蠕变时效应力对Al-Li-S4合金变形及组织性能的影响和本构模型

对Al-Li-S4合金进行了固溶、淬火及不同应力的高温蠕变时效试验,对蠕变后的试样进行了力学性能测试及TEM微观组织观察,研究了蠕变时效应力对该合金变形行为及微观组织与力学性能的影响。结果表明:与无应力时效相比,材料的强度及蠕变速率都有明显的提升。通过对蠕变行为的分析,建立了Al-Li-S4合金的本构模型,进一步对试验数据回归,得到了蠕变本构方程中的材料常数。     

Al-Cu-Li合金蠕变时效过程的性能演变及显微组织分析

采用光学显微及透射电子显微、拉伸力学性能、维氏硬度等测试技术,研究Al-Cu-Li合金在蠕变时效过程中拉伸性能演变规律与微观组织特征。结果表明:在蠕变时效过程中,合金的硬度和强度呈现先升高,到达峰值之后再缓慢下降的趋势。其中CA2试样(2%预变形再进行蠕变时效)在16 h达到了蠕变时效硬度与强度峰值,比CA1试样(不预变形直接进行蠕变时效)提前了4 h,且CA2试样的峰值区域更为明显。相比于CA1试样,CA2试样的硬度和强度提高,伸长率降低。在峰值蠕变时效状态下,CA1试样最大晶间腐蚀深度为180.6μm,腐蚀等级为4级;CA2试样最大晶间腐蚀深度为92.0μm,腐蚀等级为3级。TEM结果表明:CA1试样中以细小致密的θ′相为主,晶内可见少量T_1相;CA2试样由于T_1相在蠕变时效初期时存在析出优势,晶内析出大量T_1相的同时,伴随着细小的θ′相,且CA2试样T_1相在亚晶界处的富集程度要低于CA1试样的。     

预变形方式及应变对Al-Cu-Li合金蠕变时效弯曲成形过程的影响（英文）

在一系列蠕变时效成形试验(CAF)的基础上,采用弯曲变形方法表征Al-Cu-Li合金在蠕变时效成形过程中的蠕变变形行为,并研究其在不同预变形条件下的力学性能和显微组织演变规律。结果表明,弯曲蠕变应变表征方法能直观地描述合金在CAF过程中蠕变变化。随着预变形应变的增加,试样的蠕变应变先增大后减小。预变形应变的增加能促进时效析出过程,提高成形合金的室温拉伸性能、Kahn撕裂性能和疲劳扩展性能。与预拉伸试样样相比,预轧制试样产生稍弱的加工硬化,但也产生较强的时效强化效应,因此,其强度、韧性和损伤性能均有一定程度的提高。在所有类型的试样中,3%轧制试样经CAF处理后的综合力学性能最好。     

预变形对2099合金组织性能的影响

通过显微硬度测试、力学性能测试和透射电镜观察等手段,研究了不同预变形程度对2099合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,随着预变形程度增大,合金时效进程显著加快,合金峰时效态的强度显著提高;析出相更为细小弥散地分布于基体中,较为粗大的晶界析出相趋于不连续化、点链化;时效强化相经历了由T_1相、δ′相和θ′相三相共存到以T_1相为主要强化相的变化过程,表明预变形对时效过程中析出相的大小、类型、分布有重要影响,在促进T_1相析出的同时,也消耗了δ′相和θ′相。     

2124铝合金蠕变时效的微结构与性能

研究蠕变时效前预处理(15%预变形+100℃预时效5 h)对可热处理强化2124铝合金蠕变时效成形的影响。采用SEM分析、TEM分析以及测定电导率、维氏硬度和拉伸性能等手段,分析两种不同初始状态试样经过蠕变时效后的微结构和性能。结果表明:初始预处理降低了蠕变时效过程中蠕变初始阶段的蠕变伸长率,但增大了稳态蠕变阶段的蠕变速率;初始预处理对基体中粗大Fe、Si相有一定的破碎作用,蠕变时效过程中,粗大粒子在蠕变应力作用下进一步被破碎;预处理能够改善第二相的析出形态和分布,使析出相分布均匀;预处理试样的电导率比未预处理试样的电导率高,其硬度和强度也较高,但伸长率较低。     

2124铝合金蠕变时效中的析出位向效应

针对2124铝合金在人工时效、蠕变时效和预变形后蠕变时效3种不同状态下的力学性能与微观组织,研究了强化相的析出行为。结果表明,蠕变时效试样的力学性能比人工时效试样的明显下降,其中屈服强度下降了14％,抗拉强度下降了6．2％,伸长率下降了21％。而有形变的蠕变时效试样的力学性能则有明显改善,并接近人工时效试样的。此外,研究了2124铝合金蠕变时效过程中析出位向效应的形成与抑制机理,其关键在于位错的影响。     

预变形对2197铝锂合金显微组织和力学性能的影响

通过力学性能测试,扫描电镜、透射电镜观察等手段,研究了固溶淬火后不同程度预变形对2197铝锂合金力学性能及显微组织的影响.结果表明:随着预变形量的增加,合金的时效响应加快,其强度达到峰值的时间逐渐缩短,且峰值强度明显提高.预变形的加入显著促进了基体中T1相的均匀、弥散析出,θ″/θ′相和δ′相析出受到抑制.     

