Al-Zn-Ni-Mg-Cu变形铝合金的共晶强化效应

在Al-Zn-Mg-Cu变形铝合金中加入质量分数3%～5%的Ni元素,通过共晶反应形成了大量的Al_3Ni相,除MgZn_2相时效强化以外还增加了Al_3Ni相的弥散强化作用。Ni含量的增加既改善了Al-Zn-Mg-Cu变形铝合金的铸造性能和可焊性,又提高了抗拉强度和屈服强度。Al-Zn-Ni-Mg-Cu铝合金较佳的成分为Al-5.6Zn-3.5Ni-2Mg-1Cu,其抗拉强度、屈服强度和断后伸长率分别为650 MPa、572 MPa和7.5%,焊接接头的抗拉强度和断后伸长率分别为323 MPa、2%。随着强度的增加,Al_3Ni相由界面撕裂转变为自身断裂,Ni含量的增加提高了Al_3Ni的强化效果,但不宜超过共晶点。降低Al_3Ni相的长径比能抑制Al_3Ni相的自身断裂,Al_3Ni相的均匀分布能阻碍再结晶晶粒的异常长大。     

Mg-8Zn-1Ag-0.7Zr合金组织和力学性能研究

利用OM、SEM等手段对Mg-8Zn-1Ag-0.7Zr合金的微观组织、析出相成分和力学性能进行了研究,为工程应用提供参考。结果表明,Mg-8Zn-1Ag-0.7Zr合金以等轴晶方式凝固,铸态合金主要由α-Mg、Mg-Zn-Ag三元化合物和Zn_2Zr_3相组成,第二相主要集中分布在晶界上。热处理后,晶界上第二相的连续分布形态得到明显改善,Zn元素在基体中的含量变化明显。铸态时,Zn元素含量为3.09%,经固溶处理后,增加为8.24%。时效处理后,Zn元素含量下降至5.42%,起到很好的析出强化作用。T4态合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为311.4 MPa、147.4 MPa和13.7%,较铸态提高明显。经T6处理后,合金抗拉强度、屈服强度和伸长率为325.4 MPa、217.6 MPa和5.1%。     

卷取温度对Ti-V-Mo复合微合金化超高强度钢组织及力学性能的影响

利用OM,EBSD,TEM,XRD及物理化学相分析法,对不同卷取温度下Ti-V-Mo复合微合金化热轧高强钢的强化增量进行了估算和分析,分别讨论了卷取温度对屈服强度和MC相粒子对均匀塑性的影响规律.结果表明,在600℃卷取时具有最佳的综合力学性能:抗拉强度为1134 MPa,屈服强度为1080 MPa,延伸率为13.2%,均匀延伸率为6.8%,其析出强化增量sp在444~487 MPa范围内,甚至更高,主要是由质量分数高达72.6%的10 nm以下的(Ti,V,Mo)C粒子提供的.析出强化和细晶强化是主要的强化方式,sp的改变是导致不同卷取温度下屈服强度变化的主要因素.随着卷取温度由500℃升高至600℃,抗拉强度和屈服强度均不断增加,均匀延伸率不但没有降低,反而呈线性缓慢增加.其主要原因是sp对屈服强度的贡献量不断提高,在提高强度的同时改善了均匀塑性.     

Mg和Cu含量对Al-Si-Mg系合金组织和性能的影响

采用光学显微镜、扫描电子显微镜和拉伸试验机研究了Mg、Cu含量变化对AlSi-Mg系合金T6态组织与性能的影响。结果表明:随着Mg含量的增加,合金的二次枝晶臂间距减小,Mg_2Si强化相增多,起到固溶强化的作用。随着Cu含量的增加,共晶Si由片状逐渐转变成细小弥散分布的球状,且大小不一; Al_2Cu强化相所形成的铝基固溶体对合金起到了固溶强化作用。当Mg的质量分数为0. 5%～0. 6%,Cu的质量分数为0. 3%～0. 5%时,Al-Si-MgCu系合金具有相对较好的力学性能,其抗拉强度达到350. 9 MPa,屈服强度达到304. 4 MPa,断后伸长率为6. 96%,断裂特征为典型韧窝断口的塑性断裂。     

