Sc和Zr对7075铝合金再结晶行为的影响

研究通过铸造法制备的含Al3(Sc,Zr)相的7075铝合金静态再结晶行为和再结晶行为与力学性能的关系.Sc和Zr复合添加使Sc?Zr?7075铝合金保留挤压变形过程中形成的大部分纤维组织及高密度位错,导致合金的再结晶转变量由35％降低至22％,相应的亚结构保持量由59％升高至67％.Sc和Zr有效抑制7075铝合金再...     

7×××铝合金退火过程中二次Al_3(Sc,Zr)粒子的析出行为

采用透射电子显微镜,研究含钪Al-Zn-Mg-Cu-Zr系铸态合金在退火过程中二次Al3(Sc,Zr)粒子的析出形貌、尺寸及分布。结果表明:含0.20%Sc的7系铝合金铸态试样在450℃退火2h后,α(Al)基体内析出呈豆瓣状的二次Al3(Sc,Zr)粒子;在450℃退火32h后,Al3(Sc,Zr)粒子尺寸为16～23nm;在450℃退火32h后的二次Al3(Sc,Zr)相与α(Al)基体完全共格。     

Al-Si-Mg-Cu-Zr-Sc合金中初生Al_3(Sc,Zr)相的形成和组织细化

采用金相显微镜(OM)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、原子力显微镜(AFM)以及背散射电子衍射(EBSD),研究了含0.2%Zr和0.6%Sc的Al-Si-Mg-Cu-Zr-Sc合金中初生Al_3 (Sc,Zr)相的形成及其细化合金铸态组织的机制。结果表明:Al-Si-Mg-Cu-Zr-Sc合金熔体在凝固过程中析出了初生Al_3(Sc,Zr)相,由于其与基体的结构和生长取向相近,作为非均匀形核的核心使合金组织显著细化,并使合金铸态组织从粗大的树枝晶转变为细小的等轴晶。初生Al_3(Sc,Zr)相以α-Al为核心生长,形成了"α-Al+Al_3(Sc,Zr)+α-Al+Al_3(Sc,Zr)+…"的偶数层共晶结构。     

微量Sc和Zr对2618铝合金再结晶行为的影响

配制了２６１８ 及２６１８ ＋ Ｓｃ＋ Ｚｒ 两种不同成分的合金, 采用硬度测试初步研究了微量Ｓｃ 和Ｚｒ对２６１８ 合金冷轧板材退火后再结晶行为的影响, 并采用金相显微镜和透射电镜观察了合金不同状态下的显微组织结构。结果表明： 加入Ｓｃ 和Ｚｒ 后生成的Ａｌ３（Ｓｃ ,Ｚｒ） 质点细小弥散, 与基体共格, 可钉扎位错, 稳定亚结构, 阻碍亚晶长大及晶界的迁移, 从而抑制合金的再结晶, 使含Ｓｃ 和Ｚｒ 的合金再结晶温度比参比的２６１８ 合金的再结晶温度提高约２００ ℃; 亚晶聚合机制对合金的再结晶发挥了作用。     

淬火速率对AlZnMgCu(Zr)合金断裂行为的影响

通过室温力学性能测试,光学显微镜、扫描电镜和透射电镜研究了淬火速率对AlZnMgCu(Zr)合金断裂行为的影响.结果表明:含Zr小于0.1%合金随着淬火速率的降低,由穿晶破断和沿晶开裂的混合型断裂逐渐转变成沿晶断裂;其主要原因是淬火速率降低使晶界无沉淀析出带(PFZ)宽化.含Zr大于等于0.1%的合金随着淬火速率的降低由穿晶破断为主的断裂逐渐转变成沿晶开裂和穿晶剪切的混合型断裂;沿晶断裂的产生主要是由于晶界无沉淀析出带宽化;穿晶剪切主要是由于慢速淬火过程中晶粒内部析出了大量粗大的η平衡相.     

