预回复退火对7085铝合金挤压材组织和性能的影响

通过光学显微镜(OM)观察、拉伸试验、XRD及EBSD检测分析,研究了预回复退火对7085铝合金微观组织性能的影响,并对其强化机理进行了初步研究。结果表明,预回复退火处理可有效细化7085型铝合金挤压材晶粒尺寸,抑制再结晶,提高拉伸力学性能;强度提高归因于低角度晶界及位错强化。     

固溶-大变形-时效下7085铝合金的强化机理

以固溶—时效和固溶—大变形(压缩、ECAP)—时效加工的7085铝合金为实验对象,分别采用拉伸试验机、X射线衍射仪(XRD)和晶体微区取向分析技术(EBSD)对7085铝合金的拉伸性能、内部的位错密度、单元边界(小角度晶界)和晶粒边界(大角度晶界)进行研究,结合拉伸试验测得的屈服强度,定量计算强化项对不同状态下铝合金的强化贡献。结果表明,相比常规固溶—时效工艺,固溶—大变形—时效工艺加工的7085铝合金的拉伸强度从381.2MPa分别提升到475.6和543.3 MPa;位错强化显著提高,从零分别提高到107.4和180.6 MPa;小角度强化显著提高,从10.4 MPa分别提高到89.1和116.4 MPa。7085铝合金强度提高来源于材料内部的位错和小角度晶界;固溶后的大变形加速了时效,降低了时效沉淀强化。并且发现强烈塑性变形加工(ECAP)的强化效果高于传统塑性变形加工(压缩变形)的效果。     

2099铝锂合金挤压材料组织与抗腐蚀性能的各向异性研究

通过金相观察以及晶间腐蚀和剥落腐蚀实验等手段研究了2099铝锂合金挤压材料的组织、抗晶间腐蚀与抗剥落腐蚀性能的各向异性。结果表明:在2099铝锂合金挤压材料中与挤压方向垂直的面上,粗大不(难)溶第二相分布离散,晶粒组织方向性较低,晶间腐蚀深度大、密度低,剥落腐蚀坑离散分布;而在与挤压方向平行的面上,粗大不(难)溶第二相沿挤压方向排列,晶粒沿挤压方向呈带状分布,并在局部区域发生再结晶,晶间腐蚀深度浅、密度高,剥落腐蚀坑密度高。粗大不(难)溶第二相和晶粒分布的各向异性与其抗晶间和剥落腐蚀性能的各向异性是一致的。     

热挤压Mg-6Zn-xCu-0.6Zr(x=0,0.5,1.0,1.5)合金的显微组织及力学性能

对Mg-6Zn-x Cu-0.6Zr(x=0,0.5,1.0,1.5)合金进行了熔炼并浇注在金属模中,然后进行了挤压成形试验。结果表明:铸态合金随着Cu含量的增加晶粒逐渐细化,第二相含量增多,其组织由α-Mg、MgZn_2及Mg Zn Cu相组成。合金经挤压后力学性能明显提高,其中挤压ZK60合金的动态再结晶较弱,晶粒细化程度较小。铸态合金组织中的第二相在挤压过程中被打碎,并沿着挤压方向分布。挤压态合金晶粒细化程度明显,其平均晶粒尺寸可达到10~13μm。Mg Zn Cu相呈短棒状分布在晶界,而Mg Zn2相呈细小的颗粒状分布在基体上。挤压态合金力学性能改善的原因可归结为细晶强化、第二相弥散强化及固溶强化综合作用的结果。其中挤压态Mg-6Zn-1.0Cu-0.6Zr力学性能最优,其抗拉强度、屈服强度及伸长率分别达到320.22 MPa,240 MPa和11.48%。     

径向加载变形工艺对锻件带状组织产生内裂纹的影响

由于钢球锻件原材料存在3~4级的带状组织,导致在实际生产中,钢球成品在沿原材料带状组织分布方向出现内部孔洞、裂纹,严重影响钢球使用寿命和球磨机的质量。在不改变原材料情况下,对存在带状组织缺陷的原始棒料进行研究,使其主变形方向由最初的沿棒料轴向变形改为沿着棒料径向变形,使棒料的主变形方向与带状组织分布方向垂直。模拟实验表明,在锻造变形的过程中,沿着棒料径向变形可以避免因带状组织产生的裂纹,有效防止微裂纹产生和在之后热处理工艺中的进一步扩大;并且使锻造比由之前1.3增大到3.2。实验结果表明,通过该方法得到了晶粒更为细小、性能更好的钢球锻件。     

