重固溶-不同温度T8再时效2195铝锂合金的力学性能与显微组织演化

以5.2 mm厚度2195-T8铝锂合金为对象,进行重固溶、4.5%预变形后不同温度(145C~160℃)的T8再时效处理,研究其力学性能与晶内显微组织演化。结果表明:重固溶处理后的晶粒形态与原始2195-T8态晶粒形态一样,仍然保持为拉长的带状晶粒组织。重固溶并经4.5%预变形后,再采用适当的温度和时间进行T8时效处理,2195铝锂合金可以回复到原始T8态的显微组织和力学性能,即2195铝锂合金采用重固溶-T8再时效处理不会明显损害其力学性能。2195铝锂合金的晶内时效析出相包括T1相(Al2Cu Li)、δ′相(Al3Li)、θ′相(Al2Cu)及θ″相(Al2Cu),其中优先析出相为T1相;较低温度及较短时间时效可形成较多δ′相和θ″相;随着时效时间延长,T1相生长,θ″相转化为θ′相并减少,δ′相消失;时效温度提高可促进该转变过程,加快铝锂合金的时效响应速度。     

2195铝锂合金重固溶-T8再时效的组织与力学性能

以5.2 mm厚2195-T8铝锂合金为基础,进行了重固溶及后续152℃的T8(预变形3%~6%)再时效处理,研究了其微观组织与拉伸性能。结果表明,重固溶处理未显著改变2195铝锂合金的晶粒组织,仍然保持为拉长的扁平状(带状)晶粒组织态。合金的主要时效强化相为T1相(Al_2Cu Li)和θ'相(Al_2Cu)。T1相数量随预变形量增大而明显增加,而峰时效后θ'相数量及尺寸随预变形量增加呈降低的趋势。合金中T1相分数随时效时间延长而增加并主要沿长度方向长大,而峰时效后θ'相随时效时间延长逐渐减少。重固溶T8再时效处理未明显损害2195铝锂合金拉伸性能。     

2297铝锂合金中温强变形过程中组织演变及热稳定性能

对T87时效态2297铝锂合金进行中温(150℃)多向压缩直至析出相基本回溶至基体,再对其在160℃与180℃不同时间(0～48 h)条件下进行时效处理,利用透射电镜观察合金的微观组织,研究这种新型热处理工艺对2297铝锂合金组织与力学性能的影响。结果表明:时效温度为160℃时,时效48 h合金的主要析出相为δ'相,与固溶时效工艺相比,析出相析出时间延长。时效温度为180℃时,48 h合金的主要析出相为θ'相、T1相和少量δ'相。与固溶时效工艺相比,强变形固溶时效工艺增强了合金的综合力学性能。     

非等温时效对一种铝锂合金力学性能与微观组织的影响

比较研究了一种Mg、Ag、Zn多元复合微合金化铝锂合金等温T8时效及非等温(降温)T8时效时的微观组织与力学性能。结果表明,该铝锂合金主要时效强化相为T1相(Al_2Cu Li),同时还存在θ相(Al_2Cu)及δ相(Al_3Li)的补充强化作用。相比于等温T8时效而言,降温T8时效可在不降低延伸率的同时,提高铝锂合金的强度。另外,降温T8时效时T1相析出及生长速度较慢,而且峰时效时θ相及δ相含量较高,补充强化作用更大。     

Mg、Ag、Zn多元复合微合金化Al-(3.2~3.8)Cu-(1.0~1.4)Li合金的显微组织和力学性能（英文）

为开发新型超高强铝锂合金,研究T8态时效处理的Mg、Ag、Zn复合微合金化Al-(3.2~3.8)Cu-(1.0~1.4)Li合金的显微组织及力学性能。结果表明,Li含量较低(1.0%)时,通过增加Cu含量来提高铝锂合金强度的作用有限,而同时增加Cu和Li含量则有利于其强度的明显提高。铝锂合金的主要强化相为大量细小弥散的T1(Al_2CuLi)相;同时,合金中还析出少量θ'(Al_2Cu)相及δ(Al_3Li)相,而且随时效过程的进行,其密度降低,甚至消失。Li含量较高时有利于δ'相及θ'相的形成,并可能导致形成少量S'(Al_2CuMg)相。另外,采用非固溶Cu、Li原子的总摩尔分数及其比例分析Cu、Li含量变化对合金强化效果及显微组织的影响。为获得超高强度的铝锂合金,一方面需提高Cu、Li原子的总摩尔分数,另一方面也应维持其较高比例。     