Al-9.0Zn-2.5Mg-2.5Cu-0.15Zr-0.2Sc合金中Al3(Sc,Zr)粒子的析出行为

采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜和能谱分析,研究了Al-9.0Zn-2.5Mg-2.5Cu-0.15Zr-0.2Sc合金中Al3(Sc,Zr)粒子的形貌及其细化合金铸态组织、提高合金性能的机理.从熔体中析出的一次Al3(Sc,Zr)粒子是α(Al)固溶体的有效形核剂,该粒子以亚稳的Ll2型Al3Zr为核心,形成富钪与富锆Al3(Sc,Zr)层相间排列的多层复合结构;铸态合金退火后,α(Al)基体内析出二次Al3(Sc,Zr)粒子,经450℃×3 2h退火,二次Al3(Sc,Zr)粒子尺寸为16 ～ 23 nm,与α(Al)基体完全共格,该粒子钉扎位错和亚晶界,阻碍合金再结晶过程,提高合金再结晶温度;合金经RRA处理后,抗拉强度、伸长率和电导率分别为:667.5 MPa、7.5％和37.8％ IACS,具有良好的综合性能.     

再结晶Ni3Al(Zr)合金的环境脆性

研究了不同程度再结晶的Ni3Al(Zr)合金在真空和空气中的室温拉伸性能．结果表明，随着再结晶程度的增加，合金的塑性先增加后降低，不完全再结晶的样品表现出良好的拉伸塑性．合金的环境敏感指数随再结晶程度的增加而增加，完全再结晶的样品表现出强烈的环境敏感性．真空和空气中拉伸断口形貌的变化与力学性能变化趋势一致，再结晶程度低的样品的断口形貌为穿晶解理断裂，气氛对其几乎没有影响，而对再结晶程度高和完全再结晶的样品，空气使其沿晶断裂模式倾向增加．     

含Sc铝合金中Al_3Sc/Al_3(Sc_x,M_(1-x))第二相粒子研究进展

介绍了多元体系下含Sc铝合金中Al_3Sc/Al_3(Sc_x,M_(1-x))第二相粒子的研究进展。Al_3Sc/Al_3(Sc_x,M_(1-x))第二相粒子是含Sc铝合金性能得以提升的关键。Al_3Sc/Al_3(Sc_x,M_(1-x))相在凝固时作为晶粒非均质形核中心,使枝晶影响被弱化或消除,铸态晶粒获得细化;Al_3Sc/Al_3(Sc_x,M_(1-x))还会在铝合金热变形和热处理过程中弥散析出,从而抑制再结晶晶粒的形核与长大,使合金的再结晶温度得以提升,并钉扎位错和亚晶界,阻碍位错移动和亚晶界迁移与合并,从而提高合金强度等。多元合金体系下,Al_3(Sc_x,M_(1-x))粒子的形核长大过程比Al_3Sc粒子复杂得多,在绝大多数情况下很难简单套用LSW模型进行理论预测。并对Al_3(Sc_x,M_(1-x))粒子的形核长大研究方法进行了总结,其中计算方法是研究Al_3Sc/Al_3(Sc_x,M_(1-x))第二相粒子形核长大的一种行之有效的方法。     

Sc含量对Al-Mg-Sc-Zr合金铸态组织及时效强化的影响

用金相显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）及显微硬度仪研究了Sc含量对Al-5.5Mg-0.5Mn-XSc-0.1Zr (质量分数,%) (0.05≤X≤0.50)合金铸态显微组织和时效处理后二次析出相的形貌及其强化作用的影响。结果表明：当Sc含量少于0.09%（质量分数,下同）时,凝固过程中无含Sc相析出,铸锭组织为柱状树枝晶,时效后强化作用有限;当Sc含量在0.16%~0.23%时,凝固过程中析出少量初生及共晶Al3(Sc, Zr)相,这既能够细化晶粒,又不影响时效后二次析出相的热稳定性,时效后合金的硬度也较高;而Sc含量过高（X≥0.23）时,合金中初生和共晶Al3(Sc, Zr)相的含量增多,虽然也能够细化晶粒,但凝固后基体中固溶的Zr含量也会随之降低,导致二次Al3(Sc, Zr)相的热稳定性降低,450 ℃时效24 h后二次析出相粗化严重,强化作用很弱     

