5083铝合金中θ-Al_(45)(Mn,Cr)_7相的孪晶现象

应用高分辨透射电镜观察了5083铝合金轧制退火组织中弥散相的形态和微观结构。结果表明:呈球状或不规则形状、尺寸约200～300 nm的弥散相为θ-Al_(45)(Mn,Cr)_7相,属单斜结构,晶胞大小a=2.5196 nm,b=0.7574nm,c=1.0949 nm,β=128.72°。另外,还发现该相颗粒内部易产生孪晶、孪晶畴和复合孪晶,伴有二次孪晶(或微孪晶)和反相畴界等晶体缺陷,孪晶面分别为(111)或(111),共轭面为(110)或(110)。同时从晶体学角度解释了该相孪晶和复合孪晶等缺陷的生成机制。     

微合金化元素Zr对5083铝合金组织和性能的影响

在实验室中用井式坩埚炉熔炼铸造了5083和5083+0.1Zr两种铝合金,轧制后在100～450℃范围内退火。通过金相显微镜、显微硬度计、扫描电镜、电子万能试验机、透射电镜对合金的铸态组织、板材纤维组织、力学性能、耐蚀性能、第二相粒子成分进行了分析,研究了微量元素Zr对5083铝合金组织性能的影响。结果表明,添加微量元素Zr能够细化合金组织,与未添加Zr相比,添加0.1Zr的5083合金的铸态晶粒尺寸从123μm降至73μm,并使第二相粒子Al₆Mn(Fe)尺寸变小;同时使晶间腐蚀坑变小,合金耐蚀性得到提高。添加微量元素Zr还能抑制合金板材再结晶,300℃退火1 h无明显再结晶现象;尤其是5083+0.1Zr合金经250℃退火1 h,抗拉强度为389.50 MPa,屈服强度为215.62 MPa,伸长率为18.2%,仍完全满足使用要求。     

钎焊芯材3003铝合金添加Zn元素相变机理研究

通过金相显微镜、扫描电镜、能谱和Jmatpro相软件研究了3003铝合金添加Zn后的相变机理。对α-Al_(12)(Fe,Mn)_3Si相中Fe/Mn元素含量比的变化进行了讨论。结果表明,Zn的添加可降低3003铝合金Al_6(Fe,Mn)的凝固结束温度,使Al_6(Fe,Mn)的凝固过程延长,但对在凝固过程中形成Al_6(Fe,Mn)的含量影响不大。添加Zn可促进3003铝合金热处理过程中Al_6(Fe,Mn)相向α-Al_(12)(Fe,Mn)_3Si相的转变程度。同时,添加Zn可增加3003铝合金中α-Al_(12)(Fe,Mn)_3Si相中Fe/Mn元素含量比,有利于提高该合金的加工性能。     

热处理对6061铝合金组织与力学性能的影响

对建筑用6061铝合金进行了不同温度的均匀化退火处理,采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对比分析了铸态和热处理态6061合金的显微组织的变化,研究了6061合金热处理前后的电导率和力学性能变化规律。结果表明,半连续铸造6061铝合金中的主要物相为α-Al基体、Mg_2Si、β-AlFeSi相和α-Al_(12)(FeMn)_3Si_2相;均匀化退火温度超过580℃时,6061铝合金开始发生过烧现象;随着均匀化退火温度升高,合金的屈服强度、抗拉强度、伸长率和断面收缩率都表现为先增加而后降低的趋势,在均匀化退火温度为575℃时取得最大值;6061铝合金适宜的均匀化退火温度为575℃。     

Zn元素对3003铝合金热处理过程中相变及力学性能的影响

通过金相显微镜、扫描电镜、能谱和拉伸机等手段研究了Al-Mn-Fe-Si系3003铝合金加Zn后,对其热处理过程中Al_6(Fe,Mn)相向α-Al_(12)(Fe,Mn)_3Si相转变及力学性能的影响。结果表明:Zn的添加可以促进3003铝合金热处理过程中Al_6(Fe,Mn)相向α-Al_(12)(Fe,Mn)_3Si相转变,并且析出相更加细小、弥散,分布更加均匀。添加Zn还可以显著提高3003铝合金的强度,降低其塑性。     

