时效温度对Al-Cu-Mn高强铸造合金组织与力学性能的影响

对Al-Cu-Mn合金ZL210A砂型试样进行了540℃×6 h固溶,再进行(120～180)℃×8 h的时效处理。通过OM、XRD、拉伸性能测试等手段与方法,研究了不同时效处理对ZL210A合金组织和性能的影响。结果表明:在120～180℃范围内,随着时效温度的升高,ZL210A合金试样晶内析出相粒子逐渐增多。160℃×8 h时效试样析出相粒子细小均匀、弥散分布在晶内,时效效果最佳。随着时效温度的升高,合金强度先升高后降低,伸长率先降低后升高。160℃时效试样强化效果最好,抗拉强度和屈服强度分别达到487 MPa和392 MPa。时效温度从140℃升高到160℃,合金试样伸长率下降明显,从12.4%下降到7.8%。     

汽车用6082铝合金热处理工艺研究

针对挤压态6082铝合金性能无法达到企业汽车零件加工标准要求的问题,通过OM、SEM、XRD、硬度测试等手段与方法,研究了热处理过程中固溶和时效处理对6082铝合金组织和性能的影响。研究表明:铸态6082铝合金组织主要由Al基、Mg2Si强化相以及α-(Al Mn Fe Si)夹杂相组成,Mg2Si强化相、α-(Al Mn Fe Si)夹杂相大量聚集在晶界处,挤压处理后组织中的金属间化合物发生破碎,沿着挤压方向排列。6082铝合金适宜热处理工艺为:530℃×4 h固溶、水淬+170℃×10 h时效,此工艺下,6082铝合金组织中强化相颗粒弥散析出、均匀细小,硬度值达到104 HBS,达到企业使用标准要求。     

时效时间对汽车用6063铝合金组织与力学性能的影响

对挤压态6063铝合金进行了530℃×1 h的固溶处理,再进行175℃×(1～14)h的时效处理试验。采用显微组织观察、拉伸试验、硬度测试研究了不同时效时间对6063铝合金组织和力学性能的影响。结果表明:挤压态6063铝合金进行530℃×1 h的固溶处理,再进行175℃×(1～14)h时效处理,6063铝合金硬度出现了双峰现象,时效时间在4 h和12 h时都达到强化峰值,硬度分别达到86.2 HV和94.1 HV。6063铝合金经530℃×1 h固溶+175℃×12 h时效处理后,组织析出相主要为分布均匀的β'相,其抗拉强度、屈服强度和硬度比挤压态分别提高了44.4%、69.8%和137.0%。     

超高强Cu-Ni-Sn合金的热处理工艺与组织性能

通过金相及扫描电镜组织分析、能谱微区成分分析、X射线物相分析、硬度和力学性能测试等方法,研究了Cu-Ni-Sn合金铸态及不同工艺固溶和时效处理后的组织形貌与力学性能.结果表明,铸态Cu-Ni-Sn合金为枝晶组织,分别由α相、层片状α+γ相及富Sn相组成.时效后的显微组织由α((CuNiSn)相、层片状α+γ(CuNi)3Sn相组成,XRD分析γ相中存在贫Sn区和富Sn区,α晶粒内析出弥散细小的γ相起着强化作用.合金经800℃固溶+400℃×4 h时效后,其硬度达到35 HRC,抗拉强度1300 MPa,抗压强度1705 MPa,弹性模鼍127.7 GPa.     

不同处理态Al-Mg-Si铝合金的组织性能

采用扫描电镜、透射电镜、能谱分析和拉伸测试等手段,研究了热处理对Y、Zr微合金化Al-Mg-Si铝合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:添加Y、Zr有助于细化合金铸态晶粒,合金铸态组织在晶界处有明显的偏析,经535 ℃×14 h均匀化处理后偏析现象得到改善。合金经热挤压后,沿挤压方向分布着大量的第二相,随着固溶温度的增加,第二相逐渐溶解在铝基体中。时效处理后,合金中弥散分布着大量的β″相以及其他细小的析出相,起到第二相强化的作用。合金经530 ℃×2 h固溶+180 ℃×8 h时效热处理后的力学性能最佳,抗拉强度达408 MPa,伸长率为14.8%。     

