热挤压对7055铝合金力学性能及组织的影响

采用挤压铸造成形工艺制备7055高强铝合金,研究了热挤压参数对合金力学性能及微观组织的影响,并与铸态下的力学性能及微观组织进行了对比.结果表明,热挤压态下的7055铝合金的微观组织和力学性能均优于铸态,并且晶粒随着比压的增加趋于细化,抗拉强度随着比压的增加趋于提高.当比压为75 MPa时,在730 ℃温度下进行挤压浇注,经过双级固溶处理和时效后,合金的晶粒明显细化,抗拉强度达到681.4 MPa,伸长率达到7.14%.     

回归处理对7055铝合金组织和性能的影响

采用硬度、电导率测试、晶间腐蚀形貌及透射电镜观察等手段,研究了回归处理对7055铝合金组织与性能的影响。结果表明:7055铝合金RRA处理后硬度高于相应回归条件下的硬度,且经历回归再时效处理后能够得到比T6态的更高的硬度;在硬度持续下降之前,R曲线的谷点对应着RRA曲线的峰值;7055铝合金回归及RRA态的抗晶间腐蚀能力随回归时间的延长都先降低而后逐渐提高;7055铝合金的抗晶间腐蚀能力并不总是与导电率成正相关的关系;RRA处理提高了7055铝合金的抗晶间腐蚀能力;RRA硬度曲线峰值点处,7055铝合金抗晶间腐蚀性能随回归温度的上升而提高。     

预变形及时效处理对7055铝合金组织和性能的影响

通过拉伸试验、金相观察、X射线衍射以及TEM观察，研究了7055铝合金固溶处理后，经不同程度冷变形和时效后的力学性能和电导率的变化以及相应的微观组织变化特点。实验结果表明，对于冷变形再T6时效的7055铝合金，随变形量的提高，强度先略有上升，而后缓慢下降。RRA态合金强度随变形量增加而持续下降。随变形量的增加，冷轧态7055铝合金的电导率逐渐下降，而T6和RRA态合金的电导率却逐渐上升。在同样变形量条件下，RRA态合金具有最高的电导率。这些变化与变形引入的位错所产生的晶格畸变以及位错促进粗大平衡相析出有关。     

双重淬火对7055铝合金组织性能的影响

通过拉伸性能测试、晶间腐蚀和剥落腐蚀性能测试,金相显微镜、透射电子显微镜研究了双重淬火对7055铝合金组织及性能的影响.结果表明:合适的双重淬火可调控晶界和晶内析出状态,使合金时效后晶界上的析出相呈断续分布,晶内沉淀强化相均匀、弥散、细小析出,保证合金高强度的同时,提高晶间和剥落腐蚀性能.     

热锻对喷射成形7055铝合金组织性能的影响

利用喷射成形技术制备了7055高强铝合金。借助拉伸性能测试,电化学工作站、金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM) 等手段研究了热锻对挤压合金显微组织和性能的影响。结果表明：挤压合金的纵向抗拉强度达到642 MPa,屈服强度达到598 MPa,而锻造合金的抗拉强度和屈服强度却下降了,但延伸率、电导率和硬度有所上升,断口形貌均体现为韧性断裂;合金的主要元素在晶界和晶内的分布没有明显差别,但有所波动,且锻造后合金元素波动更明显;合金经过时效后晶内都均匀分布着GP区和η＇析出相,晶界η析出相则是断续的点状分布,但锻造后晶内析出相粗化,晶界析出相变多;锻造合金的耐蚀性比挤压合金有所提升。     

真空离心铸造7055铝合金的微观组织与力学性能

采用真空离心铸造工艺制备了7055铝合金铸管坯,通过金相观察(OM)、扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)分析以及硬度测试研究了铸管坯的微观组织与力学性能。结果表明：铸管坯组织呈梯度分布,从管坯的外层到内层金属间化合物面积比例、平均尺寸以及晶粒尺寸逐渐增加,晶粒形状由外层的细小等轴晶逐渐过度到内层的粗大枝晶,溶质元素浓度以及硬度逐渐增加;经均匀化热处理后,从管坯外层到内层析出相T相含量逐渐增加,合金外层和中层的硬度略有降低,而内层硬度大幅下降。为保证组织均匀性和性能的稳定性,该管坯厚度以不超过12 mm为宜。     

