多级时效对Al-Mg-Si(Cu)合金力学性能和显微结构的影响

本文通过透射电镜观察、差示扫描量热分析(DSC)和硬度测试等方法研究了6061铝合金在多级时效处理过程中力学性能和显微结构演变的规律.其中,T6I6热处理为先进行固溶处理,淬火后进行180℃预时效,然后在65℃中断时效,最后在180℃再次时效,120/T6I6热处理则将预时效温度改为120℃.结果表明,T6I6热处理不会明显提高合金的峰值硬度,合金强度与析出相类型、尺寸和分布有关系.120℃预时效后中断时效时继续形成GP区或β″前驱相,而180℃预时效后中断时效对显微结构的影响较小.120/T6I6的中断时效过程析出的主要是尺寸较小的GP区或β″前驱相,它们在再时效阶段不能成为析出相的形核点.T6I6在中断时效前GP区和β″前驱相基本全部析出.T6I6热处理和120/T6I6热处理均没有使峰值硬度明显增加,而且120/T6I6会拖延峰值时间.     

7xxx系AlZnMgCu铝合金早中期时效强化析出相的研究

用高分辨透射电镜（HRTEM）和显微维氏硬度计细致地研究分析了7xxx系AlZnMgCu铝合金的单级时效硬化和强化相析出行为,从不同的晶体学方向跟踪观察了硬化析出相形貌和晶体学演变规律。结果表明：在120℃保温时效该合金具有很明显的时效硬化特性,时效4 h硬度即为210 HV,时效20 h达到峰值227 HV;继续时效,存在一个较长时间的时效平台。GPII区在时效最初10 min后即迅速形成,与基体完全共格;η′相由GPII区发展而来,在时效8 h左右形成,也与基体完全共格;合金峰值时效是GPII区与η′相联合起主要强化作用。时效202 h,观察到初期的η相。没有观察到所谓{100}面上的GPI区。     

Al-Zn-Mg基合金多级时效不同热处理阶段的析出行为研究

采用X射线衍射仪(XRD)和附带能谱仪(EDAX)的扫描透射电子显微镜(STEM)对Al-4.6Zn-0.9Mg合金三级时效工艺过程中强化相析出行为进行了系统研究。结果表明,100℃单级时效合金强度优于120℃单级时效;三级时效的再时效过程中,由于二级时效温度不同,合金内析出相的种类、尺寸及分布有显著差异;多级时效过程中如果二级时效温度位于300℃～400℃之间,第一级时效形成的析出相会溶解,且在再时效前期合金元素在晶界处显著偏聚,尽管在该回归温度区间内时效,很多析出相会溶解,但其中的合金元素并没有完全扩散开,依然留下了某种成份偏聚。这些偏聚的原子集团不能在后续再时效过程中重新形成GPII区。这使得再时效时析出相成核数量很少但粗化速度非常快,材料强度偏低。     

Study of the precipitation behaviors in a triple-step-aged Al-Zn-Mg alloy

采用X射线衍射仪(XRD)和附带能谱仪(EDAX)的扫描透射电子显微镜(STEM)对Al-4.6Zn-0.9Mg合金三级时效工艺过程中强化相析出行为进行了系统研究.结果表明,100℃单级时效合金强度优于120℃单级时效;三级时效的再时效过程中,由于二级时效温度不同,合金内析出相的种类、尺寸及分布有显著差异;多级时效过程中如果二级时效温度位于300℃～400℃之间,第一级时效形成的析出相会溶解,且在再时效前期合金元素在晶界处显著偏聚,尽管在该回归温度区间内时效,很多析出相会溶解,但其中的合金元素并没有完全扩散开,依然留下了某种成份偏聚.这些偏聚的原子集团不能在后续再时效过程中重新形成GPⅡ区.这使得再时效时析出相成核数量很少但粗化速度非常快,材料强度偏低.     