Cu含量对重力铸造Al-Cu-Mg-Sc合金组织及力学性能的影响

在重力铸造条件下制备了不同Cu含量(4%~6%,质量分数,下同)Al-Cu-Mg-Sc合金,采用500 ℃×4 h＋520 ℃×6 h的双级固溶,水冷后进行175 ℃×5 h时效。通过维氏硬度测试、室温拉伸性能测试试验、扫描电镜分析(SEM)等手段,研究了不同Cu含量对试验合金显微组织和力学性能的影响,进而优化Al-Cu-Mg-Sc铝合金成分。结果表明,经热处理后,随Cu含量从4.26%提高至5.58%,Al₂Cu析出相含量持续提高,热处理后合金屈服强度从191 MPa提升至216 MPa,抗拉强度从323 MPa提升至355 MPa,伸长率维持在13%附近。然而,当Cu含量较高时(6.13%),微观组织中Al₂Cu相体积分数较高,固溶后进入基体的Al₂Cu相数目有限,有大量Al₂Cu相残留在晶界处,经过时效处理后,合金的强化效果不能随Cu含量的增加而继续提升。因此整体上,随Cu含量提高,时效态高Cu含量合金的硬度和抗拉强度先增加随后趋于平稳,断后伸长率呈现先增加后降低的规律。Cu含量为5.58%的铸造Al-Cu-Mg-Sc铝合金时效后获得最佳综合性能,其硬度为117 HV,抗拉强度和屈服强度分别为355 MPa、216 MPa,断后伸长率为13.5%。     

超快冷工艺生产X90管线钢组织性能与析出行为

利用超快冷工艺在2250热连轧生产线生产X90管线钢,通过光学显微镜和扫描电镜观察组织,利用透射电镜观察微观结构和析出形貌,通过物理化学相分析及理论计算对析出规律进行研究,并对应变时效性能进行了研究。结果表明,X90管线钢屈服强度615~645 MPa,抗拉强度808~844 MPa,屈强比低于0.8,-20℃冲击功均在300 J以上;基体为由准多边形铁素体、粒状贝氏体、贝氏体铁素体及马氏体奥氏体组元构成的复相组织;析出为Ti、Nb的碳氮化物,超快冷工艺使管线钢中析出过程有效避开了析出鼻尖温度,从而使析出粒子更加细小弥散,析出沉淀强化作用理论计算值为92 MPa;经应变时效后拉伸曲线由Round-House形转变为Luders伸长型,出现明显的屈服平台,屈服强度增加250~280 MPa。     

回火温度对Ti-V-Mo微合金化马氏体钢析出相和力学性能的影响

利用微观分析和物理化学相分析法,对不同回火温度(550,600,650 ℃)保温1 h后的Ti-V-Mo微合金化马氏体钢的组织和析出相表征,并进行了强化分量的计算。结果表明,在600 ℃回火时具有最佳的综合力学性能:抗拉强度为1298 MPa,屈服强度为1286 MPa,伸长率为14%。强化分量计算结果表明:析出强化和细晶强化是主要的强化方式,约占总强度的40%和30%,其中析出强化分量σ_p为517 MPa,由5 nm以下的(Ti,V,Mo)C粒子(质量分数22%)提供。回火温度由550 ℃升高到600 ℃,抗拉强度和屈服强度均有增加,同时伸长率变化不大,其主要原因是σ_p对屈服强度的贡献量提高,在提高强度的同时改善了塑性。     