回归再时效工艺对7055铝合金板材组织及性能的影响

通过TEM、SEM、DSC等分析及拉伸试验、电导率测试,对7055铝合金板材回归再时效后的显微组织、性能进行了系统研究。结果表明,随着回归时间的延长,回归再时效处理后的合金强度先升高后降低,导电率单调升高。与T6态相比,合金经回归再时效处理后,晶界析出相间距变大,呈断续分布,且晶内强化相的尺寸也发生了一定程度的粗化。当合金板材的回归再时效工艺为121℃×24 h+170℃×30 min+121℃×24 h时,7055铝合金板材的综合性能最优,抗拉强度达630.75 MPa,屈服强度达588.75 MPa,导电率达34.75%IACS,断裂机制为混合型断裂。     

回归再时效处理对喷射成形7055铝合金挤压厚板组织与性能的影响

采用力学性能测试、抗剥落腐蚀性能测试、透射电镜(TEM)观察等方法,研究了回归再时效(RRA)处理对喷射成形7055铝合金挤压厚板微观组织与性能的影响。结果表明:厚板采用到温装炉的方式进行回归加热时,试样升温过程仍较长,提高回归加热温度有利于缩短试样在低温阶段的停留时间。试样经120 ℃×14 h预时效+(185 ℃×130 min、190 ℃×118 min)回归+120 ℃×24 h再时效两种RRA工艺处理后纵向屈服强度分别为649.3 MPa和652.6 MPa,高于T76试样的621.5 MPa;而抗剥落腐蚀性能与T76试样接近,达到EB级。试样经RRA处理后基体沉淀析出相主要为η′相+少量GP区,其尺寸为3~10 nm,晶界析出的η相呈断续分布。提高厚板试样在回归低温阶段的加热速率有利于提高试样再时效后的强度,而提高试样回归温度有利于提高RRA试样的抗剥落腐蚀性能。     

微量钪对Al-Cu-Li-Mg-Zr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对Al-Cu-Li-Mg-Zr合金组织和拉伸性能的影响。结果表明,在Al-Cu-Li-Mg-Zr合金中加入微量Sc,可消除铸态枝晶组织并显著细化铸态晶粒、有效抑制再结晶,明显提高了合金的强度和塑性。微量Sc引起的强化来源于晶粒细化、次生的Al3（Sc,Zr）相析出和亚结构强化。     

静磁场处理对7055铝合金的显微组织和性能的影响

本文研究了不同静磁场强度对7055铝合金显微组织和力学性能的影响，其中，位错特征、相变、织构、拉伸性能、断口形貌和残余应力都用先进检测技术进行了分析。结果表明：试样中的位错密度随着磁感应强度B的增加而呈上升趋势，位错由原来的低能胞状向网络状转变；此外，磁场也促进了晶粒的细化和η (MgZn2) 向η" 的转变，这有益于材料综合性能的提高。当B = 3 T时，磁场弱化了晶粒择优取向且重新调整了晶粒结构，此时，材料获得最优性能，延伸率，残余应力，抗拉强度分别为10.5%，38 MPa,，555MPa。断口形貌也通过扫描电镜进行了分析，其特征与材料塑性增强一致。     

7055喷射成形高强铝合金激光焊接头组织及性能

采用激光焊接对2 mm厚喷射成形的7055-T76511铝合金进行焊接试验。通过显微硬度和拉伸试验测试焊接接头的力学性能,通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、背散射电子衍射技术(EBSD)以及X射线衍射(XRD)分析焊接接头的微观组织。结果表明,7055铝合金激光焊接头无明显的软化区,焊缝显微硬度最低,约为130~140 HV,接头的抗拉强度372 MPa,伸长率4.1%。焊缝组织有明显的三个区(热影响区、熔合区和焊缝区)。热影响区组织是产生了部分再结晶的等轴晶粒;熔合区由于非均匀形核形成了等轴非枝晶区(non-dendritic equiaxed grain zone,EQZ),晶粒尺寸3~8μm;焊缝区靠近熔合线为柱状枝晶,中心为胞状枝晶。     

