固溶时效处理对Al-6.6Zn-2.3Mg-2.1Cu-0.12Zr合金组织性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、硬度测试、电导率测试和室温拉伸性能测试等分析手段,研究了Al-6.6Zn-2.3Mg-2.1Cu-0.12Zr合金挤压板带固溶、单级时效和双级时效制度下的组织和性能。研究表明,Al-6.6Zn-2.3Mg-2.1Cu-0.12Zr合金挤压板带采用475℃/2 h的固溶处理制度,析出相回溶充分,无过烧现象;合金采用475℃/2 h+120℃/24 h的T6时效处理制度,晶内析出相细小弥散,晶界析出相连续分布;合金采用475℃/2 h+110℃/8 h+160℃/28 h的T74双级固溶时效处理制度,晶内析出相以η’和η为主,晶界析出物完全断开。     

固溶温度对挤压态Mg-13Al-6Zn-4Cu合金组织与性能的影响

采用不同的固溶温度对挤压态Mg-13Al-6Zn-4Cu(质量分数,%)合金进行热处理,然后在(150℃/10 h)条件下进行时效处理,通过金相显微镜、扫描电镜及能谱分析、维氏硬度与极化曲线测试,研究固溶温度对挤压态合金显微组织、硬度与腐蚀性能的影响。结果表明:固溶处理促进晶界处的β-Mg_(17)Al_(12)相充分溶入α-Mg基体中。提高固溶温度使基体晶粒再结晶长大,逐渐缩小T-MgAlCuZn相心部的Cu元素富集区,改变β析出相的形态和分布,促进层片状β相在α-Mg晶界析出,从而提高时效态合金的硬度。但固溶温度超过420℃时,合金晶粒粗化并发生过烧。固溶温度升高导致合金腐蚀电位负移,腐蚀电流增大,腐蚀速率加快。     

固溶温度对新型Al-12.7Si-0.7Mg合金挤压材组织性能的影响

针对我国自主研制的新型Al-12.7Si-0.7Mg合金挤压型材,采用金相显微镜、扫描电镜及其附带的能谱分析仪以及拉伸实验研究了固溶温度对铝基体晶粒、合金相粒子尺寸、形状及数量以及挤压材力学性能的影响规律,结果表明:Al-12.7Si-0.7Mg合金挤压材基体中存在大量尺寸极其细小的点状Mg2Si相及大量微米级共晶Si粒子和少量微米级AlFeSi过剩结晶相;固溶温度从440℃升高至540℃,尺寸极其细小的点状Mg2Si相逐渐回溶入基体消失,微米级共晶Si颗粒及含AlFeSi的过剩结晶相粒子形状趋于球化,而铝基体晶粒呈现出略有长大的趋势,且共晶硅颗粒具有较明显的细化铝基体晶粒的作用;合金挤压材的强度及延伸率随固溶温度升高分别呈现出单调增大及总体下降的趋势;新型Al-12.7Si-0.7Mg合金挤压材比较适宜的固溶温度为520℃,合金挤压材经最佳固溶温度固溶水淬再经170℃×2.5 h时效处理后的Rp0.2≥279 MPa,Rm≥330 MPa,A≥9.9%。     

时效处理对Al-7.8Zn-1.6Mg-1.8Cu-0.12Zr合金超声铸锭轧件组织与抗腐蚀性能的影响

分别采用T6、T73和RRA 3种时效制度对超声铸造Al-7.8Zn-1.6Mg-1.8Cu-0.12Zr铝合金热轧板进行时效处理,研究时效制度对材料的组织、力学性能与耐腐蚀性能的影响,并与未经超声熔体处理的合金热轧板进行对比。结果表明:对于超声铸造Al-7.8Zn-1.6Mg-1.8Cu-0.12Zr铝合金的热轧板,与T6时效态合金相比,T73时效态合金的抗腐蚀性能较好,但强度显著降低,RRA状态的合金强度与T6态合金相当,抗腐蚀性能显著提高;相对于未经超声熔体处理的合金,在超声波的空化、声流和机械振动效应的作用下,铸态合金的合金元素固溶度以及基体空位浓度都增加,在其组织遗传效应的影响下,采用相同时效工艺处理后合金中析出相的分布更加均匀但出现部分粗化现象,均匀分布的细小析出相对合金的强度有积极影响,粗化的析出相对合金的强度不利,但能提高合金的耐腐蚀性能。     

