时效制度对Al-7.1Zn-1.1Mg-1.6Cu-0.14Zr合金断裂行为的影响

通过拉伸性能测试及金相显微镜、扫描电镜和透射电镜分析对比研究了Al-7.1Zn-1.1Mg-1.6Cu-0.14Zr合金在T6与T74热处理状态下的力学性能、断裂行为和显微组织。结果表明:相对T6态,Al-7.1Zn-1.1Mg-1.6Cu-0.14Zr合金经T74处理后,强度降低了约15%,但延伸率和电导率分别增加了52%和29%。合金T6态的断裂方式为穿晶剪切和沿晶韧窝混合型断裂;经过T74处理的合金断裂方式为穿晶韧窝型断裂。不同热处理状态下,晶内和晶界组织对位错运动的共同作用是决定合金断裂行为的主要原因。     

时效路径对Al-0.7Mg-0.5Si-0.2Cu-0.5Zn合金沉淀析出行为的影响

利用DSC、TEM、拉伸实验以及硬度测试等方法系统研究了时效路径对高Mg/Si比Al-Mg-Si-Cu-Zn合金沉淀析出行为的影响。结果表明,固溶淬火态和预时效态合金在非等温时效过程中β″相的析出激活能分别为80.1和64.5 kJ/mol;在等温时效过程中表现出不同的时效硬化和组织演化行为,其中固溶淬火态合金时效硬化速率较快,但最终2种路径处理的合金峰值硬度和强度基本相同;但经预时效处理的合金,峰时效态延伸率和应变硬化速率以及过时效阶段硬度降低速率均较高。与此同时,预时效态合金还可析出大量复合溶质原子团簇,虽然在高温等温时效时会进一步长大,但使得欠时效、峰时效和过时效态合金的沉淀相尺寸呈多尺度特征,而固溶淬火后直接等温时效的不同状态合金却无此特征。时效路径并未改变合金沉淀析出序列,但对沉淀相形核、长大速率影响显著,据此提出了时效路径对沉淀相形核和长大过程影响的模型示意图。     

Al-Mg-Zn-Cu合金时效过程中的显微组织、力学性能及其强化机制EI北大核心CSCD

新型T-Mg_(32)(Al,Zn,Cu)_(49)相强化的Al-Mg-Zn-Cu合金表现出优异的力学性能,本文以Al-4.39Mg-2.78Zn-0.42Cu合金为研究对象,对合金时效过程中的显微组织和力学性能进行研究,并揭示Al-Mg-Zn-Cu合金的强化机制。结果表明:随着第二阶段140℃时效时间的增加,合金的显微组织由尺寸细小的Guinier-Preston(GP)区逐渐析出T相,析出相的尺寸不断增大,数量密度逐渐降低。拉伸测试结果表明:时效过程中合金的强度先升高后降低;在峰时效(90℃,48 h)+(140℃,16 h)状态下,合金的屈服强度为338 MPa。强化机制分析表明:T相析出强化以及Mg溶质原子的固溶强化和细晶强化分别对合金屈服强度贡献了284.8 MPa、55.6 MPa、12.2 MPa,说明了Al-Mg-Zn-Cu合金的主要强化机制为析出强化。     

固溶和时效对Mg-2Er-1Zn-0.18Zr合金组织的影响

采用光学显微镜、X射线衍射、扫描电镜以及硬度试验等手段,研究了固溶和时效处理对Mg-2Er-1Zn-0.18Zr合金组织的影响。结果表明,Mg-2Er-1Zn-0.18Zr铸态合金主要由α-Mg相和X-Mg12ErZn相组成;合金的最佳固溶工艺为540℃×32 h,在该工艺条件下X-Mg12ErZn完全溶入α-Mg基体中,析出大量的W-Mg3Er2Zn3相,且晶粒没有明显长大;随后合金经过180℃的时效处理,与固溶态合金相比,Mg-2Er-1Zn-0.18Zr时效态合金组织变化不明显,仍由α-Mg相和W-Mg3Er2Zn3相组成,合金的显微硬度值变化不大。     

Si对铸态Al-5.3Cu-0.8Mg-0.6Ag合金显微组织与时效析出的影响

通过熔炼铸造法制备了一系列含Si的Al-Cu-Mg-Ag合金,采用金相观察、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)及硬度测试,研究了Si的添加对铸态合金的显微组织与时效过程影响。结果表明,高含量Si的添加降低了铸态合金的时效硬度与高温耐热性能,延长了铸态合金在185℃时的峰时效时间,完全抑制了基体合金中强化相-Ω相的析出。含6.0%Si的Al-5.3Cu-0.8Mg-0.6Ag合金的强化相主要由θ′相及少量σ相(Al5Cu6Mg2)组成。     

