7050铝合金均匀化过程中组织转变

采用光学显微镜、扫描电镜和差示扫描量热法等研究7050合金均匀化过程中的显微组织与化合物的演变。结果表明,7050合金铸态为典型的枝晶网状组织,其中片层状共晶组织由α(Al)和T相(Al Zn Mg Cu)组成,并存在少量含Fe相(Al7Cu2Fe)。均匀化温度在460℃以上,共晶相发生分解,且由T相向S相(Al2Cu Mg)发生转变,480℃以上S相发生溶解并逐渐减少,而含Fe相的形状和尺寸基本不发生变化。随均匀化时间的延长和温度的升高,T相逐步向S相完全转变,且S相逐渐溶解于基体中,残留很少。对于所采用的7050合金铸锭,为了消除共晶组织,减少残留化合物和合金元素均匀分布,460℃×24 h+480℃×8 h双级均匀化工艺为较合理的均匀化工艺。     

新型Al-Mg-Cu铝合金铸锭均匀化过程中相的变化

采用金相、扫描电镜、能谱和DSC分析方法研究了新型Al-Mg-Cu铝合金(以下简称A铝合金)半连续水冷铸锭均匀化处理过程中相的变化.结果表明,A铝合金半连续铸锭的铸态组织中存在大量非平衡凝固的含Al2CuMg和Al2Cu的共晶相,其熔化温度为505℃;在595℃12 h均匀化过程中,该合金铸锭中非平衡凝固共晶相发生溶解,合金中铸造过程形成的非平衡凝固共晶体Al2Cu全部消失,但Al2CuMg相不能完全溶解.     

7050铝合金均匀化热处理后的组织转变

利用金相组织观察、差示扫描量热法、扫描电镜、X射线衍射等手段对7050铝合金铸态组织、不同条件下的均匀化效果和均匀化前后的组织转变进行了分析。结果表明,7050合金半连续铸锭中存在大量具有η-MgZn2型晶体结构的非平衡第二相Mg(AlZnCu)2,其熔化温度为477℃,在均匀化处理过程中,该非平衡凝固共晶相在477℃向合金基体溶解并转变成Al2CuMg(S相),S相在该合金中的熔化温度为490℃;在460℃均匀化处理时,结晶相η全部消失,晶间和晶内均出现球状S相。在随后的冷却过程中η相和S相先后在晶内析出,但在260℃时S相再一次消失。     

均匀化退火工艺对7050铝合金组织演变与再结晶影响

研究了均匀化退火工艺对7050铝合金铸态组织演变、Al₃Zr弥散相析出及其变形组织再结晶的影响。研究结果表明：均匀化退火过程中缓慢升温时,Zn元素扩散速率明显高于Mg元素和Cu元素,且Zn在铝基体中的固溶度较大,所含的Zn元素扩散回溶到铝基体后,T相(AlZnMgCu相)转变成高熔点的S相(Al₂CuMg相);采用低温段缓慢升温替代低温段保温工艺,同样能够促进Al₃Zr弥散相的形核析出,对抑制后续变形组织再结晶有同等效果。7050铝合金铸锭的均匀化退火温度可采用470℃+480℃复合均匀化制度,通过合理控温工艺即可促进Al₃Zr弥散相的均匀析出,同时有效消除低熔点T相和高熔点S相,该工艺可推广应用至7050铝合金工业化生产,达到提质降本增效作用。     

均匀化对7050铝合金板材淬火敏感性的影响

通过光学显微镜、透射电镜以及力学性能测试,研究均匀化制度对7050铝合金板材组织演变的影响。将合金固溶后在不同速率淬火,研究均匀化制度对该合金淬火敏感性的影响。结果表明:固溶后慢速率淬火过程中,平衡相η主要位于再结晶晶粒中Al3Zr粒子的相界、再结晶晶界、亚晶晶界以及亚晶中与位错交互作用的少量Al3Zr粒子上形核析出;均匀化时间较短时(室温,120℃/h升温至465℃,8h),合金中析出少量Al3Zr粒子,固溶后的试样发生完全再结晶,此时合金淬火敏感性最好,但硬度较低;延长保温时间至20h(室温,120℃/h升温至465℃,20h),试样中析出大量Al3Zr粒子,但分布不均匀,从而导致轧制固溶后的试样依然明显再结晶,合金淬火敏感性较差;采用快速升温的双级均匀化制度((室温,120℃/h升温至465℃,20h)+(475℃,8h)),Al3Zr粒子有所长大,淬火敏感性最差;采用慢速随炉升温((室温,18℃/h升温至465℃)+(475℃,8h))的双级均匀化制度,合金中将弥散析出大量细小的Al3Zr粒子,固溶后的再结晶得到有效抑制,较多η相在亚晶界上的非均匀形核析出在一定程度上增加了合金的淬火敏感性,但该制度处理的合金仍优于再结晶程度较高的快速升温双级均匀化制度的。     

均匀化处理对低频电磁铸造7050铝合金微观组织的影响

利用低频电磁铸造工艺制备了具有细小、均匀等轴晶组织的7050铝合金铸锭,研究了均匀化处理过程中铸锭微观组织及性能的变化.结果表明,与普通DC铸造锭坯相比,低频电磁铸造铸锭有更佳的均匀化处理效果.在同样的均匀化处理条件下,低频电磁铸造铸锭的晶间低熔点相含量更低,晶内溶质元素含量更高.低频电磁铸造铸锭在均匀化处理12 h后,晶内溶质元素含量即已达到合金的平均含量;而普通铸锭在均匀化处理48 h后,晶内溶质元素含量仍低于合金的平均含量.     

