微量元素含量对Al-Zn-Mg合金组织与性能的影响

通过光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、强度实验、冲击韧度实验、应力腐蚀实验、剥落腐蚀实验及极化曲线测试,研究不同微量元素(Cr、Mn、Ti、Zr、Cu)含量添加对Al-Zn-Mg铝合金组织、力学性能与腐蚀性能的影响。结果表明:较多的微量元素使得合金内部第二相析出密度变大,对亚晶界/晶界的迁移起阻碍作用而未诱发粒子形核,提升合金抑制再结晶的能力,从而保持细小晶粒及亚晶组织,合金的抗拉强度提升69 MPa,应力腐蚀开裂延迟了108 h。但同时微量元素使得Al Fe Mn Cu等粗大的第二相增多,使自腐蚀电位正移、腐蚀电流密度变小,而塑性、韧性及耐剥落腐蚀性能均有所下降。     

热处理制度对2519铝合金晶间腐蚀性能的影响

通过拉伸测试、显微硬度测试、透射电镜(TEM)及扫描电镜(SEM)分析等手段研究了不同热处理制度对2519铝合金组织、力学性能及抗晶间腐蚀性能的影响。结果表明,与T6状态相比,2519合金经T8处理后,合金的强度、硬度提高,合金峰值时效时间提前,但塑性降低,同时,晶内沉淀析出的θ’相数目增加、尺寸减小、分布均匀,沿晶界析出的θ’(θ)相数量减少,且不连续分布,无沉淀带变窄。T8处理提高了合金峰值时效态抗晶间腐蚀的能力。     

淬火速度对7085铝合金显微组织和应力腐蚀的影响(英文)

采用力学性能测试、慢应变速率拉伸实验,结合扫描电镜和透射电镜及电化学测试等方法,研究淬火速度对7085铝合金组织和应力腐蚀性能的影响。结果表明,随着淬火速度的降低,合金晶界析出相的尺寸和间距增大,晶界析出相的Cu含量降低;合金的抗应力腐蚀性能随着淬火速度的减少先增强后减弱。晶界析出相的尺寸和分布以及Cu含量是影响合金抗应力腐蚀性能的主要因素。     

预变形量对2519铝合金抗晶间腐蚀性能的影响

采用硬度测试、扫描电镜与透射电镜研究时效前冷轧预变形量对2519铝合金晶界无沉淀带(PFZ)及第二相大小、分布和抗晶间腐蚀性能的影响。结果表明:经冷轧预变形后,晶间析出相细化并弥散分布,导致各变形量样品的时效硬度均提高,同时使合金到达峰值的时效时间缩短;且随着预变形量的增加,合金晶间腐蚀性能由4级降至0级,抗晶间腐蚀能力增强。这是由于晶界无沉淀带变窄,同时在晶界析出的平衡相由链条状分布逐渐变为不连续分布,使连续网状的腐蚀通道转变为断续的腐蚀点,进而提高了2519合金的抗晶间腐蚀性能。     

2519A铝合金时效析出相的TEM分析

采用拉伸测试、硬度测试、TEM 观察等方法,研究了预形变对2519A铝合金时效析出相的影响.结果表明,与未经预变形状态的相比,经过50%预变形后,由于预变形增加了合金中的位错密度,使晶内析出相细小弥散分布,同时减少了晶界析出相的数量,减少了其占晶界和亚晶界的体积分数,从而改善了合金的性能.拉伸试验结果表明,50%预形变显著改善了合金的力学性能.     

Zn元素及时效工艺对2056铝合金局部腐蚀行为的影响

通过晶间腐蚀(IGC)、剥落腐蚀(EXCO)实验及透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)分析,研究Zn元素及时效工艺对2056铝合金抗晶间腐蚀性能和抗剥落腐蚀性能的影响。结果表明:2056铝合金在T6(175℃)时效态下,随着时效时间的延长,其晶间腐蚀与剥落腐蚀敏感性逐渐降低;在T8(155℃)峰时效态和T3(室温)时效态下,合金的抗晶间腐蚀及抗剥落腐蚀性能均有所提高,且在T3态下2056铝合金的抗腐蚀性能最好;在T6峰时效态下,不添加Zn的2056铝合金比添加Zn的2056合金的抗腐蚀性能差。合金发生局部腐蚀与晶界及其附近区域的特征紧密相关,当晶界析出相(S(S′)相)呈链状分布且晶界无沉淀析出带(PFZ)较宽时,合金晶间及剥落腐蚀敏感性大;晶界析出相尺寸越大,分布越不连续,PFZ越窄,合金晶间及剥落腐蚀敏感性越小;当晶界无析出相和PFZ时,合金晶间及剥落腐蚀敏感性最小。     