铝合金的疲劳裂纹及其萌生机制分析

研究了2024和2524铝合金的疲劳裂纹,并分析了合金裂纹的萌生机制。结果表明,2024-T3铝合金中有粗大的Al7Cu2(Fe,Mn)(β相)、小圆形Al2Cu Mg(S相)和Al2Cu(θ相)第二相粒子。2524-T34铝合金中有长方形Al20Cu2Mn3相(弥散相)、粗大的Al7Cu2Fe或Al2Cu2(Fe,Mn)3相(β相),以及圆形Al2Cu相(θ相或θ′相)或Al2Cu Mg相(S相)。2024-T3和2524-T34铝合金的包铝层受滑移带变形的影响而为裂纹萌生提供条件,成为裂纹萌生的主要位置。另外,其裂纹还在不同的第二相粒子处萌生。     

添加Mn对6061铝合金结晶相和力学性能的影响

为了探讨通过微合金化改善、提高铝合金组织和性能的方法,通过扫描电镜/能谱、X射线衍射分析及力学性能测试,研究了微合金化元素Mn添加量对6061铝合金热处理前后结晶相和力学性能的影响。结果表明:铸态组织中,β-Al_5FeSi相随Mn含量的增多逐渐减少,α-Al_8Fe_2Si相随Mn含量的增多逐渐增多;均匀化处理后,Mn含量在超过0. 21%后,β→α相的转变基本完全完成,Mn含量达到0. 78%,颗粒状α-Al_8Fe_2Si相明显增多; T6处理对粗大鱼骨状的α-Al_ Fe Si相形貌改变不大,但能使短棒状的Mg_2Si相得以完全回溶,使比较细小的结晶相如针状β-Al_5FeSi相向颗粒状α-Al_8Fe_2Si相转变; Mn含量为0. 21%时,铸态和T6态的强度和塑性均达到良好配合,T6态力学性能表现为R_m=348 MPa,R_(p0. 2)=310 MPa,A=3. 0%。     

均匀化退火对3003铝合金冷轧板组织的影响

利用OM、SEM及EDS等手段,研究了均匀化退火对电解铝液直接铸轧3003铝合金冷轧板显微组织的影响。结果表明,均匀化退火前的3003铝合金冷轧板组织中存在较多粗大的针片状FeAl3相,少量圆颗粒状(Fe,Mn)SiAl相及短棒状(Fe,Mn)Al6和MnAl6相;均匀化退火后,Mn从过饱和固溶体中析出,置换FeAl3中的部分Fe而形成大量(Fe,Mn)Al6相,针片状FeAl3相明显减少,同时在晶间析出大量圆颗粒状(Fe,Mn)SiAl及短棒状MnAl6相。     

退火工艺对3003铝合金板微观组织与力学性能的影响

研究了退火工艺对3003铝合金板微观组织与力学性能的影响。试验结果表明,3003铝合金板退火后第二相粒子主要为Al₆(Mn, Fe)、Al₆Mn以及在位错或者亚晶界等缺陷处形成的α-Al(Fe, Mn)Si相。随退火温度升高和保温时间延长,第二相粒子发生粗化,并出现了少量的弥散第二相。当退火温度为450 ℃时,第二相又重新固溶到基体。随退火温度升高,3003铝合金板硬度稳定在31.0 HV0.5 左右,抗拉强度整体上呈下降趋势,伸长率呈增加趋势。     

5083铝合金微弧氧化涂层的组织结构与腐蚀性能研究

采用微弧氧化法在5083铝合金表面制备陶瓷涂层。用XRD方法分析涂层的物相和组织结构,并评价涂层在3.5ω%NaCl溶液中的腐蚀行为。涂层由γ-Al_2O_3相组成,厚度约8~10μm。微弧氧化处理后5083铝合金的腐蚀电流密度大大降低,耐腐蚀性能提高。     

Cr部分替代Mn对Ti—Zr—V—Mn—Ni贮氢合金相结构、显微组织及电化学性能的影响

研究了Cr部分替代Mn对Ti-Zr-V-Mn-Ni贮氢合金相结合,显微组织及电化学性能的影响。结果表明,随着Cr的加入,合金电极的循环稳定性得到明显改善,但电极放电容量有所下降,XRD及EDS分析表明,合金主要由六方结构的C14Laves母相和立方结构的TiNi型第二相构成,Cr替代后,合金中出现了立方结构的V-Cr固溶相,金相显微组织显示,铸态和退火态合金均由连续的C14Laves相基体以及TiNi型树枝晶第二相组成。     