3105铝合金铸锭的均匀化

对3105铝合金铸锭进行不同均匀化工艺处理,并对其组织、电导率和硬度进行了测试。结果表明,均匀化过程中,3105铝合金同时发生溶质原子的析出和化合物的回溶。最佳的均匀化工艺为630 ℃×9 h,在此工艺下合金的电导率最低(22 MS/m),此时合金拥有较高的固溶度,有利于后续产品性能的提升;硬度也最低(36.94 HV5),可以较好地满足挤压热加工用低变形抗力的需求。     

均匀化处理对3003铝合金铸锭耐蚀性的影响

对半连续铸造3003铝合金铸锭进行了不同温度的均匀化处理,通过光学显微镜及双臂电桥考察了合金中第二相的变化。借助于电化学工作站测量了均匀化处理前后合金的动电位阳极极化曲线、交流阻抗曲线以及环形阳极极化曲线,并通过扫描电镜观察了合金腐蚀后的形貌,用于研究均匀化处理对3003铝合金铸锭耐蚀性的影响。结果表明,半连续铸造3003铝合金经不同温度均匀化处理之后,第二相发生明显变化,并且第二相的数量、分布及形貌对合金的耐蚀性有着重要影响。第二相越多,则合金的耐蚀性越差;第二相分布越均匀则合金耐蚀性越好;粗大而尖锐的第二相相对于球化第二相降低了合金的耐蚀性能。     

均匀化处理对3003铝合金铸锭微观组织的影响

将3003铝合金铸锭分别在580~620 ℃进行4~10 h的均匀化处理,研究不同均匀化处理工艺对3003铝合金铸锭微观组织演变的影响。结果表明,3003铝合金铸锭中的析出相主要为MnAl₆((FeMn)Al₆)和Al_0.41MnSi_0.74(Al₁₂(FeMn)₃Si),MnAl₆((FeMn)Al₆)相在均匀化过程中几乎完全溶解;而Al_0.41MnSi_0.74(Al₁₂(FeMn)₃Si)相会在均匀化过程中逐步发生聚合、粗化和回溶行为。随着均匀化温度的升高和时间的延长,析出相的演变会逐渐加快。3003铝合金能快速获得均匀分布、圆润粗大析出相的最优均匀化工艺为600 ℃保温8 h。     

3004铝合金铸锭均匀化处理工艺研究

试验研究了均匀化处理温度和保温时间对3004铝合金铸锭组织和性能的影响,确定出了3004铝合金合理的均匀化处理工艺.结果表明,3004铝合金的均匀化处理温度为600℃,保温时间为6 h～8 h.     

多道次热压缩过程中7050铝合金的再结晶行为

采用Gleeble1500D热模拟实验机按设计的轧制工艺对7050合金进行压缩试验,模拟其多道次热轧过程,采用光学金相显微镜和透射电镜研究不同冷却条件下变形量为80%时试样的显微组织.结果表明:在热压缩过程中,合金未发生明显动态再结晶;合金在压缩后缓冷过程中发生静态再结晶,晶界形核和亚晶合并长大为其主要形核机制;合金中的Al_3Zr粒子会阻碍晶界和亚晶界的移动,从而抑制再结晶和再结晶后的晶粒长大.     

基于微观组织演变模拟的7050铝合金法兰盘预制坯优化

利用有限元模拟软件DEFORM-3D对不同预制坯料的7050铝合金法兰盘锻造过程进行数值模拟,并分析了成形过程中坯料等效应变、晶粒大小、晶粒均匀性和动态再结晶体积分数的分布和演变。结果表明,阶梯形坯料成形能较好地解决锥形坯料成形所出现的粗晶、混晶及动态再结晶体积分数不高等问题,有利于提高该类锻件力学性能,对生产有一定的指导意义。     

5059铝合金均匀化金属间相的演变

利用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电镜（TEM）、能谱分析（EDS）、差示扫描量热法（DSC）、X射线衍射（XRD）等手段研究了5059铝合金均匀化热处理过程中金属间相的演变。结果表明：5059铝合金铸锭中枝晶偏析严重,大量难溶金属间相在晶界处呈连续网状分布。难溶金属间相由富含 Zn、Cu 元素的非平衡β（Al3Mg2）相、Fe元素富集的Al6Mn共晶相以及Mg2Si平衡相组成。在均匀化热处理过程中,难溶金属间相发生回溶,并析出大量弥散的β（Al3Mg2）相和短棒状的Al6Mn粒子。根据实验观测及均匀化动力学方程计算结果,得到合金的最佳均匀化热处理制度为（450°C,24 h）。     

