EFFECT OF Zr ON PRECIPITATION AND STRUCTURE PARAMETERS OF Al-Zn-Mg ALLOY

利用硬度计(HV)、光学显微镜和透射电镜系统地研究了微量Zr(0.22％)对Al—5.0Zn-1.75Mg合金的沉淀过程、临界形核温度T′_c和显微组织参数的影响,并与Mn,Cr,Cu的影响进行了比较。结果表明,Zr能明显提高再结晶温度和细化晶粒,但无提高T′_c的能力。低温时效(T_a≤160℃),Zr有抑制GBP、促进MPt长大和提高HV的作用;但高温时效(T_a≥180℃)又有促进这两种参数急剧长大和强烈降低HV的作用。在选定的时效条件下(120—200℃),含Zr合金的PFZ均比无Zr合金窄。文中还讨论了Zr对Al-Zn-Mg合金的作用机理问题。     

EFFECT OF Ti ON PRECIPITATION AND MICROSTRUCTURAL PARAMETERS OF AN Al-Zn-Mg ALLOY

本文利用硬度、光学显微镜和透射电镜研究了微量Ti(0.15％)对Al-5.0Zn-1.8Mg合金的沉淀过程、临界形核温度(T′_c)和显微组织参数的影响.结果表明,微量Ti能显著细化晶粒,但无抑制再结晶和提高T′_c的能力.低温时效(T_aT′_c),Ti又有相反的作用,能使MPt显著粗化和降低硬度.但在任一时效温度(120—200℃),含Ti合金的GBP和PFZ均比无Ti合金小和窄.Ti对沉淀过程和组织参数的这种影响,可用Ti原子团参与了GP区形核和含Ti合金过剩空位浓度低的观点来说明.     

微量Ti对Al-Zn-Mg合金沉淀过程和显微组织参数的影响

本文利用硬度、光学显微镜和透射电镜研究了微量Ti(0.15％)对Al-5.0Zn-1.8Mg合金的沉淀过程、临界形核温度(T′_c)和显微组织参数的影响.结果表明,微量Ti能显著细化晶粒,但无抑制再结晶和提高T′_c的能力.低温时效(T_aT′_c),Ti又有相反的作用,能使MPt显著粗化和降低硬度.但在任一时效温度(120—200℃),含Ti合金的GBP和PFZ均比无Ti合金小和窄.Ti对沉淀过程和组织参数的这种影响,可用Ti原子团参与了GP区形核和含Ti合金过剩空位浓度低的观点来说明.     

微量Mn对Al-Zn-Mg合金沉淀过程和显微组织参数的影响

本文利用硬度,光学显微镜和透射电镜研究了微量Mn(0.48wt-%)对Al-5.0Zn-1.8Mg合金的沉淀过程,临界形核温度(T_C~′)和显微组织参数的影响,并与Cr和Cu的作用特点进行了比较.实验结果表明,Mn能细化晶粒和提高HV,但没有强烈的抑制再结晶和提高T_c~′的作用.在选用的时效条件下(120—200℃),含Mn合金的PFZ比无Mn合金窄,HV比无Mn合金高.在时效初期或进行低温时效(T_a≤160℃),Mn能促进晶界沉淀相(GBP)和基体沉淀相(MPt)的长大,但在时效后期或进行高温时效(Ta≥180℃),Mn又能抑制它们长大,有明显的稳定化作用.Mn对显微组织参数的这种影响与Cr和Cu的影响不同,可用Mn原子集团参与了GP区形核和含Mn之GP区的吞并长大速度慢的观点来说明.     

EFFECT OF Mn ON PRECIPITATION AND MICROSTRUCTURAL PARAMETERS OF AN A1-Zn-Mg ALLOY

本文利用硬度,光学显微镜和透射电镜研究了微量Mn(0.48wt-%)对Al-5.0Zn-1.8Mg合金的沉淀过程,临界形核温度(T_C~′)和显微组织参数的影响,并与Cr和Cu的作用特点进行了比较.实验结果表明,Mn能细化晶粒和提高HV,但没有强烈的抑制再结晶和提高T_c~′的作用.在选用的时效条件下(120—200℃),含Mn合金的PFZ比无Mn合金窄,HV比无Mn合金高.在时效初期或进行低温时效(T_a≤160℃),Mn能促进晶界沉淀相(GBP)和基体沉淀相(MPt)的长大,但在时效后期或进行高温时效(Ta≥180℃),Mn又能抑制它们长大,有明显的稳定化作用.Mn对显微组织参数的这种影响与Cr和Cu的影响不同,可用Mn原子集团参与了GP区形核和含Mn之GP区的吞并长大速度慢的观点来说明.     

