／Al—4.5Cu复合材料的时效析出行为

选用挤压铸造法制备mullite/Al-4.5Cu复合材料,采用硬度测试（HB）、差示扫描量热DSC、透射电镜（TEM）等手段研究了mullite/Al-4.5Cu复合材料的时效特性。结果表明：莫来石纤维的引入明显提高了基体合金的时效硬度,加速了基体合金的时效硬化速度,对GP区的形成有抑作用,但没有改变基体合金的时效析出序列。复合材料具有和基体合金相似的时效硬化曲线。温度对两类材料时效硬化行为的影响基本一致。     

铸造Al-4.4Cu-0.6Mn高强铝合金增强相及断裂特性的研究

砂型铸造Al-4.4Cu-0.6Mn铝合金,经530℃×14 h的固溶以及170℃×6 h、8 h、10 h的人工时效,具有良好的机械性能,时效时间为8 h时,合金的抗拉强度最高,为479 MPa.采用光学显微镜(Optical Microscope, OM)、透射电镜(Transmission Electron Microscope, TEM)、扫描电镜(Scanning Electron Microscope, SEM)及其附件能谱仪(Energy Dispersive Spectroscopy, EDS)研究不同时效时间Al-4.4Cu-0.6Mn合金的显微组织.结果表明：Al-4.4Cu-0.6Mn合金的组织由α(Al)基体+断续网状的Al-Cu金属间化合物+棒状的Al-Ti化合物+细小的弥散相组成.合金的强化相由在晶界呈断续网状的Al₂Cu与棒状Al₃Ti,在晶内的Ω相与T(Al₂₀Cu₂Mn₃)相组成;在不同时效时间下,合金的断裂方式以脆性断裂为主,局部存在韧性断裂...     

时效处理对7050铝合金组织与性能的影响

对7050铝合金进行硬度测试、腐蚀性能测试和透射电子显微分析(TEM),研究了单级时效处理对合金组织与性能的影响。实验结果表明:7050铝合金具有较强的时效硬化效应。单级时效温度由120℃升高到160℃时,合金时效硬化速度显著加快,合金进入峰时效状态所需时间显著缩短,但合金的峰值点的硬度降低。时效处理后合金晶内析出了大量的尺寸细小的η'相,弥散分布在基体中。合金晶界处析出了粗大的平衡相,成分为MgZn_2,PFZ出现。随着时效温度的升高,合金晶间析出相连续且粗大,PFZ宽化,合金的抗晶间腐蚀性能持续下降。对于剥落腐蚀来说,合金的腐蚀程度不仅与晶界结构有关,还与晶界数量有关,温度上升,合金晶粒尺寸迅速增大,晶界数目显著减少,二者相互作用最终导致了合金的抗剥落腐蚀性能的提高。     

粉末冶金-热挤压制备超高强度Al-Zn-Mg-Cu合金的组织及力学性能

本文采用粉末冶金联合热挤压工艺制备了一种新型超高强度Al-10Zn-3.5Mg-1.5Cu合金,并对其组织演变和力学性能进行了研究.结果表明:烧结样品的晶粒尺寸与球磨粉末颗粒的尺寸相一致.烧结和热挤压样品的相对密度分别达到99.1％和100％.通过晶粒细化、时效强化和弥散强化的综合作用机制,Al-10Zn-3.5Mg-...     

Mg-Gd-Y(Zr)合金时效析出相分析

为了确定Mg-Gd-Y(Zr)合金时效析出相的形态和物相组成,分别在150、200、250和300 ℃对挤压态Mg-13Gd-4Y-0.4Zr合金进行不同时间的时效处理.采用x-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和能谱分析(EDS)等技术检测并分析了不同温度时效后的析出相形态和物相组成,用扩散理论分析了时效温度对析出相的影响.结果表明,合金经不同温度时效后析出相是白色块状的Mg₂(Gd,Y)、Mg₃(Gd,Y)和片状的Mg₅(Gd,Y).分析认为,时效温度决定了Mg-Gd-Y(Zr)合金时效析出相的形态.     

