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。     

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.     

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...     

热挤压及固溶对Al-7Zn-2.5Mg-2.5Cu高强铝合金组织与性能的影响

对Al-7Zn-2.5Mg-2.5Cu合金进行了热挤压试验,并对挤压态合金进行了不同温度固溶处理,采用OM、SEM、EDS、万能试验机研究了热挤压及不同温度固溶对合金组织与强度的影响。结果表明:铸态Al-7Zn-2.5Mg-2.5Cu合金组织为粗大的树枝晶,经热挤压后合金晶粒明显细化,挤压态合金强度比铸态提高了104.5%。随着固溶温度的升高,试验合金晶粒逐渐增大,抗拉强度先升高后降低。475℃×1 h固溶的合金中Mg Zn2第二相粒子充分溶入Al基体中,抗拉强度达到最大值,合金的最佳固溶温度为475℃。     

固溶-时效处理对B93合金锻件组织与性能的影响

采用力学性能测试、金相、X射线衍射物相分析、电子显微分析研究了固溶-时效处理对B93合金锻件组织和性能的影响。结果表明,B93合金锻件锻态存在大量的η(MgZn2)和Mg32(Al,Zn)49平衡相,表现出明显的力学性能各向异性;锻件固溶处理后平衡相溶入基体,力学性能各向异性基本消除。B93合金锻件最佳热处理工艺为470℃×50min固溶-120℃/24h+170℃/16h双级时效,双级时效后η’(MgZn2)从基体中弥散析出,析出相粒度在15~20nm,晶界上的平衡相呈离散状态,无沉淀析出带也比较窄,这是一种比较理想的显微组织结构模式。在此条件下,锻件的抗拉强度、屈服强度和伸长率的范围分别为437~439MPa、383~387MPa和5.5%~9.0%。     

AlZn8Mg2Cu2合金50 mm热轧板固溶处理工艺研究

采用金相显微镜、扫描电镜、DSC曲线及焓值变化动力学曲线等方法,对AlZn8Mg2Cu2合金热轧板材进行分析,根据分析结果进行固溶处理工艺试验研究。结果表明:AlZn8Mg2Cu2合金热轧板材中含有S相(Al2CuMg)、难熔富Fe相(Al7Cu2Fe)、AlZnMgCu相;DSC分析显示,板材中存在475.66℃和482.94℃开始熔化的两种低熔点产物,对应的分别是AlZnMgCu相和Al2CuMg相;AlZn8Mg2Cu2合金50mm热轧板较适宜的固溶工艺参数为470℃3h,板材固溶处理并人工时效后,其综合性能满足标准要求。     

固溶处理对消失模铸造B319合金组织及力学性能的影响

研究了固溶处理对消失模铸造B319合金析出相及力学性能的影响。结果表明,在495℃下,随着固溶时间的延长,小部分Al2Cu相会发生相断裂,并溶入Al基体中;固溶温度升高到510℃后,随着固溶时间的增加,Al2Cu相断裂及溶入Al基体中的速度明显加快;495℃或510℃下固溶处理24h,α-Fe、β-Fe相几乎没有变化;但在530℃下固溶处理16h,β相会发生断裂,且数量减少;固溶处理24h后,β-Fe相几乎消失,但α-Fe没有发生明显变化。消失模铸造慢冷条件下,B319合金采用495℃及520℃二步固溶热处理,有利于获得较佳的力学性能。     

Zn/Mg比对Al-Zn-Mg合金时效析出惯序的影响

采用硬度测试研究了Al6.2Zn2.3Mg和Al5.0Zn3.0Mg合金470℃固溶2 h,再经120℃时效后的时效硬化行为。计算了Al6.2Zn2.3Mg和Al5.0Zn3.0Mg合金基体的价电子结构,研究了固溶及时效初期基体中原子团簇形成的微观机制,进而分析了Zn/Mg比对Al-Zn-Mg合金时效析出惯序的影响。研究表明:Al6.2Zn2.3Mg合金时效硬化行为表现出双峰特征的原因在于时效初期优先形成的a-Al-Zn-Mg固溶体只为η析出序列起始相GP区的形成提供了条件;而Al5.0Zn3.0Mg合金时效硬化行为不具有双峰特征的原因在于时效初期形成的a-Al-Zn-Mg和a-Al-Mg-Zn-Mg-Al 2种固溶体分别为η和T析出序列起始相GP区的形成提供了条件,因而合金时效时同时启动了时效进程、强化相析出及转变时间和强化作用不同的2个析出序列。     