高温固溶处理对Mg-15Gd-2Zn-0.6Zr合金组织结构及力学性能的影响

通过光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和力学试验,研究了510℃下固溶处理20h所得Mg-15Gd-2Zn-0.6Zr合金的组织结构及力学性能。结果表明,铸态Mg-15Gd-2Zn-0.6Zr合金主要由树枝状α-Mg基体以及分布于枝晶间的(Mg,Zn)_3Gd共晶相组成;固溶处理后,合金相组成未发生变化,而(Mg,Zn)_3Gd相形貌由连续网状转变为不连续岛状,体积分数由19%下降为9%;固溶态合金中未观察到长周期堆垛有序结构的形成。拉伸条件下,固溶态Mg-15Gd-2Zn-0.6Zr合金屈服强度比铸态略有下降,但抗拉强度和延伸率均有较大提高,其屈服强度、抗拉强度和延伸率依次为176 MPa、277 MPa和12.8%,表现出优良的综合力学性能;压缩条件下,铸态和固溶态Mg-15Gd-2Zn-0.6Zr合金的力学性能差异较小,且均优于拉伸条件下的力学性能。     

固溶参数对Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.6Zr合金组织及性能的影响

以高稀土含量Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.6Zr合金为研究对象,通过扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、电子背散射衍射(EBSD)和维氏硬度(HV)等测试方法,研究了固溶参数对该合金微观组织及显微硬度演变的影响规律.结果 表明:周溶态组织中主要存在有沿晶界分布的块状14H-LPSO相和随机分布于基体上的方块状富(G...     

Al-4.8Cu-0.5Mg-0.3Ag-0.15Zr合金固溶工艺的研究

采用光学显微镜(OM)、差示扫描量热法(DSC)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等分析手段,以及通过力学性能和电导率测试验证,研究J,新型Al-4.8Cu-0.5Mg-0.3 Ag-0.15Zr合金挤压板带的固溶工艺,研究结果表明:(520～525)℃×(1.5～2)h是较适合该合金的单级固溶工艺,材料在该固溶制度下进行160℃×24 h时效后能够获得515～526 MPa的室温抗拉强度和14%～15%的伸长率,以及41.7%IACS的电导率.     

Al-6.6Zn-1.7Mg-0.26Cu合金挤压材焊接接头的组织与性能

采用光学显微镜、透射电子显微镜、维氏硬度计和拉伸试验机,研究了Al-6.6Zn-1.7Mg-0.26Cu合金挤压材熔化极惰性气体保护焊接接头的显微组织和力学性能。结果表明:焊缝中心区为枝晶,靠近母材侧的焊缝熔合区为柱状晶,母材为等轴晶,但靠近焊缝熔合区的母材晶粒发生了长大。焊接接头的硬度以焊缝为中心呈对称分布,从母材到焊缝中心,硬度先下降后上升再下降。焊缝中心区的硬度最低,为86~105(HV)。焊接接头的抗拉强度为309MPa,屈服强度为237MPa,伸长率为4.75%,挤压材的焊接强度系数为0.76。     

