热挤+冷轧Al-0.2Sc-0.04(Zr,Yb)合金的力学性能和导电性

研究了不同含量Yb部分替换Zr对热挤+冷轧态Al-0.2Sc-0.04(Zr,Yb)合金力学性能和导电性的影响。发现只有Yb含量为0.01%和0.02%的Al-0.2Sc-0.04(Zr,Yb)合金具有明显的时效强化峰,最佳时效温度在330℃左右。Yb含量为0.01%和0.02%的合金的屈服强度分别为188.1和177.5MPa,抗拉强度分别为212.9和207.3MPa。过量Yb替换Zr反而导致力学性能降低。冷轧能进一步提高合金导电性。综合结果表明,Yb含量为0.02%的Al-0.2Sc-0.04(Zr,Yb)合金兼具优良的力学性能和良好的导电性能。     

加工工艺对Cu-Cr-Zr合金热变形行为的影响

在Gleeble-3500热模拟试验机上,对Cu-Cr-Zr合金进行了热模拟试验,研究了其真应力-应变曲线的变化规律。结果表明,合金的流变应力及峰值应力均随变形温度的升高和应变速率的降低而减小,说明该合金属于正应变速率敏感材料。在变形初始阶段,冷轧时效态合金的流变应力及应力增加速率大于时效态合金的。随着应变增大,时效态合金的流变应力大于冷轧时效态合金的。采用双曲正弦函数描述Cu-Cr-Zr合金的,求得其热变形激活能并建立该合金时效态和冷轧时效态的流变应力本构方程。     

热轧生产工艺对C70250合金力学性能和导电性能的影响

在模拟工业化生产条件下研究C70250合金的热轧、固溶及时效处理工艺,对比C70250合金板坯的热轧、热轧+时效、热轧+冷轧+时效后合金的力学性能与导电性能,同时研究空冷与水冷对材料力学性能的影响.结果表明:时效析出为C70250合金的主要强化手段,时效前的塑性加工能使合金强度提高4%～5%.XRD分析表明:C70250合金铸锭经热轧开坯,在575～725 ℃之间保温1 h,析出相以Ni_2Si为主;合金开轧与终轧温度应控制在(900±50)～725 ℃之间,热轧板冷却速度不小于2.5 ℃/s;固溶处理制度为(900±50) ℃、1～3 h;时效工艺为400～ 450 ℃、4～6 h,该工艺制备的C70250合金抗拉强度不小于644 MPa,电导率IACS为40%,伸长率为8%.     

时效工艺对纳米结构2297铝锂合金力学性能与微观组织的影响

采用535 ℃×2 h固溶制度,将热锻态2297铝锂合金固溶水淬后冷轧,冷轧压下量为95%,然后将轧制样品在不同温度(120~190 ℃)和时间(0~80 h)范围内进行时效处理。采用拉伸、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等测试方法,分析时效温度和时间对铝锂合金组织与性能的影响。结果表明:时效前的大塑性变形能获得纳米结构组织,能促进T₁相均匀细小地析出,缩短合金达到峰时效的时间,最终成功制备了高强高塑性铝锂合金。在120~140 ℃温区内时效时,时效温度越高,达到峰时效的时间越短、强度越高。140 ℃达到峰时效时间缩短为40 h,此时合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为525 MPa、478 MPa和7.7%,主要强化相为细小的T₁相。在170~190 ℃温区内时效时,时效温度越高,达到峰时效的时间越短,但抗拉强度与屈服强度迅速下降。170 ℃时效8 h达到峰时效状态,此时合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别是503 MPa、462 MPa和5.0%,主要强化相仍为T₁相,但已经明显粗化。     

预应变和预时效对Al-Mg-Si合金烘烤硬化性能的影响

采用硬度和单轴拉伸测试,结合差示扫描量热法(DSC),分析预时效、预应变和预应变后预时效3种预处理工艺对Al-Mg-Si合金自然时效的抑制及烘烤硬化性能的影响。结果表明:预时效能有效抑制合金的自然时效,提高烘烤硬化效果(BHR),但预时效时间为10 min时,烘烤前强度较高,并且烘烤后塑性降低;预时效前加入预应变不仅能进一步抑制合金的自然时效,且在烘烤强度明显增加的同时保持合金伸长率较高,其中合金经5%预应变及5 min预时效的烘烤硬化性能最好。预处理后合金的DSC曲线中原子团簇的溶解峰消失,且β″相析出峰提前,说明预处理可抑制合金在自然时效过程中原子团簇的形成,加速烘烤过程中β″强化相的析出从而抑制自然时效,增加烘烤效果。     

