Si、Er对Al-Zr合金时效析出行为的影响

本文采用传统铸锭冶金的方法制备不同Si和Er含量的Al-Zr合金,研究Si和Er对Al-Zr合金时效析出行为的影响.结果表明:Si的添加促进了Al-Zr合金的时效硬化响应,Si大大降低第二相Al3Zr的析出温度.Al-0.25Zr-0.30Si合金在325℃等温时效时获得最佳时效强化增量,最高硬度值达到57.1HV,较...     

Y对Al-Zr合金微观组织与性能的影响

研究了不同Y含量(0.02%,0.05%,0.10%)对Al-0.16Zr合金铸态、轧制态和时效态的微观组织、硬度和电导率的影响。结果表明,Y含量为0.05%和0.10%时,能显著的细化合金晶粒。随着Y含量增加,晶粒细化效果逐渐增强。铸态Al-0.16Zr合金在350℃时效过程中,Y添加具有显著的时效强化效果,Y含量越高,达到峰值时效所需时间越短。但是由于共格Al3Zr沉淀相的析出,点阵失配畸变场的存在将导致合金电导率降低。而在轧制态合金的时效过程中,位错密度的降低引起退火软化,但是Y的添加仍明显提高了合金的硬度。综合考虑,轧制态Al-0.16Zr-0.10Y合金经350℃×30h时效后具有最优的硬度和电导率。     

Er元素添加对Al-7.7Li合金时效强化及显微组织的影响

通过显微硬度测试及三维原子探针(3DAP)分析对Al-0.03Er、Al-7.7Li、Al-0.03Er-7.7Li (at%)合金的时效强化与显微组织进行了研究。结果表明,Al-0.03Er合金在350℃等温时效10 min达到峰时效硬度38HV,相比固溶态硬度提升了12 HV。Al-7.7Li合金在190℃等温时效24 h达到峰时效硬度98 HV,相比固溶态提升了56 HV。Al-0.03Er-7.7Li合金经350℃/1 h+190℃/8h双级时效后,硬度达108 HV,相比固溶态提升了66 HV,其强化效果为Al-0.03Er、Al-7.7Li合金强化效果的叠加。对此状态的Al-Er-Li合金显微组织进行分析,结果表明,合金中有3种析出相:Al_3Er、Al_3Li及以Al_3Er为核、Al_3Li为壳的Al_3(Er,Li)相,说明先析出的Al_3Er能作为Al_3Li异质形核的核心,从而促进了Al_3Li的析出,使Al-Er-Li合金强度高于Al-Li合金的强度。     

形变热处理对Cu-0.80Cr-0.30Zr-0.03P合金时效性能的影响

通过真空熔炼的方法制备了Cu-0.80Cr-0.30Zr-0.03P合金,研究了合金经冷变形及固溶时效处理后的导电率和显微硬度等性能,绘制了Cu-0.80Cr-0.30Zr-0.03P合金的相变动力学(S)曲线以及等温转变动力学(TTT)曲线,同时分析了合金的时效析出相种类。结果表明:Cu-0.8Cr-0.30Zr-0.03P合金的最佳热处理工艺为900℃×1 h固溶处理,之后80%冷变形,最后450℃时效4 h,此时合金的导电率、显微硬度、抗拉强度和伸长率分别为84.03%·IACS、187.7 HV0.2、428 MPa和9.8%,对合金时效后的衍射花样进行标定,确定析出相为Cu_(10)Zr_7。     

Al-Zr-Y合金的时效析出机制和性能

采用透射电镜、扫描电镜、三维原子探针等手段研究Al-Zr-Y合金的时效析出行为及Y含量对合金性能的影响规律。结果表明:Al-Zr-Y合金时效初期首先析出Al_3Y相,可能成为Al_3Zr时效析出的异质核心;长时间时效后,Y有向析出相和基体界面处偏聚的倾向,最终形成无核壳结构的Al_3(Zr,Y)复合析出相;在三元Al-Zr-Y合金中,由于Zr的存在,Y在α(Al)中的平衡固溶度大幅度下降,600℃下的平衡固溶度从0.13%(质量分数)降至0.03%。Y含量较高的Al-0.30Zr-0.08Y在凝固及冷却过程中,过饱和的Y转变为沿晶界分布的Al_3Y共晶和晶内一次析出微米级Al_3Y颗粒,使铝基体中的有效Y含量较Al-0.30Zr-0.03Y中的降低4倍。Al-0.30Zr-0.03Y合金在时效过程中表现出更高的形核密度、更小的析出相尺寸和更优的抗粗化能力,合金的抗再结晶温度达到500℃,比Al-0.3Zr和Al-0.30Zr-0.08Y合金的抗再结晶温度分别高出125和75℃。     

时效温度对挤压态Mg-13Gd-4Y-0.4Zr合金组织与性能的影响

利用扫描电镜、能谱仪研究了时效温度对挤压态Mg-13Gd-4Y-0.4Zr合金组织与性能的影响.结果表明,随着时效温度的升高,合金硬度明显提高.合金在150℃、250℃时效过程中只析出一种白色块状相,是由大量溶质元素组成的化合物,且随着时效时间延长而增多,至24 h最多.合金在300℃时效时,当时效时间延长至8 h,除析出白色块状相外,晶粒内部开始析出一种新相,新相呈片状、沿三个方向排列,三个方向之间的夹角互成120°,这种结构使得合金产生明显强化,硬度值大幅提高,24h时效峰值时,硬度升幅达78.6%.300℃是挤压态Mg-13Gd-4Y-0.4Zr合金最佳时效温度.     

