Cr、Mn、Zr、Ti微合金化对Al-Zn-Mg-Cu-Yb合金再结晶、第二相和断裂行为的影响（英文）

采用拉伸测试,结合TEM、SEM和EBSD等物相和微观结构表征,研究了单独添加Cr、Mn、Zr、Ti对Al-Zn-Mg-Cu-Yb合金中第二相(特别是AlCuYb相)析出、基体再结晶行为和拉伸沿晶断裂的影响。结果表明:在同时添加Yb和Cu的铝合金中,微米级、粗大AlCuYb相的析出难以避免。但有趣的是,进一步添加Mn的合金中,由于析出了亚微米的Al_(20)Cu_2Mn_3相,可有效减少粗大AlCuYb相,在4种合金中形成的粗大相的数量最少。Al-Zn-Mg-Cu-Yb合金中添加Zr可析出纳米级Al_3(Yb, Zr)弥散相,有效抑制结晶,但是AlCuYb相的形成消耗Yb元素,降低了二次共格Al3(Yb, Zr)弥散相的析出,此外粗大AlCuYb相颗粒诱发局部再结晶,一定程度降低了合金的强度。T6态AlZnMgCuYb-Zr和AlZnMgCuYb-Mn合金经固溶后仍保持未再结晶纤维状结构,小角度再结晶分数高达50%以上,平均晶粒尺寸降至2～7μm。相比之下,添加Cr或Ti的Al-Zn-Mg-Cu-Yb合金形成均匀再结晶晶粒,大角度再结晶分数高达80%,平均晶粒尺寸为40～96μm。断裂时,尺寸1～3μm的初生Al_2CuMg相(而非粗大AlCuYb相)优先诱发断裂,裂纹沿析出相连续、粗大且无沉淀析出相宽化的大角度再结晶晶界或原始晶界扩展。     

Mn和Cr对6× × ×铝合金再结晶行为的影响

制备了不同Mn、Cr含量的Al-Mg-Si-Cu铝合金,合金经均匀化处理后,在Gleeble-3500热模拟试验机上进行不同温度的热压缩变形(压缩应变速率为1 s~(-1),变形量为70%)。试样径T6处理后,采用JSM-6480扫描电镜及图像处理软件,观察试样的截面处再结晶百分比及再结晶晶粒特征。结果表明:Al-Mg-Si-Cu合金的再结晶机理为二次再结晶。对于同一合金,热变形温度越高,未再结晶区域的面积比越高;在相同变形条件下,Mn和Cr含量越高,未再结晶区域的面积比越高,再结晶抑制效果越显著。但Mn和Cr含量越高,合金中粗大的第二相增多,将导致疲劳韧性等性能下降。因此,需综合各项性能考虑Mn和Cr的添加量。     

Ti、Zr微合金化对铝合金再结晶的影响

通过向纯铝中添加等量的Ti,Zr元素,研究了Ti,Zr微合金化对铝合金再结晶的影响。结果表明:添加0.3%Zr时的晶粒细化效果虽不如0.3%Ti明显,但对合金再结晶的抑制作用却更加显著,原因是Al-0.3%Zr合金在后续热处理过程中会弥散析出大量的二次Al_3Zr粒子,这些高熔点的弥散相能强烈地钉扎位错和亚晶界,有效抑制了合金的再结晶。     

Cr、Yb合金化对Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金组织和断裂特征的影响

研究复合添加微量Cr、Yb、Zr对Al-Zn-Mg-Cu合金的显微组织和断裂特征的影响,分析其对合金韧化的作用机制.结果表明:在Al-Zn-Mg-Cu合金中复合添加Cr、Yb、Zr形成了含Cr、Yb、Zr的球形弥散相,这些均匀分布于基体上的弥散相能强烈钉扎位错和亚晶界,使基体保持形变回复组织,保持小角度晶界,抑制基体再结晶;T6态断裂机制主要为韧窝型穿晶断裂,与仅添加Zr相比,沿晶断裂抗力显著提高;晶界的无沉淀区(PFZs)较宽,且析出相在晶界呈明显不连续分布.     