球磨时间对石墨烯/铜复合材料组织和性能的影响

采用机械球磨湿磨法在不同球磨时间下将0.5%(质量分数,下同)石墨烯与纳米铜粉混合,然后通过等离子烧结(SPS)技术制备石墨烯/铜(G/Cu)复合材料。利用SEM、XRD等对球磨过程中复合颗粒形貌及其组织结构变化规律进行分析。结果表明,当球磨时间延长至8 h时,石墨烯在铜基体中有更好的结合和分布,性能改善相对最佳,G/Cu复合材料的拉伸屈服强度为183 MPa,较纯铜提高52.5%;压缩屈服强度也由纯铜的150 MPa提高到365 MPa,提升近1.4倍;HV硬度也提高到了1350 MPa,导电率达到了66.5%IACS,综合性能得到明显提高。     

TiB_2含量对TiB_2/Al-3.8Zn-1.85Mg-1.32Cu复合材料微观组织与力学性能的影响

利用高能球磨结合放电等离子体烧结和热挤压工艺,制备出TiB_2/Al-3.8Zn-1.85Mg-1.32Cu复合材料。通过X射线衍射、扫描电镜和透射电镜表征以及拉伸力学性能测试,研究TiB_2颗粒添加量对复合材料微观组织和力学性能的影响。结果表明:高能球磨诱导TiB_2陶瓷颗粒形貌从多边形转变为近球形;随着TiB_2含量从2%增加到10%(体积分数),铝基体晶粒逐渐细化,析出相含量减少,复合材料抗拉强度、屈服强度和弹性模量分别由381MPa、231 MPa和78 GPa增加到679 MPa、645 MPa和96 GPa,伸长率从5.2%下降到1.0%;细晶强化和弥散颗粒强化为复合材料的主要强化机制。     

热轧工艺对高碳带钢的组织和力学性能的影响

研究了热轧关键工艺参数对高碳带钢的组织和力学性能的影响。结果表明,终轧温度对屈服强度影响较显著,终轧温度由870℃~880℃提高至900℃~910℃时,50CrV4的珠光体片层间距减小约20%,屈服强度和抗拉强度分别增加91MPa和30MPa;卷取温度由620℃~630℃提高至690℃~700℃和钢卷加保温罩缓冷,分别使65Mn和50Mn2V的珠光体片层间距增大接近1倍,屈服强度和抗拉强度均降低200MPa以上,塑性提高5%~6%。     

锌镁含量对Al-Zn-Mg-Cu高强铝合金组织和性能的影响

采用硬度测试、室温拉伸性能测试、光学显微镜、扫描电镜及透射电镜等方法研究了锌镁元素含量对Al-3Zn-4.5Mg-1Cu、Al-4Zn-3.5Mg-1Cu和Al-4.5Zn-3.5Mg-1Cu 3种高强铝合金挤压棒材的显微组织、时效硬化行为和力学性能的影响。结果表明,Al-4.5Zn-3.5Mg-1Cu合金的时效硬化效果最显著,经120℃×24 h时效后维氏硬度达183 HV3,抗拉强度达617 MPa,屈服强度为590 MPa,伸长率为10.2%。Zn元素含量或Zn/Mg比值升高增加了时效时沉淀强化相的密度,减小了其尺寸,从而提高了强化效果。     

球磨时间对石墨烯/铜材料组织和性能的影响

采用机械球磨湿磨方法在不同球磨时间下将0.5wt%石墨烯与纳米铜粉混合,然后通过等离子烧结（SPS）方法制备石墨烯/铜（G/Cu）复合材料。利用SEM、XRD等对球磨过程中复合颗粒形貌及其组织结构变化规律进行分析,发现当球磨时间的延长至8h,石墨烯在铜基体中有更好的结合和分布,性能改善相对最佳,G/Cu的拉伸屈服强度为183MPa,较纯铜提高52.5%;压缩屈服强度也由纯铜的150MPa提高到了365MPa,提升近1.4倍;均值硬度也提高到了135HV,导电率IACS达到了66.5%,综合性能得到明显提高。     