制备工艺对Cu-15Ni-8Sn合金晶粒特征和力学性能的影响

对比了Cu-15Ni-8Sn合金铸态、均匀化退火态(850℃×8 h)、锻造态、固溶态(840℃×1 h)和时效态(400℃×6 h)的硬度、强度和伸长率变化规律,分析了不同工艺状态下合金的显微组织和断口形貌。结果表明：铸态合金的组织为发达的树枝晶;经均匀化退火后,枝晶组织消失,层片状组织完全溶于铜基体;均匀化退火态合金经锻造后,晶粒尺寸明显减小,平均晶粒尺寸从58.78μm减小到4.22μm,抗拉强度由395.39 MPa提高到659.50 MPa,细晶强化为主要强化机制;固溶态合金由于溶质原子的充分固溶,伸长率大幅提升到46.7%;进一步经时效处理后,抗拉强度提高到802.50 MPa。     

Mg-3Nd-0.2Zn-0.4Zr合金的显微组织与力学性能

对Mg-3Nd-0.2Zn-0.4Zr(NZ30K)合金铸态、固溶态(T4)和时效态(T6)的显微组织、室温力学性能和断裂行为进行了研究。研究结果表明,NZ30K合金铸态时由α-Mg与分布在晶界的Mg12Nd相组成;固溶处理态时由过饱和α-Mg固溶体和晶粒内部细小的含Zr化合物组成;时效处理态时细小片状析出相从棱柱面析出,同时晶粒内部细小的含Zr化合物仍然存在。不同的时效处理工艺下时效析出相种类不同,200℃峰值时效态时为β″亚稳相,250℃×10h时效态时为β′亚稳相。合金经过200℃峰值时效处理后具有最佳的室温力学性能,屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为142MPa、305MPa、11%。合金的断裂方式与其状态有关,铸态合金以沿晶断裂为主,固溶处理态和200℃峰值时效态合金以穿晶解理断裂为主,250℃×10h时效态合金为穿晶和沿晶混合型断裂。     

固溶-时效对6082合金挤压棒材组织性能的影响

采用力学性能、硬度、电导率测试和电子显微分析技术,研究了固溶-时效处理对6082铝合金挤压棒材组织与性能的影响.结果表明,6082挤压态合金组织除固溶体基体外,还包括微米级的含Cr和Mn的短棒状相、亚微米级的Mg2Si平衡相和α-(AlMnFeSi)夹杂相;固溶过程中亚微米级的Mg2Si平衡相溶解,微米级的含Cr和Mn的短棒状相和α-(AlMnFeSi)夹杂相仍然保留下来,时效过程中过饱和固溶体分解析出主要强化相β"相.合金棒材适宜的固溶一时效制度为545℃×50 min固溶水淬,170℃×8 h时效,在此条件下,合金棒材的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为367 MPa、341 MPa和14.1%.     

挤压铸造A356.2铝合金发动机悬置支架的组织与性能

以挤压铸造A356.2铝合金发动机悬置支架为研究对象,对支架铸态组织、不同固溶时效热处理后的显微组织与力学性能,以及内部缺陷进行了分析研究。结果表明,挤压铸造A356.2铝合金铸态组织由α-Al相和Al-Si共晶组成,晶粒尺寸约为148μm,二次枝晶间距约为20μm;经固溶时效处理后,共晶Si一部分溶入α-Al相中,一部分以粒状、球状形式分布在α-Al晶界;固溶时间、时效温度和时效时间对A356.2合金的力学性能有一定影响。试样经过535℃×6h固溶+8min水淬+170℃×6h时效处理后,抗拉强度为340.5MPa,屈服强度为274.5MPa,伸长率为10%,满足支架整体力学性能要求。     

固溶时效对Al-Mg-Si-Cu合金组织和力学性能的影响

采用显微组织分析、硬度测试、拉伸测试、SEM断口分析等手段,研究了热处理工艺对大应变轧制Al-Mg-Si-Cu合金板材显微组织及力学性能的影响。研究表明:轧制态Al-Mg-Si-Cu合金中轧制面组织呈纤维状且存在大量残留相。合金经固溶后显微组织中残留相基本溶解,晶粒得到小幅度长大,在时效处理后强化相均匀析出,使得合金得到强化效果。合金经510℃/80 min固溶和195℃/13 h时效热处理后,测试硬度值为127.1 HV,抗拉强度为410 MPa,伸长率达24.8%,断口分析为韧性断裂,合金表现出良好的力学性能。     

