Zn/Mg对Al-Zn-Mg合金时效析出惯序的影响

制备了Al6.2Zn2.3Mg和Al5.0Zn3.0Mg两种合金并进行了固溶时效处理,基于EET理论,计算了合金基体固溶体的价电子结构,研究了Zn/Mg对合金时效析出行为的影响。研究认为：Al6.2Zn2.3Mg合金固溶时优先形成的a-Al-Zn-Mg固溶体为η相析出序列GP区的形成提供了条件,合金只启动η相析出序列,故时效硬化行为表现出明显的双峰特征;而Al5.0Zn3.0Mg合金固溶时形成的a-Al-Zn-Mg和a-Al-Mg-Zn-Mg-Al两种固溶体分别为η相和T相析出序列GP区的形成提供了条件,合金时效时同时启动了时效进程不同、强化相析出与转变时间及其强化作用不同的η相和T相两个析出序列,故Al5.0Zn3.0Mg合金时效硬化双峰特征不明显。     

高强高韧铝锌镁钪合金板材制备及其组织性能演变

采用力学性能测试和电子显微分析技术研究了不同加工处理条件下Al-5.4Zn-2.0-Mg-0.25Cu-0.1Sc-0.1Zr合金的显微组织及性能演变。结果表明:在半连续激冷铸造条件下,铸锭存在晶界偏析,形成了富Zn、Mg的非平衡相和富Fe、Si、Mn的杂质相;经470℃、12 h均匀化处理后,富Zn、Mg的非平衡相溶入基体,仅剩下少量富Fe、Si、Mn的杂质相;与此同时,铸锭合金固溶体分解析出纳米级的Al3(Sc,Zr)相,470℃、12 h是研究合金合适的铸锭均匀化制度;铸锭热变形过程中,随试验温度升高合金强度逐渐降低,伸长率则先增加而后降低,350~400℃的温度范围内合金具有较稳定的热变形抗力和塑性,是合宜的热变形温度范围;合金冷轧板材经470℃、1 h固溶处理后,热变形过程中形成的大量非平衡相溶入基体形成过饱和固溶体,时效过程中脱溶顺序为αsss(α过饱和固溶体)→GP区→η′相→η相。合金板材最佳固溶-时效工艺为(470℃,1 h)固溶+(120℃,24 h)时效,在此条件下,试验合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别可达533 MPa、494 MPa和15%。试验合金的高强度主要来源于η′相析出强...     

Al-Si-(Cu,Mg)合金时效析出相分析

测定了Al-7Si-0.3Mg和Al-4.5Cu合金的时效硬化曲线,结合DSC分析、TEM分析和金相组织分析,研究了两种合金的时效析出过程.结果表明:两种合金的时效硬化曲线均出现了“双峰”现象,第二个峰稍大于第一个峰.两种合金首先发生过饱和固溶体向GP区转化,然后发生GP区向θ(Al2Cu)转化或者是GP区向β(Mg2Si)转化的过程.Al-7Si-0.3Mg合金在时效4h后的析出相是Mg2Si,Al-4.5Cu合金时效析出相是Al2Cu相.     

喷射成形Al-Zn-Mg-Cu合金时效沉淀相分析

利用喷射成形技术制备了超高强Al12Zn2.4Mg1.1Cu合金。随后对试验合金进行热挤压,758K固溶2h和393K时效20h,利用透射电子显微镜(TEM)对时效后的合金进行形貌、选区电子衍射、高分辨像观察,得到各种沉淀相形貌和析出相与基体的位相关系。经过标定后确定,时效后的合金中存在3种纳米级沉淀相:η′相、GP(II)区、L12-Al3Zr,GP(II)区和Al3Zr与基体共格结合。     

7075铝合金的热处理工艺与组织性能研究

研究了固溶和时效热处理对锻态7075合金显微组织、硬度和拉伸力学性能的影响,并对断口形貌进行了观察。结果表明,锻态7075合金中的第二相主要为Al7Cu2Fe、η(Mg Zn2)和S(Al2Cu Mg)相;经过固溶处理后,晶界处η(Mg Zn2)相已经回溶至基体中;固溶温度为480℃时组织中存在Al7Cu2Fe相,而η(Mg Zn2)和S(Al2Cu Mg)相消失;随固溶温度升高,合金显微硬度先上升后减小,在470℃时显微硬度最高;随固溶时间延长,显微硬度先上升后降低,在240 min时硬度最大;延长时效时间,合金抗拉强度和屈服强度都有所提高,而断后伸长率略有降低;7075合金经470℃×240 min固溶以及125℃×24 h时效后可以获得良好的强度和塑性。     

