热处理对7075铝合金应力腐蚀及断口形貌的影响

采用预裂纹双悬臂梁(DCB)试样研究了7075铝合金的应力腐蚀行为.结果表明,四种不同热处理状态合金的应力腐蚀敏感性由高向低的排列顺序为T6>G180>RRA>T7351.不同热处理状态的7075铝合金试样在干燥空气中的SSRT拉伸断口形貌都是由韧窝剪切台阶组成,属于韧窝型延性断裂.在3.5%NaCl溶液中,应力腐蚀敏感性较高的T6状态铝合金,其断口形貌是由塑性韧窝和腐蚀平坦区组成的,而应力腐蚀敏感性较轻微的7075-G180铝合金,属韧性断裂.     

Er对Al-Zn-Mg-Cu合金抗腐蚀性能的影响

采用晶间腐蚀和应力腐蚀的试验方法,研究了Al-Zn-Mg-Cu合金中添加Er后的抗晶间腐蚀和应力腐蚀性能,利用金相显微镜和扫描电镜观察了合金的显微组织.结果表明,微量的Er可以明显改善合金的抗晶间腐蚀和应力腐蚀性能,但是,当Er含量达到0.4%时,耐蚀性能反而会有所下降.     

微量Zr、Er对Al-Zn-Mg合金组织与性能的影响

采用硬度、拉伸性能、电阻率和抗应力腐蚀性能测试及金相组织观察等方法,研究了微量Zr、Er对Al-4.4Zn-2.4Mg(质量分数,下同)合金组织与性能的影响.结果表明,单独添加Zr的细晶作用优于单独添加Er以及Er、Zr复合添加,Er、Zr复合添加能显著抑制合金的再结晶行为,Er、Zr复合添加后合金的力学性能和单独添加微量Zr的基本相当,但Er、Zr复合添加后合金抗应力腐蚀性能优于单独添加微量Er、Zr,Er、Zr复合添加的Al-Zn-Mg合金综合性能最好.Er、Zr复合添加提高应力腐蚀抗力是通过抑制再结晶获得纤维组织间接实现的.     

固溶时效Cu-Cr-Zr合金拉伸断裂行为分析

利用拉伸试验机、金相显微镜以及扫描电镜研究了Cu-Cr-Zr合金的组织,以及在不同拉伸速率条件下的断面收缩率和断口形貌。结果表明,随着应变速率提高,断面收缩率逐渐降低。Cu-Cr-Zr合金固溶时效处理后晶粒为等轴晶,晶粒尺寸较大,第二相颗粒弥散分布。Cu-Cr-Zr合金的拉伸断口可分为韧窝区和撕裂区两部分;随着拉伸速率提高,韧窝数量减少且韧窝变浅。     

微量Er对Mg-Nd-Zn-Zr合金显微组织与力学性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、能谱仪、X射线衍射分析及力学性能测试,研究了稀土元素Er对Mg-Nd-Zn-Zr合金铸态显微组织及力学性能的影响。结果表明:在Mg-Nd-Zn-Zr合金中添加0.5wt%Er后,元素Er主要以白色小颗粒形貌分布在晶间,合金达到峰值时效的时间更短,且有大量细小的相均匀析出,时效强化效果更好;加入Er后,合金抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达到283.4、170.2 MPa和4%;在Mg-Nd-Zn-Zr-Er合金室温拉伸断口中有高度不一的解理台、撕裂棱和少量韧窝,韧窝中的颗粒物主要含Er、Nd,说明该合金具有较好的塑性;Er的加入并没有改变合金的断裂方式,两种合金时效态都以准解理断裂为主。     

Er对A356.2铝合金微观组织和力学性能的影响

通过金相组织观察和拉伸试验研究了Er对A356.2铝合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,Er是一种对A356.2铝合金组织细化的优良变质剂。当添加0.4%的Er时,合金变质效果最好,此时共晶Si为细小的珊瑚状,α-Al相的二次枝晶臂间距显著减小;合金的抗拉强度提高21.6%,伸长率提高近一倍;合金拉伸断口形貌呈韧性断裂特征,韧窝细小且分布均匀,呈等轴状。     