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。     

含Cu的Al-Mg-Si合金微观组织及耐热性能的研究

主要研究了添加铜元素对6082 Al-Mg-Si合金微观组织及耐热性能的影响。研究表明,添加Cu提高了Al-Mg-Si合金的峰值硬度并缩短了合金达到峰值硬度的时间;添加0.6%Cu的合金在170℃时效4 h后,合金中形成了板条状析出相Q′;在250℃等温不同时间后,含Cu合金的硬度明显高于不含Cu的合金,说明添加Cu可以提高Al-Mg-Si合金的耐热性能。     

高强度Cu-Ni-(Al)-Si合金的组织和性能

通过光学显微镜、维氏硬度计、双臂电桥、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等测试手段对Cu-5.2Ni-1.2Si和Cu-5.2Ni-1.5Al-1.2Si合金的组织结构和性能进行了表征与测试。结果表明:2种合金的铸态组织均为发达的树枝晶组织,包括白亮的枝晶区、非平衡凝固相粒子及中间过渡区。其中枝晶为富Cu区,凝固相为富Ni和Si区,Al元素则比较均匀地分布在铸态组织中。峰值时效后,Cu-5.2Ni-1.5Al-1.2Si合金具有比Cu-5.2Ni-1.2Si合金更高的硬度。Al元素不但促进了Ni2Si的沉淀析出,还形成了Ni3Al沉淀相,从而大大提高合金强度。2种合金的时效早期均出现了有序化,峰时效时主要为沉淀析出强化,合金具有较好的抗过时效能力。     

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。     

快速凝固Al—4Cr—4Zr—2Ti合金的时效特性

利用透射电镜观察了Al-4Cr-4Zr-2Ti（原子百分比）合金的显微组织,并测定了相应的显微硬度。结果表明：快凝合金在400℃,4h时效达到峰值硬度,Hv达2420MPa,此时的析出相为Al13Cr2和与基体共格的亚稳相Ll2-Al3Zr。合金经400℃,96h时效后的显微硬度与急冷态硬度和峰值硬度相比仅分别下降10％和14％。而500℃,4h时效后,由于Ll2-Al3Zr转变为DO23－Al3Zr并且析出相粗化,导致合金硬度急剧下降。     

Mg-8Zn-4Al-1Ca合金的时效微观组织(英文)

利用TEM和HRTEM研究Mg-8Zn-4Al-1Ca合金的时效微观组织。结果表明:Mg-8Zn-4Al-1Ca合金较Mg-8Zn-4A1合金时效硬度显著增高。Mg-8Zn-4Al-1Ca合金在160°C时效16 h,有大量的盘状Ca2Mg6Zn3相沉淀弥散析出,此外,合金的微观组织中还存在晶格畸变、蜂窝状的莫尔条纹、刃型位错及位错环;经48 h时效后合金中沉淀相为粗大的盘状沉淀相和细小、弥散的粒状沉淀相;经227 h时时效后后,其组织中存在大量MgZn2相和Ca2Mg6Zn3相。因此,在Mg-8Zn-4Al-1Ca时效160°C的合金中添加Ca元素能有效提高合金的时效硬度及促进MgZn2强化相的生成。     

多级时效处理对Al-4.74Zn-2.13Mg-1.20Cu合金性能的影响

对Al-4.74Zn-2.13Mg-1.20Cu合金进行了几种不同的多级时效处理,采用显微硬度仪、拉伸实验、扫描电镜以及透射电镜等研究了Al-4.74Zn-2.13Mg-1.20Cu合金在峰时效下多级时效过程中的力学性能变化以及合金内部析出相的转变。结果表明,120℃×24 h为合金的峰时效工艺参数;双级时效可明显改善合金的电导率,但使合金强度、硬度降低;三级时效既可使合金达到峰时效下的力学性能,又可以提高合金的电导率,三级时效(120℃×24 h+180℃×1 h+120℃×24 h)下合金的综合性能最好。双级时效使合金内部晶粒粗大,随三级时效时间的减少,合金内部析出相尺寸也减小。     

