微量Cr、Mn、Zr、Ti、B元素对铸态AlZnMgCu合金的晶粒细化效果的影响

采用光学显微镜、扫描电镜和能谱分析仪考察了Cr、Mn、Zr、Ti、B的联合加入对AlZnMgCu合金的晶粒细化效果。结果发现在铸态合金中同时加入Cr-Mn-Ti-B时晶粒尺寸由256 μm 降为102 μm。而当联合加入Ti-Zr-B后能产生更加强的细化效果,晶粒平均尺寸降为55 μm。这是因为Cr、Mn原子簇团有利于促进Al3Ti形核并成为其结晶基底。当联合加入Cr、Mn、Zr、Ti、B时则可产生更加明显的晶粒细化效果,平均晶粒尺寸变为22 μm。这是因为富Cr、Mn原子簇团在成为Al3Ti结晶核心后,部分Zr原子置换了其中的Ti原子形成了新的Al3(Tix, Zr1-x)结晶核心。而过渡族金属Cr、Mn还能降低液体金属和Al3Ti和Al3(Tix, Zr1-x)的表面张力,抑制结晶核心的长大。     

变形铝合金晶粒细化的进展

综述了变形铝合金晶粒细化方法、细化机理和使用现状,提出了工业用变形铝合金晶粒的高效细化策略,并对晶粒细化的未来发展提出了展望。     

双级固溶处理对7A55铝合金组织与力学性能的影响

采用光学显微镜、透射电子衍射和扫描电子衍射显微分析技术,结合力学性能检测和电导率测定的方法,研究双级固溶温度和时间对7A55铝合金板材力学性能的影响。结果表明:最佳双级固溶制度为450℃,90 min 485℃,40 min。采用该固溶制度经120℃,24 h时效后,板材的拉伸力学性能达到σb=648.4 MPa,σ0.2=629.6 MPa及δ=11.9%。第一级固溶制度是影响板材力学性能的主要因素,最佳固溶温度为450℃。在450℃进行第一级固溶后,样品发生了较强的回复,由于降低了再结晶驱动力,第二级高温固溶在获得较高的合金元素过饱和度的同时,仅发生较少的再结晶,从而在随后的时效过程中产生更高的析出强化效应。     

固溶处理对7A55铝合金的组织和力学性能的影响

通过组织观察(光学显微镜和扫描电镜)、力学性能检测、电导率测定,研究了单级固溶和双级固溶对7A55铝合金板材组织和力学性能的影响.结果表明:采用最佳单级固溶制度470℃/0.5h和120℃/24h时效处理,其力学性能σb,σ02和δ分别为635MPa,584MPa,和13.1%.与单级固溶处理制度相比,双级固溶处理在再结晶程度较小的情况下,能较大幅度的提高7A55铝合金板材的固溶度.采用双级固溶处理450℃/1.5h 485℃/40min,120℃/24h时效后的力学性能有较大提升,其σb,σ0.2和δ分别达648MPa,630MPa和11.2%,较单级固溶其σ0.2强度提高了7.8%.     

固溶温度处理对7A55铝合金组织与力学性能的影响

试验研究了固溶热处理温度对7A55系高强铝合金性能和组织的影响。结果表明:随着固溶温度的提高,不仅固溶度提高,而且发生再结晶的程度也增加,该合金的过烧温度为490℃。在相同的时效条件下,470℃的固溶温度使该合金综合性能达到最佳。含Fe、Si杂质相是成为断裂的主要裂纹源。     

新型颗粒细化剂对A356铝合金铸态组织的细化效果

研究新型颗粒细化剂COVERAL MTS 1582对A356铝合金的细化效果.结果表明,经过COVERAL MTS 1582颗粒细化剂处理后,A356铝合金的铸态组织较添加传统细化剂Al-5Ti-B处理的二次枝晶间距(26.9μm)减小约23.8％.说明该新型颗粒细化剂对A356铝合金比Al-5Ti-B具有更显著的细化...     