微量Er在高强Al-Zn-Mg-Cu合金中的存在形式及其“遗传效应”

采用铁模铸造制备Al-Zn-Mg-Cu及Al-Zn-Mg-Cu-0.15% Er两种合金铸锭。利用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）及能谱分析（EDS）、差热分析（DSC）、透射电镜（TEM）、X射线衍射分析（XRD）和常温拉伸等方法研究了Er元素在Al-Zn-Mg-Cu合金铸态组织、均匀化态组织、变形组织以及时效态组织中的存在形式、作用机理以及其对合金室温拉伸性能的影响。研究结果表明： 微量Er元素对Al-Zn-Mg-Cu合金铸态组织有一定细化作用,但这种作用较为有限。Er在合金中主要以三元Al8Cu4Er相的形式存在,该相在合金凝固过程中形成并偏聚在晶界附近,常出现在共晶网状结构之间。此外,还有少量的Er生成了细小Al3Er粒子。Al8Cu4Er相熔点约为573.8°C,为难溶硬脆第二相,在合金变形过程中易破碎从而会导致裂纹萌生或成为粒子诱发再结晶形核的核心,最终会对合金的综合力学性能产生不利的影响。     

稀土对X80管线钢拉伸断裂行为的影响

以加入微量稀土元素与不加稀土元素的两种X80管线钢为研究对象,对其拉伸断口形貌、显微组织以及扫描电子显微镜精细组织进行研究,探讨了稀土元素对X80管线钢显微组织的影响机理。试验结果表明,稀土元素的加入,能促使轧态组织由等轴状铁素体组织转变为细小均匀分布的条片状贝氏体组织;当加入稀土元素后,X80管线钢的抗拉强度达到了734 MPa,比未添加稀土的合金提高了近13%;添加稀土元素的X80管线钢断口韧窝形貌更加均匀细小,材料的塑韧性得到了提高。     

应变速率对TC4-0.55%Fe合金在模拟海水中应力腐蚀行为的影响

通过电化学测试、慢应变速率拉伸试验(SSRT)并结合扫描电镜(SEM)分析了TC4-0.55%Fe合金在模拟海水中的应力腐蚀开裂(SCC)行为,揭示了应变速率(3.3×10~(-6) s~(-1)~10.0×10~(-6) s~(-1))对合金SCC行为的影响。结果表明:合金在模拟海水中具有应力腐蚀开裂敏感性;当应变速率为5.0×10~(-6) s~(-1)时,合金在模拟海水中的断口中心区域形貌以细小扁平韧窝为主,塑形变形不充分,呈现出脆性特征,表现出最高的应力腐蚀敏感性。当应变速率大于6.6×10~(-6) s~(-1)时,合金的断口由小而浅的韧窝向大而深的韧窝过渡,由此说明,高应变速率下,拉应力作用使试样迅速断裂,合金应力腐蚀敏感性较小,断口处有明显韧窝,表现出典型的韧性断裂特征。     

2219铝合金母材及搅拌摩擦焊接头应力腐蚀敏感性

利用慢应变速率拉伸试验,研究2219铝合金母材及搅拌摩擦焊接头在不同腐蚀介质环境中的应力腐蚀行为.运用性能损失率指标和应力腐蚀指数评价材料的应力腐蚀敏感性.结果表明,应变速率为10-6 s-1时,2219铝合金母材和FSW接头在3.5%Na Cl介质环境中SCC敏感性小,断口由韧窝塑性区和腐蚀区组成;在剥蚀介质环境中,母材和FSW接头SCC敏感性大,断口呈冰糖状,有较深的腐蚀坑和二次裂纹,为沿晶脆性断裂.FSW接头SCC敏感性较母材大.     