Si含量对挤压铸造Al-5.0Cu-0.6Mn-0.7Fe合金显微组织和力学性能的影响

采用拉伸性能和硬度测试、光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪等手段研究不同Si含量对挤压铸造Al-5.0Cu-0.6Mn-0.7Fe合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:当挤压压力为0时,随着Si含量的增加,凝固后期形成的富铁相阻止液相补缩,形成缩松组织,导致合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率都下降;当挤压压力为75MPa时,随着Si含量增加,缩松组织消失,虽然细小和分散的α-Al15(Fe Mn)3(Si Cu)2相和Al2Cu相数量增多,但Al6(Fe Mn Cu)相消失,有利于晶界强化和阻止裂纹的扩展,使得合金的抗拉强度和屈服强度增加;虽然富铁相数量的增加使得合金伸长率降低,但挤压铸造工艺减缓了伸长率降低的趋势。当挤压压力为75 MPa和Si含量为1.1%(质量分数)时,合金的综合力学性能最好,其抗拉强度为232 MPa,屈服强度为118 MPa,伸长率为12.4%。     

Al-Mg-Zn-Cu合金时效过程中的显微组织、力学性能及其强化机制EI北大核心CSCD

新型T-Mg_(32)(Al,Zn,Cu)_(49)相强化的Al-Mg-Zn-Cu合金表现出优异的力学性能,本文以Al-4.39Mg-2.78Zn-0.42Cu合金为研究对象,对合金时效过程中的显微组织和力学性能进行研究,并揭示Al-Mg-Zn-Cu合金的强化机制。结果表明:随着第二阶段140℃时效时间的增加,合金的显微组织由尺寸细小的Guinier-Preston(GP)区逐渐析出T相,析出相的尺寸不断增大,数量密度逐渐降低。拉伸测试结果表明:时效过程中合金的强度先升高后降低;在峰时效(90℃,48 h)+(140℃,16 h)状态下,合金的屈服强度为338 MPa。强化机制分析表明:T相析出强化以及Mg溶质原子的固溶强化和细晶强化分别对合金屈服强度贡献了284.8 MPa、55.6 MPa、12.2 MPa,说明了Al-Mg-Zn-Cu合金的主要强化机制为析出强化。     

微量Zr,Cr对Cu13Zn合金力学性能的影响

制备了Cu13Zn,Cu13Zn0.1Zr,Cu13Zn0.1Cr3种合金,通过力学性能测定、金相和透射电镜观察,考察了Zr,Cr对Cu13Zn合金力学性能的影响。结果发现：Zr和Cr能够提高Cu13Zn合金再结晶温度和强度,Cu13Zn0.1Zr0.1Cr合金经500℃,1h退火处理后的屈服强度和抗拉强度分别为298MPa和395MPa,延伸率达到29%,满足高速大功率异步电动机转子导条材料的力学性能要求;Zr和Cr对Cu13Zn合金的强化机制主要是亚结构强化和第二相粒子强化。     

含Cu的HSLA钢中富Cu团簇的粗化行为及其对力学性能的影响

利用原子探针层析技术(APT)对含1.4 mass％ Cu的低合金高强度钢(High strength low alloy,HSLA)在450℃回火2～100 h后的富Cu团簇进行了表征,并对富Cu团簇的粗化行为及其强化行为进行了定量分析,通过拉伸实验测定了实验钢的力学性能.APT结果表明:随着回火时间的延长,富Cu团簇的等效半径逐渐增加、数量密度逐渐降低.富Cu团簇的粗化系数k,由回火2～10h的1.9 nm3/h,减小为50～100 h时的0.27 nm3/h,导致富Cu团簇粗化速率下降.回火过程中,析出的富Cu团簇通过与位错的交互作用,显著提高了1.4Cu钢的屈服强度,回火2～10h时后实验钢出现了一个屈服强度约为1076 MPa和伸长率约为19％的平台,表明实验钢具有良好的强塑性匹配.     