变形铝合金晶粒细化过程中Mn的毒化作用研究

通过向含Mn铝合金中添加Al-5Ti-1B细化剂研究其晶粒细化现象,阐明Mn在晶粒细化过程中的作用机理。实验结果表明,Al-5Ti-1B可以有效细化3004、2024和3A21含Mn铝合金,Mn并不会引起Al-5Ti-1B细化剂的中毒。原因在于,Mn与合金中的Al和Fe在熔化状态下反应生成Al6Mn和Al6(Mn,Fe),从而限制了Mn对细化剂的毒化作用。     

时效处理对7A55铝合金微观组织和性能的影响

系统研究了时效处理对7A55铝合金微观组织演变和性能的影响.测试了其显微硬度、力学性能和电化学腐蚀性能,表征了透射组织和腐蚀形貌.试验结果表明:固溶处理后的7A55试验铝合金,具有高的硬化响应速率.经160℃ ×12 h时效处理后,显微硬度达到峰值,由固溶处理后的56 HV0.5提高到87 HV0.5,提高了55.36...     

Al-Ti-C和Al-10Ti中间合金联合细化新工艺

Al-Ti-C中板片状TiAl3在铝熔体中难溶解、易沉淀,使Ti对Al的晶粒细化辅助作用得不到充分发挥,显著降低了Al-Ti-C的细化效果。本研究提出了一种采用Al-Ti-C和Al-10Ti联合细化纯铝新工艺,即利用Al-10Ti中颗粒状TiAl3与Al-Ti-C中TiC的有机组合,显著提高了TiC的成核率,不仅能显著提高其细化能力,而且可以减少用量,降低成本。     

预应变及时效处理对7A55铝合金残余应力及组织性能的影响

研究了预应变和时效处理对7A55铝合金残余应力和组织演变的影响。利用透射电镜和EBSD观察了微观组织,XRD测试了残余应力,显微硬度计测试了维氏硬度。试验结果表明:固溶后的试样,表面为压应力,沿轧制方向为-75 MPa,横向-115 MPa。经不同的预应变后,表面残余应力逐渐降低,施加2%的预应变后基本消除。180 ℃的时效温度下,残余应力的消减速度显著高于100 ℃和140 ℃下。随预应变量的增大,显微硬度逐渐增大,经3%的预应变后增大为92 HV0.5,提高了27.8%。显微硬度随时效时间的增加先增高后降低,峰值出现在15 h,100、140和180 ℃下时效时分别达到135、143和162 HV0.5。100 ℃×15 h的峰值硬度下晶内主要析出亚稳η′相,与基体呈共格关系;140 ℃时晶内析出相尺寸变大,出现圆片状η′相,与基体呈半共格关系;180 ℃时出现了短棒状η′相,尺寸达到5~20 nm,位相差小于10°的小角度晶界占了80%以上。     

复合添加Cr、Mn、Zr对Al-Zn-Mg合金组织和性能的影响

通过光学显微镜、扫描电镜、透射电镜观察以及拉伸试验等手段,研究Cr、Mn、Zr微合金元素对Al-Zn-Mg合金组织和性能的影响。结果表明:复合添加Zr、Mn、Cr在基体上析出大量不规则的、直径为10~20 nm与基体共格的(Al,Cr)₃Zr粒子。(Al,Cr)₃Zr粒子弥散相能强烈钉扎位错、阻碍位错和亚晶界迁移,显著抑制再结晶和晶粒长大。复合添加Zr、Mn、Cr的Al-Zn-Mg合金的抗拉强度和规定塑性延伸强度分别提高34 MPa、19 MPa,具有较好的加工性能和力学性能。     

固溶后预析出对7A55铝合金力学及腐蚀性能的影响

采用硬度测试、电导率测试及透射电镜观察，研究固溶后降温至440℃预析出处理时间对7A55铝合金板材力学和腐蚀性能的影响。结果表明：随预析出处理时间的延长，基体析出相逐渐增多且长大，导致合金时效后硬度和强度先提高而后降低；晶界析出相逐渐长大，晶界无沉淀析出带宽化，晶界相不连续性先提高而后降低，导致合金抗晶问腐蚀和剥落腐蚀性能也先升高而后降低。     

