时效处理对7022铝合金组织与弯曲性能的影响

采用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)、电子背散射衍射(EBSD)、拉伸和弯曲试验等研究了时效处理对7022铝合金组织及弯曲性能的影响。结果表明,固溶处理后7022铝合金基体中依然含有大量黑色不溶第二相,且这些相主要由α-Al、MgZn₂、Al₂CuMg和Al₇Cu₂Fe相组成。随着时效的进行,Al₂CuMg和Al₇Cu₂Fe相逐渐溶解,与MgZn₂相性质相似的Mg(Zn, Cu, Al)₂相析出,同时晶粒逐渐长大,产生明显的析出强化效应。试样的抗弯强度主要受到第二相颗粒的数目、尺寸以及晶粒尺寸的影响。110 ℃×10 h时效条件下,合金拥有弥散分布的细小第二相颗粒和合适的晶粒尺寸,具有较好的抗弯强度和抗拉强度,其数值分别为21.7 MPa、608 MPa。     

Al2O3f/Mg-6Al-1Nd-1Gd复合材料的显微组织及时效行为

采用维氏显微硬度计、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)等研究了Al₂O_3f/Mg-6Al-1Nd-1Gd复合材料的显微组织和时效行为。结果表明：复合材料的组织主要由α-Mg、Al₂O₃、β-Mg₁₇A1₁₂、Mg₂Si、MgO、Al₂Nd、Al₂Gd以及Al₁₁Nd₃相组成。Al₂O₃短纤维的引入加速了基体合金的时效动力学，使基体合金的时效峰值时间由32 h显著缩短至24 h。时效过程中，β-Mg₁₇Al₁₂相主要以连续析出和非连续析出两种形式析出，连续析出和非连续析出的生长呈竞争关系，随着时效时间的增加，非连续析出相逐渐长大并由晶界向晶粒内部推移，过时效阶段晶粒内部出现成片的非连续析出相。     

固溶时效处理对Mg-4Zn-0.3Zr合金显微组织及阻尼性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、动态热分析仪和X射线衍射仪研究了固溶时效处理对Mg-4Zn-0.3Zr合金显微组织和阻尼性能的影响。结果表明,铸态合金晶粒尺寸约121μm,晶界粗大且有MgZn、MgZn₂和Mg₇Zn₃相分布;固溶处理后,晶界处的MgZn、MgZn₂和Mg₇Zn₃相基本溶入基体;时效处理后,晶界处有少量的颗粒状MgZn和MgZn₂相析出。在低应变振幅区,铸态合金阻尼性能最好,在高应变振幅区,固溶态阻尼性能最好,固溶+时效态合金阻尼曲线的斜率最大;3种状态合金在低温区的阻尼峰均由晶界阻尼峰和位错阻尼峰叠加构成,固溶态和固溶+时效态合金在高温区的阻尼峰为弛豫型阻尼峰。     

Al-6.3Zn-2.8Mg-1.8Cu铸造铝合金的组织和室温力学性能

研究了Al-6.3Zn 2.8Mg-1.8Cu铸造铝合金的组织和室温力学性能.研究表明,在金属型铸造条件下,Al-6.3Zn-2.8Mg-1.8Cu合金的铸态组织为近等轴晶,相组成为α（Al）基体、枝晶间α（Al）+η（MgZn₂）共晶、晶内游离η相（MgZn₂）、少量T相（Mg₃Zn_xCu₃-_xAl₂）及少量颗粒状Al₇Cu₂Fe.固溶处理后,原铸态组织中的η（MgZn₂）相大部分溶解消失,但形成新的沿晶界分布的S相（Al₂CuMg）.实验确定了固溶态Al-6.3Zn-2.8Mg-1.8Cu合金较优的单级和双级时效工艺.与单级时效工艺相比,采用双级时效工艺处理后,抗拉强度由480 MPa增加至490 MPa,延伸率由0.2%增加至2.2%.     

基于第一性原理的热浸镀Zn-Al-Mg镀层力学及耐蚀性能

使用第一性原理计算方法，系统地评价了热浸镀Zn-Al-Mg镀层产品中Zn、MgZn₂、Mg₂Zn₁₁这3种主要成分在镀层表面的作用。计算发现，Mg₂Zn₁₁具有力学各向异性及结构不稳定性，这解释了Mg元素的添加使得材料塑性下降的现象。从微观层面上，揭示了MgZn₂提升热浸镀Zn-Al-Mg镀层耐蚀性能的原因。发现MgZn₂中Mg原子可以有效地保护Zn原子，阻碍Cl^-对MgZn₂中Zn原子的腐蚀。该结果从理论方面深入分析了浸镀Zn-Al-Mg镀层的力学性能和耐蚀性能，有助于指导镀层成分设计与组织调控，进而提高生产效率。     