固溶处理对Al-1.5Si-1.2Mg-0.6Cu-0.3Mn铝合金组织性能的影响

对汽车车身板用Al-1.5Si-1.2Mg-0.6Cu-0.3Mn铝合金冷轧薄板进行了固溶处理,研究了固溶温度、时间对第二相、晶粒及成形性能的影响规律.结果表明:在500～555℃之间进行固溶处理时,固溶温度升高,基体中残留的第二相数量逐渐减少,而再结晶晶粒尺寸形态变化不大;合金板材的强度和延伸率单调增大,,IE单调减小,n,r15变化不大.1.2 mm厚的冷轧合金薄板在540℃固溶处理时,保温时间需接近30 min才可使其具有良好的成形性,继续延长保温时间至180 min其成形性能变化不大.1.2 mm厚的A1-1.5Si-1.2Mg-0.6Cu-0.3Mn铝合金冷轧薄板合适的固溶处理温度为540℃,保温时间应接近30 min.常规T4状态的6xxx系铝合金薄板直接在汽车厂冲压成形后的烤漆涂装处理并不能起到提高车身构件强度的作用.     

时效工艺对Al-11Zn-2.4Mg-1.1Cu-0.15Zr铝合金性能的影响

Al-11Zn-2.4Mg-1.1Cu-0.15Zr铝合金自然时效的速度慢,且不稳定,故一般不在自然时效状态下应用.为了获得更高的强度、较好的抗蚀性、较低的疲劳裂纹扩展速度以及性能的稳定,该系合金一般采用人工时效处理.热处理工艺参数主要包括固溶处理温度、固溶处理时间、时效温度、时效时间.本实验研究了时效工艺对Al-11Zn-2.4Mg-1.1Cu-0.15Zr铝合金性能的影响,旨在摸索Al-11Zn-2.4Mg-1.1Cu-0.15Zr铝合金的合理热处理工艺.     

固溶处理对Al-8.54Zn-2.41Mg-xCu铝合金组织与性能的影响

通过光学显微镜、扫描电镜、室温力学性能及电化学腐蚀测试,研究固溶时间对Al-8.54Zn-2.41MgxCu(x=2.2,1.3)超强铝合金组织与性能的影响。结果表明,固溶时间延长,合金基体中残余结晶相的数量显著减少,再结晶体积分数增加,电化学腐蚀电位正移。固溶时间为60 min时,Cu=1.3%(质量分数)合金的强度和抗腐蚀性能均高于Cu=2.2%合金。当固溶时间延长至180 min时,Cu=2.2%合金的抗拉强度和屈服强度略有提高,Cu=1.3%合金强度降低;高铜含量合金剥落腐蚀程度减少,低铜合金剥落腐蚀程度增加,且高铜合金的抗腐蚀性能高于低铜合金。适当缩短固溶时间,能够提高低铜合金的强度和抗腐蚀性能。在相同的固溶条件下,2种合金的电化学腐蚀电位相差不大。     

固溶处理工艺对压铸Mg-9Al-1Zn-0.2Mn合金微观组织与硬度的影响

采用不同的固溶处理工艺对冷室压铸法制备的Mg-9Al-1Zn-0.2Mn(质量分数)合金进行热处理,随后在150℃/5 h条件下进行时效处理,通过X射线衍射、金相显微镜与扫描电镜观察及硬度测试,研究固溶处理工艺与时效对合金显微组织与硬度的影响。结果表明,固溶处理可使压铸态合金晶界处的β-Mg17Al12相充分分解并溶入到α-Mg基体中。提高固溶温度和延长固溶时间,均可减少以连续网状形态分布于α-Mg枝晶间的β-Mg17Al12硬脆相,使其由晶间析出转变为α-Mg晶内析出。但固溶温度过高或固溶时间过长都导致α-Mg基体组织粗化,并发生过烧现象。固溶处理后的时效过程中,β-Mg17Al12相从过饱和固溶体中以不连续和连续2种方式析出,从而提高合金的硬度。     

含银Al-4.5Zn-1.0Mg-0.5Cu合金的强化固溶行为

采用拉伸力学性能测试、金相显微观察、扫描电镜及透射电镜等分析手段,研究了Al-4.5Zn-1.0Mg-0.5Cu-0.4Ag合金的强化固溶行为。结果表明:经强化固溶处理后,合金固溶态的抗拉强度和屈服强度以及伸长率分别较常规固溶的低15 MPa、16 MPa和1.7%;峰值时效态的抗拉强度和屈服强度较常规固溶的分别高62 MPa和68 MPa,伸长率低0.8%。;强化固溶可使Al-4.5Zn-1.0Mg-0.5Cu-0.4Ag合金固溶后的第二相粒子减少,但使其时效后的强化相数量增多,密度增大。     

