AZ91镁合金中变形孪晶与析出相交互作用结构的电子显微学研究

本文综合利用透射电子显微镜(transmission electron microscopy, TEM)及高分辨透射电子显微镜(high resolution transmission electron microscope, HRTEM)电子显微表征技术,对冲击变形时效AZ91镁合金中变形孪晶与β-Mg₁₇Al₁₂析出相交互作用引发的变形结构进行了观察和表征。结果表明：(1) β析出相阻碍■孪晶生长使其界面形成台阶结构导致孪晶板条呈现粗细不均的形貌,更严重的交互作用可导致孪晶界发生大角度弯折,同时诱发基体中扭折带的形成以协调孪晶变形;■孪晶与β析出相的交互作用会产生局域应力集中,导致连锁诱发■孪晶形核,表明孪晶与析出相的交互作用可以促进孪晶形核。     

SiCp/A390复合材料中析出相的形貌及界面结构演变

采用快速凝固的A390铝合金粉体和SiC颗粒,通过粉末冶金法+热挤压工艺制备了SiCp/A390复合材料,并对复合材料进行了T6处理,利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)及高分辨透射电镜(HRTEM)对复合材料时效过程中第二相的析出形貌及界面结构进行了表征,测定了复合材料的力学性能,探讨了析出相的演变规律、析出相与基体的界面结构及其对力学性能的影响.结果表明:SiCp/A390复合材料经固溶+时效处理后,合金元素从基体中析出形成GP区,然后转变为颗粒状的δ″相.随着时效时间的延长,这些颗粒状δ″相继续长大成δ′相和δ相;同时,时效析出相与基体之间界面结构随时效时间的延长发生着转变,其转变规律为:完全共格界面GP区→共格界面的δ″相→半共格界面δ′相→非共格界面δ相;SiCp/A390复合材料的抗拉强度随着时效时间延长先增加后降低,在时效6h时,复合材料的力学性能达到最大值.     

激光冲击强化和时效处理对AZ80镁合金形变孪晶及析出相的影响

采用固溶+激光冲击强化(LSP)+时效方法,研究了AZ80镁合金轧板和铸态组织参数(形变孪晶和析出相)和残余应力演变,以及时效处理对其影响。结果表明,固溶+LSP处理后轧板强化层内形成高密度孪晶的形变带,铸态合金高密度形变孪晶产生于晶界附近,均产生于应力集中和高能区域,产生一次或多次孪晶,呈平行或交叉孪晶。时效后连续析出大量的颗粒状β相,其优先于形变带内、孪晶界面或片状孪晶内析出,与晶粒尺寸相关。时效后轧板和铸态冲击表面残余压应力分别为由-100.8 MPa和-68.9 MPa转变为-67.8 MPa和-35.9 MPa,即应力松弛为32.7%和48.7%。LSP次表层硬化效果明显,其时效强化效果较弱。残余压应力及其热稳定性是影响高密度形变孪晶的形成主要因素之一。     

热处理工艺对激光增材制造铝锂合金组织及力学性能的影响

采用激光增材制造技术制备了铝锂合金板材,分析了铝锂合金在热处理过程中析出相的演变及力学性能的变化。结果表明,沉积态铝锂合金主要由α(Al)基体和TB(Al7Cu4Li)相组成,晶界处存在少量富铜相;退火后,TB相更加均匀密集地分布在晶粒内部,富铜相基本溶解,晶界处存在少量Al-Cu-Fe杂质相;固溶淬火后,TB相固溶到基体中,晶内存在少量δ′(Al3Li)相;时效后,主要弥散析出θ′(Al2Cu)和σ(Al5Cu6Mg2)相。热处理后铝锂合金的显微硬度、抗拉强度比沉积态的分别提高了47.6%和87.7%。     

激光增材制造GH4099合金热处理后的显微组织及拉伸性能

主要研究了激光增材制造GH4099合金在不同热处理状态下的显微组织与室温拉伸性能。研究结果表明:沉积态试样的显微组织主要由外延生长的柱状晶组成,沉积态试样经过1120℃的固溶处理后发生了明显的再结晶,柱状晶内部的枝晶形貌消失,转变为细小的等轴晶组织,而且在等轴晶内部存在许多孪晶界;与固溶态试样相比,时效处理后的组织没有明显差异,显微组织仍然由细小的等轴晶组成,晶粒没有长大,γ基体上有明显的γ′相弥散析出;对比3种状态下的室温拉伸性能可以发现,固溶态试样的强度最低,塑性最高,而固溶-时效态试样的室温力学性能最好,呈现出较高的强度和塑性。这主要是因为高温固溶过程中发生了完全再结晶,试样内部的位错密度有所降低,而且没有γ′相的析出强化,而在时效过程中,γ′相充分析出阻碍了位错运动。     