激光增材制造铝锂合金的热处理组织及T_B相析出

采用激光增材制造技术制备了铝锂合金,分析了沉积态铝锂合金的显微组织,优化得到了沉积态铝锂合金的双级均匀化退火和固溶热处理工艺参数,并探讨了TB相的时效析出行为。结果表明,经过双级均匀化退火及固溶热处理后,铝锂合金晶界和晶内析出的低熔点富铜相数量减少,铝锂合金的成分均匀性得到提高。当时效温度为400℃时,铝锂合金中析出的TB相数量达到最大;随着时效温度的继续升高,TB相数量逐渐减少。铝锂合金的显微硬度随着TB相含量的增加先减小后增大。     

三级时效7 N01铝合金微观结构与力学性能关系的研究

本文针对一种有实际应用前景、经历了三级时效的7N01铝合金,采用透射电镜观察和力学性能测试,系统研究了该合金力学性能与析出相微观结构的关系。研究结果表明,该种经历了三级时效状态的7N01铝合金,相比直接人工热处理的材料,屈服强度和抗拉强度均可获得显著提高,同时不损失延伸率。透射电镜观察发现,峰值时效状态下合金的主要强化析出相为η′相和GP区。而且自然时效形成的合金元素原子集团中有GP区生成,它们在人工时效阶段可以直接转化为η′相颗粒。经三级时效处理的合金强度在一定范围内与自然时效阶段形成的GP区的多少密切相关。     

自然时效和Cu含量对AlMgSi（Cu）合金时效硬化行为的影响

利用硬度测试和透射电子显微镜观察,对Cu含量分别为0.0%、0.15%、0.8%（wt.%）的AlMgSi合金进行了较系统地显微组织结构和时效硬化行为研究。热处理状态为固溶淬火后直接180℃人工时效及固溶淬火后自然时效两周再180℃人工时效。结果表明：添加Cu可以抑制自然时效对180℃人工时效硬度峰值的负面作用;与固溶淬火后先自然时效两周再180℃人工时效峰值样品比较,固溶淬火后直接180℃人工时效峰值样品中针状析出相的数量密度较大;含0.15%Cu的合金峰值时效样品中只观察到β″析出相,而含0.8%Cu的合金峰值时效样品中观察到β″和Q″析出相;与不含Cu和含0.15%Cu的合金比较,含0.8%Cu的合金时效峰值出现时间延迟。这种现象与Q″相的析出有关,因为析出Q″相需要额外的时效时间。     

Mg/Si含量比值对Al-Mg-Si合金析出行为的影响

采用显微硬度计、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)及能谱仪,研究了不同Mg/Si含量比的Al-Mg-Si合金在不同时效温度下的时效析出行为.合金为Mg含量相同,Mg/Si摩尔比接近2.0、1.0和0.5的三种A、B和C合金(合金总含量依次增多).结果表明:Mg/Si含量比对析出动力学有很大影响,温度越高Mg/Si摩尔比对时效动力学影响越大.SEM分析表明:Si含量越高的合金,晶界析出相越连续且尺寸越大,并有一定的晶界无析出带.HRTEM分析表明:过时效阶段,β′相的形成跟Mg/Si比和温度有关;两种时效温度下,在A合金中均析出β′相;而B和C合金在180℃时效主要析出β″相,250℃时效时,B合金中易形成TypeB相,C合金可析出TypeA、TypeB和TypeC三种相.     

Cu-Cr-Zr合金时效析出相的研究

利用高分辨电子显微镜（HRTEM）及系列欠焦像出射波函数重构技术,探明了在大气环境下,Cu-Cr-Zr合金峰值时效时存在氧化物析出相。研究结果表明：Cu-Cr-Zr合金经950℃×1.5 h固溶处理、450℃时效6 h硬度达峰值;此时样品中除早期的具有花瓣状应变场衬度的共格析出相外,另一类强化相为圆盘状形貌的CuCrO2;该氧化物析出相为三方晶系,空间群为R 3 m（166）,与基体具有特定取向关系：[011]Cu//[010]CuCrO2,（111）Cu//（003）CuCrO2,惯习面为{111}Cu。     

Al-Mg-Si-Cu合金中晶界和晶内析出相粗化规律的研究

采用显微硬度测试仪、扫描电镜和透射电镜观察及能谱分析,研究了Al-0.5Mg-1.0Si-0.8Cu(wt.%)合金的晶界析出规律和晶内析出相的粗化机制。结果表明:180℃时效处理的Al-0.5Mg-1.0Si-0.8Cu(wt.%)合金晶界处存在富Si相和Q相两类不连续分布的析出相,它们的尺寸分别约为1 mm和几十纳米;时效0.5 h时晶界处有少量富Si相,时效5 h时晶界富Si相明显增多,时效36 h时富Si相开始粗化且间距变大,再进一步时效其形貌和分布变化不大;晶界Q相与相邻晶粒铝基体的界面取向关系是:[510]Al//[1120]Q;时效36 h晶内开始出现粗化析出相,且随时效继续进行合金晶内析出大量粗化相,存在明显的晶界无析出带现象。晶内粗化析出相主要含有Si元素,呈片状、球状和棒状3种形貌。其中,棒状Si析出相是沿〈001〉Al方向生长的,且〈112〉Si//〈001〉Al,{111}Si//{010}Al。     

