时效时间对Al-4Cu-0.15Zr-0.15Sc合金拉伸性能的影响

研究了挤压态Al-4Cu-0.15Zr-0.15Sc合金经520 ℃×2 h固溶处理后,在180 ℃下时效时,时效时间对室温拉伸性能的影响。结果表明,随时效时间的延长,该合金的强度和断裂伸长率均呈先增大后减小的变化趋势,经180 ℃×30 h时效处理后,合金表现出良好的综合力学性能。固溶＋时效态合金的断裂方式为韧性断裂。     

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.     

Yb微合金化Al-2.4Cu-1.3Li合金的均匀化退火工艺及微观组织演变

通过SEM、EDS、DSC、XRD等测试手段研究了Al-2.4Cu-1.3Li-(Yb)合金铸态及均匀化过程中组织及微观结构演变。SEM观察显示,铸态组织中存在明显的枝晶偏析,枝晶间距为45±6μm(Al-Cu-Li合金)与43±7μm(Al-Cu-Li-Yb合金),一次相形貌为块状或条状,面积占比为2.8%(Al-Cu-Li合金)与2.2%(Al-Cu-Li-Yb合金),EDS和XRD结果显示其主要成分为多种AlCu(Li)相,Al-Cu-Li-Yb合金中还存在少量Al₈Cu₄Yb相。根据DSC测试与均匀化动力学计算,制定均匀化退火工艺为500℃×12 h。SEM观察显示退火后样品枝晶偏析已经消除,残留一次相为聚集球状AlCuFe相和/或骨骼状Al₈Cu₄Yb相,面积占比下降到0.93%(Al-Cu-Li合金)和0.76%(Al-Cu-Li-Yb合金)。为了使Yb进一步回溶,针对Al-Cu-Li-Yb合金制定二级均匀化工艺为500℃×12 h+530℃×12 h,残留一次相面积占比下降到0.53%...     

Al-Cu-Mg-Sc-Zr合金均匀化制度的研究

通过DSC、OM、SEM、TEM等手段,研究了常规均匀化和双级均匀化后Al-Cu-Mg-Sc-Zr合金的微观组织和力学性能.结果表明,经490℃×24h常规均匀化处理后,合金中枝晶偏析基本消除,非平衡凝同形成的多相组织基本上转变成均匀化组织;而经420℃×8h 490℃×16h双级均匀化处理后,合金的铸态组织得到改善,420℃×8h的预处理使Al3(Sc,Zr)均匀析出,提高了合金强度,并将抑制后续加工热处理过程中的再结晶.故确定420℃×8h 490℃×16h为合金的最佳均匀化处理制度.     

微合金化对Al-7%Si合金组织与时效行为的影响

采用硬度测量、金相观察,并结合差示扫描量热分析（DSC）等方法,研究了Mg、Ti、Zr、Sn等元素微合金化对Al-7%Si合金的显微组织、性能和时效行为的影响.研究发现,微合金化可以显著改变Al-Si显微组织的形貌,使合金的组织均匀、细小.微合金化后Al-Si合金的铸态硬度提高,但在T6处理后,添加Sn使得合金硬度降低;Al-7Si-0.55Mg合金时效的最佳工艺为175 ℃保温160～210 min,此时起增强作用的可能是GPⅡ区和β＇相.     

冷却速度对Al-4.5Mg-0.7Mn-0.4Er合金固溶度及组织的影响

分别采用铁模浇注、水冷模浇注和半连续铸造3种方式,通过拉伸试验、金相观察、扫描电镜观察、X射线衍射及透射电镜对Al-4.5Mg-0.7Mn-0.4Er合金的力学性能、组织进行了研究,结果发现增大冷却速度可以提高Al-4.5Mg-0.7Mn-0.4Er合金的强度;有利于合金凝固时Er、Mn在Al中形成过饱和固溶体,并且在均匀化退火以后析出形成细小、弥散分布的Al3Er和Al6Mn相。以细小弥散的第二相形式析出的Al3Er是铝合金中的有效强化相,对提高合金的性能、改善合金的组织有益。经过激冷浇注成形,合金的抗拉强度和屈服强度分别提高了14MPa和7MPa,伸长率稍有下降。     