应变时效对(B+M/A)X80大变形管线钢的组织和性能影响

通过在线配分HOP(heating on-line partitioning)技术,使X80管线钢获取了(B+M/A)复相组织和大变形性能。采用力学性能测试、显微组织分析方法研究了预变量和不同温度时效温度条件下(B+M/A)X80管线钢的应变脆化规律,分析了显微组织对其脆化的影响。结果表明,(B+M/A)X80管线钢存在着应变时效现象,随着应变时效温度的升高,试验钢的强度和硬度呈现增加的变化趋势,试样的断后伸长率和均匀伸长率较低。随着时效温度升高,(B+M/A)X80管线钢的屈强比R_(t0.5)/R_m、形变强化指数n逐渐降低,导致材料大变形能力下降。应变时效脆化的机制是固溶于α-Fe中的C、N原子与位错的交互作用。与普通管线钢相比,(B+M/A)X80经HOP处理后位错恢复和碳、氮化合物沉淀析出有利于改善应变时效性。     

时效前冷变形对Al-15Zn-0.5Mg-0.5Sc合金组织及力学性能的影响

对热轧态Al-15Zn-0.5Mg-0.5Sc合金进行固溶+时效和固溶+冷轧+时效处理,利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和万能力学试验机等研究了各状态合金的微观组织及力学性能。结果表明,冷轧可使饱和Al-Zn固溶体分解,并动态析出Zn相,同时冷轧还促使合金晶粒细化以及位错增殖。人工时效可使合金内析出高密度η′相,而冷轧所导致的高密度位错促进了析出过程并加速了η′相向η相的转变。时效前冷轧可明显优化Al-15Zn-0.5Mg-0.5Sc合金的力学性能,Al-15Zn-0.5Mg-0.5Sc合金经固溶+冷轧+70 ℃人工时效后,其屈服强度和极限抗拉强度分别为413和462 MPa,其强化机理包括细晶强化、位错强化和析出强化。而120 ℃时效会加速位错湮灭,从而削弱位错强化效果。     

Al-Cu-Mg-Ag耐热铝合金的热稳定性

采用力学拉伸性能测试和透射电镜微观组织观察,分析欠时效态和峰时效态Al-Cu-Mg-Ag合金的热稳定性,并研究热暴露温度和时间对合金组织与力学性能的影响.结果表明在150℃下,欠时效态合金的稳定性能明显优于峰时效态合金的;峰时效态合金的抗拉强度随着热暴露时间的延长逐渐减小,合金中的强化相Ω相和少量的θ′相逐渐发生粗化;欠时效态合金的抗拉强度随热暴露时间的延长先增大后减小,合金组织中的析出相数量先增多后减少,并发生粗化;热暴露20h后,欠时效态合金的抗拉强度达到峰值524MPa,比峰时效态合金的强度高19MPa;此时,合金组织中的Ω相呈弥散分布,并且出现大量细小的θ′相;欠时效态合金在150℃下热暴露1000h后,其抗拉强度减小为434MPa,仍能达到峰时效态合金的86%;当热暴露温度升高至200℃时,随热暴露时间的延长,欠时效态合金的抗拉强度减小,伸长率增大;热暴露1000h后,其抗拉强度降低到307MPa;在250和300℃下热暴露时,欠时效态合金的抗拉强度随时间的延长急剧减小,组织中的强化相数量明显减少,并逐步演变成粗大的平衡相θ相.     

高强韧Al-Zn-Mg-Cu合金的热加工图及组织演变

采用Gleeble-3180热模拟试验机对均匀化退火态Al-5.87Zn-2.07Mg-2.28Cu合金在不同温度(350~450℃)和不同应变速率(0.01~10s~(-1))下进行热压缩试验。结果表明,在各真应变下合金的能量耗散因子均随温度的升高和应变速率的下降而增大;随着真应变增加,流变失稳区域扩大且合金适宜的热加工参数发生改变;随着变形温度的升高和应变速率的降低,合金的流变应力减小,且其主要软化机制由动态回复向动态再结晶转变;当变形温度达到420℃时,合金在各应变速率下均发生了动态再结晶。     

