高压扭转变形对一种新型Al-Zn-Mg-Cu合金组织和性能的影响

对一种新型Al-Zn-Mg-Cu合金进行4圈、8圈和12圈的高压扭转变形和时效处理,采用OM、XRD和拉伸测试对其显微组织和力学性能进行了研究。研究发现,高压扭转变形能够显著细化该合金晶粒尺寸;过多的扭转圈数对合金的强化效果反而减弱;当扭转12圈、时效处理后试样明显析出较多的MgZn2相。结果表明,该新型Al-Zn-Mg-Cu合金经高压扭转变形后主要存在3种强化机制,细晶强化、位错强化和析出强化。剧烈塑性变形可能促使该材料析出的强化相逐渐回溶至Al基体中。     

比压和双细化剂对挤压铸造Al-Zn-Mg-Cu合金组织的影响

采用挤压铸造工艺制备了高速机车用Al-Zn-Mg-Cu合金传动空心轴,研究了比压和Al-5Ti-1B+Al-10RE双细化剂对挤压铸造Al-Zn-Mg-Cu合金传动空心轴微观组织的影响。结果表明,随着比压的不断增大,挤压铸造Al-Zn-Mg-Cu合金空心轴试样中初生α-Al晶粒的形状不断变得圆整,晶粒尺寸不断变小;当比压达到160MPa时,初生α-Al晶粒中粗大的树枝晶基本消失,试样组织为非枝晶组织,试样的平均晶粒直径为25μm,平均等效圆度为0.73;随着双细化剂中Al-5Ti-1B加入量的减少、Al-10RE加入量的增加,试样的平均晶粒直径显著减小,而试样的平均等效圆度变化不大,基本上在0.65～0.75之间;当添加1%的Al-5Ti-1B+3%的Al-10RE时,试样的平均晶粒直径为21μm,平均等效圆度为0.70。     

挤压铸造不同Fe含量Al-Zn-Mg-Cu合金的微观组织和力学性能

通过力学性能测试、金相和扫描电镜分析等手段,研究了不同Fe含量挤压铸造Al-7.8Zn-2.5Mg-1.6Cu合金的微观组织和力学性能。结果表明,挤压压力由0增大到75 MPa时,0.4%Fe含量合金的力学性能逐渐接近0.1%Fe含量合金的力学性能。同时,随着挤压压力的增大,富Fe相的分布形态由晶界处的聚集分布逐渐变为离散的短杆状均匀分布,增大挤压压力明显降低Fe对材料力学性能的有害影响。     

超声波对铸造合金组织和性能的影响

研究了超声波对铸造合金结晶过程、金相组织和力学性能的影响，探讨了超声波细化合金组织的机理。结果表明，在合金结晶过程中导入超声波可提高生核率，使合金组织细化，从而提高其力学性能。同时发现，超声波还能减轻金属的重量偏析。     

Zr对Al-Zn-Mg-Cu合金组织和性能的影响

研究了Zr对Al-Zn-Mg-Cu合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,添加少量Zr可以细化合金铸态组织,并且在热挤压过程中抑制再结晶。在固溶时效过程中,可以促进第二相粒子的析出,从而使基体中析出均匀弥散第二相粒子。T6状态下,未加Zr的合金其抗拉强度仅为600MPa,伸长率为10.5%;而加Zr后其抗拉强度超过650MPa,伸长率达到12.3%。     

Al3Zr析出相对Al-Zn-Mg-Cu合金板组织、织构与性能的影响

采用不同均匀化制度获得了Al3Zr粒子在晶界析出状态存在显著差异的两种Al-7.81Zn-1.62Mg-1.81Cu(7085型)合金铸锭试样,研究两种铸锭试样热轧板的微结构、织构和性能。结果表明:分级均匀化可促进Al3Zr粒子在晶界区域的析出;均匀化过程中Al3Zr粒子晶界析出量越少,热轧后轧制形变织构组分越强;与基体共格的Al3Zr粒子既能阻碍基于应力作用的位错运动,使轧制形变织构减弱,又能阻碍亚晶界/晶界的热激活运动,影响热轧过程中的动(静)态回复和再结晶,提高材料时效后的硬度,延长峰值硬度存在时间,从而提高材料的力学性能。     

Zr对铸造MgZn5Nd3.5合金组织和性能的影响

制备了不同Zr含量的MgZn5Nd3．5ZrX合金，研究了Zr元素对合金晶粒大小及铸态力学性能的影响。显微组织观察表明，当w（Zr）≤0．8％时，合金晶粒度随Zr含量增加而减小；当w（Zr）〉0．8％时，合金晶粒度基本保持不变。力学性能测试表明，Zr元素的添加，使合金铸态下的抗拉强度和伸长率均得到了提高。拉伸断口SEM形貌分析表明，合金断裂方式由准解理断裂向韧性断裂发生转变。     

