Cu含量对低频电磁铸造新型高强Al-Mg-Si-Cu合金组织性能的影响

采用显微组织观察、扫描电镜及能谱分析、透射电镜分析、DSC热差分析、JMat Pro 5.0软件计算和室温力学性能测试,对低频电磁铸造新型高强Al-Mg-Si-Cu合金铸态、挤压态和T6态的组织与力学性能进行研究,获得该合金的最佳Cu含量。结果表明,Cu含量的变化对该合金过烧温度影响很小,不同含Cu量的该类合金进行均匀化处理和固溶处理时温度可相同。Cu在该合金铸态组织中除了形成球状AlMgSiCu相外,含Cu相还可与其他相结合形成球状共晶组织。Cu对合金再结晶行为的影响很小。随Cu含量的增加,合金T6态试样中Q'析出强化相的数量增加,同时该合金挤压棒材T6态试样的强度和伸长率也增加。在限定的元素含量范围内,提高Cu含量至1.0 mass%,合金的强韧性可达到最佳状态。     

热挤压Mg-6Zn-xCu-0.6Zr(x=0,0.5,1.0,1.5)合金的显微组织及力学性能

对Mg-6Zn-x Cu-0.6Zr(x=0,0.5,1.0,1.5)合金进行了熔炼并浇注在金属模中,然后进行了挤压成形试验。结果表明:铸态合金随着Cu含量的增加晶粒逐渐细化,第二相含量增多,其组织由α-Mg、MgZn_2及Mg Zn Cu相组成。合金经挤压后力学性能明显提高,其中挤压ZK60合金的动态再结晶较弱,晶粒细化程度较小。铸态合金组织中的第二相在挤压过程中被打碎,并沿着挤压方向分布。挤压态合金晶粒细化程度明显,其平均晶粒尺寸可达到10~13μm。Mg Zn Cu相呈短棒状分布在晶界,而Mg Zn2相呈细小的颗粒状分布在基体上。挤压态合金力学性能改善的原因可归结为细晶强化、第二相弥散强化及固溶强化综合作用的结果。其中挤压态Mg-6Zn-1.0Cu-0.6Zr力学性能最优,其抗拉强度、屈服强度及伸长率分别达到320.22 MPa,240 MPa和11.48%。     

AZ80合金的挤压成形与性能研究

研究挤压温度和挤压比对AZ80合金组织、力学性能和拉伸断口的影响。结果表明,在相同挤压比条件下,AZ80合金的晶粒尺寸随着挤压温度的升高而增加;370℃和410℃挤压态试样的抗拉强度均高于铸态和均匀化态,且断后伸长率也明显提高。综合晶粒组织、拉伸力学性能和断口形貌表明,AZ80合金最佳挤压成形温度为410℃。在挤压温度相同时,提高挤压比可以提高合金的抗拉强度,但是断后伸长率有所降低。     

浇注温度对挤压铸造Al-Li-Cu合金微观组织和力学性能的影响

通过金相显微镜、扫描电镜和力学性能测试分析了浇注温度对挤压铸造Al-2.75Li-1.52Cu合金组织和力学性能的影响。结果表明:浇铸温度对合金的微观组织影响很大,730℃浇注时,合金中柱状晶组织十分发达;较低的浇注温度可抑制柱状晶的生长,有利于等轴晶的形成。合金铸态的组织主要由α(Al)基体和T2(Al6Cu Li3)相组成,随着浇注温度的降低,T2共晶相数量增多,抗拉强度和伸长率增大,而屈服强度略微下降。浇注温度降低到670℃时,可获得全部为等轴晶的组织。     

挤压和T5处理对铸态ZK60镁合金组织性能的影响

对铸态ZK60镁合金进行了挤压，对挤压后的试样进行了T5处理，分析了该材料三种状态时力学性能和微观组织变化。结果表明：铸态ZK60镁合金挤压后，晶粒明显细化，各项力学性能显著提高；T5处理后试样的抗拉强度和硬度比T5处理前的相应值均有所提高，屈服强度明显提高，伸长率稍有降低；ZK60镁合金在挤压时，其组织中已有细小第二相析出；经T5处理后，其晶粒尺寸变化不大，析出相较挤压态时有明显增多，但部分聚集长大。     