6061铝合金中富铁相在均匀化过程中的相变机理

采用金相(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)和透射电镜(TEM),研究6061铝合金中富铁相在均匀化过程中的转变和析出行为.结果表明:Mn元素直接参与6061铝合金中富铁相的相变过程,使富铁相由板条状的β-AlFeSi相转变成颗粒状的α-Al(FeMn)Si相,在560℃未发现明显的β-Al5FeSi→α-Al8Fe2Si的相变过程;在均匀化过程中,析出块状Al8Fe2Si相和颗粒状Al167.8Fe44.9Si23.9相,其中,Al167.8Fe44.9Si23.9相的析出速度受β-Al5FeSi→α-Al8Fe2Si的相变过程影响.     

强化固溶对7050铝合金组织与性能的影响

采用室温拉伸、电导率测试、金相及扫描电镜观察、晶间腐蚀分析手段,研究强化固溶对7050铝合金强度、电导率、微观组织和晶间腐蚀性能的影响。结果表明,经强化固溶处理后合金强度、电导率和腐蚀性能均超过单级固溶;提高强化固溶温度可促使粗大第二相大量回溶,且合金未出现过烧及晶粒明显长大现象,合金抗拉强度由546 MPa提高到572 MPa,拉伸断裂主要为韧窝断口,断口中粗大第二相粒子数量下降,使穿晶韧窝型断裂部分转向沿晶断裂。合金电导率稍许降低,抗晶间腐蚀性能显著提高。     

Constituents evolution of LFEC 7050 aluminum alloy during processing

The d 120 mm ingots of 7050 aluminum alloy were made by low frequency electromagnetic casting （LFEC） and conventional DC casting process, respectively. After homogenization treatment the ingots were extruded to rods and the solution and aging treatment were carried out for the rods. Constituents evolution during processing and effects of LFEC on constituents and remnant constituents were studied. The results show that 7050 aluminum alloy mainly contains Al-Zn-Mg-Cu type and Al-Cu-Fe type constituents. Al-Zn-Mg-Cu type constituents dissolve during homogenization, while Al-Cu-Fe type constituents could not dissolve. After homogenization treatment, the main remnant constituent is A17Cu2Fe which crushes and orients along the extrusion direction after extrusion. Compared with DC process, by the process of LFEC, the constituents or remnant constituents are smaller in size and less in content. The LFEC process shows significant improvement in elongation by LFEC in both as-cast state and final state.     

均匀化工艺对5182铝合金铸锭组织的影响

采用差示扫描量热仪、光学显微镜、扫描电镜等测试分析手段,研究了高温短时(520℃/2 h)和低温长时(460℃/24 h)两种均匀化工艺对5182合金铸锭显微组织的影响。结果表明,高温短时均匀化热处理后,非平衡Mg2Si共晶相发生回溶、变薄,利于破碎;金属间化合物的形貌易于破碎;析出相的形貌、尺寸、数量和分布有利于再结晶过程的进行,其均匀化效果优于低温长时均匀化工艺。     

TEM study on microstructures and properties of 7050 aluminum alloy during thermal exposure

The microstructures of 7050 aluminum alloy under different thermal exposure conditions were investigated by means of transmission electron microscopy (TEM), high resolution electron microscopy (HREM) and tensile test. Guinier preston (GP) zone and η′ phase are the main precipitates in original 7050 alloy. The orientation relationship between η′ and matrix is

and

. When the alloy is exposed at different temperatures for 500 h, with the thermal exposure temperature increasing, it can be seen under TEM that the precipitates become larger and the width of precipitate free zones (PFZ) becomes larger. The higher temperature the alloy is exposed at, the more the strength is reduced. Both GP zones and η′ precipitates getting coarser and the PFZ getting wider should be responsible for the strength decline and elongation rise of 7050 alloy during thermal exposure.     

第二级固溶温度对7050铝合金组织和性能的影响

为了研究双级固溶、双级时效处理下的固溶温度对7050铝合金的影响,采用常温拉伸、晶间腐蚀等方法研究了双级固溶、双级时效热处理制度下第二级固溶温度对7050铝合金组织和性能的影响。结果表明,随着第二级固溶温度的升高合金晶粒尺寸逐渐长大,残余第二相不断固溶。495℃时的S相基本固溶,残余第二相体积分数为0.19%,晶粒尺寸较小,合金屈服强度R_(eL)为655 MPa,抗拉强度R_m为694 MPa,伸长率A_(50 mm)为14.40%,综合力学性能最好。温度过高时合金发生过烧,性能减弱。晶间腐蚀从合金外部晶界开始向内部扩展,耐晶间腐蚀性能随着残余第二相的逐渐固溶而增强。