升温速率对轧制态7085铝合金组织与性能的影响

利用Gleeble-3500型热模拟机对轧制态7085铝合金以不同升温速率进行加热处理,采用光学显微镜、X射线衍射仪和维氏硬度计等,研究了升温速率对合金显微组织和硬度的影响。结果表明：轧制态7085铝合金主要由α-Al基体和MgZn₂相组成;以0.5～10℃/s的升温速率加热到300℃时,基体组织发生回复,MgZn₂相未有明显变化;以0.5℃/s和1℃/s的升温速率加热到450℃时,基体组织发生再结晶,MgZn₂相逐渐溶入α-Al基体,合金硬度随着加热温度的升高逐渐增大;以5℃/s和10℃/s的升温速率加热到450℃时,回复组织和再结晶组织共存,MgZn₂相未完全溶入α-Al基体,合金硬度随着加热温度的升高先减小再增大。     

La对再生A356合金凝固组织及力学性能的影响

采用直读光谱仪、金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、电子万能拉伸试验机和JMatPro12.4软件研究了La含量对A356铝合金凝固组织的影响。结果表明，A356合金的平衡组织主要由α-Al、共晶Si、Mg₂Si、β-Al₉Fe₂Si₂、Al₁₁La₃和Al₈FeMgSi₆相组成。随La含量由0增加至0.5%,A356合金中的α-Al组织几乎全部由粗大枝晶转变为等轴晶和类等轴晶，抗拉强度由149 MPa增加至182 MPa,伸长率由4.8%增加至7.7%。     

热处理对Mg-Zn-Zr-Y合金组织及性能的影响

为解决因残余应力、组织不均匀性、成分偏析所造成的铸态Mg-3Zn-0.8Zr-1Y(mass%)合金性能不佳的问题，对其进行了固溶和时效处理，研究了热处理工艺对其显微组织、力学性能及耐腐蚀性能的影响。结果表明：Mg-3Zn-0.8Zr-1Y合金的最优热处理工艺是480℃均匀化退火12 h后520℃固溶处理12 h,最后在170℃时效24 h。均匀化退火处理缓解了铸态合金中的偏析现象，固溶处理使铸态合金中的W(Mg₃Y₂Zn₃)相基本融入α-Mg基体中形成过饱和固溶体，时效后组织中析出细小且弥散分布的纳米级短杆状Mg₂Zn₃和颗粒状Mg₄Zn₇第二相。与铸态合金相比，经最优工艺处理后合金的硬度、极限抗拉强度、屈服强度和伸长率分别提升到83.4 HV、204 MPa、139 MPa和12.5%,自腐蚀电位提高到-1.793 V(vs.SCE)、腐蚀电流密度降低到59.64μA/cm²,腐蚀速率降低到1.36 mm/y...     

含二十面体准晶相Mg-Zn-Y合金的组织和性能

采用常规凝固技术制备了MgZn_6xY_x(x=0.7,1.0,1.5,2.0)合金,研究了Y含量对含有二十面体准晶相(I相)MgZn_6xY_x合金组织和性能的影响。结果表明,MgZn6xYx合金由α-Mg基体和分布在晶界周围的(α-Mg+I相)共晶组织组成。随着Y含量增加,基体晶粒尺寸减小,共晶组织尺寸增大,含量增加,由不连续分布转变为连续分布。在凝固过程中,二十面体准晶相通过共晶转变形成。Mg_89.5Zn_9.0Y_1.5合金的抗拉强度和伸长率达到最大值,分别为179.2MPa和3.5%。MgZn_6xY_x合金的断口呈现准解理断裂特征。     

时效时间对Zn-5.5Mg-0.4Ba-0.7Gd合金组织及性能的影响

对真空熔炼制备的Zn-5.5Mg-0.4Ba-0.7Gd合金在150 ℃分别时效2、4、8 h,研究时效时间对合金组织及性能的影响。结果表明,时效可以改善合金的微观结构,时效初期合金中的MgZn₂相逐渐转化为Mg₂Zn₁₁相。电化学测试结果表明,时效4 h后合金耐腐蚀性能最佳,自腐蚀电位为-942.844 mV,自腐蚀电流密度为13.34 μA/cm²,微孔电阻为1894 Ω·cm²,电荷转移电阻为1613 Ω·cm²。时效4 h后合金腐蚀产物主要由具有优良的生物相容性的磷酸锌(钙)、碳酸锌(钙)和氢氧化锌组成。     

