单级时效处理对2A97铝锂合金组织、力学性能和腐蚀性能的影响

为了确定单级时效制度对2A97铝锂合金组织、力学性能和腐蚀性能的影响,采用室温拉伸、晶间腐蚀、剥落腐蚀、电化学腐蚀和TEM观察等方法,对不同单级时效处理后的合金组织和性能进行表征测试。结果表明：随着时效温度升高,2A97铝锂合金达到最佳力学性能所需时间缩短。随时效温度升高、时效时间延长,合金的抗腐蚀性能下降。165℃时效60 h后,合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达到549 MPa、484 MPa和8.8%,晶间腐蚀等级为4级,剥落腐蚀评级EC。     

时效制度对2A97铝锂合金腐蚀行为和微观组织的影响

通过拉伸性能测试、晶间腐蚀(IGC)和剥落腐蚀实验(EXCO)以及透射电镜(TEM)观察,研究时效制度对2A97铝锂合金力学性能、晶间腐蚀行为、剥落腐蚀行为和微观组织的影响.结果表明:135℃/36 h+175℃的双级时效比135℃的单级时效更有利于提高2A97铝锂合金的力学性能和耐腐蚀性能;随着175℃下的第二级时效...     

含锶钪2099型铝锂合金的晶间腐蚀和剥落腐蚀性能

采用维氏硬度计(HV)、金相显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)显微分析技术,研究了一种锶钪复合微合金化2099型铝锂合金(其化学成分为:Al-2.57Cu-1.86Li-1.31Zn-0.420Mg-0.321Mn-0.0735Zr-0.0943Sr-0.0433Sc)的晶间腐蚀性能和剥落腐蚀性能。结果表明,该合金经均匀化退火处理(475℃×24 h)、热锻压变形加工处理(三次变形量均约为100%)、固溶处理(540℃×2 h)、冷水淬火(水温大约5℃)、T8时效处理(121℃×14 h+151℃×48 h)后,合金显微硬度值达到174.6 HV,比2024-T6合金(固溶处理500℃×2 h+时效处理191℃×12 h)高23.1%。合金具有良好的抗晶间腐蚀性能和抗剥落腐蚀性能,其抗腐蚀性能明显优于2024-T6合金。该合金Sr,Zr,Sc的复合微合金化作用(细化粗大第二相、抑制再结晶和晶粒长大),第二相分散、分布不连续,以及Zn的含量高,是合金抗腐蚀性能高的主要原因。研究结果还说明了微量复合添加对铝锂合金具有奇效微合金化作用的过渡族金属元素Sr,Sc,是得到抗腐蚀性能良好的铝锂合金的一种有效途径。     

预回复退火2099铝锂合金挤压材的组织和位错强化

2099铝锂合金具有低密度、高比强度、高比刚度以及优良的超塑成型性和耐腐蚀性能等优点,因而被广泛应用于航空航天及武器装备制造领域。本文采用硬度与电导率测试、X射线衍射(XRD)仪显微分析、电子背散射衍射(EBSD)等方法,研究了在固溶处理前进行预回复退火处理对2099铝锂合金挤压材组织和位错强化的影响。实验结果表明:250℃/24 h+300℃/6 h+350℃/6 h+400℃/6 h的预回复退火工艺可以有效地细化合金晶粒(合金晶粒平均尺寸由5.004μm下降到4.775μm),提高合金的硬度和导电率(硬度由HV171.46提高到HV175.13,导电率由16.24%ICAS提高到16.44%ICAS),降低合金内的晶格应变、位错等晶体缺陷(位错密度由0.8284×1014降低到0.4530×1014m-2),同时也降低位错对强度的贡献(位错对强度的贡献由49.705 MPa降低到36.754 MPa)。2099铝合金晶粒细小,合金中小角度晶界比例较高,其再结晶抗力较高,预回复处理对其具有一定的抑制再结晶和强化作用,但不是很明显。     

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%。     

升温速率与固溶时间对超高强铝合金挤压材组织性能的影响

采用电导率、硬度测试、拉伸性能测试、X射线衍射仪(XRD)分析、电子背散射衍射检验(EBSD)、晶间与剥落腐蚀试验,研究了不同初始形变储能超高强铝合金Al-11.54Zn-3.51Mg-2.26Cu-0.24Zr-0.0025Sr挤压材在不同升温速率与固溶时间下组织性能的影响。结果表明:慢速升温退火能够降低合金的晶粒尺寸,24 h固溶较2 h固溶能够减少合金难溶第二相。合金硬度值在HV 220左右,快速升温合金硬度较慢速升温合金的硬度高。导电率在25.0%IACS左右。慢速升温2 h固溶、24 h固溶时效后合金试样的屈服强度由647.9 MPa变为697.1 MPa,增加了49.2 MPa。强度的提升主要来自于固溶强化与时效沉淀析出相强化的总强化,其次为低角度晶界强化。快速升温、慢速升温24 h固溶X方向合金试样的晶间腐蚀深度分别为42.17,64.70μm,晶间腐蚀等级为3级,合金的抗剥落腐蚀性能Y方向明显好于X方向,固溶24 h合金抗剥落腐蚀性能较固溶2 h得到了轻微改善。     