微量Cr对工业纯Al-5.0Zn-1.8Mg合金沉淀过程和显微组织参数的影响

本文利用硬度、显微镜和透射电镜系统地研究了微量Cr对工业纯Al-5.0Zn-1.8Mg合金的沉淀过程、临界形核温度T_c~′和组织参数的影响。结果表明,Cr是促进不均匀沉淀和提高T_c~′温度的元素。低温时效(T_a≤160℃)能抑制晶界沉淀桕(GBP)、无沉淀带(PFZ)和基体沉淀相(MPt)的长大;但高温时效(T_a≥180℃)它又能促进这些参数的强烈长大。这些变化特点,可用Cr与过剩空位交互作用的双重性机理来说明。     

EFFECT OF TRACE Cr ON PRECIPITATION AND MICROSTRUCTURAL PARAMETERS OF A COMMERCIAL PURITY Al-5.0Zn-1.8Mg ALLOY

本文利用硬度、显微镜和透射电镜系统地研究了微量Cr对工业纯Al-5.0Zn-1.8Mg合金的沉淀过程、临界形核温度T_c~′和组织参数的影响。结果表明,Cr是促进不均匀沉淀和提高T_c~′温度的元素。低温时效(T_a≤160℃)能抑制晶界沉淀桕(GBP)、无沉淀带(PFZ)和基体沉淀相(MPt)的长大;但高温时效(T_a≥180℃)它又能促进这些参数的强烈长大。这些变化特点,可用Cr与过剩空位交互作用的双重性机理来说明。     

微量Cu对Al-Zn-Mg合金沉淀过程和显微组织参数的影响

本文利用硬度(HV)、光学显微镜和透射电镜(TEM)系统地研究了微量Cu(0.19％)对Al-5.0Zn-1.7Mg合金的沉淀过程、临界形核温度(T_c~′)和显微组织参数的影响。结果表明,Cu能促进合金均匀沉淀,提高T_c~′和HV,但没有细化晶粒和抑制再结晶的作用。但在本实验所采用的时效条件下(120—200℃),含Cu合金的晶界沉淀相(GBP)、基体沉淀相(MPt)和无沉淀带(PFZ)均比无Cu合金小,并且随时效时间的延长和温度的升高呈单调的变化。Cu的这种影响可用空位四面体与溶质原子结合成的复杂集团是GP区晶核的模型来说明。     

EFFECT OF Cu ON PRECIPITATION AND STRUCTURAL PARAMETERS OF Al-Zn-Mg ALLOY

本文利用硬度(HV)、光学显微镜和透射电镜(TEM)系统地研究了微量Cu(0.19％)对Al-5.0Zn-1.7Mg合金的沉淀过程、临界形核温度(T_c~′)和显微组织参数的影响。结果表明,Cu能促进合金均匀沉淀,提高T_c~′和HV,但没有细化晶粒和抑制再结晶的作用。但在本实验所采用的时效条件下(120—200℃),含Cu合金的晶界沉淀相(GBP)、基体沉淀相(MPt)和无沉淀带(PFZ)均比无Cu合金小,并且随时效时间的延长和温度的升高呈单调的变化。Cu的这种影响可用空位四面体与溶质原子结合成的复杂集团是GP区晶核的模型来说明。     

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。     

Al-Er-Zr合金的时效析出过程

利用显微硬度、TEM、HREM等测试方法对Al-Er-Zr合金的时效析出过程及析出相Al3(Er1-xZrx)的粗化行为进行研究。结果表明:二元合金Al-0.04Er在375℃时效5 min后出现硬度峰(约为40.3HV),随后迅速下降出现过时效;添加Zr能够显著提高其热稳定性,三元Al-Er-Zr合金中过时效现象显著滞后于Al-Er二元合金。在三元合金Al-Er-Zr中,随着Zr含量的增加,合金在长时间时效后,由于Er、Zr的协同析出而出现第二个更高的时效峰值,约为53.5HV,明显高于Al-Er二元合金的硬度。Al3(Er1-xZrx)粒子在高温粗化过程中逐渐长大,其平均直径d与退火时间t的关系符合LSW理论中的关系式。     

Inconel 751合金长期时效过程中γ′析出相的长大行为

对经过标准热处理的Inconel 751合金,在700℃和850℃进行了长期时效处理。对长期时效处理后的合金组织进行了观察,采用Thermo-calc软件对合金γ′相的析出进行了热力学验证计算。结果表明,Inconel 751合金在700℃时效时,γ′相长大较为缓慢,而在850℃时效时γ′相迅速长大;随着时效温度的升高和保温时间的延长,合金中小颗粒γ′相数量减少,单位面积内的γ′颗粒数目减少,大γ′颗粒数目增加,即发生了Ostwald熟化;Inconel751合金中γ′相主要为N i3(A l,Ti),在700℃和850℃时效过程中,γ′颗粒长大受A l和Ti扩散控制。     

热处理对Cu-0.6Cr-0.15Zr-0.12Fe-0.06P合金组织和性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、能谱分析仪、导电仪和硬度计,研究了不同热处理工艺对Cu-0.6Cr-0.15Zr-0.12Fe-0.06P合金组织和性能的影响。结果表明:固溶处理后合金电导率、硬度均有所下降;时效处理后,合金电导率快速上升;硬度随时效时间的延长,先升后降;时效温度提高,达到时效硬化峰值的时间就越短,电导率上升的也越快。合金经980℃×2 h+500℃×3 h处理后,电导率可达44.2 MS·m~(-1),硬度可达154.76 HV0.2,软化温度达到603℃。合金析出相主要成分是以Cr为主的(Cr Zr Fe P)化合物和(Cr Zr P)化合物。试验对比了980℃×2 h固溶后时效和未经固溶直接时效两种工艺,发现合金电导率相差不大,但经过固溶处理后合金析出相颗粒分布更均匀,硬度峰值升高18 HV0.2。     

