含锆锶Al-Zn-Mg-Cu系高强铝合金热处理工艺的优化

采用硬度与电导率测试、拉伸试验、金相(OM)观察、X射线衍射(XRD)分析、晶间腐蚀和剥落腐蚀(EXCO)试验,研究了不同热处理工艺(固溶-T6时效,固溶-预压缩-T6时效,预回复-固溶-预压缩-T6时效和预回复-固溶-预压缩-T76时效)对含锆锶复合微合金化的Al-10.78Zn-2.78Mg-2.59Cu-0.221Zr-0.0465Sr高强铝合金组织与性能的影响。结果表明:在T6(120℃×24 h)时效制度下,预回复和预压缩均能提高位错强化,并且预回复能显著抑制再结晶;与固溶-预压缩-T6相比,预回复-固溶-预压缩-T6工艺能在不降低强度的情况下,提高抗晶间和剥落腐蚀性能(最大晶间腐蚀深度从125μm减少到91μm,剥落腐蚀从EB级提高到EA级);预回复-固溶-预压缩-T76状态下,合金强度低至600 MPa,但电导率高达31.58%ICAS,较T6时效下的抗腐蚀性能明显改善。经研究表明,Al-10.78Zn-2.78Mg-2.59Cu-0.221Zr-0.0465Sr高强铝合金挤压材在预回复-固溶-预压缩-T6时效工艺下的综合性能最佳。     

多向锻造2099铝锂合金挤压材的组织和性能

2099铝锂合金因其良好的综合性能广泛应用于航空航天领域。将2099铝锂合金挤压材棒料进行540℃/2 h固溶水淬处理和400℃/24h过时效处理后,对其进行6道次多向锻造。经过540℃/2 h固溶和121℃/14 h+181℃/66 h时效处理后,采用金相显微镜(OM)观察,电子背散射衍射(EBSD)分析,晶间腐蚀及剥落腐蚀实验和拉伸性能测试,研究多向锻造对2099铝锂合金挤压材的组织和性能的影响。结果表明:多向锻造可以有效地改善2099铝锂合金挤压材组织的方向性,多向锻造后组织方向性已明显减弱,沿轴向方向的带状组织消失;并且细化合金晶粒,晶粒尺寸由5004.49 nm降低到2808.59 nm;提高了合金强度,使抗拉强度由418.85 MPa提高到550.649 MPa,并且各个方向的拉伸性能一致;还使合金具有较好的抗腐蚀性能,抗晶间腐蚀等级为2级,抗剥落腐蚀等级为PA~PB级,并且在各个方向上的抗腐蚀性能处于同一等级,不存在方向差异性。     

热处理对新型铝青铜性能的影响

本文在传统铝青铜基础上,通过微合金化获得一种性能更加优良的新型铝青铜,并通过OM、SEM、XRD和硬度测试的手段,研究新型铝青铜合金对性能的影响。研究结果表明,固溶处理工艺940℃×2h+时效处理工艺500℃×4h可显著提升合金的硬度,从而满足模具材料的要求。     

单级时效处理对2A97铝锂合金组织、力学性能和腐蚀性能的影响

为了确定单级时效制度对2A97铝锂合金组织、力学性能和腐蚀性能的影响,采用室温拉伸、晶间腐蚀、剥落腐蚀、电化学腐蚀和TEM观察等方法,对不同单级时效处理后的合金组织和性能进行表征测试。结果表明：随着时效温度升高,2A97铝锂合金达到最佳力学性能所需时间缩短。随时效温度升高、时效时间延长,合金的抗腐蚀性能下降。165℃时效60 h后,合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达到549 MPa、484 MPa和8.8%,晶间腐蚀等级为4级,剥落腐蚀评级EC。     

低温轧制及时效热处理对Al-Zn-Mg铝合金显微组织与性能的影响

对固溶淬火态的Al-Zn-Mg合金板材分别采用CR(cryogenicrolling,低温轧制)+480 h自然时效,CR+100℃/12 h时效,CR+100℃/80 h时效,以及未经CR直接100℃/107h时效等4种工艺进行处理,测定合金的硬度和室温拉伸性能,并进行剥落腐蚀和电化学腐蚀实验,采用金相显微镜、扫描电镜以及透射电镜等观察合金的形貌与组织,研究低温轧制和时效热处理工艺(自然时效和不同人工时效时间)对Al-Zn-Mg合金组织与性能的影响。结果表明:与直接进行100℃/107 h时效处理的合金相比,CR+480 h自然时效和CR+100℃/12 h人工时效态合金的抗剥落腐蚀性能和电化学腐蚀性能较差,其主要原因是低温轧制后形成了亚微米级、呈纤维状且高位错密度的超细晶粒。而CR+100℃/80 h时效处理合金具有更好的抗剥落腐蚀性能和电化学腐蚀性能,其主要原因是低温轧制形成高密度位错,并在100℃/80 h时效处理过程中形成更加粗大且不连续分布的晶界析出相。另外,低温轧制处理后形成的高密度位错的超细晶组织,可显著加速时效硬化响应。     