低温轧制及时效热处理对Al-Zn-Mg铝合金显微组织与性能的影响

对固溶淬火态的Al-Zn-Mg合金板材分别采用CR(cryogenicrolling,低温轧制)+480 h自然时效,CR+100℃/12 h时效,CR+100℃/80 h时效,以及未经CR直接100℃/107h时效等4种工艺进行处理,测定合金的硬度和室温拉伸性能,并进行剥落腐蚀和电化学腐蚀实验,采用金相显微镜、扫描电镜以及透射电镜等观察合金的形貌与组织,研究低温轧制和时效热处理工艺(自然时效和不同人工时效时间)对Al-Zn-Mg合金组织与性能的影响。结果表明:与直接进行100℃/107 h时效处理的合金相比,CR+480 h自然时效和CR+100℃/12 h人工时效态合金的抗剥落腐蚀性能和电化学腐蚀性能较差,其主要原因是低温轧制后形成了亚微米级、呈纤维状且高位错密度的超细晶粒。而CR+100℃/80 h时效处理合金具有更好的抗剥落腐蚀性能和电化学腐蚀性能,其主要原因是低温轧制形成高密度位错,并在100℃/80 h时效处理过程中形成更加粗大且不连续分布的晶界析出相。另外,低温轧制处理后形成的高密度位错的超细晶组织,可显著加速时效硬化响应。     

2099铝锂合金均匀化退火的微观组织及Al3Zr析出分析

研究2099铝锂合金铸态及均匀化处理后的微观组织和成分分布以及该合金最佳均匀化处理状态时Al3Zr的析出情况。结果表明:2099铝锂合金铸态的微观组织存在严重的枝晶偏析,很多低熔点共晶相分布在晶界,合金中Cu和Mg元素在晶界分布不均匀;经过一系列不同温度和时间的均匀化处理后,2099铝锂合金铸态微观组织中的非平衡相逐渐溶解,各元素分布趋于均匀;2099铝锂合金的过烧温度为515℃,最佳的均匀化制度为505℃/24 h;经该制度均匀化处理后,Al2CuMg、Al2CuLi和AlLi相大部分回溶进α(Al)基体中,通过透射电镜可观察到Al3Zr析出相以及α(Al)基体的超点阵结构;并且该均匀化制度与均匀化动力学方程得到的结论基本一致。     

时效制度对1441Al-Li合金抗腐蚀性能的影响

对固溶态1441Al-Li合金板材分别进行T6时效,以及5%冷轧预变形后再进行150℃时效,即T8时效处理,通过晶间腐蚀(IGC)、剥落腐蚀(EXCO)实验、极化曲线测试及透射电镜(TEM)分析,研究时效制度对1441铝锂合金的室温抗晶间腐蚀性能、抗剥落腐蚀性能及微观组织的影响。结果表明,合金经T6或T8时效处理后,随时效时间延长,合金微观组织由欠时效的晶内析出均匀的δ′相,变为晶内析出δ′相和S′相,以及沿晶界析出平衡相δ相和S相,因此合金抗腐蚀性能顺序为欠时效峰时效过时效。与T6时效态相比,经T8时效处理后,晶内析出的δ′相和S′相的数量增加、尺寸减小、分布均匀;同时,沿晶界析出的δ相和S相数量减少,PFZ变窄,合金的抗晶间腐蚀和抗剥落腐蚀能力提高。在3.5%NaCl溶液中进行的极化曲线测试表现出相同的结果。     

时效热处理对7B50超强铝合金组织与性能的影响

通过拉伸试验、维氏硬度测试、电导率测试、晶间腐蚀与剥落腐蚀试验、金相观察及透射电镜分析等,研究新型的4级时效工艺(four-step aging,FSA),即高温短时效—低温长时效—高温短时效—低温时效工艺对Al-Zn-Mg-Cu系7B50超强铝合金组织和性能的影响。结果表明:FSA处理促使7B50铝合金晶界析出相发生球化和细化,晶界析出相的体积分数显著增大并呈非连续分布;与传统的回归再时效RRA工艺相比,经过优化的新型4级时效热处理能明显提高7B50铝合金的力学性能和抗腐蚀性能;经过150℃/5 h→110℃/24 h→150℃/5 h→110℃/12 h的4级时效处理后,合金的室温抗拉强度从582 MPa提高到685 MPa,抗腐蚀性能明显超过回归再时效(RRA)处理的合金。     