两种Ce微合金化铝锂合金形变热处理时的微观组织与拉伸性能

研究了Ce添加量分别为0.09%及0.23%的Al-4.15Cu-1.25Li-X高强铝锂合金薄板T6态时效(175℃时效)及T8态时效(5%冷轧预变形+155℃时效)时的微观组织和拉伸性能。结果表明,相比T6态时效,T8态时效时铝锂合金强度及伸长率均有所提高。T8态时效时,含0.23%Ce的铝锂合金强度及伸长率均低于Ce含量为0.09%的铝锂合金。Ce含量增加未改变铝锂合金中时效析出相的种类,主要强化相仍为T1相(Al_2CuLi)及θ'相(Al_2Cu),但其数量减少。微量Ce的添加可形成含Ce且富Cu的Al_8Cu_4Ce相粒子,这些粒子在均匀化及固溶处理时均难以完全溶解。Ce含量增加,导致固溶基体中Cu含量降低,时效时含Cu析出相T1相及θ'相含量减少,铝锂合金强度降低。     

Ce对高强Al-Cu-Li合金组织及拉伸性能的影响

采用金相显微镜、透射电镜、扫描电镜及拉伸性能在测试研究0.11%Ce(质量分数)添加对一种Al-Cu-Li系高强铝锂合金薄板T8态时效(5%冷轧预变形+155℃时效)组织和力学性能的影响。结果表明:0.11%Ce添加明显降低合金强度,但伸长率略有增加。微量Ce添加可细化铸态晶粒组织及固溶再结晶晶粒组织;而且微量Ce添加未改变铝锂合金中时效析出相的种类,主要强化相仍然为T1相(Al_2CuLi)及θ′相(Al_2Cu),但其数量减少。铝锂合金中添加微量Ce,凝固时可形成含Ce且富Cu的Al_8Cu_4Ce相粒子,在后续均匀化及固溶处理时均难以完全溶解,导致固溶基体中的Cu含量降低,时效时含Cu析出相T1相及θ′相含量减少,合金强度降低。     

预拉伸对喷射成形2195铝锂合金时效后组织和力学性能的影响

采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和拉伸试验等研究了喷射成形2195铝锂合金经不同工艺热处理后的显微组织和力学性能.结果表明:与未经预拉伸处理的合金相比,合金经4％预拉伸及时效处理后,析出相发生明显变化,时效强化析出相主要为T1(Al2CuLi)、θ'(Al2Cu)和δ'(Al3Li),并呈细小弥散分布,σ(A...     

时效处理对挤压成型2195铝锂合金组织和力学性能的影响

研究了热处理对挤压态2195铝锂合金组织和力学性能的影响。结果表明,固溶处理和人工时效处理对挤压合金的力学性能有显著的增强作用,这与析出相的类型、尺寸、数量密度和分布有关。2195铝锂合金在时效过程中的析出顺序为过饱和固溶体(SSSS)→GP区+δ′/β′(Al₃(Li,Zr))→δ′+θ′(Al₂Cu) +T₁ (Al₂CuLi)→θ′+T₁;其中T₁相在析出强化中起主导作用。2195铝锂合金经过525 ℃×60 min固溶后在170 ℃人工时效的峰时效时间是36 h,此时抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为579 MPa、537 MPa和5.5%。     