固溶处理对快速凝固过共晶铝硅合金组织性能的影响

利用单辊旋转甩带法制备快速凝固铝硅合金薄带,并对其进行固溶处理,研究了不同固溶热处理工艺对合金组织和性能的影响.结果表明,快速凝固使Si相的形核和析出受到抑制,α相领先析出;与铸态组织相比,过共晶成分的铝硅合金经快速凝固后得到微纳米级亚共晶组织,且在随后的固溶处理过程中,随着保温时间的延长,Si元素从基体中脱溶析出并逐渐聚集长大,形成细小的Si颗粒均匀分布于基体之上.在480℃下保温100 min并水淬,经自然时效96 h后,Si相颗粒细小且圆整度高,合金硬度(HV)达到最高值241.67.     

热处理对Mg-5Sn-1Si合金组织及硬度的影响北大核心CSCD

采用Ar气保护制备了Mg-5Sn-1Si(质量分数,%)合金,并研究了合金的铸态组织和在480℃固溶处理及180℃和280℃不同时效热处理对合金组织中析出相演变的影响及组织与硬度的关系。结果表明,合金铸态组织由α-Mg、共晶Mg2Si、共晶Mg2Sn三相组成;经480℃固溶处理后Mg2Sn相完全固溶,粗大的Mg2Si相得到少量球化;时效处理过程中Mg2Si相得到球化。在180℃时效时,Mg2Sn无沉淀析出,硬度较低,时效保温24 h仅为24.1 HV。在280℃时效时,细小的Mg2Sn相弥散析出并使合金的硬度明显升高,时效保温18 h达到峰值硬度47.6 HV,并随时间的延长出现过时效现象。280℃时效初期,组织中形成较宽的无析出带(PFZ),随着时效时间的延长无析出带PFZ消失。     

固溶处理对Mg-Dy-Zn合金显微组织和腐蚀性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)、显微硬度计及电化学工作站等设备,研究了固溶处理对Mg-2Dy-0.5Zn(at%)合金显微组织及腐蚀性能的影响。结果表明,铸态合金的显微组织由α-Mg枝晶和分布在枝晶间的析出相组成,其中析出相由片层状Mg12Zn Dy相、蜂窝状Mg8Zn Dy相和少量立方体颗粒状Mg24Dy5相组成。随着固溶温度(500~540℃)和固溶时间(0~12 h)的增加,合金的析出相逐渐溶解,同时有少量颗粒状的(Mg,Zn)xDy相沿晶界析出。合金在530℃固溶8 h,析出相几乎完全固溶到α-Mg基体中,合金基体的显微硬度增加,其值达到74.74 HV0.1。此外,电化学测试结果表明,固溶态(530℃固溶8 h)合金显示出优异的耐蚀性能,其腐蚀电流和腐蚀电位分别为8.650×10-4A和-1.159 V。该优异的耐蚀性主要来自于合金元素的均匀分布,低的析出相体积分数和细小的晶粒尺寸。     

Al-Zn-Mg-Zr合金铸锭的均匀化

采用差示扫描量热分析确定Al-Zn-Mg-Zr合金均匀化处理温度和过烧温度,采用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析和透射电镜研究合金铸锭均匀化过程中显微组织的演化,探索该合金的均匀化热处理工艺,研究铸锭均匀化动力学过程,并利用菲克定理构建均匀化动力学方程。结果表明:铸态Al-Zn-Mg-Zr合金由α(Al)固溶体、固溶了Cu元素的η-Mg Zn2相和非平衡共晶相T-Mg32(Al,Zn)49组成。随着均匀化温度的升高和时间的延长,非平衡共晶相溶入基体,晶内有弥散Al3Zr粒子析出,该合金的最佳均匀化热处理工艺为470℃退火16 h。     