固溶时效处理对挤压态6082铝合金力学性能和组织的影响

采用拉伸试验机、光学显微镜和透射电镜等方法研究了固溶和时效处理工艺对挤压态6082铝合金力学性能和组织的影响。结果表明,经530 ℃固溶处理的试样强度高于550 ℃固溶处理的试样,经不同固溶温度处理后合金表现出不同的力学性能各向异性行为,而经时效处理后合金的屈服强度显著提升。550 ℃固溶处理的合金,晶粒明显长大。经时效处理后的试验合金中分布着大量的针状析出相,能有效阻碍位错的运动,提升材料的强度。经不同固溶+时效处理后的挤压态试验合金拉伸断口处均发现大量的韧窝,表现出韧性断裂的特征。     

新型Al-Cu-Mg-Ce合金的热处理工艺及组织演化

采用光学显微镜(OM)、电子探针(EPMA)、波谱仪(WDS)、室温力学性能拉伸和硬度测试等方法,对新型Al-4.3Cu-1.4Mg-0.6Mn-0.1Ce合金的最佳热处理工艺进行了探究。结果表明,该合金的铸态组织中由于Ce、Cu原子的交互作用而存在严重的枝晶偏析,经420℃×8 h+490℃×20 h的双级均匀化处理后,合金内部偏析基本消除,只有少量的非平衡相Al_2CuMg和高熔点相Al_8Cu_4Ce和Al_7Cu_2Fe。当固溶温度为500℃时,固溶效果最佳,且合金没有发生明显的再结晶晶粒长大现象。合金经160~190℃的高温短时人工时效后,硬度变化不大,为117 HBW。经180℃×1 h高温短时人工时效处理后合金的抗拉强度为449.20 MPa,与自然时效状态下的抗拉强度(447.66 MPa)相差不大,但伸长率高出3个百分点。     

固溶时效处理对Mg-10Al-1Zn镁合金组织与性能的影响

研究了固溶时效工艺对铝含量为10%的Mg-10Al-1Zn镁合金组织和力学性能的影响。结果表明:430℃固溶处理10 h后,合金中第二相完全固溶,再经时效处理后,第二相以点状均匀析出,同时析出一定数量的层片状组织。固溶时效处理后,合金强度、硬度大幅提高,经430℃×10 h固溶+250℃×6 h时效处理后,硬度由铸态的69.5 HBW提高到85.8 HBW,抗拉强度由铸态的144.99 MPa提高到303.36 MPa,伸长率提高了一倍。     

预时效处理对 Al-Zn-Mg-Cu 合金硬化响应及微观组织的影响

研究了预时效处理对Al-Zn-Mg-Cu铝合金薄板力学性能和微观组织的影响,测试了显微硬度和力学性能,表征了TEM微观精细组织。结果表明:固溶处理后在180 ℃立即进行人工时效处理,可获得Al-Zn-Mg-Cu合金的显著时效硬化效果,且在8 h后达到峰值硬度195 HV0.5,与基体呈共格关系的η′相为主要强化相;120 ℃×10 min为最佳的预时效处理制度,经14天的室温停滞后,相比于固溶+自然时效态,硬度降低了13 HV0.5,降幅达到10.7%,具有明显的抑制自然时效作用;预时效+自然时效态试样,经烘烤硬化处理后,屈服强度和抗拉强度分别达到了465和545 MPa,强度增量分别达到170和95 MPa,同时伸长率达到12.5%。     

固溶、时效处理对Mg-6Zn-3Al合金组织和性能的影响

通过OM、室温拉伸性能测试等方法,研究了固溶和时效处理对Mg-6Zn-3Al合金组织和性能的影响。研究表明:铸态Mg-6Zn-3Al合金组织为α-Mg基体和共晶组织,共晶组织以连续或半连续的网状结构分布在基体边界处。Mg-6Zn-3Al合金最佳热处理工艺为:350℃×16 h固溶,水淬+170℃×48 h时效,空冷,此工艺下,Mg-6Zn-3Al合金组织中有大量分布均匀的析出相,晶粒尺寸达到最小,抗拉强度和伸长率达到284.2 MPa和13.4%,比铸态试样分别提高了38.9%和22.9%。     