微量Ca对镁合金组织及性能的影响

研究了微量Ca对ZK60镁合金组织、力学性能和腐蚀性能的影响。结果表明:当ZK60合金中加入适量Ca(0.05%~0.40%)时,Ca主要固溶于基体中,合金中几乎无Ca相生成;随Ca含量增加,合金的力学性能和耐蚀性提高,当Ca质量分数为0.15%时,T6态合金的抗拉强度和伸长率均达到最大值282 MPa和16.8%,室温拉伸断口主要由韧窝组成,呈韧性断裂,且腐蚀速率也显著降低。其原因主要是由于适量Ca促进了MgZn、MgZn2的析出,晶界结构较为连续和紧密,同时使镁合金的腐蚀电位升高,从而阻碍了镁合金的腐蚀,提高了镁合金的综合性能。     

Yb微合金化对Al-Zn-Mg-Cu合金显微组织和性能的影响

采用熔炼铸造结合热挤压变形等工艺制备了Al-Zn-Mg-Cu和Al-Zn-Mg-Cu-Yb两种合金。利用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜对组织结构观察及差热分析仪、拉伸试验机和电化学工作站对性能检测,研究了稀土Yb微合金化对Al-Zn-Mg-Cu合金组织和性能的影响。结果表明：Yb的添加能够明显细化晶粒,显微硬度和抗拉强度分别由125.6 HV、562.9 MPa提高至154.9 HV、616.3 MPa,拉伸断裂形式也由沿晶和韧窝共存的混合型断裂转变为完全的韧窝型断裂。然而基体中Al8Cu4Yb粗大相的析出及晶界处η相的连续分布,对合金耐腐蚀性能不利。     

微量TiC/ZrC对TZM合金室温及高温性能与组织的影响

采用粉末冶金方法制备Mo-Ti-Zr-TiC/ZrC合金,研究微量TiC/ZrC对合金性能与组织的影响。结果表明,添加微量TiC/ZrC后合金性能得以明显提高,TiC/ZrC添加量为0.4%(质量分数,下同)时,合金室温抗拉强度分别达到最高值。同时,微量TiC/ZrC显著提高了合金的高温强度,添加的微量碳化物粒子促进了合金高温拉伸过程中韧窝的形成,使合金高温拉伸由穿晶解理和韧窝断裂的混合断裂模式向韧窝断裂转变。     

AZ91D-xNd合金压铸件的组织性能研究

在AZ91D合金中加入不同比例的稀土元素Nd进行合金化,并直接用于压铸试验。从所得压铸件上截取试样进行微观组织和断口形貌分析,对截取试样的室温和高温性能进行了测试。结果表明,少量稀土元素Nd的加入,对提高AZ91D合金常温力学性能的作用较小,疏松、夹杂等组织缺陷成为影响合金力学性的重要因素;合金中加入少量的稀土元素Nd后所形成的Mg12Nd等高熔点化合物,即可对合金晶粒起到钉扎作用,从而抑制晶界之间的滑移,阻碍位错的开动,有效地提高了合金的高温力学性能;合金在室温时表现为以解理断裂为主的脆性断裂,150℃拉伸时,合金拉伸断口上的韧窝数量明显增多且韧窝较深,还有大量的撕裂棱存在,拉伸断口整体上表现为以韧性断裂为主的混合断裂。     

复合添加Zr、Cr和Pr对Al-Zn-Mg-Cu合金组织和性能的影响

采用铸锭冶金法制备Al-Zn-Mg-Cu-Zr、Al-Zn-Mg-Cu-Cr-Pr和Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Cr-Pr3种合金,通过金相显微、扫描电镜和透射电镜观察以及拉伸性能、极化曲线、应力腐蚀和剥落性能的测试,研究复合添加Zr、Cr和Pr对Al-Zn-Mg-Cu合金组织和性能的影响。结果表明:复合添加Zr、Cr和Pr可有效抑制Al-Zn-Mg-Cu合金回复过程中亚晶的合并和长大,显著抑制再结晶,提高合金抗应力腐蚀和抗剥落腐蚀的性能;与单独添加Zr的合金相比,复合添加Zr、Cr和Pr的合金断裂韧性KⅠC从23.3MPa·m1/2提高到29.3MPa·m1/2,合金应力腐蚀开裂界限应力强度因子KⅠSCC由10.9MPa·m1/2提高到24.5MPa·m1/2,合金的抗拉强度、屈服强度及伸长率都略有提高。     