Mn,Zr对Mg-Gd-Y合金组织与力学性能的影响

研究了微量Mn、Zr对Mg-13%Gd和Mg-9%Gd-4%Y合金铸态和挤压后的微观组织及力学性能的影响.结果表明:在铸态,含Zr合金的晶粒明显小于不含Zr的合金,而Mn对合金的铸态显微组织影响不大;将Mg-9%Gd-4%Y-0.6%Mn和Mg-9%Gd-4%Y-0.6%Zr合金挤压后,都可以得到非常细小均匀的等轴晶,晶粒尺寸约14 μm;这两个合金在挤压时效态(T5)的力学性能都明显优于WE54合金的,且Mg-9%Gd-4%Y-0.6%Zr合金比Mg-9%Gd-4%Y-0.6%Mn合金性能更好.     

Non-isothermal retrogression kinetics for grain boundary precipitate of 7A55 aluminum alloy

The retrogression kinetics for grain boundary precipitate (GBP) of 7A55 aluminum alloy was investigated by transmission electron microscopy (TEM) observation. The results reveal that the coarsening behavior of GBP obeys “LSW” theory, namely, the cube of GBP average size has a linear dependence relation to retrogression time, and the coarsening rate accelerates at the elevated retrogression temperature. The GBP coarsening activation energy Q_d of (115.2±1.3) kJ/mol is obtained subsequently. Taking the retrogression treatment schedule of 190 °C, 45 min derived from AA7055 thin plate as reference, the non-isothermal retrogression model for GBP coarsening behavior is established based on “LSW” theory and “iso-kinetics” solution, which includes an Arrhenius form equation. After that, the average size of GBP r(t) is predicted successfully at any non-isothermal process T(t) when the initial size of GBP r₀ is given. Finally, the universal characterization method for the microstructure homogeneity along the thickness direction of 7A55 aluminum alloy thick plate is also set up.     

7A55合金均匀化处理

采用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析、透射电镜和X射线衍射分析等研究了7A55合金铸态与均匀化显微组织演化与成分分布,确定了该合金的均匀化处理温度与过烧温度,研究了铸锭均匀化动力学过程,利用菲克定理导出了均匀化动力学方程,利用动力学方程对均匀化过程中合金元素的扩散、Al3Zr的析出、难熔相的聚集和球化现象进行了解释。根据实验及计算结果,得出合理均匀化处理工艺为470℃均匀化24 h。     

The in-situ Ti alloying of aluminum alloys and its application in A356 alloys

1. Introduction Titanium is one of the most effective grain refinement elements of aluminum alloys. The grain of aluminum alloys can be effectively refined if containing up to 0.2% titanium, which results in improvement of mechanical properties and performance [1-8]. Titanium is usually added into aluminum melt by melting Al-Ti or Al-Ti-B (Ti/B= 5:1) master alloy. This requires strict control in melting temperature and holding time, resulting in the complicacy to control the quality of allo…     

Surface nanocrystallization of 7A04 aluminium alloy induced by circulation rolling plastic deformation

The surface nanocrystalline microstructures of 7A04 aluminium alloy was obtained by means of circulation rolling plastic deformation（CRPD）, the grain refinement behavior and the hardness variation were examined. X-ray diffraction（XRD） and transmission electron microscopy（TEM） were applied to characterize the microstructure of the surface layer. The experimental evidences show that, after the CRPD treatment, the mean grain size in the surface layer is about 50 nm. The microhardness of the nanostructured surface layers is enhanced significantly after CRPD compared with that of the matrix, which can be attributed primarily to the grain refinement. The microhardness at the top surface can reach about HV0.05335, while the value of the matrix is HV0.05160 or so. The surface hardening effect is obtained obviously. Besides, the thermal stability of nanocrystalline layer was investigated. The results of the XRD analysis and the microhardness measurement show that the nanocrystalline layer has better thermal-stability than the matrix. And the DSC measurement shows that the synthesis of nanostructured surface layer has influence on the phase transformation of 7A04 aluminum alloy.