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。     

微量In对Al-Cu-1.0Li-(Mg)合金微观组织与拉伸性能的影响（英文）

研究了Al-Cu-Li-(0.35Mg)-(0.2In)合金的拉伸性能、时效析出相类型及其分布。T6峰时效时,Al-Cu-Li合金的时效析出相为T1(Al_2CuL i)和θ'(Al_2Cu)相。添加0.2%In时,T6态时效早期形成许多方块状的立方相Al_5Cu_6Li_2,且随时间延长其尺寸保持稳定;同时,可促进θ'相析出,相应合金的时效响应加速,强度提高。同时添加In和Mg可抑制Al_5Cu_6Li_2相析出,但促进T1相析出。In和Mg的复合微合金化效果小于2050铝锂合金中Ag和Mg的复合微合金化效果,因而In+Mg复合微合金化铝锂合金T6态强度低于Ag+Mg复合微合金化的2050铝锂合金。T8态时效时,时效前预变形产生的位错抑制了In元素单独添加和In+Mg复合添加的微合金化效果。     

高Li含量Al-Cu-Li合金时效析出相的分布与演化（英文）

采用透射电镜研究高Li含量(2.14%,质量分数)1460铝锂合金T6(145、160、175℃)及T8双级时效(4%预变形,130℃,24 h+160℃)时析出相的演化及分布。合金的时效析出相包括δ'(Al_3Li)相和T1(Al_2CuL i)相,其中δ'相为晶内优先析出相。低温(145℃)T6时效时,晶内还形成大量均匀分布而且稳定的δ'/GPI/δ'复合相。较高温度(160℃及175℃) T6时效时,还会析出大量T1相;T1相优先于(亚)晶界形核,而后随时效时间延长,逐渐在晶内析出。T8双级时效时,晶内可形成δ'/GPI/δ'复合相及T1相;其中δ'/GPI/δ'复合相开始形成于第一级低温时效,并于第二级较高温度时效时一直稳定存在;T1相则形成于第二级时效,且T8时效时的预变形促进T1相在晶内快速析出。     

双级时效对快凝Al-Li合金组织和性能的影响

研究了双级时效工艺对一种快速凝固 Al-Li 合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,固溶后进行170℃、4h 预时效和190℃、18h 最终时效处理的 Al-Li 合金,其塑性明显改善;基体中形成大量粒度适宜的复合沉淀相粒子(Al_3Li/Al_3(Li,Zr)),晶界上δ′(Al_3Li)无沉淀带(PFZ)的窄化,以及较多数量的 s′相(Al_2CuMg)分散沉淀,是这种合金的塑性得以改善的主要原因。     

时效和预变形对2195铝锂合金组织与性能的影响

利用透射电镜、拉伸试验等手段，研究了时效温度、时效时间和预变形量对2195铝锂合金显微组织和力学性能的影响，优化了铝锂合金的时效处理工艺。结果表明：T6态和T8态铝锂合金的硬度均会随着时效时间的延长先增加后减小，经过预变形处理后铝锂合金的峰值硬度对应的时效时间缩短；随着时效时间的延长，T6态和T8态铝锂合金的抗拉强度、屈服强度和断后伸长率的变化趋势相同，经过预变形处理的T8态(预变形量5%+175℃/36 h)铝锂合金的峰值抗拉强度、峰值屈服强度和对应断后伸长率较T6态(175℃/48h)铝锂合金分别增加了11.58%、22.97%和17.78%。T6态和T8态铝锂合金中均存在颗粒状δ′相、针状θ′相、类球形δ′/β′复合相和针状T₁相，且后者的T₁相更加细小、数量更多、分布更加均匀。2195铝锂合金适宜的时效工艺和预变形量为175℃/36 h+5%。     

时效前处理对新型Al-Cu-Li-X合金力学性能和显微组织的影响

研究时效前固溶处理、预变形等对一种新型超高强Al-Cu-Li-X合金板材力学性能和显微组织的影响。结果表明:500~540℃固溶40 min时,随固溶温度的提高,合金的时效强度呈现先升高后持平的趋势,且在520℃时强度略有下降;510℃固溶20~180 min时,随固溶时间延长,合金的时效强度则呈现先升高后降低的趋势;(510℃,40 min)固溶处理后的合金具有最高的时效强度。不同固溶处理合金的强度变化主要受固溶阶段第二相粒子的回溶程度、再结晶晶粒形态及长大趋势和过烧的共同影响。合金强化相为大量T_1相(Al_2CuLi)、部分θ'相(Al_2Cu)和少量S'相(Al_2CuMg),预变形可促进T_1相细小弥散析出,但抑制θ'相及S'相的析出。预变形量小于6%的预变形可有效提高合金的时效强度,但当预变形量大于6%之后,合金强度的增量逐渐减少。     

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.     

