6061-T6铝合金挤压型材高温拉伸性能及模型预测

研究6061-T6铝合金挤压型材在室温(23℃)～500℃范围内的拉伸性能,并对试样断口形貌进行观察与分析。结果表明:随温度的升高,合金抗拉强度和屈服强度呈线性下降趋势,而伸长率则先降后升。温度较低时,合金断口处有大量小韧窝和撕裂楞,以穿晶方式断裂;而在高温条件下,合金断口处小韧窝数量减少,出现大量尺寸较大的孔洞。同时,本试验还对合金抗拉强度、屈服强度和伸长率随温度变化曲线进行了函数拟合,建立了各自的预测模型,为工程应用提供参考。     

时效处理对Al-Cu-Li合金冷轧板材微观组织和力学性能的影响

利用SEM、TEM和拉伸性能测试方法研究时效时间(时效温度180℃)对Al-Cu-Li合金冷轧板材微观组织和力学性能的影响。研究结果表明:实验确定Al-Cu-Li合金的最佳时效时间为15 h,此时时效处理得到的TEM图中峰值时效析出相包括δ'、T1、θ'与S'相。由合金断口形貌发现主要发生了沿晶断裂与穿晶断裂,生成了部分小尺寸韧窝。随着时效时间的增加,Al-Cu-Li合金的时效硬度先增加后降低,屈服强度和拉伸强度单调增加,伸长率单调减小。时效时间15 h下合金的硬度、屈服强度、拉伸强度和伸长率分别为142 HV、338 MPa、292 MPa和8.4%。     

退火处理对3D打印CoCrFeMnNi高熵合金组织和性能的影响

采用选区激光熔化(SLM)工艺制备了等原子比CoCrFeMnNi高熵合金,并对试验合金分别进行了650 ℃×1 h和900 ℃×1 h的退火处理。结合微观组织分析、拉伸性能分析和断裂特征分析,研究了退火工艺对SLM制备的CoCrFeMnNi高熵合金组织和力学性能的影响。结果表明:打印态试样屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为672 MPa、751 MPa和34.3%。650 ℃×1 h退火处理后,屈服强度、抗拉强度和伸长率略微降低,分别为583 MPa、718 MPa和33.5%。900 ℃×1 h退火处理后屈服强度和抗拉强度分别降低至494 MPa和707 MPa,伸长率提高至46.6%。断口呈典型的韧窝特征,变形机制均为纳米孪生。     

退火处理对TiZrAlV合金组织与力学性能的影响

采用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜、硬度测试和拉伸试验等方法研究退火处理对TiZrAlV合金的显微组织和力学性能的影响。结果表明:锻造态TiZrAlV合金由α相、β相以及少量fcc相组成;退火处理后,合金发生α+β+fcc→α+β的相变过程,并且β相含量随退火温度升高而增加;TiZrAlV合金锻造态和退火态的微观组织特点为典型的网篮组织,并且随着退火温度的升高,α相片层的厚度逐渐增大;锻造态TiZrAlV合金的屈服强度、最大抗拉强度、伸长率以及硬度分别为833、955 MPa、13.08%以及36.5 HRC;退火处理后合金的屈服强度得到提升,400℃退火的屈服强度为982 MPa,抗拉强度为1136 MPa,而伸长率和硬度变化不大;退火处理后合金的拉伸断口由大量大小不等的韧窝组成,呈现塑性断裂特征。     

淬火水温对Al-Mg-Si系合金力学性能和耐腐蚀性的影响

采用拉伸性能测试、光学显微镜、扫描电镜和电化学性能测试等方法研究了固溶处理时冷却水温度对Al-Mg-Si系合金性能的影响。结果表明:固溶处理时,随着淬火水温的升高,合金的抗拉强度、屈服强度变化不明显,而合金的伸长率与硬度有所降低,即20 ℃水温淬火时合金具有良好的综合力学性能,显微硬度为129.4 HV0.3,抗拉强度为 352.2 MPa,屈服强度为 300.9 MPa;同时合金的抗晶间腐蚀性逐渐下降,而抗剥落腐蚀性影响不大,均为PC等级。因此,20 ℃水温淬火时合金具有最佳的抗晶间腐蚀性能,最大腐蚀深度为231.4 μm,这与电化学性能测试结果相对应,此时的腐蚀电位最大,为-0.834 V。     