非等温回归再时效对Al-8Zn-2Mg-2Cu合金厚板厚向组织及性能均匀性的影响

为进一步提升航空铝合金厚板的组织及性能均匀性,本文研究了升、降温回归及再时效对Al-8Zn-2Mg-2Cu合金厚板厚向组织及性能均匀性的影响.结果表明,在回归加热阶段,相对于板材心层,表层预析出相的回溶程度更高,但未回溶的η′或η相尺寸相对粗大.在回归后的缓慢冷却阶段,厚板的表层和心层都存在未溶第二相的缓慢粗化和新相的...     

蠕变和人工时效对2524铝合金疲劳裂纹扩展性能的影响

针对蠕变时效和人工时效对2524铝合金疲劳裂纹扩展性能的影响进行了研究,结合透射电镜下合金的微观组织演变,分析了不同时效状态下析出相对合金疲劳性能的影响规律。结果表明:时效4 h后蠕变时效和人工时效合金内微观组织都是以Cu-Mg原子团簇和GPB区为主,表现出较好的抗疲劳性能。相比时效4 h,时效9 h后合金内主要析出相为针状S′相,粗大S′相的出现改变了位错滑移方式,降低了滑移的可逆性,加速了疲劳损伤积累,因此在应力强度因子范围ΔK≤7 MPa·m1/2的近门槛区,合金抗疲劳性能明显下降。时效24 h后合金晶界处出现无沉淀析出带,晶内析出相尺寸也更大,进一步加速了合金的疲劳裂纹扩展速率。蠕变应力加速了合金的时效析出进程,相比人工时效,在相同时效时间下,蠕变时效合金内析出相尺寸更大,屈服强度和硬度提高,但抗疲劳性能下降。     

Al-5.5Zn-2.5Mg高强铝合金微观组织与疲劳性能

通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等方法观察了Al-5.5Zn-2.5Mg高强铝合金材料的微观组织,并进行了拉伸性能与疲劳性能试验,分析其拉伸断裂和低周疲劳失效行为.结果表明:Al-5.5Zn-2.5Mg高强铝合金的力学性能与低周疲劳性能较好,拉伸强度达到479.4 MPa.当应力比R=-1,频率f=20 Hz,应变幅εa=0.8％时,低周疲劳寿命为630周,疲劳裂纹萌生于试件表面,且疲劳裂纹扩展区存在明显的疲劳条带.Al-5.5Zn-2.5Mg铝合金η’(MgZn2)析出相虽然在光学组织中呈现均匀弥散分布,但在TEM高倍组织中主要沿晶界析出,强化相粒子的平均直径约20 nm,晶界附近无沉淀析出带宽约100 nm.     

时效温度对铝锂合金组织及性能影响研究

通过金相显微镜、扫描电镜和硬度等实验手段研究时效温度对Al-Li-Cu-Mg合金微观组织及其力学性能的影响,结果表明,合金中的强化相主要有δ′(Al_2Li)相、T_1(Al_2CuLi)相和θ′(Al_2Cu)相。在150℃时析出大量δ′相和少量T_1相;随着时效温度的升高,在165℃以上主要为大量T_1相,少量θ′相和δ′相。硬度分析表明,时效温度高于165℃时,T_1相与δ′相对合金产生协同强化作用。     

Ce对Al-Zn-Mg-Cu-Sc合金组织和力学性能的影响

为了研究Ce元素对T6态Al-7.5Zn-2Mg-2.3Cu-0.1Sc合金显微组织和力学性能的影响,通过改变合金中Ce元素的添加量,采用光学显微镜、扫描电子显微镜和电子万能实验机对合金的显微组织、拉伸断口形貌和力学性能进行了研究.结果表明,加入质量分数为0.2%的Ce元素可以显著细化Al-7.5Zn-2Mg-2.3Cu-0.1Sc合金的铸态和T6态显微组织.在合金的T6处理过程中随着时效时间的增加,合金硬度和抗拉强度均先增加后降低,合金的硬度和抗拉强度峰值分别为216 HB和681.7 MPa,合金最高屈服强度为638.2 MPa.合金拉伸断口呈韧脆混合断裂特征.     

