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。     

2524铸态合金均匀化过程中微观组织的变化

在不同温度和不同保温时间条件下对2524铸态合金进行均匀化处理,利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、差示扫描量热法(DSC)和金相显微镜(OM)等,研究2524铸态合金在均匀化过程中微观组织的变化,并分析在不同的均匀化处理状态下T相(即Al20Cu2Mn3相)的析出情况。结果表明:2524铸态合金中存在严重的枝晶偏析,大量的非平衡共晶相连续地沿晶界分布,主要的第二相为Al2Cu和Al2Cu Mg;主要合金元素不同程度地富集在晶界,富集程度为CuMgMn;最佳的均匀化处理制度为500℃/48 h,均匀化处理后,Al2Cu和Al2Cu Mg基本回溶至基体,只余少量难溶的Al Cu Fe Mn相散布在晶界,该均匀化制度与均匀化动力学方程的计算结果基本一致;随均匀化处理温度升高,T相粒子的尺寸逐渐增大而数目逐渐减少。     

均匀化工艺对2024高强度铝合金组织及性能的影响

通过采用金相显微镜、扫描电镜、力学拉伸试验机等检测手段,研究了2024高强度铝合金铸锭分别在均匀化温度480℃、495℃和510℃保温8h后经空冷和水冷方式处理后的组织及性能的影响.结果表明,经不同适合的均匀化工艺处理,铸态合金中的枝晶和非平衡低熔点共晶相逐渐溶解,晶界由连续分布逐渐转变呈不连续均匀分布状态.合金经49...     

均匀化工艺对6005 A铝合金组织及性能的影响

通过采用Thermo-Calc数值模拟热力学计算及试验的方法,研究了铸态合金相组成及析出温度,不同均匀化工艺对6005A铝合金显微组织、力学性能及电导率的影响.结果表明,经不同均匀化工艺处理,显著改善了铸态组织,包括晶界处的非平衡共晶相及晶内粗大的第二相.575℃×2.5h均匀化工艺效果最好,晶内均匀弥散分布细小的析出...     

5383铝合金铸锭偏析行为及均匀化制度的研究

采用扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM),研究了铸态5383铝合金的元素偏析行为及均匀化制度对其微观组织演变的影响.研究结果表明:铸态5383铝合金组织中Mg、Cu和Mn等元素偏析严重,晶界处有大量网状分布的难溶金属间相;均匀化处理后,非平衡共晶相和难溶金属间相发生回溶,晶粒长大并球化,Mg、Cu和Mn等元素偏析程度减小,同时在位错和晶界附近有大量细小析出相;结合试验及均匀化动力学方程计算结果,得到试验合金的最佳均匀化工艺为480~490℃退火24h,过烧温度为506℃.     

分级均匀化处理对7068新型高强铝合金组织及性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)及差热分析(DSC)研究了7068高强高韧铝合金均匀化热处理制度及其微观组织演变;通过单向拉伸试验及四探针电阻率法测定了不同均匀化后T6态合金的拉伸性能及电导率。结果表明:7068铝合金铸态组织存在枝晶偏析,非平衡共晶相沿晶界呈连续网状分布,低熔点共晶相初始溶解温度为467.3°C;合金经455°C×16h+465°C×4h+475°C×4h三级均匀化处理后,成分均匀,残留共晶很少且T6态的抗拉强度、延伸率以及电导率均达到所做均匀化处理中最佳,分别为715MPa、13.3%和34.5%IACS。     

Mg-9.0Y-3.0MM-0.6Zr合金均匀化热处理研究

通过OM,SEM及拉伸性能测试,研究了Mg-9.0Y-3.0MM-0.6Zr铸态合金均匀化温度与时间对显微组织的影响,确定该合金合适的均匀化工艺。结果表明:Mg-9.0Y-3.0MM-0.6Zr铸态合金显微组织主要由α-Mg基体相、Mg12(MM)相以及Mg24Y5相组成,晶粒度约为45μm;505,520℃均匀化温度较低,Mg-Y相分解不够完全;经535℃保温18 h均匀化处理后,仅在晶界处残留Mg12(MM)相,延长时间晶粒尺寸没有变化,可见Mg12(MM)相可有效抑制合金晶粒长大;535℃×18 h均匀化处理后合金的力学性能较铸态合金没有明显改变,均匀化态的合金经挤压后,力学性能大幅度提升,σ0.2,σb,δ分别为245,305 MPa和12.5%。均匀化处理后合金断口形貌与铸态合金相似,仅在局部存在少量的韧窝,室温下断裂方式为脆性断裂;挤压后的合金断口形貌呈典型的韧性断裂特征。     