Zn、Mg、Cu对铸造Al-Zn-Mg-Cu合金强度和热裂性能的影响

采用正交试验,研究了Zn、Mg、Cu3种元素对铸造Al-Zn-Mg-Cu合金力学性能和热裂倾向的影响。结果表明,3种元素对合金的抗拉强度和热裂倾向影响不同。对抗拉强度影响次序为:Zn>Mg>Cu;对热裂的影响次序为Cu=Mg>Zn。在试验范围内,随着Zn含量增加,抗拉强度和热裂倾向增大;随着Cu含量增大,抗拉强度和热裂倾向减少;随着Mg含量增加,抗拉强度先增大后减小,热裂倾向先减小后增大。低熔点晶间共晶组织对抗拉强度和热裂有重要的影响,随着共晶组织数量的增加,强度下降,热裂倾向先减小后增大。     

电磁搅拌对半固态Al-Zn-Mg-Cu合金组织影响及工艺

采用新型多层电磁搅拌法对半固态Al-Zn-Mg-Cu合金进行试验,研究了搅拌方式、浇注温度、搅拌速率和搅拌时间对合金性能的影响及机理。结果表明,使用多层反向搅拌法最佳,优化工艺参数：浇注温度为640℃、搅拌速率为3 000 r/min、搅拌时间为30 s,该条件下能够获得具有良好晶粒尺寸和形貌的半固态浆料组织。采用多层反向电磁搅拌可增强合金熔体的流动性,提高温度场和溶质场的均匀性,使合金熔体的紊乱程度更高,改善初生相的尺寸和形貌。     

钇对TC4合金铸造组织与力学性能的影响

研究了Y含量对TC4合金铸造组织及力学性能的影响。结果表明,TC4合金中添加微量Y元素后大幅细化了TC4合金的晶粒,提高了合金的力学性能。在含Y元素的TC4合金基体中发现了Y2O3·2Ti O2析出物,Y元素在固液前沿的富集是Y2O3·2Ti O2析出及TC4合金组织细化的主要原因。当TC4合金中的Y元素含量为0.1%时,合金的细化效果最为明显,并获得了最佳的强度与塑性匹配。当合金中Y元素含量大于0.1%时,晶粒尺寸不再减小,合金的力学性能急剧降低。     

超声熔体处理对Al-Zn-Mg-Cu合金显微组织和性能的影响

通过在7055铝合金熔体浇注前作超声处理，研究了超声作用对其显微组织和力学性能的影响。试验结果表明，对7055铝合金熔体作超声处理，超声波在熔体中产生空化作用，活化了熔体中的微小杂质粒子，使其成为结晶核心，从而促进了形核，使晶粒细化，组织均匀，提高了材料的抗拉强度，并使材料的塑性也得到大幅度提高。     

低频电磁铸造Al-Zn-Mg-Cu合金微观组织与性能

采用拉伸性能及电导率测试、透射电镜观察、低应变拉伸试验等手段 ,研究了不同时效工艺对低频电磁铸造Al Zn Mg Cu合金组织和性能的影响。发现合金的T6态峰值时效制度为 12 0℃× 4 8h ,T6处理可使合金强度达到峰值 ,但抗应力腐蚀性能差 ;T73处理后合金强度下降了 5 %～ 6 % ,抗应力腐蚀性能大幅度提高 ;而RRA时效 (回归再时效 )处理基本保持了T6态的强度 ,且抗应力腐蚀性能接近T73态。微观组织分析表明 ,不同时效制度下合金性能的差异主要是由晶内和晶界析出相的大小、形貌及其分布状态决定的。T73和RRA时效处理改善了合金晶界特性 ,有助于阻止氢脆、减缓晶界阳极溶解速度 ,提高合金的抗应力腐蚀能力     

挤压铸造Al-Cu-Mn和Al-Zn-Mg-Cu合金耐腐蚀性能研究

采用酸性盐雾试验,对Al-4.5Cu-0.8Mn和Al-7.3Zn-2.9Mg-1.9Cu 2种挤压铸造合金的耐腐蚀性能进行了对比研究.结果表明,在盐雾腐蚀过程中,随着腐蚀时间的延长和压力的增大,两种合金的耐腐蚀性能都出现了一定程度的下降.前者的腐蚀是由分布于枝晶间和晶界处的T(Al12CuMn2)和θ(Al2Cu)相溶解引起的,后者的腐蚀是由合金中η相的优先溶解,以及沿晶界分布的S相边沿的(Al)基体溶解所致;前者的耐腐蚀性能明显优于后者.     

