淬火介质对7050铝合金末端淬特性的影响

采用室温水和浓度为20%的PAG水溶液(聚烷撑二醇聚合物)作为淬火介质进行Jominy末端淬火实验,用于评价7050铝合金淬透性;监测合金固溶和淬火过程中的升温速率和冷却速率,测定距淬火端不同距离的合金的淬火态电导率和时效态硬度,观察室温水淬火试样不同位置晶内淬火析出相.结果表明:采用室温水和20%PAG进行末端淬火时,合金的淬透深度分别约为65和40mm;采用PAG淬火可使合金温度快速通过淬火敏感区间,同时在淬火敏感区间外降低合金的冷却速率,使试样淬火端和中间部位合金的温度差减小.随着距淬火端距离的增加,淬火诱发析出的η平衡相的尺寸和体积分数增加,无析出区宽化.     

7055铝合金厚板的淬透性

通过末端淬火的方法研究7055铝合金厚板的淬透性,采用透射电子显微镜对微观组织进行分析。结果表明:该合金板材的淬透深度可达45 mm,使其淬透的冷却速率需大于230℃/min;随着冷却速率的减小,淬火过程析出平衡相的数量和尺寸增加,时效后析出的η′沉淀强化相的数量减少,晶界无沉淀析出带宽度增加;在所研究的冷却速率范围内,时效后铝合金板材的硬度、晶界无沉淀析出带宽度与冷却速率的对数均呈线性关系。     

7B50铝合金淬透性及其临界平均冷却速率的研究

本研究通过7B50合金改进型Jominy样品表面喷水淬火实验,在获得实测冷却曲线、不同时效状态合金的电导率和硬度的基础上,结合自然时效状态合金的微观组织,对7B50合金的淬透性及其临界平均冷却速率展开研究。结果表明:7B50合金自然时效50 d的淬透深度为70 mm,对应淬火敏感温度区间(420～230℃)内的平均冷却速率为1.55℃×s~(-1);先自然时效50 d再人工峰时效合金的淬透深度减至60 mm,对应的平均冷却速率为1.95℃×s~(-1);与自然时效状态相比,先自然时效再人工峰时效处理后合金的淬透性变差,淬火敏感性增加。表面喷水淬火时,非均匀析出相首先在晶界/亚晶界上析出,然后在基体内的Al_3Zr粒子上析出;晶界/亚晶界上观察到析出相,出现在距淬火表面仅3mm处,对应淬火敏感温度区间内的平均冷却速率高达981℃×s~(-1);基体内零星析出尺寸较小的非均匀析出相,出现在距淬火表面10mm处,对应的平均冷却速率为37.75℃×s~(-1)。喷水淬火后,距淬火表面25 mm处的性能与淬火表面处相比变化不大,该位置对应的平均冷却速率为9.34℃×s~(-1),远小于淬火表面处,控制7B50合金厚板的喷水淬火过程,使厚板内部的平均冷却速率接近但不低于9.34℃×s~(-1),厚板淬火-时效后将获得较好的性能。     

淬火速率对含Sc(Zr)高强韧Al-Zn-Mg-Cu合金微观组织和力学性能的影响

通过末端淬火实验(JEQ)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)研究一种热挤压Al-Zn-Mg-Cu-Sc-Zr棒材的淬火敏感性。结果表明:随着距离淬火端越远,冷却速率从1800℃/min下降至111℃/min,合金硬度从150 HB下降至133 HB,抗拉强度从430 MPa下降至375 MPa。当冷却速率为131.2℃/min时,合金的硬度为135 HB,合金淬透深度约为93mm。随着冷却速率的降低,端淬时远离淬火端位置,平衡η相先后在晶界、晶内处析出、长大、粗化;时效后,析出的η′强化相的数量减小;时效后,合金内出现无沉淀析出带(PFZ),晶界的PFZ变宽,宽化至160 nm。     

淬火速率对7085铝合金时效行为的影响

通过末端淬火实验、硬度测试、透射电子显微镜和差示扫描量热法,研究淬火速率对7085铝合金时效行为的影响。结果表明:在末端淬火过程中,距离淬火端越近,淬火速率越大,时效后的峰值硬度越高。当时效温度较低时,淬火速率越大,则空位扩散激活能越小,时效处理后的硬度达到峰值的时间越短,硬度值越大;随着时效温度的提高,不同淬火速率样品达到峰值的时间不断接近;当时效温度达到160℃时,不同淬火速率样品达到峰值的时间相同,均为10 h。TEM分析结果表明:随着淬火速率降低,淬火过程中析出的平衡相η数量和尺寸也随之增加,时效后析出的强化相η'数量减少,尺寸增加,弥散程度降低。     

