时效和预变形对2195铝锂合金组织与性能的影响

利用透射电镜、拉伸试验等手段，研究了时效温度、时效时间和预变形量对2195铝锂合金显微组织和力学性能的影响，优化了铝锂合金的时效处理工艺。结果表明：T6态和T8态铝锂合金的硬度均会随着时效时间的延长先增加后减小，经过预变形处理后铝锂合金的峰值硬度对应的时效时间缩短；随着时效时间的延长，T6态和T8态铝锂合金的抗拉强度、屈服强度和断后伸长率的变化趋势相同，经过预变形处理的T8态(预变形量5%+175℃/36 h)铝锂合金的峰值抗拉强度、峰值屈服强度和对应断后伸长率较T6态(175℃/48h)铝锂合金分别增加了11.58%、22.97%和17.78%。T6态和T8态铝锂合金中均存在颗粒状δ′相、针状θ′相、类球形δ′/β′复合相和针状T₁相，且后者的T₁相更加细小、数量更多、分布更加均匀。2195铝锂合金适宜的时效工艺和预变形量为175℃/36 h+5%。     

固溶时效工艺对2195铝锂合金低温拉伸性能的影响

本文对2195铝锂合金进行了改变固溶温度和时效时间的热处理实验,考察了固溶时效工艺对条件下拉伸性能的影响,研究表明：在本实验参数范围内2195铝锂在低温下σb最高在660-680MPa,002最高在580—600MPa,而相应的塑性指标延伸率高于8％。在典型的欠时效态,2195铝锂具有优异的低温塑性,延伸率达29％以上。低温实验条件下,T6态样品呈现典型的层状分割断面的断口特征,随溶温度提高,分层有细化倾向,层内塑性变形特征减弱,沿晶倾向增强。     

时效前的预变形对喷射成形2195铝锂合金组织与性能的影响

研究了时效前的预拉伸变形量对喷射成形2195铝锂合金时效析出行为及力学性能的影响规律.结果表明:2195合金经固溶处理后直接时效,组织以 δ′(Al3Li)相+少量T1(Al2CuLi)相为主,晶界处分布着大量断续分布的颗粒析出相组织(富AlCu相及AlCuFe相).时效前的预拉伸变形在合金基体中引入的大量位错成为T1...     

2195铝锂合金重固溶-T8再时效的组织与力学性能

以5.2 mm厚2195-T8铝锂合金为基础,进行了重固溶及后续152℃的T8(预变形3%~6%)再时效处理,研究了其微观组织与拉伸性能。结果表明,重固溶处理未显著改变2195铝锂合金的晶粒组织,仍然保持为拉长的扁平状(带状)晶粒组织态。合金的主要时效强化相为T1相(Al_2Cu Li)和θ'相(Al_2Cu)。T1相数量随预变形量增大而明显增加,而峰时效后θ'相数量及尺寸随预变形量增加呈降低的趋势。合金中T1相分数随时效时间延长而增加并主要沿长度方向长大,而峰时效后θ'相随时效时间延长逐渐减少。重固溶T8再时效处理未明显损害2195铝锂合金拉伸性能。     

固溶-时效对2195铝锂合金型材力学性能的影响

2195铝锂合金作为可热处理强化新型铝锂合金的代表,具有高比强度、高耐腐蚀和抗疲劳等优点,常作为受力结构件被广泛应用于航天航空领域,因此,有必要对其热处理制度展开研究。通过室温单轴拉伸试验和硬度测试,获得了在不同固溶温度、不同固溶时间、不同人工时效温度和不同人工时效时间下的型材的强度、伸长率和硬度值,研究了固溶-时效参数对O态2195铝锂合金型材力学性能的影响。结果表明：在520℃下固溶1.5 h以上,再在高于160℃的环境下至少保温24 h进行人工时效,可使2195铝锂合金型材满足工程需求。运用最小二乘法建立了2195铝锂合金型材的硬度值与抗拉强度值之间的线性关系,可以较快地得出强度值。     

低温下分级时效对2195铝锂合金组织和性能的影响

本文研究了2195铝锂合金经低温预时效处理后力学性能与试验温度的关系及其相应的微观组织的变化特点。结果表明：低温下，单级时效展开后，合金的过时效现象不明显。经预时效后，峰值时间提前，在t=24h时达到峰值，σb为674．9MPa，σ0.2为594．2MPa，延伸率约为9％。在低温下，分级时效的屈服强度较单级优势明显，在同时效时间下强度提高20％左右、塑性相差不大。     