均匀化前预处理对7150铝合金中Al_3Zr相析出及再结晶的影响

用透射电子显微镜(TEM)及电子背散射(EBSD)技术,研究了均匀化前进行250℃~400℃预处理对7150铝合金中Al3Zr相析出行为及变形后固溶处理过程再结晶抗力的影响。结果表明,7150铝合金是否进行均匀化前预处理,其经470℃24 h的均匀化后其合金中Al3Zr析出相与Al基体均为共格关系。随均匀化前预处理温度降低,Al3Zr析出相的尺寸变小、密度提高;在250℃预处理,随预处理时间延长,最终Al3Zr析出相的尺寸变小、密度提高;当预处理温度超过300℃时,随预处理时间延长,Al3Zr析出相的尺寸变大、密度降低,但预处理时间超过24 h后其影响不明显。7150铝合金铸锭经470℃均匀化前预处理能显著提高其变形后再结晶抗力,经470℃2h固溶处理后,其组织为未再结晶的回复组织;而直接经470℃均匀化处理后的变形样品经470℃2h固溶处理后,其组织为部分再结晶组织。     

固溶处理对Mg-2.0Zn-0.5Zr-3.0Gd生物降解镁合金组织及耐腐蚀性能的影响

采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)研究固溶处理温度对Mg-2.0Zn-0.5Zr-3.0Gd(质量分数,%)生物镁合金显微组织的影响,通过失重、析氢和电化学方法研究合金在模拟体液(SBF)中的耐腐蚀性能。结果表明:铸态合金中,第二相(Mg,Zn)3Gd在合金基体中呈网状分布。固溶处理温度在460～500℃时,合金的晶粒尺寸随温度的升高而逐渐增大,温度为480℃时,没有溶入基体的(Mg,Zn)3Gd相以颗粒状或长条状的形式存在于基体中,部分颗粒与α-Mg基体具有共格关系。随着固溶处理温度的升高,合金的腐蚀速率先减小后增大,固溶处理温度在480℃时,合金的耐腐蚀性能比铸态合金的有了较大的提高。在120 h的浸泡实验中,合金的腐蚀速率在最后24 h时逐渐趋于稳定。     

热处理对搅拌摩擦加工AZ91镁合金显微组织和力学性能的影响

对AZ91镁合金铸板进行搅拌摩擦加工,研究热处理对被加工材料组织和力学性能的影响。结果表明,经413℃保温16h固溶处理后,铸态合金晶界处粗大的网状β-Mg17Al12相基本溶入α-Mg基体中。在搅拌摩擦加工过程中,组织发生明显细化,产生细小的等轴状再结晶晶粒。预先固溶处理可使摩擦加工合金晶界处少量未溶β-Mg17Al12相全部溶入基体。随后时效处理导致β-Mg17Al12相以两种方式析出,时效初期以晶界处非连续析出为主,然后再发生晶粒内部的连续析出。时效处理可较大程度地提高合金的硬度,以16h最为显著,搅拌区平均显微硬度的最大值为118.4HV。预先固溶处理可以提高搅拌摩擦加工合金的塑性,伸长率为31.5%;随后时效处理(16h)则可以大幅度提高合金的抗拉强度,由搅拌摩擦加工板的265 MPa增至340 MPa。     

固溶处理对Mg-4Gd-1Y-1Zn-0.5Ca-1Zr合金组织和力学性能的影响

研究了固溶处理工艺对低稀土含量的Mg-4Gd-1Y-1Zn-0.5Ca-1Zr合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,合金的铸态组织为α-Mg基体、共晶相和处于α-Mg基体边缘的长周期堆垛有序(LPSO)结构。经480℃固溶处理后,合金中共晶相的体积分数减少,出现富Zr析出相,LPSO结构完全消失。经520℃固溶处理后,合金组织由α-Mg基体和大量富Zr析出相组成。随着固溶温度的升高,合金的强度和硬度先降低后升高,520℃固溶处理的合金的力学性能与铸态性能相当。LPSO结构、固溶、析出相和晶粒尺寸均影响合金的力学性能。     