退火工艺对5083铝合金热轧板组织性能的影响

铝合金板材在热轧制过程中温度较高,在一定程度上等同于板材的退火处理,但是并没有达到完全退火状态。经过试验研究,5083铝合金热轧板在经过不同温度退火后,对板材进行力学性能和显微组织检测分析,研究其变化规律,确定热轧态板材的后续退火工艺制度;热轧终轧温度为320℃的5083铝合金热轧板,需要在500℃~550℃范围内退火才能达到最佳O态组织和性能。     

箔材用3003铝合金的热处理和性能

采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜和拉伸试验机等研究了预回复退火、一段中间退火和两段中间退火后箔材用3003铝合金的显微组织和力学性能。结果表明:随着退火温度的升高,3003铝合金的电导率先上升后下降,锰原子的固溶度先减小后增大; 450℃退火的3003铝合金的电导率最高、锰原子固溶度最小、析出相密度最高; 3003铝合金退火过程中的析出相主要为针状Al_6Mn相、粒状Al_(12)(Fe,Mn)_3Si相和块状Al_6(Fe,Mn)相。预回复退火有利于中间退火后的3003铝合金形成细小的等轴晶粒。一段中间退火和两段中间退火后3003铝合金的塑性应变比各向异性Δr值分别为0. 31和0. 03,即450℃×5 h+525℃×15 h两段中间退火有助于消除3003铝合金板的平面各向异性,从而有效避免3003铝合金板在深冲成箔材的过程中产生制耳。     

3104合金均匀化过程中金属间化合物的演变

利用金相显微镜、扫描电镜等对不同温度、不同时间均匀化的3104合金中化合物的转变情况进行研究。结果表明,3104合金铸锭组织中的粗大化合物主要为(Fe Mn)Al_6相,少量为α-Al_(12)(Fe Mn)_3Si相,其相对比例10%。均匀化过程中(Fe Mn)Al_6相向α-Al_(12)(Fe Mn)3Si相转变,随温度升高和保温时间延长,α-Al_(12)(Fe Mn)_3Si相比例增加,在580和600℃保温20 h后,α-Al_(12)(Fe Mn)_3Si相比例达80%以上。转变过程中,α-Al_(12)(Fe Mn)_3Si相中产生细小密集的铝点,随时间延长铝点合并而变得粗大稀疏。同时,晶粒内析出Al_(12)Mn_3Si弥散相,500℃均匀化时弥散相尺寸细小密度最大。随温度升高,弥散相尺寸增大密度减小,580和600℃保温后弥散相尺寸粗大,分布稀疏。因此,580和600℃均匀化可以获得较合理的化合物比例和弥散相分布。     

退火对窄热滞Ti-Ni-Cu-Cr形状记忆合金组织和拉伸性能的影响

在Ti-Ni合金中添加Cu、Cr得到热滞较小的Ti-45Ni-5Cu-0.3Cr形状记忆合金,用示差扫描量热仪、光学显微镜和拉伸实验研究退火温度(T_(an))对Ti-45Ni-5Cu-0.3Cr合金相变行为、显微组织和拉伸性能的影响。结果表明:350~700℃退火态Ti-45Ni-5Cu-0.3Cr合金冷却/加热时发生A→M/M→A(A-母相,Cs Cl型结构;M-马氏体,单斜结构)型相变,合金的相变热滞较窄;350~550℃退火态合金处于回复阶段,组织呈纤维状;600~700℃退火态合金处于晶粒长大阶段,组织呈等轴状;合金的再结晶温度在550~600℃之间;随退火温度升高,合金的马氏体再取向应力σ_M、抗拉强度和伸长率先升高后降低,400~500℃退火态合金的σ_M和抗拉强度最大,650℃退火态合金的塑性最好。     

5083铝合金均匀化退火工艺研究

对5083铝合金的均匀化退火工艺进行了研究.结果表明:经465℃×35h均匀化退火的5083合金组织中残留相有(FeMn)Al6和少量的β(Mg2Al3),揭示了均匀化工艺对合金组织和性能的影响规律,进而为工业化生产提供了理论依据.     

