新型Al-Cu-Li合金时效过程中组织和性能的变化研究

通过拉伸试验和透射电镜(TEM)等分析测试手段, 研究了一种新型Al-Cu-Li合金在固溶+预拉伸+人工时效过程中组织和性能的变化。结果表明, 143 ℃下时效65 h后合金的强度达到峰值, 抗拉强度为559 MPa, 屈服强度为472 MPa, 延伸率为6.7%, 塑性损失较为严重;透射电镜(TEM)观察分析表明, 合金中的主要析出相是T1相, δ'相析出较少。2%预拉伸引入的适量密度位错为T1相提供了形核位置, 既提高了T1相的形核率, 又使T1相的分布均匀弥散。T1相的数量密度和尺寸随着时效的进行而增大。峰时效状态下, T1相长大较为明显, 尺寸达到200 nm, 尺寸均匀性减弱。结合显微组织和拉伸性能比较分析, 合金时效35 h后可得到良好的组织和力学性能匹配。     

时效时间对Al-Mg-Si合金组织及弯曲性能的影响

采用室温拉伸和弯曲试验研究了时效时间对2种不同成分Al-Mg-Si合金弯曲性能的影响规律,并采用扫描电镜、透射电镜等手段从微观组织角度揭示了其相关机理。结果表明,失稳伸长率(断后伸长率与均匀伸长率的差值)越大,合金弯曲性能越好;随着时效时间从2 h增加至10 h,晶界析出相数量减少、间距增加,2种合金的弯曲性能均逐渐提高,弯曲角分别从90.8°、79.0°增加至104.5°、102.5°;Si含量较高的合金(Mg含量0.756%、Si含量0.796%,质量分数)中,Si原子容易在晶界处偏聚形成较多的富Si相和Si单质,从而降低材料的弯曲性能。     

时效析出对Al-Zn-Mg-Cu合金热稳定性的影响

采用透射电镜、常温力学性能测试等手段,研究了合金成分与回归再时效工艺对Al-Zn-Mg-Cu合金热暴露过程中力学性能和微观组织的影响。研究结果表明,GP区和η'相的粗化是导致铝合金热暴露过程中强度降低的主要原因。在120 ℃热暴露时,高度弥散分布的GP区有利于提高Al-Zn-Mg-Cu合金的热稳定性,而在150 ℃热暴露时,添加与空位有较高结合能的Zr和Ti元素可以降低溶质原子的扩散速度和析出相的粗化速度,抑制GP区向η'相的转变。     

成形工艺对Mg-Sn-Al-Zn-Si合金组织性能的影响

将铸态Mg-5Sn-1.5Al-1Zn-0.8Si镁合金进行单向挤压和往复挤镦变形, 采用OM、SEM等分析合金组织, 采用拉伸实验测定合金力学性能。结果表明: 单向挤压组织中的合金相分布较均匀, 其晶粒比铸态合金的晶粒细小, 挤压态试样的抗拉强度、延伸率分别比铸态合金提高31%和11.9%。相对于单向挤压工艺, 往复挤镦时挤压力明显增大, 与原始铸态和单向挤压试样相比, 往复挤镦合金的晶粒更细小, 组织更均匀, 其抗拉强度、延伸率比铸态分别提高106%和270%。     

微量钇、铒对2519合金组织性能的影响

用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射分析、拉伸实验等研究了钇、铒对2519铝合金组织及力学性能的影响。结果表明, 在2519铝合金中分别加入质量分数为0.1%的钇 、质量分数为0.2%的铒后, 合金的强度、延伸率提高,合金的铸态组织及再结晶晶粒细化。当钇含量为0.1%,铒含量为0.4%时,合金的强度、延伸率下降。含0.1%Y、0.2%Er的2519合金的相组成为α(Al)+Al₂Cu+Al₆Cu₆Y;而含0.1%、0.4%Er的2519合金的相组成为α(Al)+Al₂Cu+Al₆Cu₆Y+Al₈Cu₄Er。     