T4态Al-Mg-Si合金板材的预时效工艺研究

采用硬度和电导率测定结合TEM/EDS组织分析研究了预时效温度及预时效时间对T4态Al-1.3Si-1.2Mg-0.6Cu合金板材成形性能、室温停放稳定性及烤漆硬化性的影响.结果表明：能同时有效改善该合金T4态板材的成形性、室温停放过程中的组织性能稳定性及烤漆硬化性的最佳预时效工艺为190℃左右保温约8 min.当预时效温度高于190℃或预时效时间过长,将不利于合金板材成形性的改善;若预时效温度低于190℃或预时效时间过短,则不利于合金板材预时效处理后的室温停放稳定性及烤漆硬化性的发挥.     

Si和Ca对铸态Mg-5Sn-0.5Sr合金组织和性能的影响

为了提高镁合金的耐热性能,在Mg-5Sn-0.5Sr合金中加入Si和Ca等合金化元素,设计了Mg-5Sn-0.5Sr-xSi(x=1,2)和Mg-5Sn-0.5Sr-xSi-0.5Ca(x=1,2)合金.采用x-射线衍射仪(XRD)、光学显微镜(OM)与扫描电镜(SEM)研究了合金的相组成及显微组织,并利用力学性能试验机测定了合金的拉伸性能.结果表明,Mg-5Sn-0.5Sr-xSi(x=1,2)合金组织由沿α-Mg晶界析出的共晶Mg₂Sn、Mg₂Si相与α-Mg晶内初生MgSnSr相组成,且Mg₂Si相的质量分数随Si元素的增加而增加.对于Mg-5Sn-0.5Sr-xSi-0.5Ca(x=1,2)合金而言,加入Ca元素能够显著促进初生(Ca,Sr)MgSn相的形成,而抑制晶界上Mg₂Sn相的析出.     

Zn对Mg-9Gd-3Y-0.5Zr合金相图及显微组织的影响

为了明确Zn元素对Mg-9Gd-3Y-0.5Zr合金的影响,采用多相平衡相计算软件Pandat计算了Mg-9Gd-3Y-xZn-0.5Zr(质量分数x=1%~6%)合金相图,分析了Zn含量对Mg-9Gd-3Y-0.5Zr合金相平衡的影响.采用示差扫描量热仪、光学显微镜、扫描电镜及能谱仪对Mg-9Gd-3Y-xZn-0.5Zr合金的相变温度及室温相组成进行了验证.结果表明:该系合金计算相变温度结果与实验测试结果基本吻合;计算和实验分析结果显示该合金室温平衡组织为a-Mg+Zr+Mg5Gd+Mg24Y5+MgZn,随着Zn含量的增加,Mg5Gd、Mg24Y5相含量逐渐增加.在非平衡凝固条件下,在晶界处生成板块状MgZn相.当Zn的质量分数为6%时,520℃,8 h+200℃,168 h处理后,合金晶界处发现两种化合物相Mg(Gd0.2Y0.2Zn0.6)和Mg5(Gd0.25Y0.25Zn0.5).     

Cu对热挤压Al-Mg-Si合金力学性能及导电率的影响

为了满足铝合金架空输电导线的使用需求,以热挤压法制备的Al-Mg-Si合金电工铝杆为研究对象,通过调节Cu元素的添加量,研究了Cu对Al-Mg-Si合金的力学性能及导电率的影响.结果表明,向Al-0.35Si-0.45Mg-0.13Fe合金中添入微量Cu元素后,Mg2Si析出相得到细化且时效强度提高.随着Cu元素含量的增加,峰时效时间缩短,合金抗拉强度不断提高,但伸长率逐渐降低.当Cu含量为0.06%时,合金抗拉强度达到最大值145.7 MPa.合金导电率随着Cu元素含量的增加先升后降,当Cu含量为0.03%时达到最大值60.18%IACS.