铸造Al-Si基合金中Mg和Cu的硬化作用分析

分析了铸造Al-Si合金中加入元素Mg和Cu对合金的固溶强化和时效硬化能力的影响.试验结果显示元素Cu对α(Al)基体具有很强的固溶强化作用,但不含Mg的合金时效硬化能力较低;元素Mg对Al基体的固溶强化作用很小,但元素Mg的加入使合金具有很强的时效硬化能力;在Al-Si合金中共同加入元素Cu和Mg使合金具有很强的固溶时效硬化能力.通过时效组织分析,对合金的时效硬化能力与时效组织的相关性进行了讨论.     

Al-Zn-Mg-Cu合金时效沉淀相应变场研究

利用高分辨透射电子显微镜研究喷射成形Al12Zn2.4Mg1.1Cu合金不同时效时间析出的GPⅡ区和η′亚稳沉淀相,并结合几何相位分析软件计算了GPⅡ区和η′亚稳沉淀相的应变场。研究表明:该合金的时效硬度变化和主要析出相的变化密切相关。GPⅡ区大量弥散析出是造成合金硬度迅速上升的主要原因。η′是峰值时效状态下的主要析出强化相。析出相从GPⅡ区到η′的转变,是应变峰值较小的分散半共格应变场取代了应变峰值较大的集中共格应变场的过程。并对GPⅡ区和η′亚稳沉淀相的演变过程及强化机制进行了讨论。     

Mg和Er对Cu-Fe-P合金组织性能的影响

对框架材料类Cu-Fe-P合金进行了成份优化和微合金化,分析了Mg和Er、形变时效对Cu-Fe-P合金组织性能的影响.结果表明减小合金中的P含量,并添加一定量镁,可以细化合金铸态组织,铸态下合金晶界上分布有长条状析出相.对合金进行固熔处理后,晶界上的条状相基本消失,固溶到基体中,固溶后的组织为过饱和固溶体和少量的残留相组成.形变时效后Mg3P2相从固溶体中析出,并形成弥散质点;合金中析出相与镁含量成正比,这种析出相对合金的性能有影响.     

Mg_(96.17)Zn_(3.15)Y_(0.5)Zr_(0.18)合金高压下固溶处理时效硬化研究

在4 GPa高压下对Mg_(96.17)Zn_(3.15)Y_(0.5)Zr_(0.18)合金进行600~800℃固溶处理,之后在200℃进行等温时效处理.利用TEM,HRTEM,SEM,XRD等分析方法研究了高压固溶及随后时效处理后合金的显微组织,并测试了4 GPa高压下固溶处理后合金的时效硬化曲线.结果表明,在4 GPa高压下固溶能大幅提高Zn在Mg基体中的溶解度,Zn的溶解度由常压下400℃固溶后的2.11%(质量分数,下同)提高到4 GPa高压下700~800℃固溶后的约6.60%,获得了过饱和a-Mg固溶体.在随后的200℃温时效过程中,高压固溶合金在较短的时间内即可获得较高的近峰值硬度,4 GPa下800℃固溶的合金近峰值时效硬度高达105 HV,比400℃固溶处理合金近峰时效硬度(81 HV)提高了约30%.HRTEM观察表明,4 GPa高压下固溶合金时效沉淀析出相具有很高的析出密度,且析出相中含有粒状准晶I-Mg_3Zn_6Y相.     

热处理工艺对Mg-8Zn-4Al-0.25Mn镁合金组织和性能的影响

研究固溶和时效处理对Mg-8Zn-4Al-0.25Mn合金组织和性能的影响.结果表明,试验合金经345 ℃固溶12 h水冷后,合金组织中的Mg32(Al,Zn)49和Al2Mg5Zn2相三元化合物数量急剧减小,并且原有连续网状Mg32(Al,Zn)49相变为断续网状,颗粒状Mg32(Al,Zn)49相和小块状Al2Mg5Zn2相变得更加圆整和细小.同时,合金的显微硬度随固溶时间增加而逐渐降低.经180 ℃时效处理后,析出大量弥散分布的细小Mg-Zn-Al三元颗粒状析出物,并且随着时效时间延长,合金的显微硬度逐渐增加,在12 h时达到最大值.     