升温速率与固溶时间对超高强铝合金挤压材组织性能的影响

采用电导率、硬度测试、拉伸性能测试、X射线衍射仪(XRD)分析、电子背散射衍射检验(EBSD)、晶间与剥落腐蚀试验,研究了不同初始形变储能超高强铝合金Al-11.54Zn-3.51Mg-2.26Cu-0.24Zr-0.0025Sr挤压材在不同升温速率与固溶时间下组织性能的影响。结果表明:慢速升温退火能够降低合金的晶粒尺寸,24 h固溶较2 h固溶能够减少合金难溶第二相。合金硬度值在HV 220左右,快速升温合金硬度较慢速升温合金的硬度高。导电率在25.0%IACS左右。慢速升温2 h固溶、24 h固溶时效后合金试样的屈服强度由647.9 MPa变为697.1 MPa,增加了49.2 MPa。强度的提升主要来自于固溶强化与时效沉淀析出相强化的总强化,其次为低角度晶界强化。快速升温、慢速升温24 h固溶X方向合金试样的晶间腐蚀深度分别为42.17,64.70μm,晶间腐蚀等级为3级,合金的抗剥落腐蚀性能Y方向明显好于X方向,固溶24 h合金抗剥落腐蚀性能较固溶2 h得到了轻微改善。     

时效制度对1441Al-Li合金抗腐蚀性能的影响

对固溶态1441Al-Li合金板材分别进行T6时效,以及5%冷轧预变形后再进行150℃时效,即T8时效处理,通过晶间腐蚀(IGC)、剥落腐蚀(EXCO)实验、极化曲线测试及透射电镜(TEM)分析,研究时效制度对1441铝锂合金的室温抗晶间腐蚀性能、抗剥落腐蚀性能及微观组织的影响。结果表明,合金经T6或T8时效处理后,随时效时间延长,合金微观组织由欠时效的晶内析出均匀的δ′相,变为晶内析出δ′相和S′相,以及沿晶界析出平衡相δ相和S相,因此合金抗腐蚀性能顺序为欠时效峰时效过时效。与T6时效态相比,经T8时效处理后,晶内析出的δ′相和S′相的数量增加、尺寸减小、分布均匀;同时,沿晶界析出的δ相和S相数量减少,PFZ变窄,合金的抗晶间腐蚀和抗剥落腐蚀能力提高。在3.5%NaCl溶液中进行的极化曲线测试表现出相同的结果。     

预回复退火2099铝锂合金挤压材的组织和位错强化

2099铝锂合金具有低密度、高比强度、高比刚度以及优良的超塑成型性和耐腐蚀性能等优点,因而被广泛应用于航空航天及武器装备制造领域。本文采用硬度与电导率测试、X射线衍射(XRD)仪显微分析、电子背散射衍射(EBSD)等方法,研究了在固溶处理前进行预回复退火处理对2099铝锂合金挤压材组织和位错强化的影响。实验结果表明:250℃/24 h+300℃/6 h+350℃/6 h+400℃/6 h的预回复退火工艺可以有效地细化合金晶粒(合金晶粒平均尺寸由5.004μm下降到4.775μm),提高合金的硬度和导电率(硬度由HV171.46提高到HV175.13,导电率由16.24%ICAS提高到16.44%ICAS),降低合金内的晶格应变、位错等晶体缺陷(位错密度由0.8284×1014降低到0.4530×1014m-2),同时也降低位错对强度的贡献(位错对强度的贡献由49.705 MPa降低到36.754 MPa)。2099铝合金晶粒细小,合金中小角度晶界比例较高,其再结晶抗力较高,预回复处理对其具有一定的抑制再结晶和强化作用,但不是很明显。     

铝锂合金高强化成分设计

总结了铝锂合金高强化成分设计的发展过程,综合了课题组主合金元素Cu、Li含量,微合金元素Mg、Ag、Zn及稀土(RE)元素等对Al-Cu-Li系铝锂合金力学性能及析出相影响规律的研究结果。铝锂合金中Cu/Li比例较低时有利于时效时δ′相(Al3Li)析出,但不利于强度的提高;而Cu/Li比增加则有利于时效时T1相(Al2CuLi)及θ′相(Al2Cu)析出,从而有效提高铝锂合金的强度。微合金化元素Mg能有效促进T1相形核析出,加速铝锂合金时效响应速度,提高T1相析出密度,进而提高铝锂合金强度;Mg+Ag及Mg+Zn复合添加能进一步促进T1相析出,提高T1相分布密度;Mg+Ag+Zn三元复合微合金化具有最好的促进T1相形核析出及提高铝锂合金强度的效果。在高Cu/Li比铝锂合金中添加微量RE元素将导致时效时含Cu强化相T1相及θ′相减少,降低铝锂合金强度。铝锂合金高强化成分设计的思路应是在Mg、Mg+Ag、Mg+Zn或Mg+Ag+Zn微合金化基础上,提高Cu+Li总量并保持较高Cu/Li比。     