轻质Al-Mg-Li合金的微观组织与力学性能

采用熔炼和热挤压制备轻质Al-5.5Mg-2.0Li-0.1Zr-0.2Sc合金,利用X射线衍射仪、差示扫描量热仪、金相显微镜、扫描电子显微镜、显微硬度计及拉伸试验机对合金的物相组成、微观组织、力学性能及断口形貌进行检测分析,研究时效工艺温度（120 ℃和160 ℃）对合金微观组织和力学性能的影响.结果表明:Al-Mg-Li合金挤压后晶粒组织呈纤维状,存在一定数量的Al₃Li（δ′）和Al₂MgLi（S）相;经固溶和时效处理后,再结晶晶粒尺寸变大,主要析出相为δ′相S相;160 ℃时效处理容易加速时效析出行为,导致析出相粗化,强化效果减弱;经120 ℃/20 h峰时效处理后,合金的抗拉强度、屈服强度和延伸率分别达到532 MPa、475 MPa和4.4 %.      

2297铝锂合金拉伸性能及强化机制

通过金相显微镜、扫描电镜和透射电镜观察以及拉伸性能测试,研究了95 mm厚2297-T87铝锂合金热轧板材1/2厚度层不同方向的显微组织和拉伸性能。结果表明:2297-T87铝锂合金在同一厚度层不同方向的拉伸性能具有明显的各向异性。强度规律为LT方向L方向45°方向ST方向;延伸率规律为L方向45°方向LT方向ST方向。L方向、LT方向和45°方向断裂方式均是以塑性断裂为主的混合型断裂,而ST方向则以脆性断裂为主。晶内主要析出相为板条状T_1相和针状θ′相,T_1相数量明显多于θ′相,是2297合金的主要强化相。     

7050超高强铝合金蠕变时效成形行为与性能研究

对7050超高强铝合金进行蠕变时效处理,采用维氏硬度、晶间腐蚀和剥落腐蚀等试验对其力学性能与腐蚀行为进行研究,采用光学显微镜和透射电子显微镜对微观组织进行观察,研究蠕变时效对合金微观组织与性能的影响。结果表明:合金的稳态蠕变速率随温度的升高和应力的增大而逐渐升高,时效温度是影响合金蠕变速率和抗腐蚀性能的主要因素。7050超高强铝合金的稳态蠕变速率与蠕变应力和蠕变温度的关系可以表示为:■=e~(12.226)σ~(1.66)exp(-120 536/RT)。蠕变时效处理后,合金的维氏硬度、抗晶间腐蚀和抗剥落腐蚀性能均得到提高。合金在120℃和140℃下蠕变时效后,维氏硬度和抗腐蚀性能都保持在较高的水平,160℃下合金的维氏硬度和抗腐蚀性能均较低。人工时效后,7050超高强铝合金中的主要强化相为大量弥散分布的η'相,蠕变时效后,晶内和晶界析出相尺寸略有减小,晶界析出相分布不连续,电化学腐蚀速率减小,合金抗腐蚀性能提高。     

T5热处理对挤压态ZK60镁合金组织性能的影响

对均匀化、挤压、挤压 T5三种状态的ZK60镁合金的组织及拉伸性能进行了研究.结果表明,铸态ZK60合金经450℃×14 h均匀化处理后,其组织基本为单相固溶体,塑性大大提高,伸长率提高近一倍;以不同挤压比挤压后,其晶粒均得到细化,力学性能得到不同程度的提高,在挤压比为30时,合金的综合性能最优;挤压材经T5处理后,晶粒度变化不大,但析出相明显增多并部分聚集长大,导致其强度、硬度提高,而伸长率却略有降低.     

轻质高强铸造铝锂合金及其制备方法

正中国专利CN201410674805本发明公开了一种轻质高强铸造铝锂合金及其制备方法,所述合金由Li、Cu、Mg、Zn、Zr、Ti、Mn、Ce、杂质元素以及余量Al组成。制备时,将Al-Li、Al-Cu、Al-Zr、Al-Ti-B、Al-Mn、Al-Ce中间合金、纯铝、纯Zn和纯Mg熔炼后得到铝合金,再经400～450℃/8～10h+510～540℃/20～28h双级固溶热处理,淬水处理后,进行120～190℃×30～48h单级时效处理,得到所述轻质高强铸造铝锂合金。本发明制得的铝合金具有比传统商业铝合金优越的室温强度、硬度、刚度、断裂韧性等机械性能,同时成本低廉。     

