固溶处理对6082铝合金组织与性能的影响

本文研究固溶温度(480-580℃)对6082铝合金型材的组织和力学性能,结合光学显微镜、扫描电镜和透射电镜进行分析。结果表明:随固溶温度升高,6082铝合金型材力学性能呈现出先上升后下降的趋势,540℃时,合金的性能最好,耐腐蚀性能逐渐增强。合金组织在固溶温度为480-540℃时,合金组织都有明显细化,析出大量二次相,540℃以上,合金出现再结晶现象,晶粒粗化。     

一种Al-Cu-Mg-Mn合金板材固溶处理工艺研究

对经不同固溶温度(495℃、503℃和513℃)处理的Al-Cu-Mg-Mn合金热轧板材进行金相组织观察,确定合金在495℃固溶不充分,507℃时将发生过烧。通过DSC分析可知在固溶温度一定时,低熔点产物数量随固溶时间延长而减少。当固溶时间一定时,随固溶温度的升高而下降,但当超过过烧温度,会有一些产物不溶解。能谱分析表明,未过烧合金固溶处理后的残留相为豆状S(Al2Cu Mg)相和大块组织含Fe相。     

喷射沉积AlZn11Mg2Cu1合金的固溶处理制度研究

对喷射沉积法制备的Al Zn11Mg2Cu1合金在465℃、485℃、500℃三种固溶温度下进行了合金组织和性能的研究。结果表明,试验合金适宜的固溶处理制度为485℃,保温1h,水淬。分析表明,喷射沉积制备的合金的晶粒度为4~5 m,晶粒比较均匀。用TEM对峰时效态的试验合金进行了微观组织分析,合金经固溶处理和时效处理后,沉淀相首先沿晶界析出,然后在晶内析出,其尺寸一般为5~10nm。     

新型镍基粉末高温合金相变温度的测定

分别采用热力学计算(thermo-calc,TC),差热分析(differential thermal analysis,DTA)和金相法(metallography observation)测定一种新型镍基粉末高温合金(CSU-A)的铸态母合金及其热挤压态合金的相变温度,分析和对比升温测试和降温测试对差热分析结果的影响。结果表明,热力学计算可准确预测合金的固、液相线温度;铸态合金的γ′相先后发生2次析出/固溶,且γ′相的完全固溶温度高于挤压态合金的γ′相完全固溶的温度;DTA降温曲线的相变温度低于升温曲线的相变温度,凝固过冷度(TL)和γ′相析出过冷度(T1γ′,T2γ′)分别为16,35和43℃。最终确定挤压态CSU-A合金的γ′相完全固溶温度为1 145±5℃,铸态合金的γ′相完全固溶温度为1 196℃,固、液相线温度分别为1 25 9和1 356℃。     

7449高强韧铝合金均匀化热处理及微观组织演变

利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、能谱分析(EDS)、差示扫描量热(DSC)、X射线物相分析(XRD)研究了7449高纯高强韧铝合金均匀化热处理制度及其微观组织演变。结果表明:7449合金铸锭组织存在枝晶偏析,Zn,Cu原子沿晶界偏析严重,非平衡共晶相沿晶界呈连续网状分布,共晶相组成为α(Al)+Mg(AlZnCu)2四元相,初始回溶温度为477℃;合金经不同均匀化热处理后,非平衡共晶相发生回溶,且析出弥散分布的Al3Zr粒子。研究了不同的均匀化热处理制度对7449合金微观组织的影响,均匀化热处理温度越高,合金非平衡共晶相回溶效果越好,合金经(440℃/12 h)+(470℃/24 h)均匀化热处理后第二相回溶充分,且析出弥散的Al3Zr粒子,抑制后续加工和固溶处理过程中的再结晶。最终确定合金合理的均匀化热处理制度为(440℃/12 h)+(470℃/24 h)。     

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%。     

固溶温度对7050铝合金组织及性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、力学性能测试及断裂韧性试验研究了固溶温度对7050铝合金组织和力学性能的影响。结果表明,随着固溶温度的升高,合金晶粒发生再结晶的比例逐渐增大,合金中粗大第二相粒子逐渐减少而后趋于稳定。另外,随着固溶温度升高,合金的强度以及断裂韧性先升高后降低,试样断裂时穿晶断裂的比例逐渐增大,穿晶韧窝更多、更深,韧窝中的粗大第二相明显减少。当固溶温度超过480℃后,合金断裂方式主要为沿晶断裂。     