固溶时效处理对7005铝合金冲击性能的影响

采用光学显微镜、SEM和冲击试验机研究了固溶时效处理后的7005铝合金的冲击性能。结果表明,7005铝合金铸态组织中晶界比较宽大,并且在晶内存在大量的非平衡析出相,经固溶时效处理后晶粒内的颗粒析出相的数量大量减少。铸态合金晶界上析出相含有较多的Zn、Mg、Mn元素,固溶时效后在合金晶粒内部存在的析出相主要为η(MgZn₂)平衡相,在晶界上仍然残留有部分AlZnMg(Mn)析出相,该析出相具有较好的热稳定性,无法完全回溶。固溶时效后,合金晶粒内的颗粒状析出相大部分溶入基体,使固溶度增加而使合金强度增高,改善了7005铝合金的冲击性能。     

高强度铸造Al-Si-Cu-Mg合金时效特性的研究

研究了354合金的时效强化行为。试验结果表明，随着时效温度的升高，时效硬化速率增如而时效硬化能力降低。同时发现，在一定温度以上时效，其硬化曲线上出现了两个硬化峰，并且第一个峰值大于第二个峰值。透射电镜试验分析证实，时效硬化的“双峰”现象与时效析出相约析出序列有关，第一个硬化峰主要是由GP区(主要为GPⅡ区)的强化引起的，而第二个时效硬化峰则主要是由亚稳相θ'(Al2Cu)和β'(Mg2Si)的强化效果造成的，同时孕育期较长的S’(Al2CuMg)相的析出也可能是引起第二个峰值的一个重要原因。     

钇对Mg-9Al-1Zn合金铸态组织及时效特性的影响

研究了稀土元素钇(Y)对Mg-9Al-1Zn合金铸态组织及时效硬化特性的影响。结果表明：Y促进合金的晶粒细化，并形成高熔点的Al2Y相；含Y的Mg-9Al-1Zn合金固溶处理后的硬度高于不含Y的镁合金。Y推迟镁合金的时效过程，这是由于固溶处理时Al2Y相不能溶于α-Mg基体中，因而使得Mg-9Al-1Zn-1Y试样中Al在α-Mg基体中的固溶量减少，Mg17Al12相的时效驱动力下降。     

双级时效对1973铝合金组织和性能的影响

采用透射电子显微镜(TEM)、选区电子衍射(SADP)和硬度测试等手段研究1973高强高韧铝合金在不同温度下的单级时效析出及硬化行为。结果表明:1973铝合金在120和140℃有很强的抗过时效能力,峰时效过后,硬度在长时间内基本保持在195 HV附近。1973铝合金的析出序列为:α过饱和固溶体(SSS)→GPⅠ区/GPⅡ区→η'亚稳相→η平衡相→T相。在140℃单级时效过程中,GPⅡ区和η'相一直都存在于时效合金中,对合金起着最大的强化作用。     

7N01铝合金120℃单级时效的组织和性能

利用光学金相、扫描电镜、透射电镜、硬度和差热分析等研究了7N01铝合金在120℃下时效性能变化与析出演变情况。结果表明：7N01强化元素充分固溶处理后,难溶的Fe、Mn元素等与Al、Si等形成了棒状α-Al（FeMn）Si相,时效过程中,α-Al（FeMn）Si吸附并溶解基体析出的Mg、Zn等元素,形成α-Al（FeMnMgZn）Si。合金在120℃下时效,随着时效时间的延长,硬度不断上升,并在时效48 h后达到第一个硬度峰值,峰值硬度为138 VHN,继续时效,硬度开始稍有下降,时效到72 h后硬度又缓慢上升,直至时效到96 h时,7N01硬度达到第二个峰值,峰值硬度为146 VHN。硬度变化本质上反映了120℃时效过程中强化相从GPⅡ到η＇相转变。     