激光增材制造铝锂合金的热处理组织及T_B相析出

采用激光增材制造技术制备了铝锂合金,分析了沉积态铝锂合金的显微组织,优化得到了沉积态铝锂合金的双级均匀化退火和固溶热处理工艺参数,并探讨了TB相的时效析出行为。结果表明,经过双级均匀化退火及固溶热处理后,铝锂合金晶界和晶内析出的低熔点富铜相数量减少,铝锂合金的成分均匀性得到提高。当时效温度为400℃时,铝锂合金中析出的TB相数量达到最大;随着时效温度的继续升高,TB相数量逐渐减少。铝锂合金的显微硬度随着TB相含量的增加先减小后增大。     

ZnSe复合孪晶纳米带的TEM表征

通过热蒸发的方法在镀金的硅衬底上得到了硒化锌(ZnSe)复合孪晶纳米带.利用透射电镜选区电子衍射(SAED)方法并结合明场像确定了ZnSe复合孪晶纳米带的结构及生长方向,发现ZnSe复合孪晶纳米带由取向互为{113}镜面孪晶的两个纳米子带组成,单个纳米子带又由纳米量级的<111>旋转孪晶片层构成.采用会聚束电子衍射(CBED)技术确定了ZnSe复合孪晶纳米带沿<111>方向的极性.根据CBED结果并结合实验过程的设定,对ZnSe复合孪晶纳米带的形成机制进行了讨论.     

固溶处理后镁铝合金时效峰值硬度时微观结构的电子显微分析

用显微维氏硬度计、金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)研究分析了Mg-10.33wt.%Al-1.26wt.%Zn合金固溶后的时效硬化规律。实验结果表明AZ91(Mg-9wt.%Al-1wt.%Zn-0.2wt.%Mn)合金添加少量的Al后固溶强化和时效强化效果均有显著提高。实验的时效硬度曲线表明:固溶处理后的Mg-10.33wt.%Al-1.26wt.%Zn合金在473K时效10 h获得最佳时效强化效果。经过分析,进一步证实Mg-10.33wt.%Al-1.26wt.%Zn合金固溶后时效过程中单位体积内的连续析出相γ-Mg17Al12相颗粒的数目(Nv)越大,样品的显微硬度值越高。     

1250℃烧结Fe-28 Al-5 Cr（at．％）合金结构的透射电子显微学表征

利用透射电子显微镜（TEM）研究了一种在1250℃下热压烧结的Fe?28Al?5Cr （at．％）合金的显微结构。研究结果表明：基体由DO3型有序相Fe3 Al组成,Cr以固溶方式存在于基体中。α?Al2 O3主要沿Fe3 Al晶界析出,晶内也有少量分布。这些α?Al2 O3析出相颗粒表面通常会形成尖晶石结构的FeAl2 O4包裹层。同时发现基体三叉晶界处有孔洞的形成,且孔洞中松散填充着α?Al2 O3颗粒。在Fe3 Al晶内存在着a／2＜110＞刃型全位错。     

Al-Mg-Si-Cu合金中晶界和晶内析出相粗化规律的研究

采用显微硬度测试仪、扫描电镜和透射电镜观察及能谱分析,研究了Al-0.5Mg-1.0Si-0.8Cu(wt.%)合金的晶界析出规律和晶内析出相的粗化机制。结果表明:180℃时效处理的Al-0.5Mg-1.0Si-0.8Cu(wt.%)合金晶界处存在富Si相和Q相两类不连续分布的析出相,它们的尺寸分别约为1 mm和几十纳米;时效0.5 h时晶界处有少量富Si相,时效5 h时晶界富Si相明显增多,时效36 h时富Si相开始粗化且间距变大,再进一步时效其形貌和分布变化不大;晶界Q相与相邻晶粒铝基体的界面取向关系是:[510]Al//[1120]Q;时效36 h晶内开始出现粗化析出相,且随时效继续进行合金晶内析出大量粗化相,存在明显的晶界无析出带现象。晶内粗化析出相主要含有Si元素,呈片状、球状和棒状3种形貌。其中,棒状Si析出相是沿〈001〉Al方向生长的,且〈112〉Si//〈001〉Al,{111}Si//{010}Al。