回溶处理对7050高强铝合金显微组织和机械性能的影响

为了获得7050高强铝合金较为理想的固溶处理制度,通过组织观察(光学显微镜和扫描电镜)、洛氏硬度测试、拉伸力学性能测试、能谱分析等方法研究了固溶处理对7050高强铝合金显微组织和性能的影响.结果表明,在430～470℃范围内,随固溶温度的增加或固溶时间的延长,合金的粗大相逐渐回溶入基体组织中,固溶效果增强,经过淬火后组织过饱和度增大,经人工时效后的基体强化效果增强,强度逐渐提高.然而,随着固溶温度进一步提高或延长固溶时间,造成了晶粒的长大,过剩相减少,析出相的弥散强化作用减弱,基体强度逐渐降低.所得7050高强铝合金较为理想的固溶处理制度为470℃×60 min.     

高强Al-Zn-Mg-Cu合金的固溶处理制度

采用力学性能实验、金相分析以及正交设计实验,研究了单级和多级固溶处理条件对高强Al-Zn-Mg-Cu合金薄板力学性能的影响.结果表明,高强Al-Zn-Mg-Cu合金薄板合适固溶处理温度为470℃,延长固溶处理时间对其横向强度和延伸率不利.250℃×2h 420℃×4h 450℃×3h 470℃×80min的多级固溶处理有提高Al-Zn-Mg-Cu合金薄板强度的作用.470℃最终固溶处理之前的多级预固溶处理有阻碍合金薄板在最终固溶处理时再结晶的作用.     

6061铝合金挤压型材性能影响因素分析

针对实际生产中T6状态下6061铝合金挤压型材性能不合格的现象,研究了成分、组织与固溶制度对其性能的影响规律。结果表明,影响6061铝合金挤压型材性能的因素主要是元素配比及合金固溶程度。当合金中Mg过剩时,虽能提高型材抗蚀性,但强度及塑性也随之下降。当固溶温度为510℃,随着固溶时间的延长,第二相在基体中的溶解度升高;当固溶时间为45 min时,随着固溶体温度的升高,力学性能呈现上升趋势,当固溶温度达到480℃时,合金强度明显提高。当固溶时间为45 min,随着固溶温度的提高,T6状态下6061铝合金挤压型材的强度总体呈现逐渐提高的趋势,而伸长率和电导率变化不明显.     

固溶时效温度和冷变形对低含量Cu-Ni-Si合金组织性能的影响

以低含量Cu-Ni-Si合金为研究对象,采用光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)、硬度测试、导电率测试和室温拉伸性能测试等分析手段,系统研究固溶时效温度及冷变形量对Cu-Ni-Si合金固溶时效组织及性能的影响规律。研究结果表明:低含量Cu-Ni-Si合金经固溶+时效和固溶+冷变形+时效处理后,合金的抗拉强度与时效温度的关系曲线均呈单峰型,合金的导电率随时效温度的关系曲线均呈先快速上升后缓慢增加最后趋于稳定的趋势;对低含量Cu-Ni-Si合金施加冷变形和时效处理,可获得形变强化与时效强化的双重效果,显著提高合金的强度和导电率;随着冷变形程度不断增大,析出相析出越完全,合金的强度越高,但当低含量Cu-Ni-Si合金的冷变形程度提高至50%时,此时具有足够高的畸变能,相应的开始再结晶温度降低,此时时效强化与再结晶软化并存,导致合金的综合性能降低;合金经760℃×0.5 h固溶处理后,再经40%变形+480℃时效2 h后,可获得优异的综合性能,即抗拉强度为607 MPa,导电率为53%IACS。     