Al-Mg(Sc,Zr)合金焊接接头组织与性能试验研究

对比了以Al-Mg及Al-Mg-Sc合金焊丝为填充材料,手工TIG法施焊的Al-Mg-(Sc,Zr)合金焊接接头微观组织特征及力学性能。结果表明,基材热影响区没有发生明显的再结晶现象,证明Al-Mg-(Sc,Zr)合金具有很强的抗焊接热软化能力;采用Al-Mg-Sc合金焊丝为填充材料时焊缝晶粒组织得到明显细化,提高了焊缝强度;熔合区形成的细小等轴晶层提高了基材与焊缝填充材料的结合力。采用Al-Mg及Al-Mg-Sc合金焊丝焊接时,Al-Mg-(Sc,Zr)焊接接头强度系数均大于0.90;但采用Al-Mg合金焊丝时,焊接接头屈服强度仅为188 N/mm2,而采用Al-Mg-Sc合金焊丝时,焊接接头屈服强度高达287 N/mm2,大大提高了Al-Mg-Sc合金焊接构件的许用强度。     

Sc、Zr对Al-Zn-Mg-Cu合金组织与性能的影响

制备了成分Al-5．8Zn-2．5Mg-1．6Cu-0．2Cr和Al-5．8Zn．2．5Mg-1．6Cu-0．2Cr-0．23Sc-0．12Zr的两种合金。通过金相显微镜及电镜观察、力学性能及腐蚀性能测试,分析了两种合金不同处理状态的显微组织及其不同状态下的力学性能和腐蚀性能。结果表明,添加Sc、Zr能显著细化合金的铸态组织,对合金的力学性能及腐蚀性能也起到极大的提高作用。添加Sc、Zr的2#合金与1#合金相比较,经T6处理后,前者的抗拉强度提高110N／mm^2,屈服强度提高91N／mm^2,伸长率也略有提高。     

Al-(Zr)-(Pr)-(Cr)合金析出和再结晶行为研究

采用透射电镜和高分辨透射电镜研究了Al-Zr-Pr-Cr合金中析出弥散相的结构和稳定性。采用硬度和金相观察对比了弥散相在500℃的析出硬化作用及其稳定性,以及对合金再结晶的抑制作用。研究结果表明：由于热处理析出了大量共格的、L12结构的15~20nm含Pr的 (Al, Cr)3Zr弥散相,因此Al-0.16Zr-0.26Pr-0.18Cr合金具有显著地析出硬化效果、热稳定性和抑制再结晶效果。其高温析出硬化及抑制铝基体再结晶作用优于Al3Zr和含Pr的Al3Zr弥散相。     

Zr、Sc对Al-Cu-Mg-Ag-Ti合金耐蚀性能的影响

通过晶间腐蚀、慢拉伸试验和电化学测试,研究了Zr、Sc对Al-Cu-Mg-Ag-Ti多元合金耐蚀性能的影响。结果表明,添加Zr能够提高合金的耐蚀性,含Zr合金的应力腐蚀敏感因子(I_(scc))都小于不含Zr的,但Zr、Sc复合添加并没有进一步提高合金的耐蚀性。Zr能够抑制合金的再结晶,使无沉淀析出带变窄,大大提高了合金的耐蚀性能。Zr含量为0.19%时合金的综合性能最佳,晶间腐蚀深度最浅,I_(scc)最小,抗拉强度最高,其屈服强度和抗拉强度分别为466 MPa和518 MPa。     

Cu-0.4Zr合金的动态再结晶行为及组织演变

通过在Gleeble-1500D热模拟试验机上进行高温等温压缩试验,对Cu-0.4Zr合金在应变速率为0.001~10 s~(-1)、变形温度为550~900℃、最大变形程度为55%条件下的流变应力行为进行探讨。分析了该合金在高温变形时的流变应力和应变速率及变形温度之间的关系,并对其在热压缩过程中的组织演变进行观察。结果表明:热模拟试验中,应变速率和变形温度的变化强烈地影响合金流变应力的大小,流变应力随变形温度升高而下降,随应变速率提高而增大。结合流变应力、应变速率和变形温度的相关性,计算得出了该合金高温热压缩变形时的应力指数(n)、应力参数(α)、结构因子(A)、热变形激活能(Q)和本构方程。合金动态再结晶的显微组织强烈受到应变速率的影响。     

Zr,Ti对Al—Sc合金高温持久强度的影响

对Ａｌ－０．３５Ｓｃ合金中加入同含量的微量过渡族元素Ｚｒ,Ｔｉ,采用正交实验测定了这些含Ｚｒ,Ｔｉ元素的Ａｌ－Ｓｃ合金的高温持久寿命,并应用扫描电镜,观察了断口形貌,分析断裂机理。     

