Al-Mg-Sc-Ti合金中Al3(Scx,Ti1-x)粒子的析出行为

用激冷铸造法制备Al-5.5Mg-0.25Sc-0.04Ti合金,研究了在不同温度退火后其硬度随时间的变化,并用金相显微镜(OM)和透射电镜(TEM)研究了这种合金中Al₃(Sc_x,Ti_1-x)第二相粒子的存在形式和形成机制。结果表明：用急冷铸造法制备的Al-5.5Mg-0.25Sc-0.04Ti铸态合金中Sc和Ti原子主要以固溶的形式存在于α(Al)基体中,在电镜下很难观察到这些粒子。铸态合金在较低温度(低于250℃)下退火时其硬度提高得比较慢,退火较长时间才能出现硬度的峰值;而在比较高的温度(高于350℃)退火硬度提高得非常快,很快出现峰值。但是,硬度出现峰值后继续退火则大幅度降低;在300℃退火硬度的热稳定性比较高。硬度的变化,与次生Al₃(Sc_x,Ti_1-x)粒子的析出密切相关。在较低温度下次生Al₃(Sc_x,Ti_1-x)粒子的析出不充分且粒径较小,对晶界、亚晶界和位错的钉扎作用较弱;而在过高的温度下Al₃(Sc_x,Ti_1-x)粒子发生粗化,使合金的性能降低。     

Al-Mg-Mn-Sc铸态合金退火行为研究

通过水冷铜模急冷铸造法制备了Al-5.5Mg-0.4Mn-0.25Sc合金,研究了该铸态合金在不同退火温度下的硬度变化,并通过金相显微镜和透射电镜探讨合金中Al3Sc粒子的存在形式和形成机理.结果 表明:添加质量分数为0.25％的Sc对铸态合金晶粒组织的细化并没有产生太大的贡献,晶粒细化是由于快速凝固技术所带来的作用,...     

微量Cu和形变热处理对Al-Fe合金性能的影响

观察Al-Fe合金的显微组织并测量其力学性能和导电性能,研究了Cu元素和形变热处理对其性能的影响。结果表明：在铸态Al-Fe-Cu合金组织中,Cu元素在基体内均匀分布,而Fe元素在晶界处偏析;挤压态的Al-0.7Fe-0.2Cu合金其性能最优：导电率为59.90%IACS,抗拉强度为108 MPa,硬度为31.2HV;随着退火温度的提高Al-0.7Fe-0.2Cu合金的抗拉强度急剧降低,在400℃退火时其抗拉强度最低(100 MPa),伸长率最高(31.3%);在250℃退火时导电率出现峰值(62.61%IACS)。在退火Al-0.7Cu-0.2Cu合金中有许多细小针状的θ(Al₂Cu)相析出,并与位错交互缠结。随着退火温度的提高合金中的位错密度降低,晶粒细化。     

微量Sc和Zr对Al-Mg合金组织和性能影响的研究

用硬度法，金相显微镜，扫描电镜（SEM）和力学性能检测等方法，研究了微量Sc和Zr对Al-5%Mg合金显微组织，再结晶温度和力学性能的影响。实验结果表明，添加0.17%Sc和0.08%Zr的合金铸态组织得到显著细化，枝晶组织在相当程度上得到消除；合金的再结晶起始温度约为300℃，比不加Sc和Zr的合金再结晶起始温度提高了约150℃，添加了Sc和Zr的合金没有确定的再结晶终了温度，其再结晶是一种连续，缓慢的过程，一直到575℃合金仍然保留着大量的变形组织；添加了钪和锆后的合金在稳定化退火后的强度提高，特别是高温退火后可以保留较高的强度。     

微量Sc和Mn对Al-Mg合金组织与性能的影响

通过显微组织观察和室温拉伸试验,研究了微量Sc和Mn对Al-5Mg合金显微组织和拉伸性能的影响.结果表明:在Al-5Mg合金中添加微量Sc、Mn消除了合金铸态枝晶组织,强烈抑制合金退火过程中的再结晶,明显提高了合金的强度,其退火态合金的抗拉强度和屈服强度分别提高了19～67MPa和25～64MPa;复合添加微量Mn和Sc比单独添加Mn或Sc的强化作用和抑制再结晶效果更显著;合金强化机制为亚结构强化和Mn、Sc与铝的金属间化合物弥散质点的析出强化.     