AZ91D镁合金表面热扩渗膜层的结构及性能研究

采用真空固体粉末热扩渗法,对AZ91D镁合金表面实施Al-Zn及Al-Zn-Nd共渗处理。对扩散合金层进行显微组织形貌和物相组成分析,并在3.5%NaCl溶液中测量镁合金基体及其扩渗试样的耐腐蚀性能。结果表明,在385℃下恒温热扩散10 h,能在试样表面获得一定厚度的连续均匀的渗层,且Al-Zn-Nd共渗层组织比Al-Zn共渗层组织更加细小致密;Al-Zn共渗的膜层主要由Mg₁₇Al₁₂、Al₅Mg₁₁Zn₄和α-Mg三相构成,而Al-Zn-Nd共渗的膜层主要由Mg₁₇Al₁₂、Al₅Mg₁₁Zn₄、NdAl₃和α-Mg四相构成;扩渗处理明显改善了AZ91D镁合金的耐蚀性,且Al-Zn-Nd共渗试样的耐蚀性优于Al-Zn共渗试样。     

Ce对Al-5Cu合金组织和性能的影响

通过光学显微镜、X射线衍射仪、场发射扫描电镜、能谱仪、同步热分析等手段，研究了Ce含量对Al-5Cu合金显微组织和力学性能的影响。结果表明，加入Ce元素后，除了α-Al和Al₂Cu相外还会生成针状Al₈CuCe₄相。合金固相线温度升高，液相线温度降低，凝固温度区间缩短，α-Al得以有效细化和均匀化。随着Ce含量增加，共晶Al₈CeCu₄相逐渐增多，Al₂Cu相在Al₈CeCu₄相边缘附着生长，逐渐形成了沿晶界分布的封闭网状结构。经过T5热处理后Al₂Cu相以粒状弥散析出，基体Cu含量增大，耐热性强的Al₈CuCe₄相形态基本不变。合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率均先增大后减小。当Ce含量为0.3%时，合金力学性能最优，抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为320 MPa、238 MPa和13.6%,较铸态的明显提高。     

第一性原理研究应力对6005A铝合金电子结构和弹性性质的影响

6005A铝合金中的纳米析出相可以有效提高合金的力学性能。然而，纳米级的尺寸和取向变化极大地阻碍了对析出相之间的潜在关系和晶体结构的理解。因此，本文用第一性原理计算研究了6005A铝合金中Mg₅Si₆、Mg₉Si₅和Mg₂Si 3种析出相在有无应力条件下的结构稳定性、力学性质和电子结构。无应力条件下的计算结果与以前的实验和理论结果符合得较好。结果表明，压缩应力不仅会增加3种析出相的韧性，还会降低Mg₂Si的带隙。此外，应力条件下会普遍提高析出相的生成焓和内聚能，从而降低其稳定性，促使亚稳态析出相向稳态析出相转变。这些发现将有助于进一步理解6005A铝合金析出相的结构行为和力学性能，对改善6005A铝合金性能具有理论指导意义。     

AZ91D镁合金激光熔覆Al-Si涂层微观组织及热力学分析

以Al-Si共晶成分合金粉末为熔覆材料在AZ91D镁合金表面进行了激光熔覆试验.采用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪分析了涂层的微观组织,并利用Thermo-Calc软件分析了涂层的相组成、相成分及结晶转变过程.结果表明,涂层微观组织分为两层,上半层为Al₁₂Mg₁₇基体上均匀分布着Mg₂Si树枝晶和细小的Al₃Mg₂针状相,其结晶过程为液相→液相+Mg₂Si→Mg₂Si+Al₁₂Mg₁₇→Mg₂Si+Al₁₂Mg₁₇+Al₃Mg₂;下半层由Mg₂Si颗粒、α-Mg树枝晶和(α-Mg+Al₁₂Mg₁₇)共晶组织组成,其结晶过程为液相→液相+Mg₂Si→液相+Mg₂Si+α-Mg→Mg₂Si+α-Mg+(α-Mg+ Al₁₂Mg₁₇)共晶组织.研究结果对AZ91D合金表面激光熔覆Al-Si合金涂层微观组织及其转变过程分析具有指导意义.     

LPSO结构增强Mg100-3xY2xZnx合金的显微组织与力学性能研究

本文通过 XRD、OM、SEM、TEM 和万能拉伸试验机系统地研究了铸态与挤压态 Mg_100-3xY_2xZn_x(x=0.5,1,2;at%)合金的显微组织与力学性能。结果发现,铸态与挤压态合金均由 α-Mg 基体和 LPSO 相组成,且同时增加 Y 和 Zn 元素不仅可以促进铸态合金中 18R-LPSO 相的形成,还能够有效促进挤压态合金中 14H-LPSO相的动态析出。其次,挤压态 Mg_100-3xY_2xZn_x合金基体均由再结晶与未再结晶双峰组织组成,且 18R 与 14H-LPSO相沿挤压方向呈现条带状分布。与此同时,18R-LPSO 相体积分数的增加严重阻碍了动态再结晶的形成与长大。此外,随着 Y 和 Zn 元素的同时增加,铸态与挤压态合金的强度不断降低而塑性逐渐增加,最后使得挤压态 Mg_98.5Y₁Zn_0.5合金表现出较高的塑性(伸长率达 35.1 %),而 Mg₉₄     