Mg-10Y合金固溶时效工艺的优化

通过显微组织观察和硬度测试,研究Mg-10Y合金的固溶时效工艺,并确定其优化条件。结果表明,适当的固溶时效处理可改善Mg-10Y的组织,提高其硬度。Mg-10Y合金经540℃×6 h固溶处理后,Mg24Y5相基本上全部溶入基体;再经250℃×2 h时效处理,Mg24Y5相大量析出,合金硬度达到最大值。     

回归再时效7150铝合金力学性能、剥蚀行为及微观组织研究

采用拉伸试验、剥蚀试验、硬度测试及透射电镜（TEM）观察研究了195℃回归时7150铝合金硬度变化及微观组织形祝,以及回归不同时间的RRA工艺对7150铝合金力学性能和剥蚀行为的影响,并与T6及T73进行了比较研究。结果表明,7150-T6铝合金强度高而剥蚀敏感性大;7150-T73铝合金强度降低而耐腐蚀性大幅度提高。195℃回归时,回归时间小于0．5h,7150-RRA铝合金强度高于7150-T6强度,而剥蚀敏感性未有效降低;当回归时间延长至1h,7150-RRA铝合金可保持7150-T6的高强度,而其剥蚀敏感性则大幅度降低。     

Corrosion Behavior of Welded Joints of Al-6Mg Alloy with Trace Scandium Addition

Al-6Mg alloy with trace Sc addition was prepared by means of melting-casting.The samples of the welded joints of Al-6Mg alloy with trace Sc addition were made by method of manual argon-arc welding.Neutral salt spray test was carried out by referring to GB/T10125-1997 and GB6384-1986 practice.Exfoliation testing was carried out in accordance with the method of Al-Mg alloy exfoliation corrosion test.The corrosion behaviors of the welded joints of AlMg alloy with high level of Mg and trace Sc addition were studied.The microstructures of the welded joints were observed by using optical microscope and transmission electron microscope.The corrosion resistance mechanism of the alloy was also involved.This work intended to determine if the welded joints of Al-6Mgalloy with trace Sc addition can have excellent corrosion resistance, when their strength are clearly improved.The results show that trace content of Sc refines the grains of alloys effectively, raises remarkably the corrosion resistance of the welded joints of Al-6Mg alloy with trace Sc addition.The corrosion resistance mechanisms are that there is free of continuous grain boundary precipitation or network which could be susceptible to corrosion in the microstructure of welded joints.     

Effect of Scandium on Corrosion Resistance of Welded Joint of Al-6Mg-Zr Alloy

Al Mgalloyshavebeenwidelyusedinmanyin dustries,especiallyinmarineandaircraftapplica tions,duetotheirgoodweldability,ductilityandex cellentcorrosionresistance.Beingthenon heattreat ablealloys,thesematerialsderivetheirstrengthpri marilyfromsolidsolutio…     

再结晶对7150铝合金局部腐蚀性能的影响

采用金相、极化曲线、电化学阻抗谱、扫描电镜以及透射电镜对7150铝合金不同程度的再结晶组织的局部腐蚀性能进行研究。结果表明:再结晶程度低的2#合金抗晶间腐蚀和剥落腐蚀性能优于再结晶程度高的1#合金;电化学阻抗谱研究表明,1#合金在腐蚀液中浸泡5 h即出现明显的剥蚀现象,而2#合金浸泡时间长达33 h也未见明显的剥蚀现象;腐蚀路径是沿再结晶晶粒的晶界扩展,未再结晶晶粒很少被腐蚀;透射电镜原位腐蚀观察发现,再结晶晶界析出相较粗大,优先腐蚀,而未再结晶晶界析出相较细小,基本未腐蚀。     

时效对超高强含钪铝合金组织和性能的影响

采用维氏硬度测量、室温拉伸性能测试和显微组织结构分析,研究了不同时效制度下Al-Zn-Cu-Mg-Sc-Zr合金的力学性能、腐蚀性能和显微组织。结果表明,合金具有显著的时效硬化效应,随时效温度的升高,合金达到时效硬度峰值的时间缩短。合金适宜的时效制度为120℃/24 h。此时,合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率和维氏硬度分别为696 MPa、654 MPa、11.1%和211.2 HV。合金中主要强化相为GP区和η′相,主要强化作用为沉淀强化及弥散强化。时效过程中Al3Sc和Al3(Sc,Zr)质点表现出较强的热稳定性;合金抗晶间腐蚀能力随时效时间的延长而增强。     