脉冲磁场对Al-6.15Zn-1.41Mg-1.45Cu合金双级时效组织和性能的影响

将Al-6.15Zn-1.41Mg-1.45Cu合金在477℃固溶1 h后,基于脉冲磁场对Al-6.15Zn-1.41Mg-1.45Cu合金进行双级时效处理,通过改变时效时间,且与常规双级时效组织和性能对比分析,研究脉冲磁场对Al-6.15Zn-1.41Mg-1.45Cu合金时效过程中析出相和力学性能的影响,并结合动力学分析Al-6.15Zn-1.41Mg-1.45Cu合金在脉冲磁场双级时效过程中析出相加速析出的扩散机制。采用SEM观察Al-6.15Zn-1.41Mg-1.45Cu合金析出相和拉伸断口形貌,并进行力学性能测试。结果表明,脉冲磁场在Al-6.15Zn-1.41Mg-1.45Cu合金经时效过程中,提高扩散系数,提高析出相的形核率,使得时效后,基体中出现弥散细小的析出相。经脉冲磁场双级时效处理(121℃×90 min+177℃×60 min)后,抗拉强度为495.43 MPa,硬度为156.3 HV5,相比于常规的双级时效处理,抗拉强度提升20.83%,硬度提升17.89%,时效保温时间缩短87.5%。     

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。     

Cu-Ag-Zr-Ce合金时效性能和电磨损性能的研究

本文对Cu-0.1Ag-0.18Zr-0.068Ce合金时效后的导电率和显微硬度以及电滑动磨损性能进行了研究.结果表明合金940℃固溶1 h后,在560℃时效可获得较高的导电率;在480℃时效可获得较高的显微硬度.时效前冷变形能大大加快第二相的析出过程,使合金综合性能得到显著提高.固溶合金经60%变形后在480℃时效1 h其导电率和显微硬度分别可达83%IACS和135 HV.在载流条件下,Cu-0.1Ag-0.18Zr-0.068Ce合金的耐磨性能较Cu-0.1Ag-0.18Zr合金大幅度提高.     

牙科低金含量银钯合金时效强化机制

采用差热分析、显微硬度测试、X射线衍射分析对牙科低金含量银钯合金的时效强化机制进行了初步探讨。结果表明：400℃等温时效20min和459℃等温时效10min样本的显微硬度较ST组样本分别提高了50％和128．5％，600℃等温时效5min组样本显微硬度较ST组样本降低了8％；合金在459℃和600℃有明显CuPd相析出，但是CuPd相与硬度的提高没有联系，合金硬度提高与Cu原子从基质相析出有关。     

时效参数和变形量对Cu-Cr-Zr-Mg合金组织和性能的影响

研究了时效参数和变形量对Cu-0．3Cr-0．15Zr-0．05Mg合金组织与性能的影响。结果表明：该合金经920℃固溶1h后在470℃时效4h可获得较高的电导率和硬度，时效过程中析出相为体心立方Cr相和CuZr。变形可以加速第二相的析出，合金经60％变形后在500℃时效15min电导率可达70．49% IACS，而固溶后直接时效仅为43．05％IACS；这时硬度也比固溶后直接时效提高70～80HV。     

形变热处理对Al-Si-Mg铸造合金组织与性能的影响

通过Brinell硬度和拉伸测试以及OM,SEM和TEM的组织观察,研究了形变热处理对Al-12.0%Si-0.2%Mg合金组织与力学性能的影响.结果表明,通过形变热处理可以显著提高试验合金的硬度、强度及伸长率.该合金经500 ℃热挤压、(535±5)℃固溶、160 ℃时效12 h处理后Brinell硬度可达85.7 HBS,抗拉强度为256.3 MPa,伸长率为15.0%.热挤压过程加速共晶Si相发生碎断与球化,细小的Si颗粒分布均匀,结合强化相在时效过程中弥散析出,导致形变热处理条件下合金的强度及伸长率同时提高.SEM和TEM观察显示,合金在热挤压过程中发生了基体Al的再结晶及Si和Mg2Si相的析出.     

镁硅复合微合金化对高强高导铜铬锆合金时效过程的影响

采用中频感应熔炼炉制备了Cu-0.7Cr-0.15Zr和Cu-0.7Cr-0.15Zr-0.05Mg-0.02Si两种合金,研究了Mg、Si复合微合金化对Cu-Cr-Zr合金时效工艺参数、性能与析出动力学的影响。结果表明：Mg、Si复合微合金化提高了Cu-Cr-Zr合金的最佳时效温度,延长了保温时间,Cu-0.7Cr-0.15Zr合金的最佳时效工艺为410 ℃时效8h,Cu-0.7Cr-0.15Zr-0.05Mg-0.02Si合金的最佳时效工艺为430 ℃时效14 h。Mg、Si复合微合金化提高了Cu-Cr-Zr合金的强度与导电率,Cu-0.7Cr-0.15Zr合金最佳工艺条件下的强度为570 MPa、电导率为79.1%IACS;Cu-0.7Cr-0.15Zr-0.05Mg-0.02Si合金最佳时效工艺条件下的强度为595 MPa、电导率为80.4%IACS。Mg、Si复合微合金化改变了Cu-Cr-Zr合金Avrami相变动力学方程,减缓了时效析出过程。