预变形对2195铝锂合金拉伸力学性能的影响

通过硬度测试、室温拉伸测试、电子背散射衍射分析(EBSD)、透射电子显微分析(TEM)以及数字图像相关(DIC)等手段,研究不同拉伸预变形量对2195铝锂合金在155℃时效后拉伸力学性能的影响。结果表明：拉伸预变形量为2%、4%、6%、8%的合金经过155℃时效后,其抗拉强度分别为560.4 MPa、570.8 MPa、573.6 MPa、575.9 MPa。随着预变形量的增大,合金强度不断提高,这是由于位错是强化相T1相的有利形核点位,拉伸预变形量的增大使得位错密度增加,从而使得T1相数量密度增加。但随着拉伸预变形量的增大,拉伸预变形对合金的强度提升幅度逐渐减小,这主要是位错堆积缠结,析出相形核点重叠导致的。随着拉伸预变形量从2%增大到8%,合金的伸长率从9.6%下降到6.4%。通过DIC观察,拉伸预变形量的增大会使得拉伸过程中的应变集中现象提前出现,颈缩稳定性有所降低。这是由于较大的拉伸预变形量会使得合金在预变形阶段的应变分布不均匀,合金内出现破碎的变形组织晶粒。这些变形组织晶粒与周围其他晶粒组织的晶粒取向不同,更有利于微裂纹的萌生和扩展。4%的拉伸预变形量可以使2195铝锂合金达...     

重固溶-不同温度T8再时效2195铝锂合金的力学性能与显微组织演化

以5.2 mm厚度2195-T8铝锂合金为对象,进行重固溶、4.5%预变形后不同温度(145C~160℃)的T8再时效处理,研究其力学性能与晶内显微组织演化。结果表明:重固溶处理后的晶粒形态与原始2195-T8态晶粒形态一样,仍然保持为拉长的带状晶粒组织。重固溶并经4.5%预变形后,再采用适当的温度和时间进行T8时效处理,2195铝锂合金可以回复到原始T8态的显微组织和力学性能,即2195铝锂合金采用重固溶-T8再时效处理不会明显损害其力学性能。2195铝锂合金的晶内时效析出相包括T1相(Al2Cu Li)、δ′相(Al3Li)、θ′相(Al2Cu)及θ″相(Al2Cu),其中优先析出相为T1相;较低温度及较短时间时效可形成较多δ′相和θ″相;随着时效时间延长,T1相生长,θ″相转化为θ′相并减少,δ′相消失;时效温度提高可促进该转变过程,加快铝锂合金的时效响应速度。     

2195铝锂合金高温慢应变速率拉伸本构模型及组织演变

对2195铝锂合金细晶薄板在温度为350～470℃、初始应变速率为0.0001～0.002 s^-1的变形条件下进行拉伸，建立应变修正的Arrhenius和含软化因子的Rosserd塑性流动本构模型，利用电子背散射衍射表征变形过程的微观组织演变。结果表明：两种方程均可以较好地描述2195铝锂合金稳态阶段的流动行为，应变修正的Arrhenius模型在变形温度为350～390℃时有一定拟合偏差，而含软化因子的Rosserd模型在470℃、0.002 s^-1的高温高应变速率条件下出现拟合偏差，其原因主要是受变形机制影响。2195铝锂合金在350～390℃时发生不连续动态再结晶，而在430～470℃时发生连续动态再结晶；变形温度的升高和变形速率的降低均可以提高2195铝锂合金动态再结晶程度，但提高变形温度的影响更显著；2195铝锂合金在390℃、0.001 s^-1变形时的最大伸长率为203%。变形温度的提高会导致晶粒粗化，降低合金的热塑性。     

预变形对高强Al-Cu-Li-X铝锂合金组织和性能影响

采用拉伸试验、扫描电镜和透射电镜等测试手段，研究了固溶淬火后预变形程度对新型高强Al-Cu-Li-X铝锂合金2A97组织和性能的影响。结果表明：随预变形量增加，135℃时效48h合金强度明显提高，塑性缓慢下降，变形量为4．7％合金的抗拉强度为584MPa，延伸率为12．6％，淬火后的预变形量控制在4％-6％得到比较理想的强塑性匹配。预变形促进基体乃相析出，并使其显著细化和均匀分布。     