温度对7050时效成形应力松弛及回弹影响

建立蠕变本构模型,并对不同温度下预时效态7050厚板的时效成形过程进行分析。结果表明,该文所建立的蠕变本构模型适用于预时效态的7050合金的时效成形。时效成形过程中,温度越高,应力松弛效果越明显,蠕变变形量越大,残余应力越小,回弹率越低。     

一种2050铝锂合金薄板的微观组织与力学性能

通过力学性能测试和微观组织观察研究了不同热处理工艺对一种2050铝锂合金薄板力学性能和组织结构的影响。结果表明:2050铝锂合金主要强化析出相为T1相和θ′相,并可能存在少量S′相析出。在T6态(175℃)、T8态(6%预变形+155℃)时效时合金具有不同的时效析出特征;相比于T6态时效,由于时效前预变形的引入,T8态时效时合金中T1相和θ′相析出密度提高,尺寸减小,其对应的强度及延伸率均提高,T8峰时效(32 h)时σ_b、σ_(0.2)和δ分别为531MPa、488 MPa和11.4%。T8态时效(155℃/32 h)时,2%~10%预变形均可促进T1相形核,2%~6%预变形可促进θ′相形核,过大的预变形(如10%)并不能促进θ′相进一步形核,但可显著抑制θ′相长大。     

预拉伸对Al-Cu-Mg-Ag合金析出相与力学性能的影响

研究时效前预拉伸对Al-Cu-Mg-Ag合金析出相和力学性能的影响。结果表明:165℃时效前的预拉伸可提高合金的峰值硬度及强度,延长峰值时效的时间;合金的主要强化相是Ω相和θ′相,预拉伸引入的位错抑制了Ω相的析出与长大,细化Ω相的尺寸,同时促进θ′相的析出;时效前未经变形时,合金出现峰值的时间是10h,对应的σb为492MPa;时效前经4%预拉伸变形后,合金出现峰值的时间是18h,对应的σb为508MPa。     

7055铝合金蠕变试验及本构模型建立

对7055铝合金在时效温度155℃、不同应力水平和时效时间条件下进行多组蠕变试验,分析蠕变时效对微观组织和力学性能的影响。基于Kowalewski的蠕变应变本构模型,并通过分析微观组织演变建立的析出相长大模型与析出相强化模型,确立了能够较好描述材料蠕变行为的蠕变-时效统一本构模型;通过遗传算法得到了本构方程的材料参数。     

析出相对Al-Cu-Mg合金蠕变行为的影响

利用不同的热处理制度制备T4、欠时效、峰时效和过时效4种状态的合金,并通过恒应力蠕变拉伸实验和显微组织观察分别对不同状态合金在150℃、225 MPa和200℃、200MPa的蠕变行为进行分析。结果表明:合金在150℃蠕变时,变形主要依靠晶内的位错滑移,细小弥散分布的析出相以及固溶原子对位错的钉扎有利于降低合金的蠕变速率;4种合金在该蠕变条件下均经历较长的稳态蠕变阶段,其中峰时效合金的蠕变速率最低;合金在200℃蠕变时,变形主要依靠晶界滑移;在蠕变过程中,峰时效态和过时效态合金中形成明显的无沉淀析出带,导致其蠕变速率显著增加,并且几乎没有出现明显的稳态蠕变阶段;欠时效态合金在该蠕变条件下的蠕变速率最低。     

不同挤压态组织对Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr合金时效行为的影响

通过控制热挤压变形量获得3种不同挤压态组织的Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr合金,然后对其进行T5时效处理。利用金相显微镜观测其金相组织和晶粒尺寸,并进行硬度和室温拉伸试验,研究不同挤压态组织对合金时效行为的影响。结果表明,初始挤压态晶粒尺寸是影响时效过程试样晶粒尺寸的主要因素;时效过程中不同挤压态组织第二相的析出快慢不同,变形量小的挤压态组织,第二相析出快;初始挤压态组织会对时效后合金的力学性能产生影响。     

预变形量对2519A-T9I6铝合金力学性能和组织的影响

研究预变形量对经T9I6工艺处理的2519A铝合金组织和力学性能的影响。通过显微硬度测试、室温拉伸测试检测合金的室温力学性能,采用透射电镜(TEM)和高分辨透射电镜(HRTEM)分析合金的显微组织。结果表明:当预变形量为15%时,合金的屈服强度和抗拉强度取得最大值,分别为456.1 MPa和501.6 MPa,继续增大预变形量会导致强度下降;而合金的伸长率随着预变形量的增大而逐渐下降。2519A铝合金在T9I6工艺中强化方式主要为形变强化和析出强化;合金的形变强化效果随着预变形量的增大有增大的趋势,但提升幅度逐渐减小。预变形过程中引入的位错能够与合金在预时效阶段析出的GP区相互作用,从而改善位错分布。当预变形量增大时,基体内会发生回复作用导致位错密度减少,且后续时效过程中GP区析出被抑制,对强化相θ′相的形核产生不利影响,减弱析出强化的效果。     