固溶时效处理对TB9钛合金棒材组织与性能及其弹簧弹性的影响

TB9钛合金弹簧具有比强度高、耐蚀性优良和抗疲劳性好等优点,已在汽车工业及航空航天领域中得到应用。通过不同的固溶-单级时效处理制度对TB9钛合金进行处理,研究了其对TB9钛合金棒材组织与性能及弹簧弹性的影响。结果表明,经800℃×30 min/AC+510℃×16 h/AC固溶时效处理的TB9钛合金棒材具有良好的综合力学性能。随着时效时间的延长,合金析出相的尺寸和数目有较大的变化,析出相的非均匀性随时效时间的增加而消除,同时晶粒明显细化,平均粒径在20μm左右。固溶时效处理对TB9钛合金弹簧的压缩弹力有较大影响,弹簧经过800℃×30 min/AC+510℃×16 h/AC的固溶时效处理后获得良好的弹性。     

微量稀土元素Er、Sc对Al-6.0Mg合金性能的影响

介绍了在Al-6.0Mg合金成分范围内,添加不同含量的Sc、Er等稀土元素,研究了Sc、Er对Al-6.0Mg合金力学性能、耐蚀性能以及焊接性能的影响规律。通过对铸锭组织、热轧预退火状态组织、冷轧退火态组织以及基体、焊接接头的力学性能、剥落腐蚀性能的对照,可以发现Sc、Er对Al-6.0Mg合金铸锭组织有明显改善,对合金的再结晶有一定的抑止作用,并提高了合金的力学性能,但未发现其对剥落腐蚀性能的影响。     

Cu-15Ni-10Mn合金形变热处理研究

研究了冷轧加工率与再结晶温度对Cu-15Ni-10Mn合金组织性能的影响以及形变时效工艺对合金力学性能的影响,详细说明了冷轧加工率与再结晶温度的匹配关系和合金形变时效强化机理.实验结果表明：冷轧加工率的增加,可降低Cu-15Ni-10Mn合金发生完全再结晶的温度;通过形变时效处理,合金内部析出MnNi粒子并阻碍晶界和位错运动,可显著提升合金力学性能;合金经加工率为70％的冷轧后,进行400℃保温48h的时效处理,硬度达394HV,抗拉强度大于1000MPa.     

Zn及热处理制度对2056铝合金力学性能及局部腐蚀行为的影响

通过拉伸性能测试、晶间腐蚀(IGC)、剥落腐蚀(EXCO)实验、极化曲线测试及透射电镜(TEM)分析,研究Zn元素和不同热处理制度对2056铝合金室温常规力学性能、抗晶间腐蚀性能、抗剥落腐蚀性能及微观组织的影响。结果表明,微量Zn均匀存在于合金的各个位置,可促进S′相的析出和提高合金强度;减小晶内与晶界的电化学腐蚀动力,使晶界析出的S相数量减少并不连续分布,无沉淀析出带(PFZ)变窄,提高合金的抗晶间腐蚀性能和抗剥蚀性能。与T6处理态相比,经T8处理后,晶内析出的S′相数量增加、尺寸减小、分布均匀,合金的强度显著提高,塑性降低;同时,沿晶界析出的S相数量减少,PFZ变窄,合金的抗晶间腐蚀和抗剥落腐蚀能力提高。在3.5%的NaCl溶液中进行的极化曲线测试也表现出相同的结果。     

Investigation of Formation and Inhibition Mechanism of Cerium Conversion Films on Al 2024 Alloy

To study the mechanism of formation and inhibition of Ce conversion films on A1 2024-T3 alloy, scanning microreference electrode technique (SMRE) is used to probe the potential map on A1 2024-T3 in CeC13 solution, the localized corrosion of A1 alloy decreases with immersion time and disappears finally, which results from the competition of Cl^- aggression and Ce^3 inhibition on alloy surface. The results of X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) indicate that the Ce conversion films consist of Al2O3, CeO2 and Ce2O3 (Ce(OH)3), and CeO2/Ce2O3 ratio decreases with the immersion time. When a critical pH for Ce(OH)3 formation was reached, Ce(OH)3 will precipitate on the micro cathodic area on alloy surface. Consequently, H2O2, the product of the catholic reaction will oxidize a part of Ce(OH)3 to CeO2, which appears a better corrosion resistance for Al alloys.