半连续铸造AZTYM66310合金铸态与热处理后的相组成与拉伸性能研究

摘 要: 研究了半连续铸造Mg-6Al-6Zn-3Sn-1Y-0.5Mn（AZTYM66310）镁合金在铸态以及固溶处理与时效处理后的微观组织结构演变和拉伸性能及失效机理。铸态AZTYM66310合金的微观组织中α-Mg初生相呈现典型的等轴枝晶形态,枝晶间分布大量的凝固过程中形成的第二相,包括Mg + Mg32(Al,Zn)49共晶、Mg2Sn离异共晶相以及Al2Y相和Al8Mn4Y相。铸态合金经过380℃×6h固溶处理后,大部分Mg32(Al,Zn)49相和部分Mg2Sn相溶入基体中,形成过饱和α-Mg固溶体,基体中Al、Zn、Sn元素含量显著提高,而Al2Y相和Al8Mn4Y相未发生明显变化。固溶处理显著提高了合金的抗拉强度,同时提升了合金的断后延伸率。经过380℃×6h+150℃×16h的时效处理后,合金组织中,尤其是晶界附近,析出大量的纳米尺度的颗粒增强相,强度提高,特别是屈服强度提高到187.4 MPa。合金在拉伸失效过程中,组织中的第二相首先破裂或者与基体分离,导致了微裂纹的产生,微裂纹沿着晶界扩展,最终导致样品发生断裂。     

Mg-8Zn-2Si-0.5Ca合金热处理前后的组织性能

研究了Mg-8Zn-2Si-0．5Ca合金及其热处理后的组织和性能。结果表明：铸态下合金由α-Mg相、MgZn相、Mg2Si相和CaSi。相组成。Mg2Si的形状为块状，颗粒较细小．Mg2Si的晶核为CaSi2相。固溶处理后．合金中原来呈骨骼状分布的MgZn相明显减少，并变得细小。固溶处理未能使Mg2Si相溶入基体组织中。时效处理后固溶到基体中的MgZn相以细小的弥散相析出。经固溶和时效处理后，合金的硬度明显提高。     

固溶处理对铸造Al-Si-Cu-Mg合金组织与性能的影响

对固溶处理过程中铸造Al-Si-Cu-Mg合金析出相溶解过程进行了研究。结果表明:在固溶处理初期,组织中θ相的数量逐渐减少,但在(FeMn)3SiAl12相中还有一定的Cu含量;而固溶后期,富铁相中的Cu含量也明显降低,且难溶的Al3Ti针状相也发生钝化,但部分Q相尚存在;随着固溶时间的延长,合金基体中Cu和Mg的含量逐渐增多,且富Mn和富Ti相也在合金基体中略有溶解;合金的固溶强化作用主要来源于富Cu相的溶解。在Al-Si-Cu-Mg固溶处理过程中,合金力学性能的提高主要来源于共晶硅相形貌的改善、析出相溶解引起的固溶强化及组织的均匀化。     

固溶处理对6xxx/7xxx铝合金复合板材组织和性能的影响

通过显微组织观察、力学性能测试等方法研究了固溶处理对6xxx/7xxx铝合金复合板材显微组织和性能的影响。结果表明:在470～510℃范围内,随着固溶温度的升高和固溶时间的延长,包覆层合金中的粗大相逐渐溶入基体中,固溶强化效果增强;而进一步提高固溶温度或延长固溶时间,芯层合金晶粒逐渐长大,合金强度降低。6xxx/7xxx铝合金复合板材的最佳固溶处理工艺为495℃×40 min,在此条件下,获得的力学性能和阳极氧化性能较好。