预变形对Al-4.28Cu-1.33Li-0.40Mg-0.30Ag-0.14Zr合金时效组织与性能的影响

采用室温拉伸、透射电镜观察等手段, 研究了3%拉伸预变形对Al-4.28Cu-1.33Li-0.40Mg-0.30Ag-0.14Zr合金单级和双级时效组织与性能的影响。拉伸结果表明, 对于190 ℃/(3~7) h的单级时效处理, 3%拉伸预变形可以提高拉伸强度56~75 MPa, 时效时间延长, 预变形提高强度的效果大幅度降低。3%拉伸预变形可以使得190 ℃/7 h+100 ℃/24 h双级时效样品的强度提高81 MPa, 达到748 MPa。透射电镜观察结果表明, 190 ℃/7 h单级时效态样品对应的组织主要为T₁和θ'相, 还有少量S'相; 190 ℃/7 h+100 ℃/24 h双级时效态样品在190 ℃/7 h时效组织基础上析出了大量δ'相; 而在190 ℃/7 h+100 ℃/24 h双级时效前施加3%拉伸预变形则极大地促进了T₁相和θ'相的析出, 从而大幅度提高合金抗拉强度, 而δ'相的析出受到抑制。     

049Al—Li合金的时效组织和拉伸性能

研究了０４９Ａｌ－Ｌｉ合金的时效组织和室温拉伸性能以及改变Ｃｕ，Ｍｇ含量对合金组织和性能的影响。实验结果表明，在人工时效状态，０４９合金中的析出强化相为Ｔ１相。由于Ａｇ和Ｍｇ的添加促进了Ｔ１相的析出而使合金获得高的强度。减少０４９合金中Ｃｕ的含量或增加Ｍｇ的含量都导致了Ｔ１相析出数量的减少，从而降低合金强度。对少量Ａｇ，Ｍｇ促进Ｔ１相析出的机制进行了讨论。     

变形工艺对Cu-Cr-Zr合金组织及性能的影响

研究了熔铸、热加工及热处理条件对Cu-Cr-Zr合金组织和性能的影响。结果表明,铸态Cu-Cr-Zr合金存在微观偏析,Cr元素主要分布在晶界,组织分布不均匀,性能较差;经过热锻、热挤变形后,改善了合金元素的分布,减小了晶粒尺寸,合金性能提高;在热处理过程中,热变形组织加速了合金元素扩散、析出过程,使析出硬化程度大幅度提高,热挤态的Cu-Cr-Zr合金固溶时效后获得较好的强度431.7 MPa、延伸率28.1%和导电率80%IACS。     

热处理工艺对超高强铝合金组织与性能的影响

通过硬度、拉伸性能测试, 金相、扫描电镜、透射电镜观察, X 射线衍射分析, 研究了热处理工艺对新型电磁铸造合金(Al-9.0Zn-2.5～2.8Mg-2.0～2.4Cu-0.1～0.15Zr-0.224Ag)显微组织和性能的影响。结果表明:合金的峰时效制度为120 ℃/24 h。在峰时效条件下, 合金的抗拉强度达到730 MPa, 屈服强度达到705 MPa, 延伸率为8.8 %。合金有显著的时效硬化特性, 其强化机制主要是沉淀强化, 合金的主要强化相为GP 区和η′过渡相。合金的断裂形式为微孔聚集型韧性断裂。     

轧制温度对铝铜锂合金疲劳性能的影响

采用标准紧凑拉伸C(T)试样研究了室温冷轧和350 ℃温轧的铝铜锂合金固溶时效处理后的疲劳裂纹扩展性能, 并采用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和电子背散射衍射对合金微观组织以及疲劳断口进行分析以揭示其内在影响机理。结果表明, 固溶时效处理后, 室温冷轧板材的再结晶程度比350 ℃温轧板材高25.3%, 裂纹易沿着大角度晶界扩展; 温轧板材的疲劳裂纹扩展速率较低, 抗疲劳性能较好。     

形变热处理对Cu-Ni-Cr合金组织与性能的影响

采用中频熔炼-铁模铸造-热轧-固溶-冷轧-时效处理工艺,制备了Cu-1.5Ni-0.5Cr合金板材。通过拉伸力学性能测试、电导率测试、金相和透射电子显微镜观察, 研究了不同形变时效条件对该合金组织和性能的影响。结果表明: 合金的高强度主要来源于预冷变形和时效过程中引起的亚结构强化和从过饱和固溶体中析出Cr粒子引起7的析出强化。时效前预冷变形量越大, 合金的强度提高越多, 而电导率只是稍有下降。该合金较好的形变热处理工艺为时效前进行50%的冷变形, 然后在450 ℃条件下保温4 h, 在此工艺条件下, 该合金的抗拉强度、屈服强度、延伸率、电导率分别为: σ_b=415.2 MPa、σ_0.2=368 MPa、δ₅=13.2%、σ_r =41.2%IACS。     

