2524铝合金均匀化过程中的组织演变

通过扫描电镜(SEM)、差热分析(DSC)、电子探针(EPMA)、波谱分析(WDX)和X射线衍射等方法,研究了2524铝合金铸锭均匀化过程中的组织演变。结果表明:合金铸锭由枝晶和非平衡相组成;300℃以上均匀化时,晶粒内析出大量的弥散相,延长保温时间,弥散相尺寸变大,分布逐渐变均匀;随着均匀化温度升高,非平衡相逐渐溶解、球化,残余相为Al12Cu Mn2,残余相周围存在PFZ,其形成机制为贫溶质机制;不同冷却方式影响合金的最终组织,冷却速度较快时析出相细小弥散,冷却速度较慢时晶界和晶内有粗大S相形成。     

7005铝合金淬火敏感性的试验研究

采用等温处理的方法,通过电导率测试、力学性能测试、X射线衍射分析(XRD)、透射电镜分析(TEM)研究了7005铝合金的淬火敏感性。结果表明,7005铝合金C曲线的鼻尖温度在290℃左右。等温处理对该合金性能和强化相的形貌、分布有明显影响,随着等温时间的延长,合金基体析出η'相,并逐步粗化为η平衡相,合金导电率上升,硬度明显降低。     

Ti含量对Al-Mn合金铸态组织的影响

采用真空感应熔炼、水冷金属型(铜模)冷却凝固的方法,在高Al、低Mn和低Ti合金中制备出铝合金准晶相.通过光学显微镜、X射线衍射、扫描电镜和EDS分析技术,确定了准晶相的组织和相成分.分析了由于合金成分不同,特别是Ti元素含量不同对合金的显微组织及相组成的影响.结果表明,Al-Mn二元合金主要由准晶十边形T相和它的类似晶体相(Al4Mn相)组成;Ti元素的加入能细化准晶T相晶粒,并能抑制类似晶体相的形成;当Ti元素摩尔分数大于3%时,在合金中观察到有花瓣状组织出现.经过X射线衍射和EDS分析,确定其为准晶相,成分为Al67Mn13Ti20.     

Zr、RE对含Ti5182铝合金铸态组织及性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射等分析手段,研究Zr、富铈混合稀土(RE)对Ti含量为0.03%的5182铝合金铸态组织及性能的影响.研究发现Zr细化5182铝合金晶粒能力强于RE;而RE细化5182铝合金二次枝晶的能力强于Zr.0.20%的Zr和0.20%的RE复合细化的合金具有Zr及RE细化合金的某些优点,不仅硬度最高,同时晶粒最细.Ti联合RE可使5182铝合金中析出相的形态及分布发生改变,析出相的球化程度明显增加.Zr细化的合金中,出现含Al、Ti、Zr的规则块状析出相,起到异质形核作用;添加RE的合金中,出现含Al、Ti、RE的规则块状相.     

固溶处理对流变压铸2024变形铝合金组织的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD),研究了固溶处理对流变压铸2024变形铝合金组织及硬度的影响。结果表明,流变压铸成形的2024变形铝合金在495℃固溶处理12 h后,共晶相θ(CuAl2)相和S(CuAl2Mg)相逐渐固溶进入α-Al基体内部,使得合金基体中的过饱和Cu、Mg合金元素的含量增多,对合金起到良好的固溶强化作用。而且,随着固溶时间的增加,流变压铸成形2024的组织中的初生颗粒与二次凝固区颗粒出现合并长大现象,其它们的长大速率都随固溶时间的延长而降低。     

精炼剂“NaNO3＋C（石墨）＋载体”在铝合金液中反应原理的研究

本文用比色法,X射线粉末衍射法及原子吸收光谱法对以“NaNo_3 C(石墨)”为主要组元的铸造铝合金精炼剂在铝硅合金液中反应的气相产物、非气相产物及合金中的微量元素进行定量和半定量分析,并结合热力学验证,较系统地研究了该类精炼剂在铝合金液中的反应原理。     

水冷铜模对添加Mn和Zr的6061铝合金微观组织及力学性能的影响

研究了水冷铜模铸造对添加Mn和Zr元素的6061铝合金的微观组织及力学性能的影响。利用金相显微镜、扫描电镜和EDS能谱,分析合金的微观组织;结合X射线衍射分析及Vegard定律,估算铸态及均匀化处理后Mg、Si和Mn元素在合金中的固溶度;通过拉伸试验测试含Mn和Zr的6061铝合金力学性能。结果表明:水冷铜模亚快速凝固铸造降低了溶质元素Mg、Si、Mn在铸态合金中的偏析,减少了合金的均匀化处理时间;Mn和Zr元素的添加,使晶粒细化明显;水冷铜模使铸态析出相由骨骼状和条状的β铁相转变为颗粒状的α铁相,均匀化处理后主要以颗粒状的α-Al_8(MnFe)_2Si和α-Al_8(MnFeCr)_2Si相存在。采用水冷铜模铸造的含Mn和Zr的6061铝合金,其拉伸性能得到明显改善。经均匀化处理后其抗拉强度达到286 MPa、屈服强度127 MPa,延伸率17.84%。     

2124铝合金的均匀化热处理

采用光学显微镜、差热分析、扫描电镜、能谱分析、透射电镜和X射线衍射研究2124铝合金铸态与均匀化态的显微组织演化和成分分布.结果表明:2124铝合金的铸态组织枝晶偏析严重,在晶界存在很多低熔点共晶相,合金中元素Cu,Mg和Mn在晶内及晶界分布不均匀;经过均匀化处理后,2124铝合金组织中的非平衡相逐渐溶解,各组元分布趋于均匀;该合金的过烧温度为504 ℃,最佳均匀化制度为(490 ℃,24 h),该制度与均匀化动力学方程得到的结论基本一致.     