Cu-2.32Ni-0.57Si-0.05P合金的时效行为

对Cu-2.32Ni-0.57Si-0.05P合金经不同程度的变形和不同工艺时效处理后的显微硬度、电导率和抗拉强度进行了测试,在TEM、SEM下对合金析出相进行了观察和分析.结果表明,形变和时效综合作用能显著提高该合金的综合性能.该合金经900 ℃×1 h固溶处理、经不同预冷变形后,在450 ℃时效可获得良好的综合性能.当变形量为80%,在450 ℃下时效1 h,其显微硬度和电导率分别可达HV 240和23.78 MS/m;当变形量为40%,在450 ℃下时效1 h,其抗拉强度达到568 MPa.时效过程中的析出相为δ-Ni2Si相,颗粒细小、呈弥散分布,且随时效时间的延长逐渐长大.     

自然时效对7A99铝合金后续人工时效行为的影响

采用扫描电镜、透射电镜、维氏硬度计、拉伸试验机、差示扫描量热仪等研究了 7A99合金在室温自然时效不同时间及后续人工时效处理后的显微组织和力学性能.结果表明:自然时效对7A99铝合金硬化率影响较大,自然时效时间在0～96 h时,合金的时效硬化率较快,之后随自然时效时间的延长提升缓慢.淬火态、自然时效96 h和自然时效7...     

时效工艺对2099合金组织性能的影响北大核心CSCD

采用维氏(HV)硬度测试、力学性能测试、透射电镜(TEM)观察等技术手段,研究了双级时效工艺对2099合金组织性能的影响。结果显示,双级时效处理能够显著改善2099合金的综合力学性能指标,合金屈服强度和抗拉强度的增幅分别达144 MPa和98 MPa,而塑性降低0.6%。终时效温度由146℃升高到170℃,达到峰时效态的时间缩短24 h,综合强塑性指标波动较小。时效过程中析出相的演化规律为:预时效态,基体析出相以δ'相为主,T1相较少;峰时效态,以T1相为主,δ'相次之,θ'相很少;过时效态,T1相和δ'相略有粗化,且δ'相数量减少。     

中温时效对喷丸单晶合金组织与疲劳性能的影响EI北大核心CSCD

单晶合金零件喷丸后的工序里存在中温时效过程,将对喷丸表层组织和性能产生影响。采用扫描电镜、截面硬度梯度等方法研究一种中温时效方法对DD5单晶合金组织状态的影响,对比原始、喷丸和喷丸+中温时效后单晶合金旋转弯曲疲劳性能。结果表明,喷丸使得DD5单晶合金的立方化组织发生剧烈形变,中温时效后剧烈形变组织发生一定的回复,但仍保留了喷丸形变组织特征,原先喷丸硬化层深度由喷丸状态的270μm减小到180μm,表面硬度略上升3.9%。喷丸+中温时效后,相比磨削状态DD5单晶缺口旋弯试样500 MPa/650℃中值疲劳寿命估计量提高8.29倍,最短寿命(3.58×10^(5)周次)高于原始试样的最长寿命(2.84×10^(5)周次),仍然实现强化,但疲劳寿命分散度增大,同时喷丸+中温时效后试样疲劳极限较磨削提高11.2%。     

人工时效与自然时效对Al-7Si-0.6Mg铝合金组织与力学性能的影响

研究了人工与自然双重阶段时效对铸造Al-7Si-0.6Mg合金的力学性能影响.试验结果表明:A1-7Si-0.6Mg合金经535℃×10h(固溶)+水淬+165℃×1 h(人工时效)+24h(自然时效)+165℃×5 h(人工时效)热处理工艺后,其抗拉强度321MPa、伸长率12％,相对T6热处理工艺试样其抗拉强度及伸长率分别提高了7.7％和140％;其室温拉伸断口中存在大量的等轴韧窝,尺寸细小且分布均匀,属于韧性断裂方式;人工与自然双重阶段时效对A1-7Si-0.6Mg力学性能提高的机制主要是共晶硅的球粒化与分布、Mg2Si沉淀强化、析出相Si相与位错间的交互作用.     