不同冷速凝固的Mg-9Gd-0.8Al合金固溶行为及组织性能

为了探究Al元素在不同冷却速度下对Mg-9Gd合金组织细化效果及其对后续固溶处理的影响,利用铁模和铜模重力铸造制备了铸态Mg-9Gd-0.8Al合金,之后进行10~50 h的固溶处理。采用OM、SEM、TEM、EDS及XRD等方法研究了冷却速度对Mg-9Gd-0.8Al合金凝固和固溶行为及组织力学性能的影响。结果表明,铁模和铜模制备的铸态Mg-9Gd-0.8Al合金组织均由α-Mg基体、花瓣状(Mg, Al)₃Gd相、细条状Mg₅Gd相和方块状Al₂Gd相组成。铜模相比于铁模冷却速度加快,制备的合金基体晶粒和第二相显著细化,第二相体积分数总量增长幅度达56.1%。2种模具制备的合金固溶10 h后,Mg₅Gd相溶解、(Mg, Al)₃Gd相部分溶解、高熔点Al₂Gd相无变化,晶粒内析出层片状(Mg, Al)₂Gd新相,第二相总量趋于相等。固溶50 h后,(Mg, Al)₂Gd层片相回溶,残余(Mg, Al)₃Gd相发生熔断呈颗粒状,铜模制备的合金第二相颗粒比铁模的更细小。细晶强化和第二相强化使铜模制备的铸态合金性能较铁模制备的合金性能大幅提高,固溶10 h后合金屈服强度提升,伸长率基本不变。固溶处理50 h后,固溶强化、细晶强化和细小颗粒的第二相强化使铜模制备的固溶50 h态合金获得最优性能,屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为141 MPa、234 MPa和22.4%。     

固溶温度对Ti150合金棒材组织及力学性能的影响

对Ti150合金棒材进行了990、1 000、1 010、1 020、1 030℃×2 h/OQ+700℃×2 h/AC固溶时效处理,研究了固溶温度对合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着固溶温度的升高,初生α相含量减少,次生α相含量不断增加;室温、高温拉伸性能随固溶温度的升高变化明显,蠕变性能随温度的升高而提高。综合分析,经过1 020℃×2 h/OQ+700℃×2 h/AC固溶时效处理后,Ti150合金棒材的综合性能最佳。     

热处理对新型β钛合金组织与性能的影响

合理的热处理制度能显著影响β钛合金的显微组织和强化行为。通过对一种新型Ti-Al-V-Mo-Cr-Zr-Nb-Fe亚稳β钛合金的固溶时效处理,研究了热处理工艺对该合金组织与力学性能的影响。结果表明:该合金720℃固溶处理后,可以获得单一均匀的等轴β晶粒,为最佳固溶温度;经440~520℃时效处理后,发现时效温度对该新型合金α相析出的形态与尺寸的影响显著:在较低温度440℃时效时β基体上有针状α相析出,平均晶粒尺寸在1~2μm左右;较高温度520℃时效时,α相宽度和片层间距都增大,α相尺寸长大到3~5μm,针状α相向短棒状转化。在实验温度范围内,随着时效温度升高,合金强度降低,塑性增加。720℃固溶较低温度时效合金可获得较好的强度与韧性匹配。该合金理想的热处理工艺参数为720℃/30 min、空冷(AC)+440℃/12 h、空冷(AC),由此可获得到良好的综合性能(抗拉强度UTS=1412.8 MPa,屈服强度YS=1309.4 MPa,延伸率A=8.56%,断面收缩率Z=44.94%)。     

Al-Zn-Mg-Sc合金连续冷却转变曲线的测定

测定了Al-Zn-Mg-Sc合金固溶处理后的连续冷却转变(CCT)曲线,通过动态电阻法测得冷却过程的电阻-温度曲线,根据曲线斜率的变化规律确定相变开始点、结束点以及临界冷却速度范围,绘制出该合金的CCT图,通过扫描电镜和透射电镜分析观察连续冷却过程的组织转变.结果表明,动态电阻法测得的CCT图是可信的;在470℃,保温1 h固溶处理后,抑制相变发生的临界冷速在2 168.0℃/min以下,但高于716.8℃/min,相变主要集中在150~420℃的温度区间发生;当冷却速度较慢时,平衡相η在晶内和晶界大量析出并逐渐长大和粗化,当冷却速度较快时,合金保持了较高的过饱和度,冷却到70℃以下仍有相变发生.     

固溶温度对Mg-6Sn-3Al-Zn合金的组织和力学性能的影响

Mg-6Sn-3Al-Zn合金分别在300℃、350℃、400℃、450℃下固溶8h,利用金相显微镜(OM),X射线衍射仪(XRD)等检测手段进行微观组织分析,利用万能测试机测定力学性能。结果表明,铸态Mg-6Sn-3Al-Zn合金主要由α-Mg基体、Mg_2Sn相组成,当固溶温度从300℃增加到400℃时,铸态Mg-6Sn-3Al-Zn合金组织中的Mg_2Sn相逐渐变得粗大,抗拉强度,屈服强度增强,由于析出相Mg_2Sn是硬淬相,因此在300℃到400℃之间,延伸率上升并不明显,450℃固溶8h,固溶效果好,Mg_2Sn相基本固溶到α-Mg基体当中,Mg2Sn相变得细小并呈弥散分布,导致延伸率快速升高,而力学性能由抗拉强度和屈服强度决定,弥散分布恰好能弥补这一缺陷。     