强化固溶处理对含Sr 7085铝合金微观组织与力学性能的影响

采用电子背散射衍射检验、硬度与电导率测试、拉伸试验、扫描电镜观察,研究强化固溶处理(470℃×2 h+480℃×2 h+490℃×2 h)对经T7652(2%~3%预压缩+121℃×5 h+153℃×16 h)处理的7085铝合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:与经常规固溶(470℃×2 h)+T7652处理的7085铝合金相比,经强化固溶+T7652处理的合金平均晶粒尺寸由28.28188μm长大至31.18777μm,硬度由197.93 HV提高到200.18 HV,电导率基本不变,屈服强度从474.8 MPa提升至482 MPa,抗拉强度从537 MPa提升至542.3 MPa,伸长率则由12.575%下降到11.5%,断口裂纹多为沿晶扩展。     

CuCr1合金接触线的时效工艺及组织性能

采用固溶-连续挤压-时效-轧制-拉拔工艺和固溶-连续挤压-轧制-时效-拉拔工艺生产了CuCr1合金接触线,测试和分析了不同状态CuCr1合金的组织和性能。结果表明:连续挤压态CuCr1合金时效处理后的性能优于轧制时效态;连续挤压态CuCr1合金组织为条带状变形组织,有少量的回复组织;轧制态CuCr1合金组织为变形的晶粒和沿带状晶界分布的Cr相;时效态CuCr1合金组织主要为再结晶组织。固溶-连续挤压-时效-轧制-拉拔工艺生产的接触线抗拉强度达到489 MPa,导电率达到79.47%IACS,其性能优于固溶-连续挤压-轧制-时效-拉拔工艺生产的接触线。     

高能缺陷和第二相对新型超高强铝合金腐蚀行为的影响

采用等径角挤压(ECAP)和固溶时效处理获得超高强铝合金,并采用透射电子显微镜、扫描电镜以及电化学工作站等测试手段对其微观结构演变以及电化学腐蚀行为进行研究。结果表明:等径角挤压变形后晶粒细化至亚微米(9.68→1μm),大变形诱导的溶质原子偏析和不连续脱溶效应造成第二相长大(53→416 nm)和晶界偏聚;大塑性变形材料经固溶时效处理后,部分第二相的晶界偏析现象减弱,呈细小颗粒状弥散分布于铝基体中。细晶组织和高能缺陷有利于形成附着力良好且致密稳定的氧化膜,晶界偏析的减弱和弥散细小的第二相抑制了点蚀对晶间腐蚀的促进作用,最终显著优化超高强铝合金的耐腐蚀性能。     

Zr-Sn-Nb-Fe锆合金板材轧制及热处理过程中的晶粒组织演变

采用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)分析研究了Zr-Sn-Nb-Fe锆合金板材在热轧及退火→中间冷轧及退火→成品轧制及退火的全工艺流程中晶粒组织的演变规律。结果表明,热轧后合金组织沿轧制方向呈带状分布,晶粒粗大并破碎变形;中间冷轧和成品轧制后合金为沿轧制方向带状分布的细小形变组织,合金组织明显细化;中间退火和成品退火后合金中晶粒再结晶程度较热轧退火时明显提高,晶粒取向差逐渐向正态分布变化,晶粒组织也逐渐均匀化和细化,最终获得细小、均匀分布的完全再结晶晶粒组织,晶粒度12级。     

大尺寸ZK60镁合金挤压型材的组织与力学性能

在挤压温度400℃、挤压速度5 mm/s、挤压比25的条件下成形了外接圆准179 mm的ZK60镁合金工字型材。运用XRD衍射、光学显微镜、扫描电镜及室温拉伸等检测手段对它的组织和力学性能进行了研究。结果表明,挤压态ZK60镁合金主要存在α-Mg、MgZn2相和少量Mg2Zn11、Zn2Zr3相。合金晶粒受挤压作用而破碎,发生不完全动态再结晶,晶粒得到明显细化,并沿挤压方向呈流线分布。细小的第二相颗粒弥散分布于α-Mg基体。室温拉伸实验说明挤压态ZK60镁合金存在明显的各向异性,挤压方向试样抗拉强度最高(325 MPa),与挤压方向成45°的试样伸长率最高(23%)。     