固溶—大变形—时效下7085铝合金的晶间腐蚀和剥落腐蚀

以7085铝合金(Al-7.48Zn-1.51Mg-1.42Cu-0.15Zr)为试验对象,通过使用光学显微镜(OM)、电子背散射衍射系统(EBSD)研究了固溶—大变形—时效工艺下7085铝合金的微观组织与抗腐蚀性能的影响。研究表明:相比于常规固溶—时效工艺,固溶—大变形—时效工艺是调控7085铝合金组织与性能的有效手段,它能够显著细化晶粒,增加小角度晶界数量,位错密度上升,同时还可以提高7085铝合金的抗腐蚀性能(晶间腐蚀、剥落腐蚀)。相比于压缩变形加工,等通道转角挤压(ECAP)加工由于可以降低织构和更为有效的细化合金组织,其提高合金性能的能力更强。100℃时效下合金的抗腐蚀性能排序为:固溶—ECAP—时效(晶间腐蚀二级,剥落腐蚀PC)固溶—压缩变形—时效(三级,EA)固溶—时效(四级,EB+)。     

喷射成形7055铝合金锻件的高温力学性能

对喷射成形7055铝合金挤压棒材进行自由锻造及T74热处理(450℃/3 h+475℃/3 h固溶,120℃/8h+160℃/24 h时效),然后分别在室温下、以及加热到100,125,150,175和200℃下保温30 min后进行拉伸试验,待试样冷却到室温后,测定其电导率,观察其金相组织与拉伸断口形貌,研究7055铝合金锻件的室温与高温力学性能以及温度对合金组织的影响。结果表明,热处理后的7055铝合金锻件组织均匀、晶粒细小,并且具有较好的高温稳定性。合金的室温抗拉强度和屈服强度分别为632 MPa和607 MPa,伸长率为14.5%。随温度从100℃升高到150℃,合金电导率基本不变,合金的强度小幅下降;当加热温度从150℃升高到200℃时,电导率显著降低,强度大幅下降。合金的伸长率随温度升高而提高。在200℃下合金的抗拉强度和屈服强度分别为349MPa和335 MPa,伸长率为20%。在100~200℃温度范围内表现出塑韧性断裂特征。     

第一壁制作工艺对CuCrZr合金性能的影响

采用屏蔽包层第一壁制作工艺对不同状态的CuCrZr合金进行处理.通过室温力学性能和微观组织的分析,获得了适合ITER结构设计的CuCrZr合金.结果显示:经1040℃/150MPaHIP后合金强度降低,热处理后性能得到恢复;580℃/145MPaHIP代替时效处理过程,合金强度下降不大,锻造态EU-Cu晶粒细小,而热轧态SY-Cu晶粒显得异常粗大,能实现时效效果的同时恢复铜合金的硬度,最终表明了锻造态EU-Cu较适合用来在580℃/150MPaHIP进行扩散连接.     

退火温度对钨铼合金组织和性能的影响

采用粉末冶金工艺制备了钨铼合金,通过拉伸性能测试、硬度测试、光学显微观察等手段,研究了退火温度对钨铼合金组织和性能的影响。研究表明：锻造后的钨铼合金室温抗拉强度为1620 MPa,断后伸长率为20%,维氏硬度为HV₃₀ 540。钨铼合金在1500℃时开始发生局部再结晶,1700℃时发生晶粒长大。钨铼合金的室温抗拉强度、维氏硬度随着退火温度的提高而降低,断后伸长率随着退火温度的升高先增大后减小。     

复合添加Zr、Cr、Pr对超高强铝合金腐蚀和断裂行为的影响

采用铸锭冶金法制备Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金和Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Cr-Pr合金。通过金相和扫描电子显微分析以及拉伸性能、极化曲线、晶间腐蚀、剥落腐蚀与应力腐蚀等性能测试,研究复合添加Zr、Cr和Pr对Al-Zn-Mg-Cu合金腐蚀和断裂行为的影响。结果表明,复合添加Zr、Cr和Pr可显著抑制Al-Zn-Mg-Cu合金的再结晶和晶粒长大,从而提高该合金的抗腐蚀能力和力学性能。与单独添加Zr的Al-Zn-Mg-Cu合金相比,复合添加Zr、Cr、Pr的相同合金的断裂韧性KIC从20.22 MPa.m1/2提高到26.83 MPa.m1/2,应力腐蚀开裂界限应力强度因子KISCC由9.8 MPa.m1/2提高到17.6 MPa.m1/2,抗拉强度、屈服强度及伸长率均有所提高。研究还发现,再结晶晶粒的晶界为腐蚀和断裂的优先选择路径,抑制再结晶和晶粒长大至关重要。