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...     

Ti微合金化非调质钢中碳化物析出行为及其对再结晶的影响

通过Gleeble-3800热模拟试验机研究了变形温度850~1200 ℃,应变速率0.1 ~10 s^-1条件下Ti微合金化非调质钢的奥氏体动态再结晶行为。分析变形温度、变形速率、碳氮化物的析出行为对奥氏体动态再结晶的影响,计算动态再结晶激活能,获得动态再结晶状态图和热加工图。结果表明,随着Ti含量从0增加为0.042%和0.063%,钢中碳氮化物的析出量分别为0%、0.040%和0.038%,呈现出先增加后减少的趋势,相应的动态再结晶的激活能分别为360.218、394.015和378.247 kJ/mol,0.042%Ti含量的非调质钢激活能最高。通过功率耗散图和塑性失稳图的叠加得到了热加工图,获得了Ti微合金化非调质钢的最佳热加工工艺范围是900~1050 ℃的变形温度,0.1~0.2 s^-1的变形速率和1100~1200 ℃变形温度,0.1~4 s^-1变形速率。     

Cr对Cu-Ag-Cr合金再结晶行为的影响

采用真空熔炼方法制备了Cu-Ag和Cu-Ag-Cr合金,利用硬度测试、金相显微观察和透射电镜分析等方法,研究了Cr对Cu-Ag-Cr合金再结晶行为的影响.结果表明,微量Cr的加入,使合金中形成细小、弥散分布的析出相对位错和亚晶界具有强烈的钉扎作用,而有效抑制合金的再结晶,使Cu-Ag合金的再结晶软化温度提高150℃以上;同时还能显著细化合金的再结晶晶粒.     

Yb微合金化对Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金再结晶行为和性能的影响

采用铸锭冶金法制备了含Yb的Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金.通过对硬度、电阻率、强度、应力腐蚀性能的测试和用金相显微镜和透射电镜的观察,分析了Yb微合金化对Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金再结晶行为和性能的影响.结果表明,在Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金中添加微量Yb能形成含Yb的细小弥散相,因此提高T6态合金的再结晶温度,显著提高合金的应力腐蚀抗力和断裂韧性,并略微提高合金的强度和塑性.这些均匀分布于基体上的弥散相能强烈钉扎位错和亚晶界,抑制了再结晶形核,显著抑制了基体再结晶,保持形变回复组织.     

合金元素Cr、Ni和Mo对钒微合金钢动态再结晶行为的影响

采用单道次压缩试验,获得了钒微合金钢在850～1100℃、0. 01～1 s~(-1)条件下的应力-应变曲线,研究了合金元素Cr、Ni、Mo对钒微合金钢动态再结晶临界条件的影响,获得对应的再结晶激活能,建立了动态再结晶临界模型。研究表明:3种试验钢均容易发生动态再结晶;含Ni、Cr及Mo试验钢再结晶激活能分别为321、336及356 k J/mol,其中,含Mo试验钢的再结晶激活能最大。     

微量Er和Zr对Al-Mg合金再结晶行为和焊接性能的影响

本文研究了微量Er和Zr元素对Al-Mg合金再结晶行为及组织演变的影响,同时探讨Er和Zr元素对稳定化态合金的FSW和MIG焊接接头组织和力学性能的影响.结果表明:复合添加Er和Zr元素能够有效抑制Al-Mg-Er-Zr合金冷轧板再结晶和晶粒长大行为,与Al-Mg和Al-Mg-Zr合金相比,其再结晶起始温度和结束温度分...     