Al—Li—Zr合金的分级时效

用透射电镜研究了Al—2.31Wt％Li—0.34Wt％Zr合金的分级时效过程。通过控制Li含量、固溶温度和时效温度,探寻β′(Al_3Zr)和强化相δ′(Al_3Li)最佳弥散分布条件。Li的添加,在673K一级时效的初期,能促进β′相的析出并抑制过时效进程;在473K二级时效后,由于δ′(Al_3Li)相与β′(Al_3Zr)相形成复合析出组织,屈服应力达到280兆帕。分级日于效是提高Al—Li—Zr合金强度和韧性的新途径。     

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。     

Mg—Gd—Ag—Zr合金的组织与力学性能

对Mg-18.6Gd-1.9Ag-0.24Zr合金铸态、T4态和T6态的显微组织和力学性能进行了研究.结果表明,该合金铸态时由α-Mg与分布在晶界的Mg5Gd相组成;T4态时由过饱和α-Mg固溶体和H2Gd相组成;峰值时效态的析出相为β相.该合金具有明显的时效强化效果,在200、225、250℃温度下的时效处理结果发现,随着时效温度的升高,合金的峰值时效硬度下降,到达峰值硬度的时间大为缩短.其中200℃下的峰值时效硬度(HV)最高,达到了134.合金经过200℃的峰值时效处理后具有最高的室温力学性能,屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为291.0 MPa、383.5 MPa和1.17%.     

时效对Cu-0.33Cr-0.06Zr合金导电率与硬度的影响

采用固溶+冷变形（80%变形量）+不同温度和时间时效工艺制备了Cu-0.33Cr-0.06Zr合金试样,研究了时效温度以及时效时间对Cu-0.33Cr-0.06Zr合金导电率和显微硬度的影响。结果表明,固溶后冷变形加时效可以显著提高合金的导电率和显微硬度。固溶和冷变形后Cu-0.33Cr-0.06Zr合金的合理时效工艺为450 ℃下时效2 h,经此工艺处理后合金的导电率可以达到83 %IACS,硬度达到195 HV0.1。     

时效工艺对超低温成形2060铝锂合金组织及性能的影响

通过透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)表征分析及单轴拉伸测试等手段，研究了时效温度与时间对2060铝锂合金力学性能及组织演变的影响，获得与超低温成形相适配的最佳时效工艺参数。结果表明，在时效初期，合金的析出相以球状δ′相和针状T₁相为主；随着时效时间的延长，T₁相不断形核长大，而δ′相数量不断减少，T₁相对位错运动的阻碍作用增大，合金强度不断提高并到达峰值。随着时效时间进一步延长，T₁相的数量不再变化，但其形态变得粗大，合金强度有所下降。分别在165、175、185℃进行时效时，随着时效温度的升高，合金到达峰值时效的时间变短，但与较高温度时效相比，较低温度时效后析出相形态更加细长，分布更加弥散，合金峰值时效强度更高。超低温成形2060铝锂合金采用165℃×35 h的时效工艺后可获得最佳的综合力学性能，此工艺下获得的合金屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为494 MPa、538 MPa和6%。     

Cu-0.69Cr-0.13Zr合金时效过程中微结构演化的小角X射线散射法研究

利用小角X射线散射(SAXS)技术测试了Cu-0.69Cr-0.13Zr合金在470℃时效时析出相粒径的统计尺寸。结果表明,Cu-0.69Cr-0.13Zr合金在470℃下时效,保温时间在1.5~3.5 h间,析出相的粒径统计大小为4.97~5.48 nm,析出相粒子随时效时间延长无明显长大;使用透射电子显微镜观测时效温度为470℃时效时间为2.5 h样品中析出相粒子,测量粒径约为5 nm。2种测量方法所获得的析出相粒径尺寸无明显差异,相互吻合较好。证明小角X射线散射法测量Cu-0.69Cr-0.13Zr合金时效析出相尺寸是准确的。该方法可用于测量Cu-0.69Cr-0.13Zr合金时效析出相尺寸,比透射电镜测量方法更具有统计意义和参考价值。     

In对Al-3.5Cu合金析出过程的影响

利用透射电镜(TEM),差示扫描量热仪(DSC)等方法对Al-3.5Cu和Al-3.5Cu-0.5In(质量分数,%)合金中θ′相的生成及粗化行为进行对比研究。在175℃时效时In的添加显著地促进了合金的时效响应,时效峰值硬度提高了约200MPa。TEM观察结果显示富铟(In′)粒子在时效早期均匀析出,为θ′相的析出提供了非均匀形核位置;且在θ′相宽面发现了位于其片状顶角的In′粒子;时效后期含In合金中θ′相粗化速率明显小于无In合金。时效前增加6%预变形后两种合金时效响应及效果差别不大,证实T6状态In主要是通过淬火空位团簇,从而促进θ′相析出。