微量钪对高Cu/Mg比Al-Cu-Li-Mg合金组织与性能的影响

利用金相显微镜、透射电子显微镜和拉伸试验等手段,研究了微量Sc对高Cu/Mg比Al-3.5Cu-1.5Li-0.5Mg-0.12Zr合金组织和拉伸性能的影响.结果表明:在Al-3.5Cu-1.5Li-0.5Mg-0.12Zr合金中加入0.10%Sc消除了合金铸态枝晶组织,有效抑制合金再结晶,明显提高了合金的强度和塑性,但晶粒细化效果不明显;添加0.15%和0.25%Sc显著细化合金铸态晶粒组织,塑性随Sc增加而提高,但添加0.25%Sc促进合金再结晶,合金强度显著降低.     

Al-Mg-Mn和Al-Mg-Mn-Sc-Zr合金的再结晶

研究了Al-Mg-Mn和Al-Mg-Mn-Sc-Zr合金冷轧后在不同退火温度下合金的组织和性能的变化.结果表明,与不添加钪和锆的合金相比,复合添加0.4%Sc(质量分数)和Zr能使Al-Mg-Mn合金的再结晶开始温度提高120℃左右.添加微量Sc和Zr合金没有明显再结晶终了温度,在接近熔点时显微组织仍是加工态纤维组织.Sc,Zr复合添加形成的纳米级的二次Al3(Sc,Zr)相质点,对位错和亚晶界有强烈的钉扎作用,再结晶难以形核和长大,从而有效地抑制冷轧后退火过程中的再结晶.     

含钪Al-Cu-Li-Zr合金的组织与性能

为了研究微量Sc对Al-3.5Cu-1.5Li-0.12Zr合金组织与性能的影响,采用铸锭冶金法,制备了4种不同Sc含量的Al-3.5Cu-1.5Li-0.12Zr合金.采用室温拉伸力学性能实验、金相显微镜和透射电镜研究了微量Sc对Al-3.5Cu-1.5Li-0.12Zr合金微观组织和拉伸性能的影响.结果表明:添加0.1%Sc能消除铸态合金的枝晶组织,有效地抑制了再结晶的发生,具有一定的强化作用和明显的增塑效应;添加O.15%Sc和0.25%Sc能显著细化合金铸态的晶粒组织,但添加0.15%Sc不能抑制合金固溶过程中再结晶;添加0.25%Sc会促进合金固溶过程中的再结晶,从而降低合金的强度.合金中较适宜的Sc加入量为0.10%～0.15%,此时合金既具有较高的强度,又兼具较好的塑性.     

退火温度对冷轧Ti-13V-3Al-0.5Cu形状记忆合金组织结构与马氏体相变的影响

使用XRD、TEM、DSC和室温拉伸等分析测试手段,对冷轧后经不同退火温度处理的Ti-13V-3Al-0.5Cu(%,原子分数)合金微观组织结构,马氏体相变行为,力学性能和形状记忆性能进行了研究。经冷轧、退火处理后,合金在室温下的组织主要为α"马氏体相,存在少量残余β母相、α相和Ti₂Cu第二相。随着退火温度的增加,合金形状记忆性能先升高后降低;当退火温度为750℃时,在预应变量为6%的前提下可实现5.3%的可回复应变。其组织结构观察结果表明,经冷轧、退火处理后,合金中α"马氏体形貌由“V”字型自协作组态向择优取向的单一取向马氏体板条转化,界面可动性提升,马氏体临界再取向应力降低,形状记忆性能提高。     