固溶与时效温度对新型粉末高温合金组织和性能的影响北大核心

采用JMatPro、光学显微镜(OM)、场发射扫描电镜(FEG-SEM)、电子探针(EPMA)和透射电镜(TEM)研究了固溶与时效温度对新型粉末高温合金NPM01显微组织的影响,分析了合金组织和性能的关系。结果表明:NPM01合金经1160~1190℃亚固溶+740~920℃两级时效热处理后,合金中有热等静压过程中未溶解的大尺寸一次γ′相,导致二次γ′相析出数量减少,减弱了γ′相的强化作用;经1190~1220℃过固溶+740~920℃两级时效热处理后,二次γ′相长大至240 nm,沿<100>晶向的棱边中心向内凹陷,出现分裂的现象,三次γ′相粗化至70 nm;经1190~1220℃过固溶+740~890℃两级时效热处理后,二次与三次γ′相体积分数之和达到56%,二次γ′相形态稳定,排列整齐,显著增加了γ′相的强化效果,提高了合金高温强度,750℃/750 MPa条件下持久寿命达到437 h,综合力学性能最佳。     

热处理对新型医用Ti-3Zr-2Sn-3Mo-25Nb钛合金显微组织与力学性能的影响

分析了不同热处理制度对新型医用Ti-3Zr-2Sn-3Mo-25Nb合金显微组织与力学性能的影响。结果表明:经(α+β)两相区固溶处理后,合金主要由初生α相和β相组成;初生α相尺寸短小,以颗粒状形式出现在晶粒内部和晶界附近。在实验参数范围内,升高固溶温度导致初生α相的体积分数降低,β相的体积分数增加。经β单相区固溶处理后,合金主要由单一β相组成;随着固溶温度升高,β相晶粒逐渐长大,晶粒尺寸约为25μm。经(α+β)两相区固溶+时效处理后,在β相基体上析出针状α相,尺寸细小,呈交叉排列。经β单相区固溶+时效处理后,在β相晶界附近和晶粒内部析出尺寸大小不一的细针状α相;晶界附近析出的α相具有一定的取向,晶粒内部析出的α相横纵交错,大小不均匀。经固溶处理后,合金获得中等水平的强度和较好的塑性;随着固溶温度的升高,合金的抗拉强度和屈服强度逐渐减小,塑性和弹性模量逐渐增加。经(α+β)两相区固溶处理后,合金的抗拉强度与屈服强度之差(Rm-Rp0.2)较β单相区固溶处理后的大。经(α+β)两相区固溶+时效处理后的合金强度增量高于β单相区固溶+时效处理后的合金强度增量。在相同时效条件下,随着固溶温度升高,合金的强度和模量逐渐减小,延伸率基本保持不变。经780℃/30min固溶空冷+480℃/6h时效空冷处理后合金的弹性模量达最小值(E=64GPa),最接近于人体自然骨骼等硬组织的弹性模量。     

时效与冷变形对Cu-Ni-Si合金微观组织和性能的影响

应用新型生产线固溶处理工艺对Cu-2.8Ni-0.7Si-0.1Mg合金进行处理,研究了时效温度、时效时间和时效前不同变形量对Cu-2.8Ni-0.7Si-0.1Mg合金微观组织和性能的影响.结果表明,合金在450℃时效时,第二相呈细小弥散状态分布在基体上,能获得较好的综合性能,在450℃时效4 h时,其导电率和显微硬度分别可达38.13%IACS和212.6HV.经过对选区电子衍射花样的标定,析出相为Ni<,2>Si.合金经冷轧变形后内部出现大量的晶体缺陷,能在时效初期促进第二相的析出,使合金具有更好的综合性能,合金经60%变形后在450℃时效1 h后其导电率和显微硬度分别可达38.78%IACS和232.1 HV.继续升高时效温度或延长时效时间会引起第二相长大而导致显微硬度的升降.通过对生产线固溶和常规实验室固溶处理的合金进行性能比较,生产线固溶态合金的显微硬度时效后低于常规固溶处理合金,这可能是由生产线固溶时的不彻底性所导致.