镁含量对高锌Al-9Zn-xMg-1Cu合金时效沉淀相及其强化作用的影响EI北大核心CSCD

采用硬度测试和室温拉伸测试,结合透射电镜、高分辨透射电镜及几何相位分析技术,定量研究了Mg含量(1%~3%,质量分数)对高锌Al-9Zn-xMg-1Cu合金在120℃人工时效时沉淀相的影响,并探讨了强化作用。结果表明:当Mg含量从1%增至2%时,合金的屈服强度大幅增加,增加率约为37.7%;当Mg含量继续增至3%时,合金的屈服强度小幅增加,增加率仅为9.1%。Al-9Zn-1Mg-1Cu合金的强化相为η’相,Al-9Zn-2Mg-1Cu和Al-9Zn-3Mg-1Cu合金的强化相都为η’相和T’相。T’相引起的应变大于η’相,其强化效果更好;Mg含量变化对两种强化相引起的最大应变值影响不大。随着Mg含量增加,η’相的体积分数、数量密度及其比例减小,T’相的变化则相反,沉淀相的总数量密度和体积分数增大。基于η’相和T’相的尺寸、体积分数和数量密度,计算和分析了它们对沉淀强化的贡献,计算结果与实验结果基本一致。     

718Plus合金时效初期强化相的析出规律EI北大核心CSCD

采用显微硬度计、扫描电子显微镜(SEM)、原子探针层析(APT)技术研究了在标准热处理过程中及720℃时效初期(时效至128 h)718Plus合金的显微组织以及成分的演变规律。结果表明:718Plus合金的硬度在788℃炉冷至704℃后明显上升,在720℃时效至64 h时达到最大值459.3HV±8.5HV,硬度变化与γ′相的析出长大有关。随着热处理的进行,Ti、Al、Nb元素的分配系数逐渐增大,球形γ′相的直径、体积分数逐渐增大。γ′相的析出长大由Ti、Al、Nb元素在基体中的扩散控制,扩散程度采用元素的分配系数进行表示。在整个热处理过程中,Ti、Al、Nb元素在γ′相与基体之间的分配行为造成γ′相的直径、体积分数的变化。此外,在基体中分散着纳米级γ′团簇,其尺寸和数量密度在热处理过程中基本不变。     

Zn添加对预时效态Al-Mg-Si-Cu合金自然时效和烘烤硬化性的影响

以含Zn和不含Zn的2种Al-Mg-Si-Cu合金为研究对象,研究了Zn添加(0.64%,质量分数)对预时效态Al-Mg-Si-Cu合金的自然时效行为和烘烤硬化响应的影响,并利用三维原子探针(3DAP)技术揭示了相关微观机理。结果表明,含Zn合金在80℃下预时效15 min后的自然时效过程中原子团簇的Zn含量增加,原子团簇的稳定性改变,与不含Zn合金相比,含Zn合金原子团簇生长得更快。含Zn和不含Zn合金在预时效后的自然时效过程中屈服强度增加,含Zn合金因为具有更小的原子团簇间距和更大的原子团簇剪切模量,其屈服强度始终高于不含Zn合金。预时效后自然时效不同时间后在170℃下进行30 min模拟烤漆处理,原子团簇向GP区和β"相的转变随着自然时效时间的延长而减弱,因此含Zn和不含Zn合金的烘烤屈服强度降低。Al基体中的Zn具有促进析出相转变的作用,因此含Zn合金的烘烤屈服强度始终高于不含Zn合金。     

Cu-Zn-Ni-Sn仿金合金在人工海水和人工汗液中的腐蚀行为EI北大核心CSCD

采用色差测试、电化学测试、静态腐蚀测试、扫描电镜分析、电化学阻抗测试和X射线光电子能谱分析等方法,研究仿金Cu-Zn-Ni-Sn合金在人工海水和人工汗液中的腐蚀行为。合金在人工海水腐蚀初期的腐蚀产物层主要为较为致密的Cu2O和具有良好耐腐蚀性能的Zn O、Zn5(CO3)2(OH)6和Zn5(OH)8Cl2·H2O等氧化产物,该氧化膜两侧界面的传质过程是腐蚀反应发生的决速步骤。在人工汗液中腐蚀初期的主要腐蚀产物主要为疏松的Cu O和不稳定的Sn O,使其腐蚀产物膜疏松、易剥落。在人工汗液的腐蚀过程中,早期形成的腐蚀产物层会开裂,而裂纹末端界面的固相扩散决定了腐蚀反应的速率。     

固溶时效处理对Al-4.0Cu-2.0Mg合金型材组织性能的影响

试验研究了固溶温度、保温时间、淬火转移时间、冷却水温及自然时效对Al-4.0Cu-2.0Mg铝合金型材组织和性能的影响,确定了合理的热处理工艺制度。结果表明,固溶温度为(500±5)℃、保温时间在15 min～30 min为适宜;淬火转移时间在15 s以内,冷却水温控制在20℃以内时,合金无晶间腐蚀倾向;自然时效时间大于4 d(96 h)时,该合金型材性能趋于稳定。     