停放时间对6061铝合金性能及微观组织的影响

采用宏观检测与显微分析相结合的手段,研究不同停放时间下6061铝合金的力学性能与微观组织的变化规律。结果表明:停放时间对6061铝合金的晶粒尺寸有较大影响,晶粒尺寸呈先增大后减小的趋势;停放时间对6061铝合金弹塑性变形过渡阶段有较大影响,但对弹性及塑性阶段变形的影响很小。6061铝合金在停放为0～2 h时,力学性能无明显变化,变形后试样表面光滑,变形协调性较好;停放时间为12 h时,材料的抗拉强度和屈服强度降至最低,但伸长率提高,试样表面呈橘皮形貌,变形均匀性较差;停放时间为24 h～15 d时,合金的强度回升并逐渐趋于稳定。结果表明:随着停放时间的增长,6061铝合金断口的韧窝直径和深度不断增加,第二相粒子的尺寸也不断增大,形状由球状、带状逐渐转变为板状、块状。通过研究得到6061铝合金满足汽车结构强韧化需求,综合性能最优需求的停放时间为12～24 h。此研究结果能够为6061铝合金加工工艺优化提供理论指导。     

含银7055铝合金回归再时效过程中的组织与性能变化

研究了回归温度(180℃，200℃，220℃)及预时效时间(12h，18h，24h)对含Ag的7055铝合金回归再时效后的强度和微观组织的影响。结果表明，由于微量Ag的添加，120℃，l8h预时效处理后180℃回归再时效的强度稳定性较高，而随着回归温度的提高，再时效强度下降较快，这种现象归因于Ag的添加提高了GP区和η′相的稳定性，使得GP区溶解温度升高，因而180℃回归时只发生GP区和η′相的缓慢粗化，而200℃和220℃回归时发生GP区的溶解并促进，η′相快速粗化形成η相；实验结果显示，预时效时间对回归再时效后的强度也有较大的影响：预时效时间较长或较短时(12h，24h)，再时效强度随回归时间的变化较大，而经18h预时效，再时效强度稳定性较高。这种差别是由于预时效后析出相的种类和体积分数不同所致。     

过时效-重固溶-再时效处理对 7055铝合金组织与性能的影响

采用拉伸试验、电导率测试及透射电镜观察等方法,研究了重固溶温度和过时效处理时间对7055铝合金组织与性能的影响.结果表明,120℃×3h+180℃×8h过时效处理后,经过不同温度(440℃～490℃)重新固溶处理以及120℃/24h再时效后,7055铝合金的电导率随重固溶温度的上升而降低,但强度升高;延长过时效时间(120℃×3h+180℃×4h～20h),470℃×1h重固溶处理后,合金电导率略微上升,而强度逐渐降低.组织观察表明,过时效处理形成的粗大析出相在不同温度重固溶时的重新溶解程度不同,重固溶温度越低,粗大析出相溶解越不充分,从而形成与回归再时效处理相类似的组织结构;同时,过时效及重固溶处理也有利于Fe、Si和Zr等残留固溶原子以化合物的形式充分析出,因此利用该工艺可以在保持强度不降低的前提下,提高合金的电导率,并最终提高合金的抗应力腐蚀性能.     

热处理对Al-Si-Mg-Cr合金微观组织与力学性能及耐腐蚀性能的影响

本文采用真空电磁感应熔炼炉制备了Al-Si-Mg-Cr合金,利用Thermo-calc软件进行热力学模拟,使用SEM、EDS等测试方法,表征了不同热处理状态下Al-Si-Mg-Cr合金微观组织,并测试其力学性能。采用了失重法和电化学法测试其腐蚀性能。结果表明：实验合金主要物相包括初晶α-Al、（α-Al+Si）共晶、Al13Cr4Si4、β-Al（Cr, Fe）Si、富Fe相（β-Al5FeSi和π-AlSiMgFe）。热处理后的实验合金组织均得到细化,共晶组织区域变窄,共晶Si球化,合金中Al13Cr4Si4、β-Al（Cr, Fe）Si相弥散分布。腐蚀测试结果显示：实验合金主要的腐蚀方式为晶间腐蚀,热处理后实验合金共晶区域减小,导致腐蚀通道变窄;提高了合金的耐腐蚀性能。当热处理工艺为535℃ 6h+160 26h时,实验合金微观力学性能及耐腐蚀性最佳。     