微量Sc和Zr对锌铝共析合金微观结构和阻尼性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、XRD及阻尼性能测试等手段研究了添加Sc和Zr对锌铝共析合金阻尼性能的影响。结果表明 :0 .2 1%Sc和 0 .15 %Zr使锌铝共析合金铸态组织显著细化 ,阻尼性能提高 ,阻尼稳定性提高 ;两种合金Zn 2 2 .1%Al和Zn 2 2 %Al 0 .2 1%Sc 0 .15 %Zr分别在约 2 0 8℃和 195℃出现内耗峰。分析认为Al3 Sc及Al3 (Sc ,Zr)质点对α/α ,α/β ,β/β界面的非弹性粘滞运动的阻碍引起高阻尼 ,并致使峰位移向低温。同时 ,这些质点有效地阻止位错的迁移和亚晶的形成、长大和合并 ,使阻尼稳定性提高     

Al-8.9Zn-2.2Cu-2.2Mg-0.15Zr合金均匀化过程的组织演变

为了探索Al-8.9Zn-2.2Cu-2.2Mg-0.15Zr高强铝合金适宜的均匀化退火工艺,通过差示扫描量热法(DSC)和扫描电子显微镜(SEM)等分析手段,研究了该合金在单级和双级均匀化退火过程中的微观组织演变.研究发现:试验合金的铸态组织主要包括α(Al)、α(Al)+Mg(Al,Cu,Zn)2和Al2Cu相;采...     

微量Sc对6005A合金微观组织与拉伸性能的影响

采用铸锭冶金法制备出不同Sc含量的6005A合金铸锭,合金铸锭经均匀化、热轧、中间退火、冷轧成2.5 mm厚的薄板,研究Sc含量对6005A合金拉伸性能、晶粒大小、金相组织及其相组成的影响。结果表明：微量Sc可提高6005A合金的强度,其中含0.07%Sc的合金具有最佳的拉伸性能,其抗拉强度、屈服强度分别提高19 MPa、47 MPa,伸长率也提高1.2%;添加微量Sc的合金晶粒得到细化,且随着Sc含量的增加,细化效果越明显;添加微量Sc减合金中枝晶的偏析,形成弥散的Al₃Sc相,抑制合金的再结晶;随着Sc含量的增加,晶内弥散的Mg₂Si相得到细化。     

Mg-5Gd-1Mn-0.3Sc合金铸态的显微组织及其异常热处理行为

研究了Mg-5Gd-1Mn-0.3Sc合金铸态显微组织及在520 ℃固溶处理不同时间后的组织结构演变行为.结果表明,合金铸态组织表现为粗大的枝晶结构,晶界上或枝晶之间都分布着大量的富溶质相,其中相当数量的GdMg3相在非平衡凝固过程中生成,而在固溶处理中并未消除.合金经520 ℃不同时间固溶处理,晶粒尺寸变化异常.固溶14 h后晶粒尺寸减小到铸态的1/3,继续延长固溶时间,晶粒尺寸重新变大.因此控制固溶温度和时间,可获得试验合金晶粒细化的效果.     

Heat Treatment, Microstructure and Mechanical Properties of the Squeezing Cast Al-7.8Zn-2.0Mg-1.6Cu-0.15Zr-0.18Sc Alloy

The microstructure of squeezing cast Al-7.8Zn-2.0Mg-1.6Cu-0.15Zr-0.18Sc alloy and those after industrial homogenization treatment and multi-stage solution treatments, were studied by differential scanning calorimetry (DSC), optical microscopy (OM), transmission electron microscope (TEM), scanning electron microscopy with energy dispersive X-ray spectroscopy (TEM-EDX). The results shows that, by complex adding the micro-alloying elements Mn, Sc, Zr, etc ,the microstructure of squeezing casting ingot are fine, uniform, equiaxed, and with the average sizes of 40 μm. The melting point of the non-equilibrium eutectic is 468 ℃ for the casting ingot. After industrial homogenization treatment at 450 ℃ for 24 h, the tensile strength of as-cast alloy is 340-350 MPa and the elongation is 3.5%-4.5%. The multi-stage solution treatment at 465 ℃, 48 h +475 ℃, 8 h +485 ℃, 2 h results in the disappearance of the non-equilibrium eutectics at grain boundary, though some phases containing Fe and Cu can not dissolve completely. After 120 ℃, 24 h aging treatment, the tensile strength is nearly 600 MPa, and the elongation improve to more than 10%.     