水冷铜模对添加Mn和Zr的6061铝合金微观组织及力学性能的影响

研究了水冷铜模铸造对添加Mn和Zr元素的6061铝合金的微观组织及力学性能的影响。利用金相显微镜、扫描电镜和EDS能谱,分析合金的微观组织;结合X射线衍射分析及Vegard定律,估算铸态及均匀化处理后Mg、Si和Mn元素在合金中的固溶度;通过拉伸试验测试含Mn和Zr的6061铝合金力学性能。结果表明:水冷铜模亚快速凝固铸造降低了溶质元素Mg、Si、Mn在铸态合金中的偏析,减少了合金的均匀化处理时间;Mn和Zr元素的添加,使晶粒细化明显;水冷铜模使铸态析出相由骨骼状和条状的β铁相转变为颗粒状的α铁相,均匀化处理后主要以颗粒状的α-Al_8(MnFe)_2Si和α-Al_8(MnFeCr)_2Si相存在。采用水冷铜模铸造的含Mn和Zr的6061铝合金,其拉伸性能得到明显改善。经均匀化处理后其抗拉强度达到286 MPa、屈服强度127 MPa,延伸率17.84%。     

Cr含量对5083高镁铝合金组织和性能的影响

研究了添加w(Cr)=0. 06%～0. 24%对5083铝合金铸锭均匀化组织、冷变形组织、拉伸性能、断口形貌的影响。结果表明:随着Cr含量的增加,5083铝合金强度提高,塑性降低,相应的拉伸试样断口形貌由韧性断裂到出现局部脆性断裂。当添加w(Cr)=0. 19%时,5083铝合金中出现粗大的Al-Mn-Cr-Ti-V金属间化合物相,粗大的化合物相在轧制过程中破碎,沿轧制方向分布,恶化合金的塑性和成形性能。     

热处理对Ti-Ni-Cr低温超弹性合金相变行为的影响

用示差扫描量热仪研究了退火和时效工艺对Ti-50.8Ni-0.3Cr(原子分数,%)低温超弹性合金相变行为的影响.结果表明.350—450℃退火态Ti-50.8Ni-0.3Cr合金冷却/加热时发生A→R/R→A型可逆相变,500℃退火态合金发生A→R→M/M→R→A型相变,550—600℃退火态合金发生A→R→M/M→A型相变,650℃以上退火态合金不发生相变.退火时间对合金相变行为影响不大.随时效时间t_(ag)延长,300℃时效态合金的相变类型保持为A→R/R→A,400℃时效态合金发生由A→R/R→A向A→R→M/M→R→A转变,500℃时效态合金发生由A→R→M/M→R→A向A→R→M/M→A转变.随退火温度升高,合金的R相变温度θ_R先升高后降低,M相变温度θ_M升高,M相变热滞△θ_M降低.合金经300—500℃时效后,θ_R~(400)>θ_R~(300)>θ_R~(500).随t_(ag)延长,θ_R和θ_M先快速升高后趋于稳定,△θ_M先快速降低后趋于稳定.退火和时效态合金的R相变热滞均在4℃左右.     

铸态V-5Cr-5Ti合金在退火过程中的第二相行为研究

采用XRD、OM、SEM和TEM对铸态V-5Cr-5Ti合金退火处理后组织结构进行分析。结果表明:在退火过程中,随着退火温度升高,铸态V-5Cr-5Ti合金第二相发生分解、扩散、聚集。第二相形貌由层状组成树枝状第二相转变成针状组成团聚状第二相。随着时间的推移,针状第二相尺寸发生了粗→细长→短粗的转变。1100℃,2h退火处理后V-5Cr-5Ti合金组织中存在3种类型的第二相(1)条状第二相,宽度为80~100 nm,长度为几个μm,化学式记为V_2-CO。(2)针状第二相,具有fcc结构,晶格常数为0.4193~0.4256 nm,该第二相在晶内或平行或垂直排列。(3)椭圆状第二相,具有fcc结构,晶格常数为0.4203~0.4268 nm。铸态V-5Cr-5Ti合金退火过程中,树枝状第二相首先发生分解、扩散,随后合金元素脱溶沉淀,形成以针状第二相为特征的团聚状第二相。该第二相是以Ti、V元素为主,Cr元素为辅,具有fcc结构的、稳定的碳-氧-氮化物,化学式记为(TiV)-CON。