Sc对7050铝合金力学性能和再结晶行为的影响

制备了4种Sc含量的7050合金,对比研究了Sc含量对7050合金微观组织、力学性能及再结晶行为的影响。结果表明,Sc对7050合金的铸态组织有很强的细化作用。随着Sc含量的增加,合金晶粒由粗大的树枝晶逐渐转变为细小的等轴晶;向7050合金中添加少量的Sc,可在合金塑性不降低的情况下,使合金的抗拉强度明显提高,并在Sc含量为0.26%时,合金具有最佳的力学性能,但加入更多Sc对合金力学性能的进一步提高没有明显作用;与不含Sc的7050合金相比,Sc含量为0.26%时的7050合金的再结晶温度明显上升,加Sc可使合金的起始再结晶温度提高到480℃以上。     

均匀化前预处理对7150铝合金中Al_3Zr相析出及再结晶的影响

用透射电子显微镜(TEM)及电子背散射(EBSD)技术,研究了均匀化前进行250℃~400℃预处理对7150铝合金中Al3Zr相析出行为及变形后固溶处理过程再结晶抗力的影响。结果表明,7150铝合金是否进行均匀化前预处理,其经470℃24 h的均匀化后其合金中Al3Zr析出相与Al基体均为共格关系。随均匀化前预处理温度降低,Al3Zr析出相的尺寸变小、密度提高;在250℃预处理,随预处理时间延长,最终Al3Zr析出相的尺寸变小、密度提高;当预处理温度超过300℃时,随预处理时间延长,Al3Zr析出相的尺寸变大、密度降低,但预处理时间超过24 h后其影响不明显。7150铝合金铸锭经470℃均匀化前预处理能显著提高其变形后再结晶抗力,经470℃2h固溶处理后,其组织为未再结晶的回复组织;而直接经470℃均匀化处理后的变形样品经470℃2h固溶处理后,其组织为部分再结晶组织。     

Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Sc合金铸态Al3(Sc，Zr)相形貌的研究

采用金相显微镜、扫描电镜和能谱分析,研究Sc细化Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金铸态组织的机制和一次Al3(Sc,Zr)粒子的形貌特征。结果表明:从熔体中析出的Al3(Sc,Zr)一次粒子是α(Al)固溶体的有效形核剂,该粒子以亚稳的L12型Al3Zr为核心,形成富钪与富锆Al3(Sc,Zr)层相间排列的多层复合结构。在Al-9.0Zn-2.5Mg-2.5Cu-0.15Zr合金中添加0.20%～0.60%(质量分数)的钪,合金的铸态组织由粗大的树枝晶变为等轴晶,随着钪含量的增加,合金铸态组织得到进一步细化。     

Al-Ag-(Sc)合金的时效析出行为

通过时效硬化曲线的测量及时效组织的透射电镜分析,研究了微量钪对Al-Ag合金时效析出行为的影响.研究结果表明:在Al-Ag合金中添加0.2%Sc(质量分数),可增强合金350℃的时效硬化效果,延长达到峰时效的时间.微观组织分析发现,微量钪的添加促使合金中γ'相弥散细小地析出,同时钪的存在减少了γ'相宽面上的位错台阶数.含钪Al-15Ag合金中γ'相长大过程比较缓慢的微观机理是微量钪的添加影响了合金中γ'相宽面上的台阶分布.     

Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Sc合金铸态Al3(Sc，Zr)相形貌的研究

采用金相显微镜、扫描电镜和能谱分析,研究Sc细化Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金铸态组织的机制和一次Al3(Sc, Zr)粒子的形貌特征。结果表明：从熔体中析出的Al3(Sc, Zr)一次粒子是α(Al)固溶体的有效形核剂,该粒子以亚稳的L12型Al3Zr为核心,形成富钪与富锆Al3(Sc, Zr)层相间排列的多层复合结构。在Al-9.0Zn-2.5Mg-2.5Cu-0.15Zr合金中添加0.20%~0.60%（质量分数）的钪,合金的铸态组织由粗大的树枝晶变为等轴晶,随着钪含量的增加,合金铸态组织得到进一步细化。