Sc、Zr微合金化对Al-4Cu-1.5Mg合金组织与性能的影响

试验研究了Sc和Zr复合微合金化对Al-4Cu-1.5Mg合金铸态显微组织与力学性能的影响规律。结果表明,复合添加微量Sc和Zr,有效改善了合金铸态微观组织,细化了合金晶粒,使粗大的树枝晶转变为均匀细小的等轴晶。当Sc、Zr含量分别为0.4%和0.2%时,合金的抗拉强度、屈服强度及伸长率分别为275.0MPa、176.0MPa和8.0%,与未添加合金元素的Al-4Cu-1.5Mg合金相比,抗拉强度提高了55.3%,伸长率提高了近3倍。     

时效制度对Al-7.1Zn-1.1Mg-1.6Cu-0.14Zr合金断裂行为的影响

通过拉伸性能测试及金相显微镜、扫描电镜和透射电镜分析对比研究了Al-7.1Zn-1.1Mg-1.6Cu-0.14Zr合金在T6与T74热处理状态下的力学性能、断裂行为和显微组织。结果表明:相对T6态,Al-7.1Zn-1.1Mg-1.6Cu-0.14Zr合金经T74处理后,强度降低了约15%,但延伸率和电导率分别增加了52%和29%。合金T6态的断裂方式为穿晶剪切和沿晶韧窝混合型断裂;经过T74处理的合金断裂方式为穿晶韧窝型断裂。不同热处理状态下,晶内和晶界组织对位错运动的共同作用是决定合金断裂行为的主要原因。     

含钪Al-9.0Zn-2.5Mg-1.2Cu-0.15Zr合金铸态组织与力学性能

采用铸锭冶金法制备了Al-9.0Zn-2.5Mg-1.2Cu-0.15Zr、Al-9.0Zn-2.5Mg-1.2Cu-0.12Sc-0.15Zr和Al-9.0Zn-2.5Mg-1.2Cu-0.20Sc-0.15Zr三种合金,采用金相显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜,研究了三种合金铸态及不同热处理状态下的显微组织,测试了不同热处理状态下合金的力学性能。结果表明,Sc含量增加可以提高Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金的抗拉强度和伸长率,Al-9.0Zn-2.5Mg-1.2Cu-0.15Zr-0.20Sc经固溶和T6处理后,抗拉强度达到774.6 MPa,伸长率为8.3%。其作用机理主要为Sc含量增加,使合金中Al(3 Sc,Zr)引起的细晶强化、亚结构强化和弥散强化更进一步加强。     

时效处理对Mg-6Al-1Nd-xGd合金组织及高温力学性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、EDS能谱分析等手段研究了Mg-6Al1Nd-xGd(0,0.5,1,1.5)合金的时效硬化行为及时效处理(T6)对合金高温拉伸性能的影响,结果表明:Gd元素的加入使Mg-6Al-1Nd合金的时效过程延长,随Gd含量的增多,合金在200℃时效时的硬度峰值从28 h延迟到36 h附近,且Gd含量为1%时合金峰值硬度最大,达到HV51.1。T6处理后,合金的强度及塑性都有所提升,Mg-6Al-1Nd-1Gd合金在200℃的抗拉强度为146 MPa,伸长率为22.3%,较铸态分别提高27.5%和29.7%,合金表现出良好的综合高温拉伸性能。     

Al-Mg-Sc合金铸态组织观察

采用金相显微镜、扫功电镜（SEM），观察了微量Sc(钪）对Al-Mg合金显微组织和第二相粒子形貌的影响，试验结果表明，普通Al-Mg合金添加微量Se后其铸态组织得到显著细化，随着Mg,Se含量增加，合金的组织随之细化。第二相粒子形态表现多样，对第二相粒子成分分析结果表明它是含Al,Sc,Zr,Ti的复合粒子。     

形变热处理对Mg-6Zn-1Zr-1.5Y合金组织与性能的影响

研究挤压比及时效处理对Mg-6Zn-1Zr-1.5Y合金组织及力学性能的影响规律,初步分析了该合金在形变热处理过程中的强化机制。结果表明:随着挤压比增加,其延伸率逐渐升高,而其强度则先升高后下降;时效处理后,挤压比λ=10的棒材的强度和延伸率都有所下降,λ=13的棒材强度和延伸率都有所升高,λ=25的棒材的强度提高而延伸率降低。该合金的主要强化机制包括:细晶强化,加工硬化和时效强化;合金热挤压后的性能取决于细晶强化和加工硬化的交互作用,时效后的性能取决于时效强化与加工硬化的交互作用。     

时效对Mg-6Gd-3Y-0.4Zr-1Zn镁合金组织及性能的影响

利用溶剂保护熔炼法制备Mg-6Gd-3Y-0.4Zr-1Zn镁合金,经固溶、热挤压及200℃时效处理制得试样,通过光镜和扫描电镜等对合金组织、力学性能进行研究。结果表明,与固溶态相比,经200℃×54 h时效处理后,析出的第二相更细小、分布更均匀;时效后合金的硬度提高25.87%,屈服强度提高2.3%,抗拉强度下降2.4%,伸长率略有下降,但仍保持良好的塑性。