Al-7.5Zn-1.6Mg-1.4Cu合金的均匀化处理

利用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析、X射线衍射分析和差示扫描量热分析等研究了Al-7.5Zn-1.6Mg-1.4Cu合金铸态与均匀化态的显微组织演化与元素分布,确定了该合金的均匀化温度与过烧温度。结果表明,合金铸态组织中存在严重的枝晶偏析,经470℃保温24h后,枝晶网络变稀,共晶相与η相回溶至基体,偏析基本消除。470℃保温24h是该合金较为理想的均匀化工艺。     

AZ80A镁合金的均匀化处理及扩散动力学

采用热分析仪、光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜等,研究铸态AZ80A镁合金均匀化处理前后的显微组织、元素分布及相的演变规律,分析均匀化温度和时间对AZ80A镁合金组织的影响。以空位机制为基础,求出合金元素的扩散激活能,并建立均匀化动力学方程。结果表明:AZ80A铸态合金存在严重的枝晶偏析,晶界上有大量连续粗大的β-Mg17Al12共晶相;升高均匀化温度和延长均匀化时间都有利于非平衡相的溶解和合金元素的扩散,合金于430℃均匀化时发生过烧现象;AZ80A镁合金的适宜的均匀化工艺为410℃/25 h,合金元素的扩散激活能为121.7 kJ/mol,由动力学方程计算得到的适宜均匀化工艺为410℃/24 h,与实验结果基本一致。     

均匀化处理对Cu-Cr-Zr合金显微组织的影响

采用OM、SEM和TEM分析手段对Cu-Cr-Zr合金的铸态和均匀化组织进行研究.结果表明,Cu-Cr-Zr合金的铸态组织呈典型的枝晶状组织,主要由网状的Cr枝晶、共晶组织和基体组成,其中共晶组织是由基体和层片状的Cu5Zr相组成.在Cu-Cr-Zr合金的均匀化退火过程中,发生共晶组织的溶解和Cr相的析出.随着均匀化退火温度和时间的升高和延长,共晶组织逐渐溶解,Cr相的析出体积分数逐渐减小.合理的均匀化退火制度为900℃×12 h.     

均匀化工艺对稀土铝合金电工圆杆组织和性能的影响

采用拉伸力学性能测试、导电率测试、金相显微镜、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)以及X射线衍射仪(XRD)等手段,研究了稀土铝合金电工圆杆的组织和性能随均匀化工艺改变而发生的变化。结果表明,均匀化处理可达到细化晶粒、均匀试样组织,净化晶界的效果。与单级均匀化相比,双级均匀化可以使枝晶间未溶物显著减少,且第二相较均匀弥散地分布在基体中。试样在410℃保温2小时后升至425℃继续保温1小时,将获得较佳的综合性能:抗拉强度102 MPa,导电率57.96%IACS;对该试样进行形变量为83%的轧制处理后,强度升高至178 MPa,导电率有所降低,为57.06%IACS。     

钇对Al-Cu-Mg-Mn合金组织与性能的影响

采用金相显微镜、X射线衍射仪及扫描电镜等研究手段,研究了质量分数为0%～0.4%的Y在Al-Cu-Mg-Mn合金中存在形式及对其组织性能的影响,研究结果表明：Y含量在低于0.3%范围时,随含量增加合金细化效果逐渐增加;当Y含量为0.3%时,铸态组织中晶粒细化与组织均匀化效果明显;当Y含量大于0.3%时,合金的铸态组织中晶粒随着其含量的增加又逐渐粗化;Y加入合金中主要形成Cu4Al8Y,合金组织性能得到改善.     

均匀化处理对6063铝合金挤压型材表面渣粒的影响

采用扫描电镜、金相显微镜和X射线衍射等手段分析不同处理态的合金组织,研究了均匀化处理对6063铝合金型材表面渣粒缺陷的影响,结果表明:铸态合金由富集于晶界呈连续网状的非平衡共晶相与过饱和α-Al固溶体组成;非平衡共晶相由Mg₂Si与β-Al₅FeSi相组成;在均匀化退火过程中发生非平衡共晶相的溶解,针状的β-Al₅FeSi相向颗粒状α-Al₈FeSi相的转变.铸态合金挤出的型材表面有大量渣粒,570 ℃下随均匀化退火处理保温时间的延长,非平衡共晶相逐渐消失,挤压型材表面渣粒数量不断减少. 570 ℃保温6 h退火处理是6063合金铸锭较适宜的均匀化处理工艺.      