升温速率对AgSn合金结构和性能的影响研究

采用冷压工艺将Ag Sn合金粉压制成Ag Sn合金素坯。研究了升温速率对Ag Sn合金素坯微观结构的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)和能量色散光谱仪(EDS)对Ag Sn合金粉末及其片材的形貌进行了表征。同时对Ag Sn合金素坯的硬度、质量及其密度进行了分析。结果表明:当升温速率减小时,截面中的Sn、O含量增加,从而使Ag Sn合金素坯质量增加,密度和硬度反而下降。通过对Ag Sn合金素坯截面进行SEM、EDS分析,发现截面处有细小的氧化锡颗粒析出。Ag Sn合金素坯在30℃/min的升温速率下升至700℃,可获得粒径为70~150 nm的氧化锡颗粒,并维持较高的硬度和密度。     

中高温条件下6061-T651铝合金激光冲击强化研究

利用高功率、短脉冲Nd∶YAG激光对6061-T651铝合金进行表面冲击强化处理,并分别在200℃、300℃、400℃和500℃的温度下对其进行性能测试,从残余应力、显微硬度和微观组织等方面分析了激光冲击处理(LSP)对其在高温条件下性能的影响。研究结果表明中高温条件下激光冲击6061-T651铝合金的强化效果明显。200℃和400℃时试件的最大残余压应力出现在次表层,且温度越高残余压应力释放得越快,激光冲击硬化层深度约为0.3mm,500℃时的晶粒平均尺寸要比400℃时的大,晶粒尺寸和强化相是提高硬度的主要原因,不连续且粗大的晶界析出物提高了6061-T651铝合金的抗腐蚀性能。     

微量Ag对Al-Li-Mg-Zr合金滑移变形的影响

在Al-Li合金中添加适当的合金元素,使之促进沉淀相的析出或改变强化相的分布状态,是改善合金性能的有效方法[1～4],本文在对含Ag和不含Ag的Al-Li-Mg-Zr合金进行微观结构和力学性能测试的基础上,对其滑移变形行为进行了对比分析。实验方法1.实验合金的化学成份(wt.-%):合金A:Ag0.00,Li1.49,Mg4.35,Zr0.12,余Al。合金B:Ag0.47,Li1.63,Mg4.63,Zr0.12,余Al。2.合金铸锭均经均匀化处理(480℃),轧制成2mm厚板材;经520℃/3min固溶处理,水淬:170℃/3,6,12,24h人工时效处理,其中一部分样品在室温下自然时效7200h,制6mm×2mm(宽×厚)样品,扭转…     

激光合金化改善6061铝合金薄板性能研究

采用YAG激光合金化法对6061铝合金与镍基自熔合金进行合金化处理。考察工艺参数对微观结构、组成、力学性能及合金化析出物的影响,并探讨热流对于氮化物在合金化区域析出演进的过程。研究结果表明：随着电流的增加和扫描速度的降低,激光合金化区域越来越宽且越来越深。从合金表面到基体材料,析出相首先显示为Al₃N,其次是Al₃Ni₂和AlNi,直到合金区和基体材料的交界处存在AlNi相。合金区硬度值随深度逐渐增大,然后急剧减小至接近基体材料硬度。合金区的硬度最高达539 HV,是原基体材料硬度的6倍。     

FeCrAl合金中碳化物的时效析出和钇的影响

ＴＥＭ研究表明,低碳（０．０１－０．０３ｗｔ．％Ｃ）Ｆｅ－（１５．２５）Ｃｒ－（４,５）Ａｌ合金经１２００℃固溶处理后再于４７５－５４０℃时效时,碳化物迅速在晶界、位错等昌体缺陷处析出,晶界碳化物近于连续,晶界两侧形成析出带,析出相的衍谱与Ｃｒ２３Ｃ６和Ｃｒ７Ｃ３基本吻合,在含０．４ｗｔ．％Ｙ的ＦｅＣｒＡｌ合金中,含２相的衍射谱与六方α－Ｆｅ１７Ｙ２相的谱吻合,该相俘获碳原子的作用使合金在时效时不     