热处理对挤压铸造AZ81镁合金组织和性能的影响

采用X射线衍射、金相分析、拉伸试验、SEM分析等方法测试和分析了挤压铸造AZ81合金在铸态、固溶态和固溶+时效态下的显微组织及力学性能.结果表明,固溶处理可使挤压铸造AZ81镁合金中因非平衡凝固所产生的β-Mg17Al12共晶相溶解;合金的断口由众多深浅不一的韧窝组成,塑性断裂区明显增加,塑性大幅改善;合金抗拉强度和伸长率有大幅提升,分别达到253.81 MPa和10.24%,硬度和屈服强度则有所下降.固溶+时效处理后,β-Mg17Al12相主要以连续析出方式在晶界及基体上析出,合金抗拉强度进一步提高至262.49 MPa,硬度和屈服强度也显著提高,伸长率则有所下降;合金断口韧窝减少并出现大的解理平面,表现出脆性断裂的特征.     

TiB2对AlSi10MnMg合金压铸态组织及力学性能的影响

基于TiB₂增强AlSi10MnMg合金压铸件,研究TiB₂颗粒对AlSi10MnMg合金铸件组织及力学性能的影响。结果表明,引入TiB₂降低了预结晶晶粒(ESCs)的尺寸,改善了富铁相的尺寸及形貌,AlSi10MnMg合金的屈服强度、抗拉强度和伸长率同步提高。当TiB₂添加量为0.018%时,合金的屈服强度、抗拉强度和伸长率达到160.5 MPa、296.3 MPa和6.7%,较AlSi10MnMg合金分别提高了5.3%、11.5%以及115.9%。试样的拉伸断口观察发现有许多细小的韧窝和较少的撕裂棱,主要断裂机制为韧脆混合断裂。进一步增大TiB₂添加量,韧窝数量减少,断面处脆性断裂比例升高。     

均匀化处理对Al-Mg-Si-Cu合金铸态组织与性能的影响

采用显微组织分析、硬度测试、拉伸测试、SEM断口分析等手段,系统研究了均匀化处理工艺对Al-Mg-Si-Cu合金铸态显微组织及力学性能的影响。结果表明:Al-Mg-Si-Cu合金铸态组织中存在大量粗大枝晶。合金经560℃×24 h均匀化处理,组织中非平衡相基本溶解,晶粒得到明显细化,硬度值达到最高,抗拉强度为204 MPa,屈服强度为187 MPa,伸长率达8.5%,断口试样显示为韧窝和准解理型的混合型断裂特征,合金表现出较好的力学性能。与保温时间相比,均匀化处理温度对硬度的影响更加关键。     

固溶处理对309S不锈钢组织和力学性能的影响

通过拉伸试验和显微硬度测试,光学显微镜和扫描电镜观察,研究了固溶处理对309S奥氏体不锈钢组织和力学性能的影响。结果表明,在固溶处理后,铁素体含量由11.6%降低到7.3%;随固溶温度升高和时间延长,碳化物逐渐溶解,奥氏体晶粒逐渐长大;强度和显微硬度随着保温时间的增加逐渐降低;309S不锈钢经1 100℃×20min保温+固溶处理,水冷后其屈服强度、抗拉强度分别达到259.71 MPa和575.31 MPa,伸长率为58.4%,显微硬度(HV_(0.2))为178.7;拉伸试样断口呈现出以韧窝为主的断口形貌,塑性高于热轧板。     

预时效温度对2519铝合金力学性能和电导率的影响

通过显微硬度测试、电导率测试、拉伸力学性能测试以及透射电镜观察等研究预时效温度对2519铝合金力学性能和电导率的影响.结果表明:随着预时效温度的升高,2519铝合金到达峰值时效的时间缩短,峰值硬度降低;经135 ℃预时效的合金具有较大的抗拉强度和屈服强度,其强度分别为490和442 MPa,但其伸长率仅为7.0%;经165 ℃预时效的合金具有较好的综合力学性能,其中抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为480 MPa、435 MPa和10.5%;当预时效温度大于165 ℃时,合金电导率随预时效温度的升高而升高;当预时效温度小于 165 ℃时,合金电导率随温度的升高逐渐降低.     