固溶处理对Cu-3.2Ni-0.75Si-0.3Zn合金组织及性能的影响

研究了Cu-3.2Ni-0.75Si-0.3Zn合金时效前固溶温度和时间对该合金硬度及电导率的影响,并且分析了不同固溶条件之后时效对Cu-3.2Ni-0.75Si-0.3Zn合金性能的影响。结果表明:时效前固溶温度的升高,材料的电导率先较快下降,之后又回升,而硬度呈下降的趋势,当固溶温度到达925℃时,硬度下降缓慢;随着固溶温度的增加,其再结晶程度越来越高,到900℃时组织已是完全再结晶组织,温度继续升高,晶粒会发生长大;通过扫描电镜及能谱分析仪观察900℃固溶后的试样,发现只有少量析出相存在。而相对于固溶温度,固溶时间对合金性能的影响不明显。在不同固溶制度下,合金试样经冷变形和时效后,其电导率随固溶温度的升高先降后升,而抗拉强度和延伸率随固溶温度的升高会先升高后下降,固溶温度为925℃时试样的抗拉强度到达峰值,延伸率则在850℃时达到峰值。与其他固溶处理制度相比,合金在900℃×60 min固溶处理,经60%的冷变形,450℃×4 h时效处理后,可得到较好的综合性能。此时,合金抗拉强度达到762 MPa,延伸率为6.1%,电导率为32.5%IACS。     

Nd对Mg-11Li-3Al-2Zn-0.2Zr合金组织、力学性能及腐蚀行为的影响

研究稀土Nd对均匀化态Mg-11Li-3Al-2Zn-0.2Zr合金组织、力学性能及腐蚀行为的影响.通过真空感应熔炼制备镁锂合金铸锭, 经均匀化处理(280 ℃, 24 h)得到均匀化态Mg-11Li-3Al-2Zn-xNd-0.2Zr(x=0, 0.5, 1.0, 1.5)合金.采用XRD和SEM分析合金的显微组织, 并对合金进行拉伸试验和断口分析.采用电化学法和析氢失重法研究合金在3.5 %NaCl溶液中的腐蚀行为.结果表明:Mg-11Li-3Al-2Zn-0.2Zr合金主要含有β-Li、AlLi、MgLi₂Al相, Nd的加入使合金中形成NdAl3相.随着Nd含量的增加, 合金的强度和塑性呈先增大后降低的趋势. Mg-11Li-3Al-2Zn-1Nd-0.2Zr合金表现出较优的力学性能, 其抗拉强度和延伸率相对于Mg-11Li-3Al-2Zn-0.2Zr合金分别提高了28.8 %和51.3 %.稀土Nd的添加使合金的耐蚀性能提高.      

添加微量锆、铒对铸造Al-8.25Zn-2.4Mg-2.3Cu合金组织与力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射等方法研究了微量Er和压元素对Al-8.25Zn-2.4Mg-2.3Cu合金铸锭组织的细化作用及其细化机制,同时考察了微合金化元素对试验合金力学性能的影响.结果表明:单独添加Zr对Al-8.25Zn-2.4Mg-2.3Cu合金铸锭组织有一定的细化作用,而复合添加Zr和Er则对Al-8.25Zn-2.4Mg-2.3Cu合金铸锭组织产生强烈的细化效果,分析表明其细化效应与合金凝固过程中Al8Cu4Er相、Al3Er相和Al3Zr等复合质点的析出及微量元素在凝固界面前沿的富集有关.经过T6处理,Al-8.25Zn-2.4Mg-2.3Cu-0.18Zr-0.40E哈金的抗拉强度σb为600 MPa;延伸率达到8%.与7075合金相比,试验合金的强度与塑性均获得大幅度提高.     