时效处理快速凝固Mg-5 wt.％Sn合金微观结构的电子显微分析

用显微维氏硬度仪、X射线衍射仪（ XRD）、扫描电子显微镜（ SEM）和透射电子显微镜（ TEM）研究分析了快速凝固Mg?5 wt?％Sn合金条带的时效硬化规律。实验结果表明,快速凝固Mg?5 wt?％Sn合金在593 K温度下时效3 h后达到峰值硬度。时效后峰值硬度下的快速凝固Mg?5 wt?％Sn合金中有β?Mg2 Sn相颗粒析出,大多数的析出相β?Mg2 Sn颗粒分布在晶界,少部分析出相β?Mg2 Sn颗粒分布在晶粒内部。在593 K温度下时效3 h后的合金中观察到析出相β?Mg2Sn 颗粒与基体α?Mg 的一种新取向关系：（202261）β／／（0110）α,（7236）β／／（0001）α,[512]β／／[2110]α。     

激光熔覆GH4169涂层组织特征及高温耐磨性研究

采用激光熔覆技术在轧制态GH4169合金表面制备GH4169涂层,重点研究涂层的显微组织、析出相、高温显微硬度和高温摩擦磨损性能。结果表明：涂层中无气孔和裂纹等缺陷,且主要由Laves偏析相、γ基体相和少量MC及MN相组成;涂层的室温平均显微硬度为273.6 HV(0.3 kg试验力),且随着测试温度的升高,其显微硬度在不同温度下呈现下降趋势,测试温度为600℃时,显微硬度下降到197.4 HV(0.3 kg试验力),约为室温时的72%;高温摩擦试验结果表明,随着测试温度的提高,其磨损率也呈现下降趋势,当测试温度为600℃时,试样磨损率约为室温时的25%;摩擦磨损试验结束后,测试温度不高于500℃的涂层,其常温显微硬度变化不大,而测试温度为600℃的涂层,由于强化相析出,常温显微硬度有所提高。     

电气和电子工程用材料科学

TG132.32006020122一种新型镍基合金相的析出规律/崔彤,刘爽,王磊,杨洪才(东北大学材料与冶金学院)//东北大学学报(自然科学版).―2005,26(6).―558～561.采用物相分析和透射电镜(TEM)方法研究了GH4199合金中不同温度长期时效处理条件下相的析出规律。结果表明,合金经长期时效处理后γ′相在700～800℃时析出比较充分,800℃以上开始回溶,γ′相在高温长期时效过程中的长大规律符合Ostwald理论,同时合金中有TCP相的析出。GH4199合金电子空位数为2.31到2.35,比镍基合金中μ相析出的临界电子空位数2.30略大,故当合金在高温下具有足够的热…     

Ti-6Al-4Cr（Mo）合金热处理显微组织的研究

本文采用扫描电镜与透射电镜分析研究了Ti-6Al-4Cr和Ti-6Al-4Mo合金固溶和时效过程中显微组织的变化。结果表明：Ti-6Al-4Cr和Ti-6Al-4Mo合金经过相似的两相区固溶处理后,组织差别较大;两种合金经过β相区固溶后再时效,形成典型的魏氏组织,且硬度值较两相区处理的样品有很大提高;两种合金在相同热处理制度下,硬度值变化趋势相似,但前者的硬度值明显大于后者;Ti-6Al-4Cr合金在各种热处理条件下都有富Cr的固溶体区产生,经过1000℃/45min/空冷＋600℃/2h/空冷处理后,有Laves相和界面相析出。     

飞机蒙皮激光除漆对基材表面完整性的影响

为了验证激光清洗飞机蒙皮表面漆层的可行性，阐明漆层清除对基材表面完整性的影响，采用脉冲光纤激光器在12.89～25.48 J/cm²能量密度下对2024铝合金飞机蒙皮开展了除漆实验，研究了除漆效果、基材表面形貌、粗糙度、显微硬度及微观组织特征的变化规律，利用Ansys Workbench软件模拟分析了温度场分布对除漆效果和基材表面完整性的影响。结果表明，随着能量密度的增大，残漆率降低，基材表面粗糙度(S_a)和峰谷高度差(PVHD)增大，显微硬度小幅提升，同时表面晶粒细化，位错密度增大，强化相σ(Al₅Cu₆Mg₂)析出，当能量密度大于22.90 J/cm²时，漆层彻底清除。在22.90 J/cm²的能量密度下，漆层与基材交界处的温度为415.46℃，低于基材的初始熔化阈值，基材表面未发生明显的塑性变形，PVHD为8.28μm，显微硬度相较于原始试样提高了2.8%，获得了良好的表面完整性。研究结果为提升激光除漆技术在航空工程领域中的应用...