WC-Co硬质合金γ相的X射线结构分析

由X射线相分析基本公式导出了适宜于计算同素异构体混合物的X射线衍射方程，通过分析WC－Co硬质合金γ相（Co－W－C固溶体）模拟合金的X射线实验数据推算出六方型α-γ相和立方型β-γ相的相对Kβα值，该值与γ相成分有关，得到了一种简易、实用和精确测量WC－Co合金中γ相结构的定量分析方法。     

2D70耐热铝合金显微组织均匀化热处理

利用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析、差示扫描量热、X射线物相分析研究2D70耐热铝合金半连续铸锭的结晶相及合理的均匀化热处理制度。结果表明:合金半连续铸锭中枝晶偏析严重,存在大量非平衡共晶相,其成分为α(Al)+θ(Al2Cu)+S(Al2CuMg),其初始熔化温度为505.4℃;在530℃温度以下进行均匀化时,合金中的难溶相Al7Cu2Fe、Al7Cu4Ni、Al9FeNi含量基本没有变化;合金合理的均匀化热处理制度为(490℃,16 h)+(520℃,16 h)。     

3104铝合金易拉罐罐体缺陷的表征与成因分析

通过扫描电镜(SEM)观察、能谱(EDS)以及X射线衍射(XRD)分析,对3104铝合金易拉罐成品罐体早期失效的断口处第二相和夹杂物进行了表征,并通过对合金原始铸锭中第二相的研究,系统地分析了缺陷形成的原因。结果表明,铸锭和缺陷断口上均分布有大量粗大的(FeMn)Al6、(AlFeMnSi)四元相和以氧化物夹杂为主的粗大夹杂物。这些粗大相和夹杂物是导致罐体开裂的主要原因,其来源于合金的熔炼和铸造过程。通过分析,提出了防止或减少粗大化合物和夹杂物的相应措施。     

固溶时效对2524合金板材组织和性能的影响

采用金相显微镜(OM)、差热分析(DSC)、X射线衍射(XRD)、拉伸试验机等,研究了固溶时效处理对大应变轧制2524铝合金板材显微组织及力学性能的影响。研究表明,轧制态2524铝合金中轧制面组织呈纤维状且存在大量的Al_2Cu和Al_2CuMg相。合金在455～495℃之间,固溶处理温度越高,时间越长,粗大的第二相溶解越充分。2524铝合金经495℃×60min固溶处理后,析出相基本溶解,2524铝合金的抗拉强度,屈服强度和伸长率分别为412.6 MPa、350.7 MPa和17.9%,合金经505℃固溶处理后,出现过烧组织特征,力学性能降低。合金经时效处理后强化相均匀析出,合金性能得到强化。合金经190℃×6h时效处理后,2524铝合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为464.6MPa、395MPa和22%。     

Zr含量对大应变轧制2524铝合金板材微观组织及力学性能的影响

采用光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和拉伸试验机等研究了Zr含量对2524铝合金显微组织及力学性能的影响。结果表明:添加Zr元素能够明显细化铸态2524铝合金的晶粒。铸态合金存在明显的枝晶偏析,经过均匀化退火处理后,非平衡低熔点相基本溶入基体,晶间组织分布趋于均匀。大应变轧制变形后,2524铝合金中均得到了典型的纤维状组织,合金中的第二相主要为S(Al_2CuMg)相,θ(Al_2Cu)相、T(Al_(20)Cu_2Mn_3)相和Al_3Zr相,并沿晶界呈连续分布。经时效处理后,形成大量弥散的Al_3Zr粒子,对位错和亚晶界具有强烈的钉扎作用,能明显提高合金的抗再结晶能力和室温力学性能。随着Zr含量的增加合金力学性能呈现递增趋势,当Zr含量为0.5 mass%时,2524铝合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为645 MPa、548 MPa和11%。     

Fe添加方式对8021铝合金铸锭组织性能的影响

采用铁剂和Al-Fe中间合金两种方式添加Fe元素制备了生产药品包装铝箔用的8021铝合金铸锭，采用高分辨率扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDS)和元素面分布技术(EDS-Mapping),研究了铸锭中合金元素的分布和第二相粒子的微观形貌及分布特征。结果表明，在8021铝合金铸锭中Fe元素主要偏聚于晶界处。其中使用铁剂所生产的铸锭，Fe元素在晶界处含量远高于在基体中的含量；使用Al-Fe中间合金生产的铸锭，Fe元素在晶界与基体中的含量差异较小，分布更为均衡。Fe元素熔点高，较低的合金化温度导致Fe元素无法充分扩散溶解至基体内，因此在晶界富集。在晶界析出的针状第二相降低了合金铸锭的加工性能。采用Al-Fe中间合金生产铸锭，不仅可以降低Fe元素的损耗，同时能提升铝合金铸锭的力学性能。     