Al-5.2Cu-0.4Mg-1.02Ag合金板材组织性能的研究

通过显微硬度测试、力学性能测试、透射电镜分析等于段研究了Al-5.2Cu-0.4Mg-1.02Ag合金板材存欠时效、峰时效、过时效的力学性能和显微组织.结果表明:合金主要强化相足Ω相和θ'相,它们之间存在竞相析出与长大的关系.欠时效时出现大量细小的Ω相和少量的θ'相,尺寸约为15 nm;峰时效时Ω相长大且θ"相增多,Ω相的体积分数达到最大值,尺寸约为40～60 nm,θ'相的尺寸约为40 nm;过时效Ω相体积分数有所减少而θ'相体积分数有所增加,θ'相尺寸约为70～100 nm,且有部分θ'相转变为θ相.峰时效时合金的抗拉强度和屈服强度达到最大值,断后延伸率随时效时间的延长有下降的趋势.     

Al-2.3Cu-1.7Mg-1.2Fe-1.2Ni合金的时效行为研究

采用硬度测试、电导率测试、常温力学性能测试等方法研究了单级时效处理过程中时效温度和时效时间对Al-2.3Cu-1.7Mg-1.2Fe-1.2Ni合金力学性能和电导率的影响规律,并利用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、选区电子衍射(SAED)等手段对合金淬火态以及几种不同时效处理制度下的显微组织进行了研究.结果表明,合金经固溶淬火处理后仍残留有较多的大尺寸第二相,淬火态组织存在的第二相主要有Al9FeNi,Al7 Cu2 Fe,Al7 Cu4 Ni等.单级时效处理过程中,时效处理的温度越高,达到峰时效所需的时间越短,材料的峰时效硬度值越低;电导率随时效时间的延长而不断上升,时效温度越高,电导率的增长速率越快.峰时效条件下合金内主要沉淀强化相包括S’相和S"相,晶界上有明显的链状析出物存在,呈不连续分布;峰时效条件下,合金棒材的极限抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为455 MPa,391 MPa和10.6％,电导率可达到21.6 MS·m-1.     

固溶时效对上引拉铸Cu-0.3Cr-0.1Zr组织性能的影响

用扫描电镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、涡流电导率测量仪和万能试验机测试分别测量了上引拉铸拉拔之后固溶时效对Cu-0.3Cr-0.1Zr合金抗拉强度及导电率性能的影响,用金相显微镜观察不同拉拔加工率下固溶的显微组织.并探讨了合金的强化机理.结果表明:上引Cu-0.3Cr-0.1Zr合金铸锭经过75％冷拉变形后固溶其组织和力学性能较好.经时效后的固溶态Cu-0.3Cr-0.1Zr合金,抗拉强度和导电率迅速上升,随着时间时间的延长,其抗拉强度达到峰值后呈下降趋势,而导电率则继续上升.Cu-Cr-Zr合金析出强化的重要因素是大量共格弥散的析出相,以共格强化机制估算的强化值423MPa与实验结果415MPa相近.     

固溶处理对Ti-46Al-3Hf合金回火组织的影响

本文采用淬火-回火工艺对Ti-46Al-3Hf合金进行热处理,研究了单相α相区固溶处理对合金回火组织的影响。研究表明：Ti-46Al-3Hf合金淬火-回火组织为近层片组织（少量γ＋α2／γ层片团）;淬火-回火热处理可以细化合金组织,可得到尺寸约为30～35μm的层片团。随固溶温度升高,层片团变的均匀,但层片有一定程度的粗化,层片团边界处的γ组织变的细小均匀。随固溶时间延长,α2／γ层片团尺寸增大,且变的不均匀,层片有一定程度的粗化,层片团边界γ组织减少。较高的固溶温度、较短的固溶时间有利于获得细化、均匀的回火组织。