电场时效对2E12铝合金力学性能和微观组织的影响

研究时效时加高强电场对2E12铝合金的力学性能和微观组织的影响,采用力学性能测试及透射电镜检测材料的力学性能和微观组织,并分析电场对2E12铝合金的作用机理.结果表明:16 kV/cm电场时效使晶内S′相(Al2CuMg)粒子变得更加细小,电场也使T相(Al20Cu2Mn3)粒子变小,这略微降低了2E12铝合金的屈服强度;加电场时效时,合金晶界上析出相细小弥散使合金的塑性提高;电场一方面能够促进S′相的形核,另一方面也能抑制其长大和粗化;空位扩散时,电场影响了空位周边的势场,使空位倾向于朝电场强度的反方向运动.     

Al-Cu-Mg-Ag新型耐热铝合金的抗腐蚀性能

通过晶间腐蚀、剥落腐蚀、电化学和透射电镜等方法研究热处理制度对Al-Cu-Mg-Ag耐热铝合金组织与抗腐蚀性能的影响。结果表明:随着时效时间的延长,合金晶内和晶界析出相逐渐长大,晶界析出相由连续分布转变为不连续分布,无沉淀析出带(PFZ)逐渐变宽,合金的抗晶界腐蚀性能和抗剥落腐蚀性能逐渐降低。基体腐蚀电位φmatrix、PFZ腐蚀电位φPFZ和晶界析出相腐蚀电位φθ在晶间腐蚀液和剥落腐蚀液中符合φmatrixφθφPFZ。具有最低腐蚀电位的PFZ决定了合金的抗腐蚀性能。随着时效时间的延长,晶界析出相的粗化使得PFZ变宽,Cu原子减少,电位负移,PFZ与基体的电位差变大,腐蚀通道变宽,合金的耐蚀性降低。不同时效状态的Al-Cu-Mg-Ag耐热铝合金的抗腐蚀能力由强至弱的顺序为:欠时效的,峰时效的,过时效的。     

二次时效对2519A铝合金组织与性能的影响

通过正交试验获得2519A铝合金优化的二次时效工艺,并通过硬度测试、拉伸测试、极化曲线分析、晶间腐蚀试验和透射电镜观察等方法对比不同时效状态样品的力学性能和耐蚀性能。结果表明:与等温时效相比,二次时效能提高2519A铝合金的屈服强度,同时改善合金的耐蚀性能,这是因为二次时效后晶内形成了细小弥散的θ″相,同时晶内的普遍脱溶使晶内基体与晶界无沉淀析出带(PFZ)的电位差减小。     

Nd对2519铝合金组织与耐热性能的影响

利用力学性能测试、金相、X射线衍射、扫描电镜与透射电镜等研究微量Nd对2519铝合金组织与力学性能的影响.结果表明:添加0.14% Nd提高合金的强度,硬度最适宜;Nd元素与Cu和Al 元素主要形成Al8Cu4Nd金属间化合物,并沿晶界分布.这些金属间化合物有效地阻碍高温时基体的变形和晶界的迁移,从而提高了合金的高温强度.Nd能细化合金的时效强化相,提高合金力学性能.添加0.14% Nd时,合金在300 ℃时的抗拉强度提高15.4%,室温抗拉强度提高4.4%;当Nd含量进一步增加时,合金室温及高温力学性能降低.     

Mn合金化对电缆用8076铝合金性能的影响

在8076铝合金中添加不同含量的Mn,考察了Mn含量对铸态合金显微组织、物相组成、电导率和力学性能的影响。结果表明,Mn的加入使得8076合金中形成了Al Fe Si Mn相,晶界处的共晶化合物从长条状转变为短棒状;随着Mn含量增加,合金的电导率和断后伸长率逐渐降低,而抗拉强度逐渐升高。     