固溶温度对亚稳β钛合金Ti-4Mo-6Cr-3Al-2Sn的组织和拉伸性能的影响

对自主设计的新型亚稳β钛合金Ti-4Mo-6Cr-3Al-2Sn(%,质量分数)在不同温度进行固溶和固溶时效处理,观察其显微组织和测试室温拉伸性能。结果表明：随着固溶温度的提高固溶态组织中的初生α相减少,当固溶温度高于相变点后初生α相完全消失,几乎全部为明显长大的粗大β晶粒。固溶温度为900℃的固溶态合金具有良好的强度和塑性匹配,屈服强度为898.7 MPa、抗拉强度为962.5 MPa、断裂伸长率为12.7%。在不同温度固溶处理的时效态合金,均析出了细小的次生α相。固溶温度低于相变点时,在初生α相间析出的细小次生α相呈60°或者平行交错排列;固溶温度高于相变点时初生α相几乎完全消失,随着固溶温度的提高析出的次生α相片层间距变大并粗化。在所有固溶温度下,时效态组织中沿原始β晶界处均析出了连续的晶界α相,合金的塑性均较差。经过750℃/0.5 h固溶和500℃/4 h时效的合金具有良好的强度和塑性匹配,其抗拉强度为1282 MPa,屈服强度为1210.6 MPa,断裂伸长率为5.3%。     

变质细化和热处理对挤压铸造成形A356铝合金构件性能的影响

用Al-10Sr变质剂和Al-5Ti-B细化剂处理A356铝合金熔体,并结合挤压铸造和T6热处理工艺,研究变质细化与热处理对A356铝合金挤压铸造件的组织和性能的影响规律。结果表明,随着Al-10Sr变质剂加入量的增加,共晶Si的形貌由片状和长杆状变为颗粒状和蠕虫状,α-Al的晶粒尺寸先减少后增大。当Al-10Sr的加入量(质量分数)为0.3%时,挤压铸造成形件的最优抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为221.3 MPa、104.5 MPa和10.3%。Al-10Sr变质能提高形核率、细化α-Al晶粒尺寸和改变共晶硅形貌,使铸造件的力学性能提高。随着A-5Ti-B的增加,晶粒尺寸先降后增,力学性能先增后降。Al-5Ti-B的加入量为0.6%时,最优抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为215.6 MPa、106.6 MPa和9.0%。T6热处理(固溶540℃/4 h+时效190℃/4 h)使屈服强度和抗拉强度显著提高和延伸率降低。经过0.6% 的Al-5Ti-B细化处理,T6处理挤压铸造件的最优的抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为297.5 MPa、239.3 MPa和8.0%。共晶硅的球化和细化、成形件成分的均匀化以及Mg₂Si强化相在基体中弥散析出,是热处理后构件力学性能提高的主要原因。     

Microstructure and mechanical properties of novel Al-Y-Sc alloys with high thermal stability and electrical conductivity

The microstructure and mechanical properties of novel Al-Y-Sc alloys with high thermal stability and electrical conductivity were investigated.Eutectic Al3 Y-phase particles of size 100-200 nm were detected in the as-cast microstructure of the alloys.Al3 Y-phase particles provided a higher hardness to as cast alloys than homogenized alloys in the temperature range of 370-440℃.L12 precipitates of the Al3(ScxYy) phase were nucleated homogenously within the aluminium matrix and heterogeneously on the dislocations during annealing at 400℃.The average size of the L12 precipitates was 11±2 nm after annealing for 1 h,and 25-30 nm after annealing for 5 h,which led to a decrease in the hardness of the Al-0.2 Y-0.2 Sc alloy to15 HV.The recrystallization temperature exceeded 350℃and 450℃for the Al-0.2 Y-0.05 Sc and Al-0.2 Y-0.2 Sc alloys,respectively.The investigated alloys demonstrated good thermal stability of the hardness and tensile properties after annealing the rolled alloys at 200 and 300℃,due to fixing of the dislocations and grain boundaries by L12 precipitates and eutectic Al3 Y-phase particles.The good combination of strength,plasticity,and electrical conductivity of the investigated Al-0.2 Y-0.2 Sc alloys make it a promising candidate for electrical conductors.The alloys exhibited a yield stress of 177-183 MPa,ultimate tensile stress of 199-202 MPa,elongation of 15.2-15.8%,and electrical conductivity of 60.8%-61.5% IACS.     