原位TiB2增强铝基复合材料的时效行为及性能演变

通过对比原位TiB₂颗粒增强铝基复合材料和基体合金的时效行为,研究了TiB₂颗粒对时效行为的影响以及颗粒促进时效沉淀的机制。此外,还研究了时效过程中TiB₂/Al-4.5Cu复合材料和基体合金的拉伸性能和硬度的变化。结果表明,TiB₂颗粒加速了复合材料的时效过程,同时TiB₂颗粒附近的高密度位错导致了Al₂Cu相的不均匀析出。相较于基体合金,TiB₂/Al-4.5Cu复合材料的峰时效时间由20 h缩短至8 h。复合材料力学性能随时效时间的变化可以分为2个阶段,这与Al₂Cu析出相的变化具有良好的一致性。复合材料的屈服强度比时效前提高了24%,比时效的基体合金提高了82%。     

面向燃气涡轮叶片再造加工基准组织和性能研究

针对燃气涡轮叶片低熔点合金浇注加工基准要求具有高硬度和脆性的问题,研究添加不同质量分数的Mg对锌铝合金组织和性能的影响。结果表明：锌铝合金室温下显微组织主要由富锌相η-Zn枝晶、锌铝共晶组织β+η、富镁相MgZn₂和Mg₂Zn₁₁组成;添加Mg的质量分数为2%时,锌铝合金维氏硬度为126.8 HV,三点弯曲试样压断所需加载的最大载荷为1 093.6 N,符合低熔点合金浇注的方法再造涡轮叶片加工基准的实际生产要求。     

轧制及热处理对7055铝合金组织与性能的影响

采用光学显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计、材料试验机和电化学工作站等研究了轧制变形量和均匀化工艺对7055铝合金组织与力学性能和腐蚀性能的影响。结果表明，随着均匀化温度的升高，组织趋于均匀，第二相减少；最佳均匀化处理工艺为400℃×10 h+460℃×24 h,经均匀化处理后，合金组织主要由α-Al基体、MgZn₂和Al₂CuMg相组成，轧制处理并未改变合金相组成。同时，随着轧制变形量的增加，合金硬度先增大后减小，强度和耐腐蚀性能提高。变形量为40%时，合金硬度(HV₅)达到峰值211.4;变形量为50%时，合金抗拉强度和屈服强度分别达到峰值618.6 MPa和610.3 MPa。     

Al和Zn对铸造Mg-5Sn合金微观组织和力学性能的影响

根据合金成分设计,在Mg-5Sn铸造合金中逐步添加2%Al及4%Zn（质量分数）,实验结果表明,单独添加Al后,一次枝晶尺寸减小,且二次臂变的更加细密,合金的延伸率从6.6%提高到22.4%;Al和Zn复合添加后,长程枝晶转变为较为圆整的蔷薇状,在合金中生成了Mg₃₂（Al,Zn）₄₉相,合金的屈服强度和抗拉强度分别达到96和232 MPa,但延伸率则下降到14.8%.通过固溶时效处理,Mg-5Sn-4Zn-2Al合金在175℃时效24 h后达到硬度峰值83.5 HV,其晶内析出相由沿[0001]晶向分布的MgZn₂和块状的Mg₂Sn相组成,对应的室温屈服和抗拉强度分别提升到144和264 MPa;在150℃下其屈服强度仍可达到138 MPa,这表明合金的晶内析出的MgZn₂和Mg₂Sn相在高温下仍具有良好的强化作用.     

Mg-6Zn-3Sn合金的均匀化热处理及其对显微组织和力学性能的影响（英文）

利用DSC、OM、XRD、SEM、TEM、维氏硬度计和万能试验机，研究Mg-6Zn-3Sn合金均匀化过程中的显微组织和力学性能演变，分析合金过烧的原因和扩散动力学，确定合金的均匀化制度。结果表明，单级均匀化处理后，Mg₂Zn₃相分解，同时伴随着Mg₂Sn相的析出。当均匀化温度上升到350℃时，Mg₂Zn₃相导致合金的过烧。合金合适的均匀化制度为(335℃，24 h)+(400℃，6 h)。在双级均匀化过程中，合金的硬度持续下降，力学性能呈现先升后降的趋势，这与Zn和Sn原子的固溶和Mg₂Sn相的析出有关。