铝合金微通道扁管EBSD晶粒度和织构分析

采用电子背散射衍射(EBSD)技术,研究经高温大挤压比成形的AA3003铝合金微通道扁管横纵截面的晶粒分布、晶粒度统计和择优取向。结果表明,铝合金扁管的横截面和纵截面晶粒均呈等轴状,椭圆的长短轴比均约1.7左右。横截面平均晶粒尺寸约34.4μm,纵截面的平均晶粒尺寸约41.2μm。扁管沿挤压方向未观察到挤压变形带和焊合线。此外,铝合金微通道扁管织构为弱立方织构(100)[001]混合沿着挤压方向强高斯织构(110)[001]。并且经过高温严重塑性变形铝合金的微通道扁管的组织为再结晶组织,晶粒呈椭球状,顺着挤压方向略有拉伸,并生成典型铝合金再结晶织构。     

热挤压、固溶及时效对Al-Cu-Mn铝合金微观金相组织的影响

将Al-Cu-Mn铝合金热挤压加工成棒材,然后对其进行固溶淬火处理以及在175℃下进行不同时间的时效处理,研究了热挤压、固溶淬火以及时效等对该合金微观组织的影响.结果表明:热挤压后,没有铸态下的大晶粒存在,且晶界也不明显,脆硬相被挤碎,在T相附近有再结晶晶粒出现,这些微观结构均沿挤压变形方向排列;固溶淬火后,T相弥散析出,挤压变形后的微观金相组织仍然存在,未固溶脆硬相的数量和尺寸均有所减小,但再结晶晶粒尺寸增大,同时出现了一些新的尺寸细小的再结晶晶粒;时效处理对微观金相组织的影响不大.     

2099铝锂合金挤压材的组织与力学性能

采用金相显微镜、扫描电镜、常温拉伸及断裂韧性测试等实验方法研究2099铝锂合金挤压材的组织和力学性能。结果表明:合金在T83时效处理中采用(121℃,14 h)一级时效和(181℃,30~66 h)二级时效时,其屈服强度随二级时效时间的延长而显著提高,二级时效时间为48和66 h时的屈服强度为445和491 MPa,抗拉强度为543和551 MPa,伸长率为5.7%和4.7%,合金弹性模量高达78.75 GPa,实测密度为2 517 kg/m3,具有极高的比强度和比刚度。在双级时效制度为(121℃,14 h)+(181℃,48 h)时,合金断裂韧性KIC值为22.87 MPa m1/2,断裂裂纹沿着细小再结晶组织、粗大不(难)溶第二相等组织缺陷扩展。     

固溶热处理对AA7085铝合金组织与性能的影响

采用拉伸试验、电导率测试、剥落腐蚀试验、金相观察及透射电镜分析等方法,研究了不同固溶热处理工艺(包括常规固溶、高温预析出固溶与部分重固溶)对AA7085铝合金的强度、剥落腐蚀性能及显微组织的影响。结果表明,采用部分重固溶工艺并时效处理后,合金的抗拉强度降低,但电导率与抗剥落腐蚀性能明显得到提高。其原因是通过部分重固溶处理并时效处理后,合金中的晶界析出细小且非连续分布的η析出相,从而提高了AA7085铝合金的抗腐蚀性能。     

预回复对7085铝合金各向组织与性能的影响

通过对比分析热压缩-预回复-固溶(CPS)-时效工艺和热压缩-固溶(CS)-时效工艺,探究了预回复对7085铝合金不同方向的微观组织与性能的影响。结果表明:预回复处理不仅改善了晶粒等轴性,抑制再结晶,保留了合金位错密度,细化了晶粒尺寸(Y方向平均晶粒尺寸从18. 02μm降为10. 65μm),并且提高了合金中小角度晶界的比例。提高了7085铝合金的抗剥落腐蚀性能和抗晶间腐蚀性能,Y方向晶间腐蚀深度仅为19. 65μm。此外,合金的抗拉强度和屈服强度提高,塑性有所降低。合金抗腐蚀性能和力学性能存在各向异性。     