热疲劳环境下多元Al-7.5Si-4Cu合金的裂纹萌生扩展

研究了多元Al-7.5Si-4Cu合金在不同热处理状态下的热疲劳性能。结果表明,与铸态试样和淬火+时效热处理试样相比,T6态试样的力学性能最好,微观组织均匀,热疲劳性能最优良。当热循环次数≥10 000时,T6状态与淬火+时效试样由于Si相和A12Cu相的出现降低了裂纹扩展速率,铸态试样由于A12Cu相复熔球的存在导致裂纹扩展速率急剧上升。     

V对A380铝合金显微组织和力学性能的影响

研究了金属型重力铸造下不同V含量的A380合金的显微组织和力学性能。结果表明,在铸态下,A380合金添加V元素后生成了一种不规则块状的AlSiVFe相。随着V含量增加,AlSiVFe相的平均长度由15μm增至43μm,体积分数从0.3%增至1.65%,长针状β-Al_5FeSi相平均长度由47μm减至24μm。T6热处理后合金的相组成不变,富Fe相形态无明显变化,纤维状共晶Si转变为粒状或球状。随着V含量增加,铸态和T6态合金的力学性能均呈先增大后减小的趋势。当V含量为0.7%时,合金力学性能最优,T6态下其抗拉强度为244MPa,屈服强度为226MPa,伸长率为1.6%。     

热处理对Mg-Gd-Y变形镁合金组织与力学性能的影响

制备了3种不同成分的Mg-Gd-Y三元合金,并对其显微组织和力学性能进行了研究.结果表明,Mg-6Gd-(2-4)Y三元合金的铸态组织由α-Mg和呈现典型的网状共晶形貌的Mg24(GdY)5相组成,其体积分数随Y含量的增加而增大.热挤压过程中Mg24(GdY)s相破碎,呈颗粒状沿挤压方向排列.挤压态合金在高温固溶处理后,大部分Mg24(GdY)5相溶入基体.挤压态合金在固溶+时效(T6)处理和直接时效(T5)处理过程中都形成了β沉淀.3种合金中Mg-6Gd-4Y合金在T5态的性能最好,强度高达350 MPa.     

热处理工艺对高真空压铸Mg–8Gd–3Y–0.4Zr镁合金组织及力学性能的影响

研究T4和T6热处理状态下高真空压铸Mg-8Gd-3Y-0.4Zr（质量分数,%）合金的微观组织、化合物含量、力学性能及断裂行为。铸态Mg-8Gd-3Y-0.4Zr合金微观组织主要由α-Mg和共晶Mg24（Gd,Y）5化合物组成。经固溶处理后,共晶化合物大量溶解于镁基体,合金主要含过饱和α-Mg及方块相。固溶合金中方块相的含量随固溶温度的升高而增大,力学性能也有所提高。根据微观组织结果,确定475℃,2 h为Mg-8Gd-3Y-0.4Zr合金最优固溶方案。合金的最佳屈服强度为222.1 MPa,延伸率可达15.4%。铸态,T4状态下和T6状态下合金的拉伸断裂模式为穿晶准解理断裂。     

热处理对挤压铸造Mg93YZn6合金组织和性能的影响

采用挤压铸造法制备了Mg93YZn6合金,并对其进行高温热处理,分析了铸态和热处理态的Mg93YZn6合金的微观组织、显微硬度和力学性能。结果表明,该合金的挤压铸造和热处理后的组织中均只有α-Mg基体相和准晶I相生成。经500℃×4h热处理后,合金中的准晶相含量与铸态合金中变化不大。经550℃×2h热处理后,合金中的准晶相有所减少。与铸态合金相比,热处理后合金的硬度、抗拉强度和伸长率均提高。     