7050铝合金超声半连续铸造试验研究

在7050铝合金半连续铸造过程中引入超声场,试验发现,施加超声后铸锭质量明显提高,晶粒得到细化并向等轴晶发展,气孔减少,抗拉强度增加,裂纹得到抑制。通过分析试验结果发现,超声有改善7050铝合金铸锭质量的作用,这对于7050铝合金大铸锭的工业生产具有一定的理论指导意义。     

时效对喷射沉积Al-Zn-Mg-Cu合金组织和性能的影响

通过拉伸实验、三点弯曲法断裂韧性测定,借助光学显微镜、扫描电镜、透射电镜观察和X射线衍射分析等手段研究了时效对喷射沉积Al-9Zn-3Mg-2.5Cu.0.8Ni-0.8Zr合金的力学性能和组织的影响.结果表明,该合金经135℃×24 h时效能达到峰值强度(782 MPa),但韧性和延性较差;在175℃保温3h,韧性和延性有所提高,但强度大幅度降低;在135℃做第三级时效,能使强度回升至与峰值时效相当,达到770MPa,延性和韧性仍保持较高水平.     

半固态挤压铸造镁合金坯料组织与性能研究

采用双螺杆机械搅拌法制备半固态镁合金浆料，研究了半固态挤压铸造成形坯料不同部位的组织与性能。结果表明，坯料组织中初生α相呈现不规则的多边形或蔷薇状结构，其晶粒平均直径为45～65／μm。坯料边缘和中心部位的组织结构明显不同，边缘处的组织更细小。半固态挤压铸造成形工艺在提高铸件致密度的同时，也提高了铸件的硬度，与液态挤压铸造成形试样相比，其密度提高了0．33％，硬度提高了7．91％。     

冷却速度对离心铸造AZ91镁合金组织和性能的影响

研究了不同冷却速度对离心铸造AZ91镁合金凝固组织演变和力学性能的影响。结果表明:离心铸造AZ91镁合金在保温冷却条件下,细化晶粒的同时,只析出少量的β(Mg_(12)Al_(17))相,倾向于定向凝固,第二相分布均匀,其第二相由一次β相和少量晶内二次β相组成;无保温冷却条件下,晶粒细化程度更大,其β相的析出量明显增多,倾向于体积凝固,主要由二次β相组成。且随着冷速增大,一次β相由两相分离的短棒状完全离异共晶组织,向粗大连续"蜂窝"状的部分离异共晶转变。在同一离心压力下,随着冷却速度的提高,抗压强度提升,最大塑性下降。     

熔模精密铸造新型Mg-Zn-Al合金的显微组织及力学性能

采用熔模精密铸造法制备了Mg-9wt%Zn-3wt%Al(简写为ZA93,下同)合金.利用扫描电镜,X-射线衍射(XRD),冷却曲线热分析技术(CA-CCA)研究了ZA93合金的显微组织和凝同路径.同时,研究了熔模铸造ZA93合金在铸态、T4(固溶处理)和T6(固溶+时效处理)状态下的显微组织和力学性能.结果表明,ZA93合金在凝固过程中依次析出α-Mg相、准晶I相和共晶ε-MgZn相,对应温度分别为602、342和332℃;T6处理后,在合金晶内和晶界处析出细小强化相,提高了合金强度.     

不同超声功率下半连续铸造7050铝合金凝固组织的实验与模拟研究

运用实验和计算机模拟的方法,研究了不同超声功率作用下半连续铸造7050铝合金凝固组织的变化规律。结果表明,超声功率越大,合金的晶粒细化效果越显著;计算机模拟得到的合金铸锭晶粒尺寸与试验结果基本一致。     

半连续铸造Al／AlSi梯度合金的热稳定性

采用双流浇注半连续铸造方法制备Ａ１／ＡＩＳｉ梯度合金。研究了合金高温退火处理后的组织和性能变化。结果说明：合金高温退火后的洛氏硬度比铸态时显著降低且沿试样横截面的梯度分布趋于平缓，但５００℃ｘ２４ｈ后，再延长退火时间，硬度值基本保持不变；高温退火处理后，Ａ１／ＡＩＳｉ梯度合金仍能保持宏观上硅浓度的梯度分布，与铸态时无明显的差别。