锌镁比对7085铝合金时效组织演变的影响

通过硬度和电导率测试,结合金相显微分析、透射电镜微观组织观察和DSC分析,研究了Zn/Mg比对7085铝合金120℃单级时效的影响.结果表明,120℃时效时,不同Zn/Mg比值的7085铝合金分别在4h和26 h到达GP区和(n)相强化的2个峰值,但Zn/Mg=7.27的合金两个时效峰值时间较Zn/Mg=5.84的合金略微提前.微观组织观察表明,时效4h后Zn/Mg=7.27的合金晶内已经有较多粗大的沉淀相(5～10 nm)析出,衍射斑点显示这些较大沉淀相为 η’相,而在Zn/Mg=5.84的合金内则较少发现.细小的GP区的减少以及较大 η’相的析出,降低了第二相粒子对合金的强化效果.DSC结果也表明,Zn/Mg=7.27的合金的GP区和η′相的析出温度都较Zn/Mg=5.84稍微降低.     

固溶-时效对Al-Zn-Mg-Mn-Zr合金挤压板材组织和性能的影响

采用硬度测试、金相(OM)、背散射(BSM)、透射电镜(TEM)等分析方法,试验研究了固溶-时效处理对Al-ZnMg-Mn-Zr合金挤压板材组织和性能的影响。结果表明,Al-Zn-Mg-Mn-Zr合金挤压态组织除固溶基体外,还包括亚微米级的Al Zn Mg(Cu)平衡相和α-Al Fe(Cr)Si夹杂相;固溶处理过程中,亚微米级的Al Zn Mg(Cu)平衡相溶解而α-AlFe(Cr)Si夹杂相仍然保留下来;随着固溶温度升高,时效后合金板材的抗拉强度和屈服强度呈先升高后降低的趋势,470℃固溶情况下强度达到峰值;时效处理过程中,合金表现出明显的时效硬化效应,GP区的形成是合金强化的主要原因。Al-Zn-Mg-Mn-Zr合金板材合适的固溶-时效制度为470℃1 h固溶、水淬后,120℃24 h时效。在此条件下,合金板材的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为445 N/mm2、350 N/mm2和15.3%。     

自然时效及预时效6000系合金人工时效析出行为

通过硬度、差示扫描量热法(DSC)及透射电镜分析,研究了自然时效及预时效的几种6000系合金人工时效析出行为.结果表明:在170℃人工时效初期,T4态(固溶淬火后室温放置两周)合金中GP区的溶解过程推迟了β"相的析出,所形成的析出物主要是β"核心,导致时效硬化性下降;而T4P态(固溶淬火后立即170℃人工时效不同时间,然后室温放置两周)合金在这一阶段β"核心连续长大成为β"相,其显微组织以β"析出物为主,导致时效硬化性增强.增加预时效时间,人工时效硬化效果更好.对Si过剩合金,增大Mg/Si质量比,有利于β"核心的析出,提高人工时效硬化性.     

固溶时效Mg-4Y-3Nd合金析出相与基体的微观结构

用XRD衍射和透射高分辨HTEM方法分析Mg-4Y-3Nd合金在固溶处理525℃×8 h、时效温度250℃、时效时间16 h状态下的显微组织、析出相的点阵结构和基体点阵常数变化。结果表明:经过固溶时效的Mg-4Y-3Nd合金的显微组织由α-Mg固溶体、析出相Mg24Y5、Mg41Nd5和Mg14Nd2Y组成。析出相在晶内和晶界同时析出,晶内析出相形状为块状或短杆状,呈弥散分布,晶界上析出相呈三角形为链状分布,时效析出相Mg14Nd2Y与基体为半共格界面位相关系。随着析出相的生成,基体的点阵常数变大,同一晶面的衍射角(2θ)减小,晶面间距增大。     

铸造Al8Si0.4Mg合金时效行为研究

利用硬度测定、差热扫描量热分析 (DSC)、电子探针微区成分分析和透射电子显微分析 (TEM)技术研究了铸造Al8Si0 .4Mg合金的铸态时效及固溶淬火时效 (T6)行为。硬度测定结果表明 :Al8Si0 .4Mg合金具有明显的铸态时效硬化效果 ,其铸态时效峰值硬度仅比T6状态硬度值低 6HV。冷却速度对合金时效没有明显的影响。DSC和TEM分析结果表明 :两种时效状态下合金的时效硬化均是过渡相 β″和 β′相析出对基体的强化。对合金在两种时效状态下析出相的分布及硬度均匀化系数进行了分析讨论