过时效-重固溶-再时效处理对 7055铝合金组织与性能的影响

采用拉伸试验、电导率测试及透射电镜观察等方法,研究了重固溶温度和过时效处理时间对7055铝合金组织与性能的影响.结果表明,120℃×3h+180℃×8h过时效处理后,经过不同温度(440℃～490℃)重新固溶处理以及120℃/24h再时效后,7055铝合金的电导率随重固溶温度的上升而降低,但强度升高;延长过时效时间(120℃×3h+180℃×4h～20h),470℃×1h重固溶处理后,合金电导率略微上升,而强度逐渐降低.组织观察表明,过时效处理形成的粗大析出相在不同温度重固溶时的重新溶解程度不同,重固溶温度越低,粗大析出相溶解越不充分,从而形成与回归再时效处理相类似的组织结构;同时,过时效及重固溶处理也有利于Fe、Si和Zr等残留固溶原子以化合物的形式充分析出,因此利用该工艺可以在保持强度不降低的前提下,提高合金的电导率,并最终提高合金的抗应力腐蚀性能.     

时效工艺对2099合金组织性能的影响北大核心CSCD

采用维氏(HV)硬度测试、力学性能测试、透射电镜(TEM)观察等技术手段,研究了双级时效工艺对2099合金组织性能的影响。结果显示,双级时效处理能够显著改善2099合金的综合力学性能指标,合金屈服强度和抗拉强度的增幅分别达144 MPa和98 MPa,而塑性降低0.6%。终时效温度由146℃升高到170℃,达到峰时效态的时间缩短24 h,综合强塑性指标波动较小。时效过程中析出相的演化规律为:预时效态,基体析出相以δ'相为主,T1相较少;峰时效态,以T1相为主,δ'相次之,θ'相很少;过时效态,T1相和δ'相略有粗化,且δ'相数量减少。     

时效工艺对2099合金组织性能的影响

采用维氏(HV)硬度测试、力学性能测试、透射电镜(TEM)观察等技术手段,研究了双级时效工艺对2099合金组织性能的影响。结果显示,双级时效处理能够显著改善2099合金的综合力学性能指标,合金屈服强度和抗拉强度的增幅分别达144 MPa和98 MPa,而塑性降低0.6%。终时效温度由146℃升高到170℃,达到峰时效态的时间缩短24 h,综合强塑性指标波动较小。时效过程中析出相的演化规律为:预时效态,基体析出相以δ'相为主,T1相较少;峰时效态,以T1相为主,δ'相次之,θ'相很少;过时效态,T1相和δ'相略有粗化,且δ'相数量减少。     

热处理对直接挤压铸造Al-5Cu合金力学性能和组织的影响

研究了固溶处理（T4）与固培＋人工时效处理（T6）对直接挤压铸造Al-5Cu合金力学性能和显微组织的影响。结果表明，挤压铸造加快了合金热处理过程中原子的扩散速度、缩短了热处理时间，通过热处理可以改变合金的组织结构进而影响合金的力学性能．与铸态相比，在525～530℃下保温4h固溶处理后合金的力学性能明显提高，而且随着保温时间的增加略有上升，保温15h时达到最佳值．合金的抗拉强度（σb）和伸长率（δ5）可以达到389．6MPa和10．8％。固溶处理后挤压铸造Al-5Cu合金表现出明显的自然时效特征，在自然环境中铜原子易于析出形成具有很强强化效果，且能稳定存在的GP区和θ＂矿相，这些细小弥散分布的强化相使得合金处于固溶＋自然时效状态下较T6状态下具备更好的力学性能。