新型Cu-Zn-Cr合金的形变热处理及对性能的影响

设计了一种新型导电结构材料Cu-Zn-Cr合金。通过金相观察、硬度测量、电导率测量和透射电子显微分析(TEM)以及高分辨分析的方法,研究了形变热处理工艺对Cu-Zn-Cr合金性能的影响以及Cu-Zn-Cr合金的强化机理。结果表明,由均匀化、热轧、固溶、冷轧、时效组成的形变热处理工艺能显著提高合金性能;合金的最佳均匀化温度为900℃,最佳时效温度为400℃,最佳时效时间为1 h;960℃固溶处理2 h能提高时效强化效果。经过固溶处理后冷变形80%,再在400℃时效1 h后合金综合性能最佳,硬度为194 HV2,电导率为42%IACS。时效过程中Cr以纳米级的第二相粒子形式从过饱和固溶体中析出,产生沉淀强化效果,同时净化了基体,提高了电导率。     

冷轧变形对高性能Cu-Ni-Si合金组织性能与析出行为的影响

采用DSC、TEM、导电率和力学性能等测试方法，研究了不同冷轧变形量对Cu-3.0Ni-0.60Si-0.16Zn-0.15Cr-0.03P (质量分数，%)合金组织性能与析出行为的影响，旨在通过工艺调控提升该合金的综合性能。通过对比不同冷轧变形后合金的开始析出温度和再结晶温度以及时效后合金的组织性能，确定了高性能Cu-NiSi系合金的形变-时效工艺参数，明确了冷轧变形量对合金时效析出动力学的影响规律和强化相析出的调控机制；合金经过95%冷轧+450℃、60 min形变热处理后获得了显著优于现有Cu-Ni-Si合金(如C70250)的性能，其抗拉强度为(841±10) MPa，导电率为(52.2±0.3)%IACS。     

形变热处理对Cu-0.65Cr-0.15Mg-0.02Si合金组织与性能的影响

设计并制备了Cu-0.65Cr-0.15Mg-0.02Si合金，研究了形变热处理过程中合金的性能变化规律。同时，采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对Cu-Cr-Mg-Si合金的成分和微观结构进行了表征。结果表明，铸态合金存在明显的非平衡析出相结构，固溶处理可以显著消除此情况；冷轧时效可以显著提高合金的性能；时效温度的提高可以提高合金的导电率，但也降低了合金的最大硬度；合金在450℃时效120 min达到最佳性能，硬度为159.8 HV,导电率为76%IACS。在时效过程中，基体首先析出fcc-Cr相，而后转变为bcc-Cr相。     

快速凝固Al-Li合金超塑性的研究

制备了急冷微晶铝锂合金并对其超塑性进行了研究。热机械处理使快凝铝锂合金获得超塑性。固溶+过时效+温轧+再结晶预处理的铝锂合金最大延伸率为585％,最佳超塑变形条件是:温度540℃,应变速率1.67×10~(-2)s~(-1)。观察分析了预处理中的组织变化和超塑变形中的空洞。超塑断裂主要因为空洞形成、长大、绕晶粒联接所致。     

快速凝固Al-Li合金超塑性的研究SCIEI

制备了急冷微晶铝锂合金并对其超塑性进行了研究。热机械处理使快凝铝锂合金获得超塑性。固溶+过时效+温轧+再结晶预处理的铝锂合金最大延伸率为585％,最佳超塑变形条件是:温度540℃,应变速率1.67×10^(-2)s^(-1)。观察分析了预处理中的组织变化和超塑变形中的空洞。超塑断裂主要因为空洞形成、长大、绕晶粒联接所致。     

自然时效对Al-2.95Cu-1.55Li-0.57Mg-0.18Zr合金160℃人工时效的影响EI北大核心CSCD

针对Al-Cu-Li-Mg合金中自然时效对后续人工时效析出行为的影响机制问题,借助TEM、三维原子探针(3DAP)、三维重构(3DET)及力学性能测试等实验方法,系统研究了自然时效对Al-2.95Cu-1.55Li-0.57Mg-0.18Zr合金在160℃人工时效时微观组织及力学性能的影响。结果表明,自然时效形成的富Mg或Cu-Mg原子团簇及δ'相在人工时效早期溶解,导致硬度下降;随后大量的GPB区弥散均匀析出,硬度回升,随时效时间延长T1相析出,硬度进一步增加,在96 h出现第一个强化峰;随后,GPB区溶解,合金硬度降低;继续延长时效时间,T1相体积分数及板条状S相的数量增加,合金硬度再次升高,在192 h出现第二个强化峰。研究表明自然时效原子团簇可明显改变合金的人工时效析出行为及力学性能演变规律。     