2219-T8铝合金单面两层焊接头横向拉伸断裂行为（英文）

采用单面两层钨极氩弧焊工艺焊接2219-T8铝合金。接头横向拉伸时断裂发生在部分熔化区(PMZ)。针对PMZ组织对接头拉伸断裂行为的影响进行系统研究。PMZ中靠近熔合线的位置晶界共晶较连续,随着距离熔合线距离的增加,晶界共晶的连续程度逐渐降低。断口形貌和接头显微硬度分布表明PMZ是一种梯度材料。其梯度变化的力学性能对接头的断裂行为有重要影响。研究发现,裂纹在靠近正面焊趾的PMZ启裂,启裂后沿远离熔合线的方向扩展,当裂纹尖端扩展到塑性较好的PMZ时,裂纹尖端钝化,随后接头余下部分以剪切形式发生断裂。     

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%。     

7085铝合金双面搅拌摩擦焊缝沿板厚方向组织演变规律（英文）

利用电子背散射衍射技术(EBSD),研究7085-T7452铝合金双面搅拌摩擦焊缝组织演变规律。结果表明:相对于7085-T7452铝合金母材,双面搅拌摩擦焊缝的晶粒发生明显细化,焊缝的大角度晶界体积分数在300 r/min的旋转速度时较高(75%以上),随着旋转速度升高到950 r/min而降低。热-机影响区被拉长晶粒和热影响区部分等轴粗大晶粒的平均尺寸分别是7.3和15.7μm,且大角度晶界体积分数分别为43%和30%。与母材相比,双面搅拌摩擦焊缝焊核区(100)、(110)和(111)极图的强度降低,且沿板厚方向存在较大的差异。     

时效对挤压态喷射成形7055铝合金组织与性能的影响

采用拉伸实验、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)等研究了3种不同时效工艺对挤压态喷射成形7055铝合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:铝合金的晶粒细小,组织均具有方向性;Cu元素在晶界和第二相中的含量都比晶内的高;但经T6峰值时效处理后,合金出现部分沿晶脆性断裂区域,其抗拉强度达到705 MPa,断裂伸长率达到11.5%;经T76过时效处理后,合金沿晶脆性断裂区域减小,合金的抗拉强度达到659 MPa,伸长率为10.9%;经T74过时效处理后,韧性进一步改善,其抗拉强度为640 MPa,伸长率为15.3%。     

时效预处理态Al-Zn-Mg-Cu合金热变形及其后热处理过程中晶粒组织的演变

以435℃/2 h+200℃/12 h固溶时效预处理的新型Al-Zn-Mg-Cu高强铝合金为研究对象,在温度350~400℃,应变速率0.01~1 s-1和变形量60%~80%条件下进行热压缩变形,再经350℃/0.5 h+470℃/2 h退火和固溶处理。采用光学(OM)、电子显微镜(EBSD、TEM)组织观察和测试方法,研究了时效预处理析出相粒子对热压缩变形及随后退火和固溶处理过程中晶粒组织的演变机理和规律。结果表明:(1)在400℃、0.05 s-1、60%条件下,ln Z值为24.33,发生了连续动态再结晶,获得了细小均匀的再结晶晶粒组织;经退火和固溶处理后,晶粒趋于等轴状,尺寸稍有增加,最终获得细小均匀的晶粒组织。(2)在380℃、0.1 s-1、60%条件下,ln Z值增加到25左右,晶粒沿变形方向拉长,晶界断续分布着细小的再结晶晶粒;经退火和固溶处理后,晶粒长大不明显,在变形拉长的晶粒内部均匀分布着尺寸较小的回复亚晶粒。(3)当应变速率较快或变形温度较低,ln Z值增加到约26,且变形量较大时,动态再结晶不明显,晶粒沿变形方向剧烈拉长;经退火和固溶处理处理后,晶粒长大明显,最终获得粗大的晶粒组织。