Y含量对Mg-Zn-Gd-Y-Zr生物镁合金组织及性能的影响

采用X射线衍射(XRD)、光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)等研究了 Y含量对铸态Mg-1.8Zn-1.8Gd-xY-0.4Zr合金的组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响.结果表明:合金的组织主要由α-Mg基体、(Mg,Zn)3(Gd,Y)相、Mg12Zn(Gd,Y)相以及Mg3Zn3(Gd,Y)2相组成;随着Y含量的增加,Mg12Zn(Gd,Y)相逐渐增多.当Y含量在1～4 mass％范围内,合金的力学性能及耐腐蚀性能均呈先上升后下降趋势,在Y含量为2 mass％时,Mg-1.8Zn-1.8Gd-2Y-0.4Zr合金的综合性能较好,其抗拉强度达最大值,为(187.4±5.6)MPa,屈服强度和伸长率分别为(101.8±4.5)MPa和(16.7±0.9)％,质量损失腐蚀速率达最小值,为 0.859 mm/year.     

热处理对含钪6061铝合金组织和力学性能的影响

研究了Sc含量以及固溶、时效热处理对6061铝合金组织和力学性能的影响。结果表明,添加Sc可以有效细化铸态6061铝合金晶粒尺寸,提高力学性能,Sc的最佳添加量为0.2 mass%。固溶+时效可以进一步提高6061铝合金的力学性能,不含Sc的6061铝合金最佳热处理工艺为570℃×1 h固溶+175℃×8 h时效,含0.2 mass%Sc的6061铝合金为570℃×1 h固溶+185℃×5 h时效,时效过程中析出的与基体存在共格关系的β″(Mg_5Si_6)针状相、Al_3Sc纳米颗粒起强化作用。     

回归温度对7055铝合金挤压棒材力学性能和抗腐蚀性能的影响

通过导电率、力学性能测试、局部腐蚀性能测试和慢应变速率拉伸应力腐蚀性能测试,结合金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等微观组织表征方法,研究了回归温度对7055铝合金挤压棒材力学性能和抗腐蚀性能的影响。结果表明：当回归温度为180℃时,可获得与T73处理相当的抗应力腐蚀性能,合金抗拉强度和屈服强度显著提升,分别由T73处理的579.5 MPa和540.7 MPa提高至692.5 MPa和674.6 MPa,应力腐蚀敏感指数(ISSRT)为2.5%。当回归温度提高至200℃时,可获得与T73处理相当的力学性能和抗应力腐蚀性能,合金抗晶间腐蚀和剥落腐蚀性能有了较大改善,最大腐蚀深度分别减小到24.8μm和36.2μm。回归温度由180℃提高至200℃、220℃,晶界析出相(GBPs)的尺寸从10.5 nm增大至24.6 nm、39.6 nm,基体沉淀相(MPs)的尺寸从7.9 nm增大至13.5 nm、18.6 nm,Cu含量分别从2.1%升高至3.2%和3.4%(摩尔分数),无沉淀析出带(PFZs)的宽度分别从33.4 nm增大至60.7 nm和108....     

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。     

喷射成形7055铝合金的显微组织和力学性能

采用全自动控制往复喷射成形工艺制备了7055铝合金的大规格喷射成形锭坯.通过显微组织分析和力学性能测试,研究工业规格喷射成形7055铝合金的初始组织、挤压工艺及热处理制度对显微组织和力学性能的影响.结果表明,喷射成形7055铝合金锭坯规格可达d 260 mm×1600 mm,晶粒为等轴状,粒度宏观均匀,主要在20～30 μm,组织无明显宏观偏析,锭坯致密度达到98.2 %.喷射成形态材料的T6态σb为500～543 MPa,显示控制往复喷射成形铝合金锭坯冶金质量优越.喷射成形锭坯经过小挤压比变形后达到全致密,大规格产品的T6态纵向σb提高到745 MPa,δ为12.8 %.