时效对固溶+冷轧7075铝合金力学性能和显微组织的影响

采用拉伸测试、金相显微镜、XRD及TEM等方法,研究时效处理对经历固溶+冷轧的7075铝合金显微组织和力学性能的影响规律。力学性能测试表明:80、100、120℃时效均能显著提高合金强度并保持一定塑性。(475℃, 1 h固溶处理)+80%压下量冷轧+(80℃, 48 h)时效合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为773 MPa、720 MPa和5%。显微组织分析表明:相较于冷轧合金,时效合金强度的提高源于冷轧加工硬化(高的位错密度、高的轧制织构体积分数及细化的晶粒尺寸)和析出强化的共同作用;时效合金伸长率的改善与位错回复程度和析出相特征同时相关。此外,根据时效析出和位错回复特征,分析了时效过程中合金强度和伸长率的变化规律。     

形变热处理对C194铜合金析出相及相变驱动力的影响

采用气氛保护中频炉熔炼C194合金,铸锭经热轧后立即水淬,分别进行30%、60%和90%的冷轧变形,然后进行分级时效A(550 ℃×2 h/450 ℃×2 h)和时效B(400 ℃×4 h)处理,并在两次时效间分别进行30%、60%和90%的冷轧变形.通过透射电镜(TEM)研究了形变热处理参数对C194类铜合金析出相和相变驱动力的影响.结果表明,提高时效温度、增加冷轧变形量,可以增大相变驱动力,合理的形变热处理参数为:冷变形60%～90%+时效A+冷变形30%～60%+时效B,可使析出相细小且分布均匀,合金具有较高的综合性能.     

时效工艺对TB3钛合金丝材组织及力学性能的影响

研究了双重时效、单重时效工艺对?3.9 mmTB3钛合金丝材组织及力学性能的影响。结果表明:TB3钛合金丝材在(α+β)/β转变温度以上固溶处理并经双重时效处理时,随二次时效温度升高,合金强度降低而塑性提高,时效析出的α相变得粗化且分布不均匀;经520~550℃单重时效处理16 h时,随时效温度升高,合金强度降低而塑性升高;与双重时效处理相比,单重时效的合金强度高而塑性略有降低,α相数量增加且分布更为均匀。     

一种新型超高强铝锂合金板材的组织与力学性能

研究了课题组开发的一种新型超高强铝锂合金的组织与力学性能。结果表明:该合金具有优异的常规力学性能,典型T8热处理时抗拉强度600 MPa以上,延伸率超过10%。10 mm厚热轧板材及2 mm厚冷轧薄板T8峰时效(150℃)时析出强化相均为T1相(Al_2Cu Li)与θ'相(Al_2Cu),且2种厚度板材中析出相分数和尺寸均相当,但10 mm厚热轧板材T8峰时效抗拉强度比2 mm厚冷轧薄板高50~70 MPa。力学性能的差异主要来源于固溶处理后变形织构分数的不同;经固溶处理后10 mm厚热轧板材变形织构体积分数远高于2 mm厚冷轧薄板。     

热处理对Mg-8Gd-0.5Zr合金热压缩行为的影响

采用铸造法制备了Mg-8Gd-0.5Zr合金,对合金分别进行固溶处理(T4)及固溶+时效处理(T6),在应变速率0.002~0.1 s~(-1)、变形温度350~500℃、最大变形量50%条件下,对不同热处理后的合金进行热压缩变形实验,分析合金在不同变形条件下的真应力-真应变曲线、激活能及组织变化,研究热处理对热压缩行为的影响。结果表明:合金时效过程中析出β'-Mg_5Gd相,使热变形过程中峰值应力升高,激活能增加,T6态合金变形激活能(221.605 k J/mol)高于T4态合金(202.986 kJ/mol);在同样热压缩实验条件下,T6态合金热压缩过程中再结晶开始时间延迟,再结晶晶粒更细小,500℃热压缩后再结晶平均晶粒尺寸为15μm。