EW75镁合金高温扩散动力学研究

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析(XRD),观察EW75合金大型铸锭原始态及高温热处理之后的组织及成分分布,以进行稀土元素在EW75合金中高温扩散动力学的研究。结果表明:EW75铸态合金中存在较为严重的局部偏析,大量非平衡凝固共晶组织在晶界处富集,Gd,Y,Nd在合金中的分布很不均匀,铸态组织呈大块的骨骼状,由α-Mg基体、Mg24Y5、Mg5Gd和Mg41Nd5非平衡凝固相组成,铸态合金晶粒尺寸约为100μm;在505及520℃保温24 h之后依然有较多未溶相残留在晶界上,由于温度稍微偏低,共晶组织未能完全溶解并分散到基体中;经过535℃,20 h高温热处理之后,共晶组织基本分解完全,稀土元素较为均匀地分布在基体中,晶粒长大非常明显;采用(EDS)分析测得各合金元素在EW75中的浓度分布,发现合金元素在EW75中成一定的规律分布,通过动力学方程计算得出了Y,Gd,Nd元素在不同温度下的lnδ-t关系曲线并进行线性拟合,最终得出Gd,Y,Nd在不同温度下的扩散系数。     

新型Al-1Mg-0.8Si-xCu铝合金均匀化工艺研究

Al-1Mg-0.8Si-xCu铝合金是汽车轻量化首选材料之一。采用光学显微镜、DTA分析、X射线衍射等分析检测手段,研究了Al-1Mg-0.8Si-xCu这一新型铝合金的均匀化工艺。结果表明,Cu元素含量为0.5%的Al-1Mg-0.8Si-xCu合金理想均匀化工艺为450℃×4 h+550℃×12 h,该工艺适用于Cu元素含量不大于1.05%的合金。     

一种提高Ti5553合金综合性能的热加工方法

为了让Ti5553合金的强度和韧性等综合性能指标达到良好匹配,充分发挥其高强高韧的特点,提出了一种新的热加工方法。首先对Ti5553合金轧棒进行充分改锻,初步得到均匀、细小、无偏析、无β斑的基体组织,然后再利用β锻造形成一种细小密集的网篮组织,并在最后的β热处理过程中,生成β晶粒内的细小片状α转相和晶界处细小分散的α转相。结果表明:采用(Tβ-30)℃两相区改锻、(Tβ-30)℃预锻与(Tβ+20)℃β锻造的联合模锻以及(Tβ+35)℃退火+600℃时效的β热处理工艺后,可获得一种理想的β型钛合金组织,使该合金的强度、塑性和断裂韧性等综合性能指标都有所提高。     

α相含量对AA3104铝合金热轧组织及退火行为的影响

通过对AA3104铝合金均匀化时间的控制,获得α相含量分别为18%和68%的初始材料,并对其进行轧制温度约为480℃~420℃、形变量为95%的热轧形变。利用扫描电镜(SEM)及能谱仪(EDS)对第二相含量、平均尺寸以及尺寸分布进行定量表征。利用显微硬度测定了不同α相含量热轧板的再结晶温度,利用X射线衍射技术(XRD)对再结晶前后织构进行研究,并对比分析织构差异。结果表明:热轧后,α相含量为18%的第二相粒子中尺寸接近5μm的粒子数量较少,其完全再结晶温度约为380℃,且立方织构的含量低;α相含量为68%的试样热轧后含有更多尺寸接近5μm的第二相粒子,其完全再结晶温度约为340℃,且立方织构含量较前者高,结果表明含有第二相粒子的AA3104铝合金热轧组织及退火行为与α相含量有关。     

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。     

5%Si高硅奥氏体不锈钢元素偏析及均匀化处理

 高硅奥氏体不锈钢由于高含量硅元素的加入使其具有优异的耐高温腐蚀性能和较低的成本,在制酸行业有着潜在的应用价值。然而,该合金中高含量硅元素的加入会促进凝固过程中溶质再分配,进而造成显著的元素偏析,最终导致合金内部产生枝晶组织和大量的有害相。对铸锭组织进行均匀化处理能够有效消除枝晶与元素偏析,促进析出相回溶和枝晶消融,从而改善材料的热塑性,有效应对热变形开裂问题。因此,采用金相显微镜(OM)、扫描电镜能谱分析(SEM/EDS)、电子探针(EPMA)、JMatPro软件计算等方法,研究了实验室条件下制备的5%Si高硅奥氏体不锈钢铸锭的显微组织和元素分布状态,通过残余偏析指数、扩散动力学计算并结合均匀化处理试验验证,最终确定了5%Si高硅奥氏体不锈钢合理的均匀化处理工艺。结果表明,5%Si高硅奥氏体不锈钢凝固过程中钼元素偏析最为严重,通过残余偏析指数模型计算得到的均匀化动力学方程可用来指导该成分合金的均匀化处理工艺;5%Si高硅奥氏体不锈钢经过1 150 ℃×12 h均匀化处理后,铸锭内枝晶消融,元素偏析基本消除,析出相与铁素体回溶到基体中,合金转变为全奥氏体组织,热塑性得到改善;当加热温度达到1 250 ℃时,合金出现过烧现象,晶界开始熔化。