大塑性变形制备超细晶/纳米晶Al-Mg铝合金的研究进展

近年来,大塑性变形(SPD)制备具有先进结构和功能的超细晶和纳米晶Al-Mg铝合金的研究取得了很大进展。SPD后,合金的晶粒显著细化、位错密度提高及有非平衡晶界和晶界偏析形成,这些微观结构导致合金的强度、硬度大幅提高。然而,SPD合金的塑性普遍较低。综述了SPD制备的Al-Mg铝合金在结构和性能方面的一些最新研究成果。     

退火温度对大塑性变形Al-8Mg纳米晶铝合金微观结构与性能的影响

目的 研究不同退火温度下高压扭转Al-8.0Mg铝合金的微观结构及其对热稳定性的影响。方法 利用X射线衍射定量计算了纳米晶Al-8Mg合金在不同退火温度下的微观结构参数。通过透射电子显微镜观察了不同状态的微观结构,讨论了晶粒尺寸和位错密度对热稳定性的影响,并分析了高温下析出相和孪晶的结构演变。结果 随着退火温度从125 ℃上升至280 ℃,HPT后Al-8.0Mg铝合金的显微硬度由247HV减小至144HV,240 ℃为硬度转变的临界温度,当退火温度低于240 ℃时,试样硬度值降低幅度较小。平均晶粒尺寸从125 ℃下的41.1 nm增大到280 ℃下的143.6 nm,位错密度由1.32×10¹⁵ m⁻²减小到3.54×10¹² m⁻²。结论 在退火温度低于240 ℃时,合金表现出较好的热稳定性,在280 ℃以后析出了大量Al3Mg2相,并观察到了多重退火孪晶。额外的能量在位错结构的回复和非平衡晶界的重排过程中被消耗,导致晶粒尺寸与显微硬度没有发生明显变化。加热过程中产生的结构转变可能是提高材料热稳定性的主要原因。     

退火时间对高压扭转Al-1.0Mg铝合金组织及性能的影响

对Al-1. 0Mg合金进行了高压扭转和195℃退火处理,并通过显微硬度仪、XRD、TEM等研究了高压扭转Al-1. 0Mg合金的热稳定性。结果表明,经过10 min、30 min和90 min退火后,合金的硬度相较高压扭转后未退火试样的硬度分别降低了21. 6%、27. 2%和34. 4%。随着退火时间的延长,基体中的宏观应力逐渐消除,晶格畸变程度逐渐降低,晶粒尺寸逐渐增大,但硬度下降的速度逐渐减小。经195℃退火90 min后,高压扭转Al-1. 0Mg合金的硬度为82HV,仍然是未变形合金的两倍以上。     

大塑性变形制备纳米结构材料

大塑性变形(Severe Plastic Deformation,SPD)具有将粗晶材料的晶粒细化到纳米量级的巨大潜力,近年来已经引起人们的极大关注.介绍了几种大塑性变形制备纳米晶材料的方法和原理,如往复挤压、等通道角挤压、高压扭转变形、叠轧、往复折皱-压直等,分析了SPD纳米晶材料的强度与韧性、超塑性、热稳定性等性能,以及当前研究中存在的主要问题,并展望了大塑性变形的应用前景.     

晶界结构对Al－Mg－Li－Cu系合金应力腐蚀性能的影响

本文研究了合金晶界结构对８０９０和１４３０铝理合金的应力腐蚀性能的影响。结果表明：随着微量稀土元素Ｃｅ的加入，８０９０和１４３０合金晶界析出相（Ｔ＿２相）￣［１］均有不同程度的长大，且间距拉长。８０９０合金晶内还析出大量Ｓ′相￣［１］，小角晶界也大量增多。由于粗大的晶界析出相减缓了阳极溶解过程，从而提高了合金的抗应力腐蚀能力。     

Al_(0.3)CoCrFeNi高熵合金高压扭转过程中的组织结构演变

对面心立方(FCC)结构的Al_(0.3)CoCrFeNi高熵合金进行不同应变量的高压扭转实验,利用维氏硬度仪、电子背散射衍射、X射线衍射仪以及透射电镜系统分析变形引起的组织结构演变。结果表明:高压扭转过程中合金晶体结构并未发生改变,仍然保持为FCC结构,但引发其晶粒纳米化,平均晶粒尺寸达到30nm。晶粒细化主要是通过孪晶(包含初次孪晶与二次孪晶)、去孪晶(包含初次去孪晶与二次去孪晶)以及孪晶界分割晶粒的过程实现。孪晶和随后去孪晶的竞争作用导致孪晶宽度先减小后增大,初次孪晶和二次孪晶的最小宽度分别为2.7nm和0.9nm。     

不同温度环境下Al–7Zn–2.5Mg–2.0Cu–0.1Zr–0.2Sc合金的力学行为研究

目的 研究不同时效时间对Al–7Zn–2.5Mg–2.0Cu–0.1Zr–0.2Sc合金强度的影响,以及室温和-40℃这2种温度环境对该合金疲劳行为的影响。方法 在不同时效时间下对Al–7Zn–2.5Mg–2.0Cu–0.1Zr–0.2Sc合金进行热处理,并采用透射电镜观察其显微结构以解释不同时效时间下强度变化的原因。在不同外加总应变幅的条件下,对T6态该合金进行低周疲劳实验,对比研究Al–7Zn–2.5Mg–2.0Cu–0.1Zr–0.2Sc合金在不同温度环境下的低周疲劳行为。结果 随着时效时间的延长,不同温度环境下Al–7Zn–2.5Mg–2.0Cu–0.1Zr–0.2Sc合金的屈服强度和抗拉强度都先升高后降低,-40℃环境下的屈服强度和抗拉强度均高于室温环境下的。在低应变幅时,合金的循环应力响应行为特征总体呈稳定趋势,在高应变幅时,合金的循环应力响应行为先表现为循环稳定特征,后表现为循环硬化特征。同一应变幅下,-40℃环境下合金的循环应力幅值高于室温环境下的,而合金的低周疲劳寿命则随着温度的降低而下降。此外,在室温和-40℃低周疲劳加载条件下,疲劳变形机制为平面滑移机制。当应变幅...