退火工艺对SPCC冷轧薄板组织及性能的影响

对低碳铝镇静钢(SPCC)冷轧薄板进行了模拟罩式退火, 分析其在不同退火条件下的组织及性能。结果表明, SPCC的再结晶温度为560 ℃, 再结晶温度范围为520～600 ℃。660～680 ℃双台阶退火1 h后, R_eL低于190 MPa, R_m为300 MPa, A为43%, 达到了深冲压用钢的性能指标。采用全速加热(第一阶段300 ℃/h, 第二阶段150 ℃/h)680 ℃保温1 h后, 性能完全满足一般用钢的要求。实验结果表明, 退火板中链状分布的渗碳体主要来自于珠光体中片状渗碳体的球化。     

热处理对NiAl-P合金的微观组织与力学性能的影响

研究了热处理对NiAl-P合金的微观组织与力学性能的影响。实验结果表明：经热处理后,合金微观组织由挤压后的不完全再结晶转变为完全再结晶,微量的P偏聚于NiAl晶界处,并对其高温延伸率有重要影响。     

新型Al-Ti-La中间合金对亚共晶Al-7Si合金显微组织和力学性能的影响

本文制备了一种新型Al-Ti-La中间合金,用来细化变质处理亚共晶Al-7Si合金中的α-Al和共晶Si相。研究了新型Al-Ti-La中间合金对亚共晶Al-7Si合金显微组织和力学性能的影响。结果表明：新型Al-Ti-La中间合金对初生α-Al和共晶Si表现出优异的细化变质效果。加入0.2wt.%Al-Ti-La可以使α-Al晶粒尺寸从1460μm减小到230μm,减小了84.25%;二次支晶臂间距从28.55μm减小到15.16μm,减小了46.90%;共晶Si的形貌由粗大的针片状转变为细小的短棒状和颗粒状。随着初生α-Al和共晶Si相的细化,Al-7Si合金的抗拉强度从154MPa增加到175MPa,增加了13.63%;伸长率从5.83%增加到11.94%,增加了104.80%。断裂方式由穿晶断裂向沿晶断裂转变,合金的塑韧性提高。     

变形及时效处理对2024铝合金组织和力学性能的影响

采用硬度(HV)测试、拉伸试验、金相分析、X射线衍射(XRD)物相分析等手段,研究2024铝合金大变形和热处理工艺对其组织和力学性能的影响。采用最大变形量为93%(真应变εmax=2.0)的变形处理及时效强化处理,使合金内部组织中的第二相明显析出,再利用XRD对第二相析出组织进行分析。结果表明,大变形及时效处理可使合金的力学性能尤其是强度得到提高,提高性能的析出组织为Al2CuMg。     

稀土元素Y对Mg-Nd-Zn-Zr合金组织和高温力学性能的影响

制备了Mg-5.0Y-3.0Nd-0.5Zn-0.5Zr 和Mg-3.0Nd-0.5Zn-0.5Zr 2种合金, 研究了Y元素和Nd元素对合金组织和高温力学性能的影响。通过XRD分析了合金的物相组成进行了定性分析。稀土元素Nd在Mg-Nd-Zn-Zr合金中以Mg₁₂Nd相存在于铸态组织晶界, Nd、Y在Mg-Y-Nd-Zn-Zr中以Mg₄₁Nd₅和Mg₂₄Y₅相存在于铸态组织晶界。这些相均具有很好的耐热性, 是主要的强化相。研究结果表明, Y对合金铸态组织有明显细化作用。合金挤压轧制后经过T6处理后进行高温拉伸, 与Mg-3.0Nd-0.5Zn-0.5Zr相比, 加Y的Mg-5.0Y-3.0Nd-0.5Zn-0.5Zr合金的抗拉强度和延伸率明显提高。300 ℃的抗拉强度达到了168.5 MPa, 延伸率为28.8%。     

稀土Y对挤压态7075铝合金微观组织和力学性能的影响

通过在7075铝合金中添加质量分数为0.2％ 的稀土Y,利用扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)、透射电子显微镜(TEM)和拉伸试验等方法,研究了Y元素在反向挤压过程中对7075铝合金微观组织和力学性能的影响及其作用机理.力学性能测试表明,经过反向挤压的7075-0.2Y铝合金的硬度、极限拉伸强度、伸长...     

超塑预处理对7A04 铝合金显微组织及力学性能的研究

采用金相组织观察、力学性能测试、SEM 断口形貌观察及TEM 等手段, 研究了传统处理工艺(CT)和超塑性预处理工艺(SPPT)对7A04 铝合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:传统处理工艺的晶粒尺寸为30 μm, 超塑性预处理的晶粒尺寸为11 μm。经超塑性预处理后合金在保持较高塑性的同时也有较高的强度, 比传统处理工艺在强度上提高3.5%, 塑性提高25.7%。