温轧高强韧镍铝青铜合金的组织与力学性能

通过形变量为75%的温轧形变热处理,制备了一种超细组织的QAl10-4-4镍铝青铜合金,研究其微观组织与力学性能。结果表明:经大变形温轧后,温轧后的镍铝青铜材料由超细层状(α+β′)双相组织以及细小的k相组成(其中α相为铜基固溶体、β′相为共析相变受阻产生的Cu3Al基马氏体及NiAl析出相、k相为Fe3Al、NiAl等金属间化合物),合金的屈服强度由318 MPa提升至1020 MPa,抗拉强度由784 MPa提升至1104 MPa,具有7.8%的均匀伸长率并呈现良好的应变硬化能力。温轧镍铝青铜合金的高强度主要归因于位错强化、细晶强化以及温轧过程中诱发的纳米析出强化,而良好的塑韧性主要与超细的片层α相和β′相的应力应变协调有关。温轧形变热处理是制备高强韧镍铝青铜合金的一种有效方法。     

Si添加和压力对铸造Al-5.0Cu-0.6Mn-1.2Fe合金组织和力学性能的影响（英文）

研究Si添加和压力对铸造Al-5.0Cu-0.6Mn-1.2Fe合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,添加Si可促进α-Fe的形成,并抑制Al3(FeMn)和Al6(FeMn)的形成。对于重力铸造的合金,添加Si会增加孔洞的体积分数,导致合金的抗拉强度(UTS)和屈服强度(YS)显著降低。对于在75 MPa压力下制备的合金,Si添加促进高密度Al2Cu(θ)相的形成,从而使抗拉强度和屈服强度增加。在相同Si含量的合金中,力学性能随施加压力的增加而增加,这是由于孔洞减少、晶粒细化强化和固溶强化所致。合金最好的力学性能出现在压力为75 MPa和Si含量为1.1%时,其UTS、YS和伸长率分别为237 MPa、140 MPa和9.8%。     

Cu含量对大应变轧制Al-Cu-Mg合金微观组织及力学行为的影响

采用光学金相显微镜、X射线衍射、拉伸试验、扫描电镜、透射电镜等技术,研究Cu含量对Al-Cu-Mg合金微观组织及力学性能的影响。结果表明:铸态Al-Cu-Mg合金中存在明显的树枝晶,沿晶界分布着大量块状S(Al_2CuMg)和θ(Al_2Cu)析出相。均匀化退火处理后,非平衡低熔点相基本熔入基体,晶间组织分布趋于均匀。大应变轧制变形后,3种Al-Cu-Mg合金中均得到典型的纤维状组织,合金中的第二相主要为S(Al_2CuMg)相、θ(Al_2Cu)相和T(Al_(20)Cu_2Mn_3)相,沿晶界呈连续而均匀分布。经时效处理后,3种Al-Cu-Mg合金均表现出优异的综合力学性能,Cu含量为2%(质量分数)时,Al-Cu-Mg合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为507 MPa、430 MPa和10.3%;合金的力学性能随着Cu含量的增加呈递增趋势,当Cu含量为4.5%时,Al-Cu-Mg合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为644 MPa、547 MPa和10.5%。     

高强度Ti-Cu-Ni系合金的力学性能

采用铜模铸造法制备了直径为2mm的Ti50Cu50-xNi(x=8～40)系列合金,通过扫描电镜、x-射线(XRD)、以及压缩试验对合金的组织、相组成、力学性能及断口形貌进行了研究.结果发现:该合金系均由晶态相组成,没有发现非晶相的存在;压缩试验表明:随着Ni含量的增加,合金的断裂强度和塑性变形量随之增加,屈服强度呈现出先增加后降低的趋势;当Ni含量为40at.%时,断裂强度达到了2 200MPa,塑性变形量达到2%,且具有明显的两次屈服现象.