Si含量对挤压铸造Al-5.0Cu-0.6Mn-0.7Fe合金显微组织和力学性能的影响

采用拉伸性能和硬度测试、光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪等手段研究不同Si含量对挤压铸造Al-5.0Cu-0.6Mn-0.7Fe合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:当挤压压力为0时,随着Si含量的增加,凝固后期形成的富铁相阻止液相补缩,形成缩松组织,导致合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率都下降;当挤压压力为75MPa时,随着Si含量增加,缩松组织消失,虽然细小和分散的α-Al15(Fe Mn)3(Si Cu)2相和Al2Cu相数量增多,但Al6(Fe Mn Cu)相消失,有利于晶界强化和阻止裂纹的扩展,使得合金的抗拉强度和屈服强度增加;虽然富铁相数量的增加使得合金伸长率降低,但挤压铸造工艺减缓了伸长率降低的趋势。当挤压压力为75 MPa和Si含量为1.1%(质量分数)时,合金的综合力学性能最好,其抗拉强度为232 MPa,屈服强度为118 MPa,伸长率为12.4%。     

冷轧与拉伸复合预变形对2519A铝合金板材应力腐蚀的影响(英文)

采用10-6s-1慢应变拉伸测试手段研究冷轧与拉伸复合预变形对2519A铝合金抗应力腐蚀开裂性能的影响。冷轧7%后再垂直拉伸3%的合金板材抗拉强度和应力腐蚀指数分别为481MPa和0.0429,与冷轧4%后再平行拉伸3%以及冷轧7%后再平行拉伸3%的合金板材相比表现出了更好的力学性能和抗应力腐蚀开裂性能。这主要是由于冷轧7%后再垂直拉伸3%在合金板材中生成了密度更高且分布更均匀的位错组织,使时效后合金板材晶内析出相细小、密集,晶界析出相不连续,晶界无沉淀析出带且较窄。     

ZL109活塞合金的成分优化

研究了合金化元素Cu、Mn和Ni对ZL109活塞合金组织和力学性能的影响。结果表明,Cu的加入促进了条带状Al3CuNi相和骨骼状的Al7Cu4Ni相的析出,合金室温和高温抗拉强度逐步增加;Ni的加入也可促进Al3CuNi相和Al7Cu4Ni相的析出,但合金室温和高温力学性能增幅不大;Mn含量为0.15%时,合金的室温和高温抗拉强度最高,继续提高Mn含量到0.30%时,合金的抗拉强度反而下降,这与含Mn相的形态及其高温稳定性不同有关。综合考虑认为,ZL109活塞合金中Cu含量为1.0%,Ni含量为0.7%,Mn含量为0.15%时,合金综合性能最好。     

火焰矫正对Al-Zn-Mg铝合金腐蚀性能的影响（英文）

基于剥落腐蚀试验,研究了火焰矫正次数对Al-Zn-Mg铝合金抗腐蚀性能的影响。结果表明,火焰矫正会导致Al-Zn-Mg铝合金抗腐蚀性能降低,其抗腐蚀性能顺序为:母材2次热矫正3次热矫正1次热矫正。Al-Zn-Mg铝合金剥落腐蚀性能变化主要与晶界析出相以及基体析出相的转变有关。随着火焰矫正次数的增加,无沉淀析出带消失,晶界析出相经历了回溶和再析出过程。经1次火焰矫正后,Al-Zn-Mg铝合金的晶界析出相更加连续,因此抗腐蚀性能最差。     

Cr、Mn、Zr、Ti微合金化对Al-Zn-Mg-Cu-Yb合金再结晶、第二相和断裂行为的影响（英文）

采用拉伸测试,结合TEM、SEM和EBSD等物相和微观结构表征,研究了单独添加Cr、Mn、Zr、Ti对Al-Zn-Mg-Cu-Yb合金中第二相(特别是AlCuYb相)析出、基体再结晶行为和拉伸沿晶断裂的影响。结果表明:在同时添加Yb和Cu的铝合金中,微米级、粗大AlCuYb相的析出难以避免。但有趣的是,进一步添加Mn的合金中,由于析出了亚微米的Al_(20)Cu_2Mn_3相,可有效减少粗大AlCuYb相,在4种合金中形成的粗大相的数量最少。Al-Zn-Mg-Cu-Yb合金中添加Zr可析出纳米级Al_3(Yb, Zr)弥散相,有效抑制结晶,但是AlCuYb相的形成消耗Yb元素,降低了二次共格Al3(Yb, Zr)弥散相的析出,此外粗大AlCuYb相颗粒诱发局部再结晶,一定程度降低了合金的强度。T6态AlZnMgCuYb-Zr和AlZnMgCuYb-Mn合金经固溶后仍保持未再结晶纤维状结构,小角度再结晶分数高达50%以上,平均晶粒尺寸降至2～7μm。相比之下,添加Cr或Ti的Al-Zn-Mg-Cu-Yb合金形成均匀再结晶晶粒,大角度再结晶分数高达80%,平均晶粒尺寸为40～96μm。断裂时,尺寸1～3μm的初生Al_2CuMg相(而非粗大AlCuYb相)优先诱发断裂,裂纹沿析出相连续、粗大且无沉淀析出相宽化的大角度再结晶晶界或原始晶界扩展。     