时效温度对Ti-5Al-4Zr-10Mo-3Cr钛合金微观组织及力学性能的影响

研究了Ti-5Al-4Zr-10Mo-3Cr合金经过β相区固溶(880 ℃)、不同温度时效(540~620 ℃)处理后次生α相(α_s)析出形貌及其对力学性能的影响。结果表明:随着时效温度由540 ℃升高至620 ℃,合金中析出α_s相片层厚度由0.030 μm增加到0.142 μm,屈服强度由1353 MPa降低至1074 MPa,断后伸长率由2.5%升高至11.4%,即时效析出的微米级片层α_s能够显著调控合金的力学性能。此外,时效温度升高使合金的拉伸断裂由沿晶脆性断裂为主转变为韧窝穿晶为主的韧性断裂方式。Ti-5Al-4Zr-10Mo-3Cr合金时效析出的片层状α_s相的厚度大于0.1 μm,合金的断后伸长率≥6%。当时效温度为600 ℃时,合金的硬度为387 HV10,抗拉强度为1182 MPa,伸长率为8.5%,具有良好的强塑性匹配。     

固溶时效对TC20钛合金显微组织和力学性能的影响

对TC20钛合金进行不同的固溶时效处理,通过室温拉伸试验和平面应变断裂韧性试验,结合光学显微镜、扫描电镜和显微维氏硬度计等测试方法,分析了不同的固溶时效处理工艺参数对TC20钛合金显微组织、力学性能和断口形貌的影响。结果表明:当固溶温度一定时,随着时效温度的升高,合金的强度和硬度提高,塑性和韧性下降。当固溶时效工艺为950℃/0.5 h(水冷,WQ)+500℃/4 h(空冷,AC)时,合金可实现良好的强韧性匹配,此时合金的抗拉强度为1106 MPa,屈服强度为1019MPa,断裂韧性高达87.6MPa·m1/2。未经固溶时效处理的锻态TC20钛合金拉伸和紧凑拉伸(CT)试样,其断口呈现典型的韧性断裂形貌特征,而经不同固溶时效处理的试样断口主要以准解理断裂和解理断裂为主。随着时效温度的升高,拉伸试样断口表面逐渐出现二次裂纹和空洞,塑性逐渐降低,CT试样的韧窝尺寸逐渐变小变浅,断裂韧性逐渐降低。     

Al-6.5Mg合金的组织与力学性能

采用金相电镜、扫描电镜、EDS能谱分析、拉伸性能测试与JMat-Pro材料仿真软件等测试分析手段,研究了Al-6.5Mg合金铸态与退火热处理态下的微观组织与力学性能。结果表明,Al-6.5Mg合金铸态晶粒尺寸约为90μm,平均抗拉强度、屈服强度、伸长率与断面收缩率分别为228 MPa、131.7 MPa、31.9%与39%,铸态断口形貌呈现为典型的韧窝断裂。经500℃×24h与520℃×24h退火热处理后,合金材料的屈服强度、伸长率与断面收缩率保持不变,抗拉强度分别提升了23.2%与24.2%,为281MPa与283MPa,断口形貌仍呈现为韧窝断裂;受退火过程热力学驱动,晶粒内部与晶界处的Mg元素摩尔分数略有增加。     

强变形工艺对2519A铝合金组织与性能的影响

通过硬度测试、拉伸性能测试、透射电镜观察等分析手段研究了不同强变形工艺下2519A铝合金的力学性能与微观组织。结果表明,经50%的冷轧变形和165 ℃人工时效后,2519A合金的力学性能明显提高,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为522 MPa、468 MPa和8.5%。而在冷变形前添加165 ℃×2 h预时效处理,合金的力学性能进一步提高,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达到535 MPa、497 MPa和8%。预时效处理可以提高合金中θ′相的密度,使析出相分布更加均匀,有助于提高合金的力学性能。     

热处理Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr合金的显微组织与力学性能（英文）

研究热处理参数对Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr合金显微组织的影响及其等轴组织、双态组织和魏氏组织的室温拉伸力学性能和拉伸断口形貌。获得3种典型显微组织的热处理温度分别为830、890和920°C,并保温30 min后炉冷。炉冷时,初生α相体积分数随热处理温度的升高而减小,在热处理温度为830、890和920°C时,初生α相的体积分数分别为45.8%、15.5%和0;空冷时,初生α相体积分数的变化规律类似。升高热处理温度和炉冷均有利于次生α相的析出和长大。等轴组织具有良好的综合拉伸性能,其抗拉强度、屈服强度、伸长率及断面收缩率分别为1035 MPa、1011 MPa、20.8%和58.7%;双态组织的屈服强度和伸长率略低于等轴组织的屈服强度和伸长率;魏氏组织的韧性差、屈服强度低,但抗拉强度高达1078 MPa。等轴组织和双态组织的室温拉伸断口呈韧窝断裂,塑性较好;魏氏组织的室温拉伸断口中韧窝断裂和晶间断裂共存,塑性较差。     