热处理对Mg-12Gd-3Y-Sm-0.5Zr合金组织和性能的影响

通过OM,SEM,TEM,XRD和力学拉伸实验,研究了固溶和时效热处理对Mg-12Gd-3Y-Sm-0.5Zr(质量分数,%)合金组织和力学性能的影响。结果表明,Mg-12Gd-3Y-Sm-0.5Zr合金铸态组织由α-Mg基体和含Mg5Gd相和Mg41Sm5相的粗大枝晶组成,经过固溶和时效处理后,时效析出了Mg24Y5相,Mg5Gd相演变为Mg3Gd相,固溶时效态合金纳米尺寸的长条状相的脱溶析出可有效强化合金。合金在不同状态下的室温抗拉强度为:铸态219.4 MPa、固溶态224.0 MPa和时效态299.8 MPa。     

时效时间对7150铝合金组织和性能的影响

通过维氏硬度测试、电导率测试和拉伸、晶间腐蚀等测试方法,研究了预时效、回归及再时效三个阶段中的时效时间对7150铝合金组织和性能的影响,借助透射电镜观察时效处理各阶段合金的微观组织演变。结果表明:120℃×20 h欠时效作为预时效工艺,比120℃×24 h峰时效的晶内析出相更细小,高温回归时更利于回溶。在190℃短时回归5、15和30 min中,15 min回溶效果最好,硬度最低,再经120℃×24 h再时效后合金抗拉强度Rm、屈服强度RP0.2、伸长率A分别为622 MPa、573 MPa、10.8%,显微硬度为204 HV,力学性能与120℃×24 h单级峰时效时相近。经120℃×20 h+190℃×15 min+120℃×24 h处理后7150铝合金综合性能好,耐晶间腐蚀性能佳。     

固溶时效处理对7005铝合金冲击性能的影响

采用光学显微镜、SEM和冲击试验机研究了固溶时效处理后的7005铝合金的冲击性能。结果表明,7005铝合金铸态组织中晶界比较宽大,并且在晶内存在大量的非平衡析出相,经固溶时效处理后晶粒内的颗粒析出相的数量大量减少。铸态合金晶界上析出相含有较多的Zn、Mg、Mn元素,固溶时效后在合金晶粒内部存在的析出相主要为η(MgZn₂)平衡相,在晶界上仍然残留有部分AlZnMg(Mn)析出相,该析出相具有较好的热稳定性,无法完全回溶。固溶时效后,合金晶粒内的颗粒状析出相大部分溶入基体,使固溶度增加而使合金强度增高,改善了7005铝合金的冲击性能。     

析出强化锡青铜时效硬化研究

采用真空离心铸造方法制备了析出强化ZCu Sn10Zn2Fe Co合金试样,经780℃下保温4 h后水淬固溶处理,随后在时效处理温度300℃、400℃、500℃、600℃下各保温4 h,利用扫描电子显微镜(SEM)分析了铸态、固溶态以及时效处理后合金中析出富含铁、钴粒子的分布规律,并测量了各状态下的硬度。结果表明:合金中析出富含Fe、Co的富集相粒子,固溶处理后合金的硬度最低,随着时效处理温度的升高,析出相数目增多,分布更为弥散均匀,硬度先升高后降低,400℃时达到最大值HB134.4,与铸态ZCu Sn10Zn2Fe Co合金的硬度值HB103.6相比提高了29.7%,之后硬度急剧下降,发生了过时效。     

T9I6热处理对2519A铝合金厚板厚向组织与性能的影响

采用扫描电镜、透射电镜、室温拉伸测试及疲劳性能测试等方法,研究T87和T9I6断续时效处理对51 mm厚2519A铝合金厚板厚向组织与性能的影响。结果表明：经T9I6断续时效处理后,2519A铝合金晶粒组织和析出相沿厚度方向分布不均匀。从表层到中间层,随着晶粒长径比的增加,粗大第二相和未固溶相体积分数也随之变大,时效析出相的体积分数随之降低;与T87态合金相比,2519A-T9I6合金晶内析出相的体积分数更大,且分布更均匀,其厚向屈服强度与抗拉强度较T87态分别提高50 MPa和90 MPa。同时,由于预时效处理后的中间层相对较软,故冷轧变形能够深入中间层,在加工硬化以及析出强化的共同作用下,T9I6合金厚向硬度整体提高,硬度不均匀性降低。在相同疲劳加载条件下,T9I6态厚向的疲劳寿命更高,疲劳极限较T87态提高了21 MPa。