Ce对高强Al-Cu-Li合金组织及拉伸性能的影响

采用金相显微镜、透射电镜、扫描电镜及拉伸性能在测试研究0.11%Ce(质量分数)添加对一种Al-Cu-Li系高强铝锂合金薄板T8态时效(5%冷轧预变形+155℃时效)组织和力学性能的影响。结果表明:0.11%Ce添加明显降低合金强度,但伸长率略有增加。微量Ce添加可细化铸态晶粒组织及固溶再结晶晶粒组织;而且微量Ce添加未改变铝锂合金中时效析出相的种类,主要强化相仍然为T1相(Al_2CuLi)及θ′相(Al_2Cu),但其数量减少。铝锂合金中添加微量Ce,凝固时可形成含Ce且富Cu的Al_8Cu_4Ce相粒子,在后续均匀化及固溶处理时均难以完全溶解,导致固溶基体中的Cu含量降低,时效时含Cu析出相T1相及θ′相含量减少,合金强度降低。     

镁含量对挤压铸造Al-10Si-2.5Cu-xMg合金显微组织及力学性能的影响

通过添加不同含量的镁制备出Al-10Si-2.5Cu-xMg(x=0.5%,1.0%,1.5%和2.0%)合金,研究镁含量对Al-10Si-2.5Cu合金组织及力学性能的影响。结果表明:随着镁含量的增加,铸态合金显微组织中的共晶硅得到了细化,而T6热处理使得合金显微组织中的硅相溶断并且球化;当镁含量为1.5%时,铸态和T6态合金的抗拉强度分别达到最大值290 MPa和305 MPa;铸态合金的硬度在镁含量为2.0%时达到最大值112 HV5,T6态合金的硬度在镁含量为1.5%时达到最大值127 HV5;铸态合金的拉伸断口中存在一定量的解理面和少量的韧窝,断裂方式由准解理断裂向脆性断裂转变。     

Gd对ZK60镁合金组织与力学性能的影响

分析了铸态和挤压态ZK60?xGd(x=0~4)合金的组织和相组成,测试了其拉伸力学性能。结果表明,随着Gd含量的增加,铸态组织逐渐细化,Mg?Zn?Gd新相逐渐增多,而MgZn2相逐渐减少直至消失,第二相趋于连续网状分布于晶界处;当 Gd 含量不超过2.98%时,铸态室温拉伸力学性能稍降低。经挤压比λ=40和挤压温度T=593 K的挤压后,组织显著细化,平均晶粒尺寸逐渐减至ZK60?2.98Gd合金的2μm,破碎的第二相沿着挤压方向呈带状分布;挤压态的拉伸力学性能均显著提高：298和473 K时的抗拉强度分别从ZK60合金的355和120 MPa逐渐提高至ZK60?2.98Gd合金的380和164 MPa。挤压态拉伸断口呈现典型的韧性断裂特征。     

Fe含量对挤压铸造Al-Zn-Mg-Cu合金组织和力学性能的影响

采用不同压力的挤压铸造方法制备了不同Fe含量的Al-7.1Zn-2.4Mg-2.1Cu合金,研究了Fe含量和压力对挤压铸造合金组织和力学性能的影响,并重点分析了合金的断裂行为.结果 表明:铸态下,合金中富铁相为汉字状A16 (CuFe),T4热处理后,富铁相A16(CuFe)部分转变为富铜的Al7 Cu2 Fe相.相比重力铸造合金,挤压铸造高铁含量Al-7.1Zn-2.4Mg-2.1Cu合金力学性能得到显著的提升,降低了富铁相的危害,这主要归因于压力作用下组织细化和铸造缺陷的减少.75 MPa压力下,含铁量为0.55 mass％的合金经T4热处理后的抗拉强度为464 MPa,屈服强度为325 MPa,伸长率为8.9％.     

硼细化处理方法对铸造铝硅合金组织和性能的影响

采用硼盐作为细化剂,研究了钟罩法、切盐法和搅拌法三种不同细化处理方法对铸造铝硅合金组织和性能的影响。结果表明,三种不同的加入方法均能细化铝硅合金的铸态组织,硼盐细化处理可以减小铝硅合金铸态组织中粗大的α枝晶和共晶硅β相的尺寸,细化组织。采用钟罩法细化处理后,实验材料的铸态组织中α枝晶尺寸最小,细化效果好,力学性能最佳,搅拌法次之,切盐法的处理效果较差。不同方法细化处理后的试样进行T6热处理后,实验材料组织由α+β相组成,β相由铸态的短片状变为均匀弥散分布的颗粒状,分布在α相界面,T6热处理改善了实验材料的组织和力学性能。     