冷速和热处理对Al-Si-Cu-Mg-Ni合金组织和性能的影响

通过具有不同冷却速率的阶梯型金属型制备出Al-Si-Cu-Mg-Ni合金,并进行固溶时效处理(T6),利用光学显微镜、XRD和SEM分析研究铝合金不同状态下的显微组织和力学性能。结果表明,冷却速率越大,合金的二次枝晶臂间距越小,抗拉强度、屈服强度、硬度和伸长率越大;热处理能明显地提高合金的力学性能。经T6处理后,共晶Si尺寸变得均匀细小,且弥散分布在α-Al基体中。截面厚度为20mm的合金热处理后抗拉强度、屈服强度和硬度(HB)分别为367MPa、229MPa和125,相对于铸态的分别提高了49.2%、54.7%和34.3%。合金拉伸断口呈现出大量韧窝和一定数量解理平面的混合形貌,表现为混合断裂特征。     

低挤压比条件下挤压工艺对AZ31B镁合金组织和力学性能的影响

研究了低挤压比(挤压比8)下挤压温度和挤压速度对AZ31B镁合金微观组织和力学性能的影响。采用光学显微镜观察了显微组织,采用材料拉伸试验测试了力学性能,并用扫描电镜观察了拉伸试样的断口形貌。结果表明:低挤压比时棒材的组织为典型的混晶组织——由发生再结晶的细小晶粒包裹未发生再结晶的粗大晶粒;300~400℃时,随挤压温度的提高,材料的伸长率升高,抗拉强度下降;在300℃挤压时,随挤压速度的提高,材料的伸长率升高,抗拉强度下降,挤压棒的拉伸断口由混合断裂转变为明显韧性断裂;250℃时综合力学性能最好,抗拉强度340 MPa,屈服强度280 MPa,伸长率23%。     

GW83镁合金热处理工艺研究

为获得GW83镁合金最佳热处理工艺,通过微观组织观察、拉伸性能测试、断口扫描及XRD衍射分析,研究了不同热处理工艺参数对合金组织和力学性能的影响。结果表明,合金经T6(450℃×12 h+225℃×18 h)热处理后,组织分布均匀,析出大量亚稳定态β'-Mg_(3-5)RE强化相,获得了最为优异的综合力学性能,GW83镁合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率分别为351.61 MPa、266.38 MPa、11.44%。断口形貌存在大量韧窝及少数解理面,表现为韧性与脆性断裂并存的复合型断裂模式。     

冷轧压下量对时效6156铝合金组织与性能的影响

采用拉伸试验、金相观察、X射线衍射、扫描电镜及透射电镜等,研究了180 ℃/1 h欠时效+50~80%压下量冷轧+100 ℃/48 h再时效的6156铝合金组织和力学性能。拉伸测试表明,合金抗拉强度、屈服强度和断裂延伸率分别为515~564 MPa、472~551 MPa和5.7~11.1%,获得高强度和良好塑性。微观分析表明,合金强度源于形变强化和析出强化共同作用,并随压下量增加而增大;合金塑性改善源于位错密度下降和析出强化增强;拉伸断口上沿晶与穿晶断裂并存,增大压下量,韧窝变浅、数量增加。     

低浓度Cu-Al2O3弥散强化铜合金退火特性的研究

采用短流程工艺制备了低浓度Cu-Al2O3弥散强化铜合金,通过力学性能测量、金相、扫描电镜断口研究了该合金的退火特性。发现该合金80％冷轧后进行退火,强度和硬度随退火温度的升高不断降低,伸长率则不断升高,到400℃下降和升高速率加快,说明合金已发生再结晶;退火温度升高到700℃以后强度和硬度有所升高,而伸长率基本保持不变。组织观察发现900℃退火后的再结晶晶粒比700℃的小,产生细晶强化,强度增量与实验所测增量基本一致,并利用回复再结晶理论对其进行了解释;合金拉伸断口随着退火温度的升高韧窝尺寸和深度都增加,但是900℃韧窝尺寸较700℃的要小。