2195铝锂合金时效析出行为与强化机理

采用透射电子显微镜、单向拉伸力学性能测试和扫描电子显微镜等方法研究了2195铝锂合金在不同形变热处理下时效析出行为,并阐明了析出相强化机理。结果表明：不同形变热处理下2195铝锂合金中主要强化相均为T₁相,但是其尺寸、分布、数量密度和晶界形貌有差异。预应变可显著提高T₁相的形核率并加速其长大过程。时效温度越高,T₁相的形核率越低,但长大速度越快。形变热处理后的微观组织可显著提高2195铝锂合金的力学性能,T871态(固溶处理+7%预应变+(120℃、4 h)+(160℃、24 h))的屈服强度为(541±10) MPa,抗拉强度为(606±9) MPa,伸长率为(11±1)%。位错在T₁相多处沿着垂直于直径方向剪切,有效阻止了微观尺度上的塑性局部化。     

预拉伸对喷射成形2195铝锂合金时效后组织和力学性能的影响

采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和拉伸试验等研究了喷射成形2195铝锂合金经不同工艺热处理后的显微组织和力学性能.结果表明:与未经预拉伸处理的合金相比,合金经4％预拉伸及时效处理后,析出相发生明显变化,时效强化析出相主要为T1(Al2CuLi)、θ'(Al2Cu)和δ'(Al3Li),并呈细小弥散分布,σ(A...     

预轧制时效对2055铝锂合金组织和力学性能的影响

研究了不同预轧制变形时效对固溶态2055铝锂合金组织和力学性能的影响。结果表明,对固溶2055铝锂合金在时效前进行预轧制变形可显著缩短峰值时效时间、提高合金硬度和强度。当预轧制变形量为0、3%和10%时,2055铝锂合金分别在155℃下时效40、30和28 h达到峰值硬度（HV）,分别为207.66、215.31和220.07。10%预轧制+155℃×28 h峰时效合金的屈服强度、抗拉强度分别达到562.64 MPa和622.04 MPa,比未预轧制、3%预轧制峰时效合金分别提高了67%、21%和43%、8%,大塑性变形诱导高密度位错促进析出相大量均匀弥散析出是其力学性能提高的主要原因。     

成形温度及加载速度对2195铝锂合金弯曲性能的影响

针对铝锂合金室温下塑性变形能力差、 成形精度低等问题,进行了不同温度和加载速度条件下2195铝锂合金弯曲工艺研究.通过单向拉伸和V型弯曲实验相结合的方法,分析了成形温度及加载速度对2195铝锂合金的力学性能以及弯曲过程中的弯曲力、 弯曲回弹及微观组织的影响.结果表明,成形温度为140℃时,可以实现零件的无破裂V型弯曲成...     

预拉伸变形量对2050铝锂合金组织和性能的影响

通过拉伸试验、晶间腐蚀试验以及透射电镜(TEM)等方法对固溶处理后不同预拉伸变形量处理并人工时效后2050铝锂合金厚板室温拉伸性能、抗晶间腐蚀性能以及合金的微观组织形貌进行了研究。结果表明,随预拉伸变形量的增加,合金L向和LT向的屈服强度和抗拉强度逐渐增大,变形量＞4.0%后趋于平稳,伸长率逐渐降低后趋于稳定;随预拉伸变形量增加,腐蚀形貌由晶间腐蚀变为点蚀,点蚀深度逐渐减小。预拉伸变形促进了人工时效过程中晶内T₁相的弥散析出,降低了晶界处T₁相含量,因此提高了合金的强度和抗晶间腐蚀性能。预拉伸变形量为5.0%时,合金的强度和抗晶间腐蚀性能最佳。     