Zr对挤压铸造Al-5.0Cu-0.4Mn合金显微组织和力学性能的影响

采用拉伸力学性能测试、宏观腐蚀、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等,研究不同Zr含量对挤压铸造Al-5.0Cu-0.4Mn合金显微组织和力学性能的影响,并与重力铸造的合金的显微组织和力学性能进行对比分析。结果表明:针对铸态合金,无论是挤压铸造还是重力铸造,在Zr含量(质量分数)为0.25%时,合金获得最佳的抗拉强度、屈服强度和伸长率;而对于热处理态合金,当Zr含量从0增加到0.35%时,合金的抗拉强度和屈服强度都随着Zr含量的增加而增加,但伸长率在Zr含量为0.15%时达到最大值。挤压铸造可以显著改善不同Zr含量合金的伸长率,但对铸态合金伸长率的提升幅度明显优于热处理态合金的。Zr在铸态合金中的强化作用主要是细晶强化,而合金经T6热处理后,固溶强化以及Al3Zr粒子和θ?相的弥散强化是主要强化机制,挤压铸造可以显著改善Al3Zr粒子的弥散强化效果。     

形变热处理对ZK60镁合金组织性能的影响

对ZK60镁合金进行了热挤压、热处理实验,并对挤压态、挤压后T5处理态、挤压后T6处理态试样分别进行了室温拉伸试验,并观察其金相组织.结果表明:铸态ZK60镁合金热挤压后,在晶粒细化同时,有大量细小点状第二相析出,使其综合力学性能明显提高.挤压后直接时效的T5态试样,其抗拉强度比挤压态有所提高,伸长率稍有降低;挤压后经T6处理的试样,抗拉强度和伸长率均比挤压态、挤压+T5态的低.     

喷射成形Al-Zn-Mg-Cu合金热处理工艺与力学性能

利用喷射成形技术制备了超高强Al12Zn2.4Mg1.1Cu合金.对合金进行热挤压,在不同固溶温度和时间下对挤压合金进行固溶处理,并进行力学性能测试.结果表明,挤压态合金存在着大量的第二相颗粒,为MgZn2相和富铜相,合金微观组织中包括微米级晶粒和纳米级晶粒.合金进行T6热处理后,抗拉强度为749.6 MPa,延伸率为10.9%,拉伸试样的断口分析表明,合金的断裂方式主要为穿晶断裂.     

挤压态Mg-6Zn-xEr合金的微观结构和力学性能

研究铸态、挤压态和挤压峰值态的Mg-6Zn-xEr合金的微观组织和力学性能。结果表明,Er的加入可显著改善Mg-6Zn合金的力学性能,经过峰值时效后合金的力学性能得到进一步提高;挤压态Mg-6Zn-0．5Er合金经过峰值时效处理后具有最佳的拉伸强度。该合金的抗拉强度和屈服强度分别为329MPa和183MPa,伸长率为12％。这表明添加0．5％Er可显著提高Mg-6Zn合金的时效硬化行为。挤压峰值态Mg-6Zn-0．5Er合金较好的力学性能归因于结构的细化和β1相的析出强化。     

Mg含量对Al-Zn-Mg铝合金组织及性能的影响

通过改变镁的含量,设计了4种不同成分的Al-6.0Zn-xMg合金。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、差式扫描量热分析仪(DSC)、硬度、导电率以及室温拉伸等分析测试方法,研究了Mg含量对Al-Zn-Mg合金铸态、均匀化态组织性能及T6态力学性能的影响。结果表明:4种铸态合金组织晶界附近存在大量共晶网状结构与链状第二相,主要为α(Al)+三元T(AlZnMg)相,合金中还存在少量的Al₃(Zr,Ti)相和富铁相,提高Mg含量会使合金组织中的非平衡共晶相增加。合金均匀化处理后空冷,基体内有大量细小弥散的针状η(MgZn₂)相析出,且随着Mg含量的提高,这种针状η(MgZn₂)相的析出数量也逐渐增多。随着Mg含量增加,硬度逐渐增加,导电率逐渐下降,且均匀化态合金的硬度及导电率比铸态的高。4种T6态合金中Al-6.0Zn-2Mg合金的综合力学性能最佳。