Si含量对Mg-8Zn-4Al-0.3Mn镁合金时效过程的影响

采用光学显微镜、扫描电镜(附EDAX能量分散光谱系统)和差示扫描量热仪(DSC)等分析手段研究了不同Si含量(0～1.61wt%)对Mg-8Zn-4Al-0.3Mn(ZA84)合金时效过程的影响。结果表明,合金经固溶处理后显微硬度较铸态下提高了8%左右,其Mg2Si、τ(Mg32(Al,Zn)49)等相基本未溶入基体中。随着ZA84合金中加入Si量的增加,合金的析出相形成激活能呈增加趋势,峰值时效时间由ZA84合金的2h左右推迟至8h左右,析出相粗化时间较ZA84合金推迟4h以上。合金中加入不同含量Si后其峰值时效显微硬度提高幅度为4%～12%。     

Zr含量对Al-Zr合金时效析出和性能的影响

对比研究了Zr添加(0.05,0.15和0.25wt%)对Al-Zr合金固溶态和固溶轧制态时效析出行为、硬度和导电率的影响。结果表明,固溶态Al-Zr合金的晶粒尺寸随Zr含量的增加而减小,但是固溶轧制态Al-Zr合金的晶粒尺寸对Zr添加量不敏感。固溶态Al-Zr合金在350 ℃时效过程中,由于Al₃Zr沉淀相的析出,合金硬度随Zr含量增大而增大,但是更强的点阵畸变场则导致导电率降低。而在固溶轧制态合金的时效中,大量变形位错的存在促进了Al₃Zr相的析出,Al-Zr合金在250 ℃下时效具有比350 ℃时效更优的硬度和导电率的综合性能。特别是0.25wt%Zr添加的Al-Zr合金,其析出强化可以有效补偿时效过程中位错湮灭引起的硬度降低,保持较高的硬度。综合考虑,固溶轧制态Al-0.25wt%Zr合金经250 ℃时效25 h后具有最优的硬度(47.5 HV0.5)和导电率(55.6%IACS)组合。     

Mg/Si比对6000系铝合金自然时效和析出强化的影响

采用硬度测试、差示扫描量热法(DSC)分析及透射电镜(TEM)表征手段,观察并研究了Mg/Si比对6000系Al-Mg-Si合金自然时效及烘烤硬化性能的影响。结果表明:合金在自然时效过程的硬化速率与Mg/Si比关系不大,过剩Si合金在自然时效阶段硬度较高,不利于其成形,而该合金较高的析出动力学使其人工时效后具有足够的强度;合金经过自然时效后会使析出相粗化,密度减小,导致合金的时效强度明显降低,自然时效对过剩Mg合金的危害作用更大,这可能与其自然时效过程中形成的富含Mg的原子团簇难以转化为β″有关。     

铝合金薄壁喷砂件自然时效下的尺寸不稳定性分析北大核心CSCD

喷砂处理会使航空铝合金薄壁件发生形变,但这种形变存在不稳定性。对不同喷砂工艺下的构件进行自然时效后发现:时效2个月,喷砂件均存在回弹现象,回弹形变率最大为23.8%,最小为2.3%,时效4个月后,变形稳定。分析认为在确保喷砂件预期变形的前提下,喷砂件尺寸稳定性与表层材料的塑性变形程度及其应力分布均匀性有着直接关联。研究结果表明喷砂强度越高,区域喷覆次数越多,则表层塑性变形愈充分,应力分布更均匀,表层质量也就越高,这有助于提高构件尺寸稳定性。     

热处理对Mg-5Sn-1Si合金组织及硬度的影响北大核心CSCD

采用Ar气保护制备了Mg-5Sn-1Si(质量分数,%)合金,并研究了合金的铸态组织和在480℃固溶处理及180℃和280℃不同时效热处理对合金组织中析出相演变的影响及组织与硬度的关系。结果表明,合金铸态组织由α-Mg、共晶Mg2Si、共晶Mg2Sn三相组成;经480℃固溶处理后Mg2Sn相完全固溶,粗大的Mg2Si相得到少量球化;时效处理过程中Mg2Si相得到球化。在180℃时效时,Mg2Sn无沉淀析出,硬度较低,时效保温24 h仅为24.1 HV。在280℃时效时,细小的Mg2Sn相弥散析出并使合金的硬度明显升高,时效保温18 h达到峰值硬度47.6 HV,并随时间的延长出现过时效现象。280℃时效初期,组织中形成较宽的无析出带(PFZ),随着时效时间的延长无析出带PFZ消失。