Sr对AZ81镁合金β-Mg17Al12析出相形态及力学性能的影响

采用OM、XRD、SEM、EDS和电子拉伸试验机研究了Sr对AZ81镁合金β-Mg17Al12析出相形态及力学性能的影响.结果表明,加入0.3％的Sr时,合金中β-Mg17Al12相得到了明显细化,合金中出现颗粒状及杆状Al4Sr新相.随着Sr含量增加,β-Mg17Al12相从连续网状变为不连续网状和块状,且合金常温力学性能在Sr含量为0.6％时达到最高.当Sr含量到0.9％时,β-Mg17Al12相数量进一步减少,Al4Sr相偏聚呈断续网状.AZ81-xSr镁合金经过T6处理后,在α-Mg相晶界及晶内析出了大量层片状或针状、点状β-Mg17Al12相,合金力学性能得到显著提高.随着Sr含量增加,晶界上不连续析出的β-Mg17Al12相层片间距减小,晶内连续析出的β-Mg17A112相减少.     

高强韧压铸Al-Mg-Si-Mn合金的微观组织及力学性能

对压铸AlMgxSi2Mn(x=5.7~7.2)合金的微观组织进行分析,测试力学性能以及疲劳性能,研究镁含量对合金组织和力学性能的影响。结果表明:随着Mg含量的提高,合金屈服强度和布氏硬度分别提高了10.4%和9%,伸长率从8.3%降低至4.5%,抗拉强度则没有明显变化。疲劳寿命随着Mg含量的提高而提高,疲劳极限从57 MPa上升至75 MPa。合金的微观组织主要由α(Al)和Mg2Si相组成,Fe相则以颗粒状的Al3Fe和不规则形状的Al15(Fe,Mn)3Si2存在于晶界。Mn元素的加入也降低合金的粘模倾向。     

Mn含量对挤压铸造Al-5.0Cu-0.5Fe合金显微组织和力学性能的影响(英文)

采用拉伸性能测试、光学显微镜、扫描电镜和定量金相测试手段研究Mn含量对不同压力下挤压铸造Al-5.0Cu-0.5Fe合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:当挤压压力为0MPa,Mn/Fe质量比达到1.6时才能将针状β-Fe相(Al7Cu2Fe)完全转变成汉字状α-Fe相(Al15(FeMn)3(CuSi)2)。而对于挤压铸造,当挤压压力为75MPa时,在Mn/Fe质量比为0.8时就可以将β-Fe相完全转变成α-Fe相。挤压铸造合金中需要的Mn含量较低,即Mn/Fe质量比较小,这主要是由于在挤压压力下富Fe相的细化以及相比例的减少。然而,加入过量的Mn将导致合金力学性能的下降,这是因为过量的Mn将导致α-Fe相的增多及这些多余的硬脆相导致的孔洞增多。     

铝合金的疲劳裂纹及其萌生机制分析

研究了2024和2524铝合金的疲劳裂纹,并分析了合金裂纹的萌生机制。结果表明,2024-T3铝合金中有粗大的Al7Cu2(Fe,Mn)(β相)、小圆形Al2Cu Mg(S相)和Al2Cu(θ相)第二相粒子。2524-T34铝合金中有长方形Al20Cu2Mn3相(弥散相)、粗大的Al7Cu2Fe或Al2Cu2(Fe,Mn)3相(β相),以及圆形Al2Cu相(θ相或θ′相)或Al2Cu Mg相(S相)。2024-T3和2524-T34铝合金的包铝层受滑移带变形的影响而为裂纹萌生提供条件,成为裂纹萌生的主要位置。另外,其裂纹还在不同的第二相粒子处萌生。