不同时效制度对铝锂合金力学性能与微观组织的影响

本文采用TEM、SEM、EBSD和室温拉伸测试等方法，研究了时效温度及预拉伸过程对喷射成形2195铝锂合金挤压棒组织性能的影响规律。结果表明：当时效温度低于145℃时，2195铝锂合金T6状态下基体微观组织中主要形成GP区+θ?/θ’相，而T8状态下基体微观组织中主要形成T1+θ’相，且T8状态下合金的晶界无析出带宽度相对T6状态显著降低。当时效温度增加至155℃时，2195铝锂合金T6状态下基体微观组织发生显著变化，逐渐由GP区+θ?/θ’相向T1+θ?/θ’相转变，并伴随θ?/θ’相数量的减少，而T8状态下基体微观组织由T1+θ?/θ’相转变为以T1相为主导的微观组织。3%的预拉伸增加了基体中的位错密度，可作为T1相优先形核位置，导致相同时效温度下，T8态合金的屈服强度明显高于T6态合金，但对抗拉强度的影响不明显，这是沉淀强化效果优于加工硬化效果导致的。T6状态下(165℃, 24 h)时效处理获得最佳的强塑性(抗拉强度584 MPa，屈服强度526 MPa，断后伸长率11.5%)，而T8状态下3%预拉伸+(155℃, 24 h)时效获得最佳的强塑性匹配(抗拉强度622 MPa，屈...     

时效处理对挤压成型2195铝锂合金组织和力学性能的影响

研究了热处理对挤压态2195铝锂合金组织和力学性能的影响。结果表明,固溶处理和人工时效处理对挤压合金的力学性能有显著的增强作用,这与析出相的类型、尺寸、数量密度和分布有关。2195铝锂合金在时效过程中的析出顺序为过饱和固溶体(SSSS)→GP区+δ′/β′(Al₃(Li,Zr))→δ′+θ′(Al₂Cu) +T₁ (Al₂CuLi)→θ′+T₁;其中T₁相在析出强化中起主导作用。2195铝锂合金经过525 ℃×60 min固溶后在170 ℃人工时效的峰时效时间是36 h,此时抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为579 MPa、537 MPa和5.5%。     

CP276铝锂合金的应变时效工艺

研究了预拉伸量和时效温度对ＣＰ２７６ 铝锂合金组织与性能的影响。结果表明, 时效前的预拉伸可促进Ｔ１ 相异质形核, 显著提高合金的沉淀强化效果, 但同时指出, 过大的预拉伸量（ ＞ ６ ％ ） 导致位错胞状缠结, 降低 Ｔ１ 相分布的均匀性, 对合金性能不利。时效温度则对晶界ＰＦＺ 影响显著, 高温时效的合金ＰＦＺ 较宽, 强度与塑性很差。该合金的最佳应变时效制度为：３ ％ ～６ ％ 预拉伸＋ １６０ ℃时效１６ ～２０ ｈ ,该制度下合金具有较好的综合力学性能（σｂ ＝ ５６３ ＭＰａ , σ０ ．２ ＝ ５２１ ＭＰａ , δ＝ ６ ．６ ％ ） 。     

预变形及时效处理对7055铝合金组织和性能的影响

通过拉伸试验、金相观察、X射线衍射以及TEM观察，研究了7055铝合金固溶处理后，经不同程度冷变形和时效后的力学性能和电导率的变化以及相应的微观组织变化特点。实验结果表明，对于冷变形再T6时效的7055铝合金，随变形量的提高，强度先略有上升，而后缓慢下降。RRA态合金强度随变形量增加而持续下降。随变形量的增加，冷轧态7055铝合金的电导率逐渐下降，而T6和RRA态合金的电导率却逐渐上升。在同样变形量条件下，RRA态合金具有最高的电导率。这些变化与变形引入的位错所产生的晶格畸变以及位错促进粗大平衡相析出有关。     

2195铝锂合金板材高速拉伸力学特性和变形机理研究

为探究新淬火态2195铝锂合金高应变速率拉伸的力学性能和变形机理,采用分离式Hopkinson拉杆装置进行高应变速率拉伸实验,应变速率范围为1000 s-1~4500 s-1,并通过EBSD技术分析不同应变速率拉伸下合金的织构类型和微观组织演变规律。结果表明：随应变速率的增大,合金的强度和延伸率同步上升。当应变速率达到4200 s-1时,抗拉强度和延伸率分别达到398 MPa和63%,相比较于准静态拉伸,延伸率显著提高。由EBSD结果分析可知,随应变速率的增大,小角度晶界占比上升、KAM均值增大,Goss织构和S织构强度和体积分数上升。同时发现高应变速率拉伸下不仅软取向晶粒的塑性变形更加充分,而且可以启动更多的硬取向晶粒协调变形,进而揭示了高应变速率拉伸下的变形机理。