微量Cr、Mn、Zr、Ti、B元素对铸态AlZnMgCu合金的晶粒细化效果的影响

采用光学显微镜、扫描电镜和能谱分析仪考察了Cr、Mn、Zr、Ti、B的联合加入对AlZnMgCu合金的晶粒细化效果。结果发现在铸态合金中同时加入Cr-Mn-Ti-B时晶粒尺寸由256 μm 降为102 μm。而当联合加入Ti-Zr-B后能产生更加强的细化效果,晶粒平均尺寸降为55 μm。这是因为Cr、Mn原子簇团有利于促进Al3Ti形核并成为其结晶基底。当联合加入Cr、Mn、Zr、Ti、B时则可产生更加明显的晶粒细化效果,平均晶粒尺寸变为22 μm。这是因为富Cr、Mn原子簇团在成为Al3Ti结晶核心后,部分Zr原子置换了其中的Ti原子形成了新的Al3(Tix, Zr1-x)结晶核心。而过渡族金属Cr、Mn还能降低液体金属和Al3Ti和Al3(Tix, Zr1-x)的表面张力,抑制结晶核心的长大。     

A1-Li合金的拉伸断裂过程研究

以2090 Ce合金为研究对象，对不同时效时间的室温拉伸断口进行了半定量分析，探讨了拉伸性能对断裂特征的响应关系，重点分析合金分层裂纹的形成过程。研究表明：2090 Ce合金的断裂方式以韧窝、分层开裂和沿亚晶界开裂3种为主，随时效时间的延长，韧窝、分层开裂逐渐减少，沿亚晶界开裂比例逐渐加大：分层开裂程度与时效程度有密切关系：分层开裂过程与试样内部受力状态、晶界状态有密切关系。分层最先发生在试样中心，随后在二分之一、四分之一……处反复发生，最终将试样分割成一系列平行的薄板。时效后期由于亚晶界的弱化，使裂纹倾向沿亚晶界扩展，从而抑制分层开裂的发生，同时导致合金强度，尤其是塑性的下降。     

掺杂稀土元素镧对TZM合金板材再结晶行为的影响

采用粉末冶金和轧制工艺分别制备TZM合金和掺杂稀土元素镧的La-TZM合金板材,通过对其在1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600℃退火后样品的金相组织、力学性能进行分析与对比,研究掺杂稀土元素镧对TZM合金再结晶温度的影响。研究表明,TZM合金的开始再结晶温度为1200℃左右,La-TZM合金的开始再结晶温度约为1300℃。La2O3在TZM合金的晶界处形成细小的第二相,阻碍了晶界的迁移,提高了TZM合金板材的再结晶温度。     

Mg-Gd-Y-(Mn, Zr)合金的显微组织和力学性能

采用溶剂保护方法制备了合金Mg-9Gd-4Y-0.65Mn和Mg-9Gd-4Y-0.6Zr,并挤压成棒材。通过光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜和透射电镜等分析研究了这两种合金铸态和变形态的显微组织和力学性能。结果表明:铸态含Mn合金的晶粒粗大,而含Zr合金的晶粒细得多,Zr能有效地细化Mg-RE合金的晶粒;热变形加工使两种合金的晶粒度大大减小,拉伸强度大幅提高,在同等加工条件下,含Mn合金形变细化晶粒作用更显著;两种变形合金都有非常高的室温和300℃高温强度,但含Mn合金的延伸率较高;含Zr变形镁合金适宜通过T5处理,而含Mn变形镁合金适宜通过T6处理提高其综合拉伸力学性能。     

复合添加微量铬、锰、钛、锆对Al-Zn-Mg-Cu合金组织与性能的影响

采用光学显微镜和透射电镜等分析手段研究了复合添加微量Cr、Mn、Ti、Zr对Al-Zn-Mg-Cu合金板材组织性能的影响.结果表明:复合添加微量Cr、Mn、Ti、Zr的Al-Zn-Mg-Cu合金具有最佳的再结晶抑制作用.添加0.04%Ti 0.18%Zr、0.20%Cr 0.20%Mn 0.04%Ti、0.04%Cr 0.05%Mn 0.04%Ti 0.18%Zr、0.20%Cr 0.20%Mn 0.03%Ti 0.17%Zr 4组微量元素,合金的抗拉强度和延伸率依次提高;强度依次增加与所析出的共格、半共格析出相种类增加、弥散度增大、粒径增粗、分布均匀性提高、所占的体积分数增加有关,合金延伸率增加与晶内形成的微区无析出区均匀变形有关.     