7050铝合金热轧板的淬火敏感性

用末端淬火、光学金相显微镜和透射电镜技术研究7050铝合金热轧板的淬火敏感性.结果表明:7050铝合金端淬火试样硬度下降10%的淬透深度约60mm.决定7050铝合金淬火敏感性的本质是析出的η平衡相的尺寸和体积分数,主要发生η相析出的淬火临界平均冷却速率约为40℃/s,此时η相的体积分数约为2.1%.淬火平均冷却速率低于40℃/s,η相析出和粗化一再结晶-Al3Zr非共格化交互影响.     

6082铝合金的淬火特性及微观组织研究

采用末端淬火和中断淬火方式,结合透射电镜(TEM),研究了6082铝合金的淬火特性及微观组织变化特征。结果表明：在末端淬火试验条件下,6082铝合金的淬透深度为15-20 mm;淬火敏感区间的平均冷却速率达20 ℃/s时,合金时效后形成细小弥散的β″相,无沉淀析出带(PFZ)窄小。在中断淬火的高温保温过程中,几乎没有β平衡相的析出,时效后获得了较高的硬度;在中温保温过程中,β平衡相因消耗周围的溶质原子而快速形成并长大,导致时效后合金性能大幅度下降;低温保温过程中,β平衡相形成缓慢,随时间增加,析出数量增多并长大,影响后续时效强化效果。合金在慢冷和保温过程中,析出的β平衡相大多是以富铁相颗粒作为不均匀形核的核心,这是造成合金淬火敏感性高的原因之一。     

6082铝合金的淬火特性及微观组织

采用末端淬火和中断淬火方式,结合透射电镜(TEM),研究了6082铝合金的淬火特性及微观组织变化特征。结果表明:在末端淬火试验条件下,6082铝合金的淬透深度为15~20 mm;淬火敏感区间的平均冷却速率达20℃/s时,合金时效后形成细小弥散的β″相,无沉淀析出带(PFZ)窄小。在中断淬火的高温保温过程中,几乎没有β平衡相的析出,时效后获得了较高的硬度;在中温保温过程中,β平衡相因消耗周围的溶质原子而快速形成并长大,导致时效后合金性能大幅度下降;低温保温过程中,β平衡相形成缓慢,随时间增加,析出数量增多并长大,影响后续时效强化效果。合金在慢冷和保温过程中,析出的β平衡相大多是以富铁相颗粒作为不均匀形核的核心,这是造成合金淬火敏感性高的原因之一。     

淬火介质对7050铝合金板材显微组织和力学性能的影响

采用硬度测试、室温拉伸和透射电子显微镜等手段研究了淬火介质对7050铝合金板材显微组织和力学性能的影响。结果表明,当水淬、油淬和空气淬火时,合金板冷却速率依次减小,合金板时效后的硬度和室温拉伸性能依次降低。当冷却速率减小时,合金中析出了粗大的η平衡相,这不仅没有强化效果,反而减少了后续时效过程沉淀强化相的数量:此外在合金晶界附近形成了很宽的较基体更软的无沉淀析出带。     

6063铝合金的TTP曲线与淬火敏感性

采用中断淬火技术测定了6063铝合金的时间-温度-性能(TTP)曲线,透射电镜研究了6063铝合金的淬火敏感性.结果表明,6063铝合金的淬火敏感性低于6061和6082铝合金的,合金的鼻尖温度为360℃,淬火敏感区间为300～410℃.微观组织观察表明,在敏感区间内,β-Mg2Si平衡相优先在(AlxFeySiz)相上非均匀形核而析出,且在360℃鼻尖温度时的长大速度最快.平衡相的析出导致合金溶质原子的浓度下降,减少了时效时的β"强化相的数量,降低了强化效果.因此,对于6063铝合金大型材的淬火,一方面,在淬火敏感区间(410～300℃)应加大冷却速率以抑制平衡相的析出,从而获得较佳的时效强化效果;另一方面,适当减小从固溶温度到410℃以及低于300℃时的冷却速率,从而减小淬火应力.