固溶温度对Ti-4Al-6Mo-2V-5Cr-2Zr钛合金的组织和拉伸性能的影响

研究了固溶温度对一种亚稳β钛合金(Ti-4Al-6Mo-2V-5Cr-2Zr)的锻态组织和室温拉伸性能的影响。结果表明,固溶温度低于相变点时大量的α相在β基体中析出并聚集在滑移带附近,随着固溶温度接近相变点α相的数量减少且部分滑移带消失。固溶温度高于相变点时显微组织为单一的β相且滑移带完全消失,随着固溶温度继续升高β晶粒聚集且长大。这种合金经750℃×1 h固溶处理后达到良好的强度塑性匹配,气抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为957 MPa、887 MPa和11.7%。     

Thermostability of Al-Cu-Mg-Fe-Ni Alloy with Trace Scandium and Zirconium

Three Al-Cu-Mg-Fe-Ni-Sc-Zr ingot metallurgy alloys with different compositions had been prepared. The hardness variations of cold-rolled alloy plates during annealing process had been measured. The tensile properties at both ambient and elevated temperatures were also measured. The microstructures of alloys were observed by using optical microscope and TEM. It was found that the dispersed Al3(Sc, Zr) particles could pin dislocations, stabilize substructures and impede the movement of boundaries. The ambient and elevated temperature properties of alloy with Al3(Sc, Zr) particles were improved. And the tensile strength of alloy did not improve obviously with rich iron and nicker addition.     

Al-Ti-C和Al-Ti-B对7050铝合金微观组织与力学性能的影响

采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及能谱仪(EDS),结合拉伸力学性能与维氏硬度测试,研究了Al-5Ti-1B和Al-5Ti-0.2C晶粒细化剂对含Zr的7050铝合金铸态、均匀化态以及时效变形态的微观组织演变规律、第二相析出行为及力学性能的影响。结果表明:在7050合金中,Zr元素会使Al-5Ti-1B和Al-5Ti-0.2C均发生细化"中毒现象",降低晶粒细化剂的细晶效果;与Al-Ti-1B相比,增大Al-Ti-0.2C晶粒细化剂的添加量对于缓解"Zr中毒"现象,细化晶粒更有效,且能够提高合金强度与硬度,并使合金保持较好伸长率;同时,使用Al-5Ti-0.2C晶粒细化剂的7050合金,其第二相的分布较使用Al-5Ti-1B晶粒细化剂更加弥散、均匀。     

铸态和T6热处理Al-Si-Cu-Ni-Ce-Cr铸造耐热铝合金的组织和力学性能

使用OM、SEM观察、XRD物相分析和拉伸性能测试等手段研究了铸态、固溶态和时效Al-Si-Cu-Ni-Ce-Cr铸造耐热铝合金的组织和力学性能。结果表明:对Al-Si-Cu-Ni-Ce-Cr合金进行490℃×2 h+520℃×2 h双步固溶处理,不仅使θ-Al2Cu相完全固溶进基体中,还使更多的γ-Al7Cu4Ni相和δ-Al3CuNi相充分固溶进基体中,实现了更好的固溶效果;经过490℃×2 h+520℃×2 h和185℃×6 h热处理后,Al-Si-Cu-Ni-Ce-Cr合金的室温抗拉强度为336.8 MPa、高温(300℃)抗拉强度为153.3 MPa,比铸态分别提高了74%和19.3%。