微量Cr、Mn、Ti、Zr细化7A55铝合金铸锭组织的效果与机理

采用光学显微镜、扫描电镜及能谱分析术研究了复合添加微量Cr、Mn、Ti、Zr细化7A55合金铸锭组织的效果和机理.结果表明:复合添加0.04%Ti 0.17%Zr能在一定程度上细化7A55合金铸锭组织,复合添加0.20%Cr 0.20%Mn 0.03%Ti能够显著细化铸锭组织,其细化机理为含有Cr、Mn的原子团簇作为Al3Ti形核的基底促使α-Al成核;复合添加微量0.04%Cr 0.04%Mn 0.03%Ti 0.18%Zr产生了极强烈的晶粒细化效果,其细化机理为含有Cr、Mn的原子团簇作为Al3Ti、Al3Zr共同形核的基底使Al3(TixZr1-x)形核,Al3(TixZr1-x)使α-Al形核.随着Cr、Mn含量增加,铸锭晶粒向枝晶化、粗大化方向发展.     

复合添加Sc、Zr、Ti对Al-Mg合金组织与性能的影响

采用布氏硬度计、金相显微镜、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)研究了微量Sc、Zr、Ti以及Mg含量对Al-Mg合金的显微组织与布氏硬度的影响。结果表明,单独添加Sc、Zr元素的合金与未添加的Al-Mg合金的铸态组织相比,合金的晶粒组织得到了一定的细化,复合添加Sc、Zr、Ti3种元素的合金铸态组织的晶粒细化程度更为明显。同时在Sc、Zr、Ti相同含量下,Mg元素的增加也能进一步细化合金的晶粒组织,这是由于Mg元素固溶强化的结果,使得合金的布氏硬度提高。对Al-10Mg-Sc-Zr-Ti合金进行均匀化退火处理后,合金的硬度较铸态组织提高了10%,这是Al3(Sc1-xZrx)、Al3(Sc1-xTix)及Al3(Sc1-x-yZrxTiy)大量沉淀相二次析出,弥散度增大、分布更加均匀的结果。     

合金元素及制备工艺对1XXX系铝合金组织及性能的影响

通过直接激冷铸造（DCC）与双辊铸轧（TRC）方法生产了具有不同Fe、Si、Cu和Mn含量的1XXX系铝合金坯料,随后通过均匀化、热轧、冷轧和退火等加工工艺制备了厚度为13 μm的铝箔。结果显示,铸造工艺对铝箔强度影响较小,双辊铸轧引入的较细第二相有利于铝箔塑性。在580 ℃以上进行均匀化处理可细化直接激冷铸造铸锭的粗大晶界金属间化合物,并使其在后续热轧中破碎为小颗粒。因Cu溶质原子可提高加工硬化速率,添加Cu元素的效果优于添加Fe、Si和Mn元素。中间退火时铝箔厚度对力学性能有显著影响,这和厚度与晶粒尺寸之间的比值有关。室温储存会导致较薄铝箔的力学性能下降,这与大应变后发生的回复机制有关。     

Mn和Ce对再生Al-Si合金富铁相的影响

研究了Mn、Ce对再生Al-Si合金富铁相的影响。分别采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDX)对试样组织进行形貌观察分析和生成相进行成分分析,利用差分扫描量热仪(DSC)研究相转变温度。结果表明,当Mn的含量为1%(质量分数)时,合金组织出现了初生α-Fe相,同时添加0.1%Ce(质量分数)时,能够有效促进初生α-Fe相形核与长大。