循环次数对TC4钛合金组织和力学性能的影响

通过显微组织观察、室温拉伸和SEM断口扫描,研究了循环次数对TC4合金组织和力学性能的影响。研究结果表明,随着循环次数的增加,TC4合金的强度略有降低,伸长率和断面收缩率明显升高,条状α组织长径比逐渐减小,并部分球化;拉伸断口断裂形式由未循环时的解理断裂→解理+韧窝断裂→韧窝断裂转变。     

高强铝合金中裂纹尖端塑性区的组织与材料显微组织的关系

用拉伸性能相似的三种不同Al-Zn-Mg-Cu合金,研究了显微组织对裂纹扩展的影响。发现在疲劳状态和提高负荷状态,显微组织对裂纹扩展有明显的影响。通过观察断口组织,研究了裂纹扩展的微观机理。用透射电镜(TEM)研究了裂纹尖端前面的塑性区。在所有情况下,透射电镜研究揭示的裂纹扩展机理与断口观察发现的相同。与变形的拉伸试样进行比较,可以评定塑性区内的应力分布情况。该分析表明,在一个很窄的高塑性变形区后面有一个大范围的低变形区。     

Er对铸态AZ91镁合金显微组织和耐腐蚀性能的影响

利用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射分析、集气法及动电位极化曲线研究了微量Er对铸态AZ91镁合金显微组织和腐蚀性能的影响.结果表明:微量Er可细化AZ91镁合金的铸态组织,当AZ91镁合金中加入Er的含量不高于0.7%(质量分数)时,随着Er含量的增加,镁合金中的γ-Mg17Al12相由粗大、连续块状分布逐渐转变为细小、岛状均匀分布,并且有Al3Er相生成;同时,微量Er也可显著提高铸态AZ91的耐腐蚀性能,当Er含量为0.7%时,合金耐蚀性能大幅度提高,在3.5%(质量分数)NaCl水溶液中浸泡的腐蚀速率为0.546 06 mg/(cm2·d),仅为常规AZ91镁合金的1/15;微量Er使得AZ91镁合金在3.5% NaCl溶液中的自腐蚀电位升高,自腐蚀电流降低,从而提高AZ91镁合金的耐腐蚀性能.     

Cu 含量对Al-Zn-Mg-Cu合金的组织性能和断裂行为的影响

介绍了Cu含量对Al-Zn-Mg-Cu合金组织性能和断裂行为的影响。利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射等方法对合金的组织和断口进行了分析。结果表明,Cu含量对合金中粗大金属间化合物的类型和含量有较大的影响。含w（Cu）=2．3％的高Cu的Al-Zn-Mg-Cu合金中粗大金属间化合物较多,Al2CuMg较多。过时效状态下,高Cu的Al-Zn-Mg-Cu合金断口以粗大的Al2CuMg粒子开裂的韧窝为主;含w（Cu）=1．7％的低Cu合金断口以晶粒内小的穿晶韧窝为主。高Cu的Al-Zn-Mg-Cu合金中粗大的Al2CuMg粒子消耗了大量的Cu,降低了合金强化的潜力,在过时效状态下促进合金开裂。     

含稀土铒元素Al-Zn-Mg-Cu合金微观组织及力学性能的研究

采用金相观察、扫描电镜与能谱分析、显微硬度和力学性能测试等方法,研究了不同含量稀土元素Er对Al-Zn-Mg-Cu合金组织与性能的影响。结果表明,在Al-Zn-Mg-Cu合金中添加Er元素后二次枝晶臂间距减小,枝晶网胞变薄。Er元素主要以Al8Cu4Er相形式存在于晶界,少量固溶于铝基体中。此外,Er元素能有效抑制Al-Zn-Mg-Cu合金发生再结晶,细化再结晶晶粒,提高合金时效强化效果。当Er含量超过0.3%时,脆性Al8Cu4Er相数量增多,导致合金力学性能变差。