预拉伸对2A14铝合金显微组织、力学性能和腐蚀性能的影响（英文）

研究预拉伸变形量对峰值时效态2A14铝合金显微组织、力学性能和腐蚀行为的影响。结果表明：由于预拉伸导致细小弥散的θ′相在基体中大量析出,合金的硬度和强度都明显提升;在峰值时效前引入预拉伸可以明显提高峰值时效硬度并加快到达峰值时效时间;当预拉伸变形量为7.5%时,θ′相的分布明显变得更不均匀,这导致极限抗拉强度的下降;随着预拉伸变形量增加,合金塑性、冲击韧性和剥落腐蚀抗力均逐渐下降,但晶间腐蚀抗力先提高后下降。     

Mg和Zn对2099合金时效组织与拉伸性能的影响

通过常规力学性能测试和透射电镜微观组织观察,研究2099合金在不同热处理状态(T6和T8)下的微观组织和拉伸性能,以及2099合金中所含少量Mg和Zn对合金组织与性能的影响。结果表明:2099合金在T6峰时效条件下,主要强化相是δ′相、θ′相和T1相;在T8峰时效下,主要强化相是δ′相、T1相和少量θ′相,预拉伸变形促进T1相的析出,提高合金的时效强化效果;Mg的添加促进GP区和θ′相的析出,Zn的添加有利于T1相生成和弥散分布;而Mg和Zn同时添加显著地促进T1相析出,并抑制δ′相的粗化。     

蠕变时效对欠时效7075铝合金力学性能的影响

采用单轴蠕变拉伸和无应力人工时效实验对比,系统研究了蠕变时效对欠时效态7075合金力学性能的影响,并通过EBSD、SEM、TEM观察,表征位错和析出相等组织随蠕变时效时间的演变规律,定量研究了力学性能与微观组织演变之间的关系。结果表明,欠时效态7075铝合金经过蠕变时效后,保持高强度的同时塑性明显提升。合金的力学性能对蠕变应力比较敏感,在260 MPa、426 K下蠕变时效6 h的试样屈服强度最高,达到537.9 MPa,与人工时效样品相比,蠕变时效样品韧窝分布更为密集,晶粒更偏向于高Schimid因子取向,相对于人工时效样品伸长率提升15%。TEM结果表明,晶内主要为η′相,并且随着蠕变时效时间的延长,晶内析出相的尺寸由2 h的3.04 nm增加到6 h的4.27 nm,体积分数从0.22%增加到0.46%,晶界析出相尺寸增加,发生由连续向间断的转变。EBSD结果表明,所有样品中的再结晶、亚晶比例没有明显变化,平均晶粒尺寸保持在80μm左右,几何必须位错(GND)的分布随着蠕变时效时间的延长先减少再增多。通过屈服强度贡献模型计算发现,晶界强化贡献基本保持在17 MPa左右,位错强化和...     

预变形对2E12铝合金时效析出过程的影响

通过DSC热分析、显微硬度测试、透射电镜分析等研究了预变形对2E12铝合金时效析出过程的影响。结果表明：2E12铝合金表现为双阶段时效硬化特征,预变形降低了合金时效第1阶段硬化效果,提高了合金峰时效硬度,缩短了峰时效时间;随预变形量的增加,合金峰时效硬度增大,峰时效时间提前。增加预变形量使合金中析出的板条状S相更为细小、弥散。预变形引入位错对沉淀析出有利,位错环纯刃型位错为S相析出提供有利位置,促进球状S相形核。预变形产生位错结构有利于I型S相析出,并延缓II型S相析出     

对铝—锂合金（2091）中板形变热处理的探讨

研究了预应变及时效的温度和时间对２０９１合金中板组织和力学性能的影响。结果表明,该合金力学性能的变化主要归因于δ′、Ｓ′、Ｔ１、θ′相的析出体积百分数及其分布状况;共面滑移和ＰＦＺ区的存在是该合金韧性较差的重要原因;时效前冷变形可加速析出动力学的进程;１５０℃时效比１７０℃时效可取得较好的强韧性。     

预拉伸及蠕变时效处理对Al-Cu-Li-Sc合金组织与性能的影响

采用扫描电镜、透射电镜、显微硬度仪和拉伸试验等研究了预拉伸以及蠕变时效处理对Al-Cu-Li-Sc合金的微观组织演变以及力学性能的影响.结果 表明:时效前进行预拉伸处理能够促进合金中的T1相和θ'相的析出,抑制δ '和σ(Al5 Cu6 Mg2)相的析出,并能够减少晶界析出相数量和抑制无沉淀析出带(PFZ)的形成,从而提高合金强度.预拉伸处理后再进行蠕变时效处理能够进一步调控合金的时效析出行为,提升合金力学性能;合金的屈服强度、抗拉强度以及伸长率分别可达550 MPa、583 MPa以及14.1％.