Cu-Ti合金与金刚石(或石墨)界面微区组织的分析研究

本文利用扫描电镜X射线能谱及X射线光谱分析,结合金相及试样逐层的X射线结构分析,剖析了Cu-Ti合金与石墨(或金刚石)粘结界面的微区组织结构;揭示了Cu-Ti合金对金刚石表面的浸润和粘结机理。即Cu-Ti合金中的Ti原子与石墨(或金刚石)表面的碳原子在高温下反应生成稳定的断续的TiC膜,Cu-Ti合金对金刚石的浸润和粘结是通过TiC来实现的。     

喷射成形8009铝合金塑性变形行为及组织

采用Gleeble-1500热模拟机对喷射成形8009耐热铝合金进行热压缩试验研究,观察该合金在热压缩变形中的流变应力行为。通过透射电镜对压缩合金的组织进行观察,X射线衍射仪对合金中的相进行确定。结果表明,喷射成形8009耐热铝合金是正应变速率敏感材料。在应变速率为0.01 s-1、应变温度为420℃条件下,材料的正应力水平在110~130 MPa范围内,因此在420℃下进行热加工时,施加的应力应当高于130 MPa。沉积态8009耐热铝合金分别在380℃、420℃、460℃,0.01 s-1的应变速率压缩后,合金中的相相近,主要包括α-Al和体心立方结构的α-Al12(Fe,V)3Si相,同时合金中还包含少量的θ-Al13Fe4相,Al9FeSi3相和Al12Fe3Si相。     

热处理对流变压铸2024变形铝合金组织及性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等,研究热处理对流变压铸2024变形铝合金组织及性能的影响。结果表明:流变压铸成形的2024变形铝合金在495℃固溶处理12 h后,共晶相θ(CuAl2)相和S(CuAl2Mg)相在α(Al)基体中充分固溶,初生颗粒与二次凝固区颗粒也存在合并长大现象;经190℃时效处理8 h后,合金强度较高;时效处理16 h时,合金硬度达到峰值,合金析出相主要在晶界以不连续析出为主,合金具有较好的固溶强化作用。     

锌铝合金阀片断裂失效分析

采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜及能谱仪等研究了合金元素对铝锌合金组织的影响。结果表明,锌铝合金中含有Si、Cu、Fe等元素与Al或者Zn易生成金属间化合物。锌铝合金呈现枝状晶形貌,合金中存在大量不规则熔池组织。合金中的杂质元素及氧化物均存在于熔池组织中,这些熔池组织在高倍观察下可见为分散性的微孔。在受到外力时,这些缩孔将成为应力集中点,大量微小缩孔是合金在外力下发生断裂的主要原因。     

消失模铸造液-液复合Al/Mg双合金界面特征研究

通过设置铝隔层,利用消失模铸造实现了Al/Mg双合金的液-液复合。使用扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)研究了Al/Mg双合金界面的组织特征。结果表明,铝隔层成功阻止了液态合金混液,被完全熔化,与液态合金一起发生冶金反应。镁合金和铝合金实现了良好的冶金结合,形成了均匀的反应层,其中镁合金侧反应层是由Mg_(17)Al_(12)相和δ-Mg相组成的共晶组织,铝合金侧反应层由连续分布的Al_3Mg_2相和颗粒状的Mg_2Si相组成。     

Al-9.0Zn-2.5Mg-1.5Cu-0.15Zr-0.4Sc合金的等温淬火性能

采用盐浴分级淬火的实验方法,通过测试Al-9.0Zn-2.5Mg-1.5Cu-0.15Zr-0.4Sc铝合金的电导率与硬度,绘制了其时间—温度—转换率(TTT)曲线和时间—温度—性能(TTP)曲线,利用差示扫描量热法(DSC),X射线衍射(XRD),透射电镜(TEM)等观察分析了合金等温过程中的组织变化,结合Johnson-Mehl-Avrami方程研究了合金等温过程中的相变动力学。研究表明:随着保温时间的延长,淬火态合金的电导率呈上升趋势,时效态硬度呈下降趋势;Al-9.0Zn-2.5Mg-1.5Cu-0.15Zr-0.4Sc铝合金的TTT曲线和TTP曲线的鼻尖温度在330℃附近;合金的淬火温度敏感区间为270～390℃。实验铝合金过饱和固溶体在330℃等温处理时快速分解,第二相脱溶析出速率达到最高,较大的相变驱动力和较高的扩散速率是合金第二相快速析出和长大的主要原因。合金固溶后,在淬火敏感区间之外可适当降低冷却速率,这样不仅可以保持合金的力学性能,还可降低合金的内应力。