热处理对Al-Zn-Mg系合金应力腐蚀裂纹敏感性的影响

一、绪言 Al—Zn—Mg系合金通过时效硬化处理可以得到高强度,且焊接性能优良,因此,被作为结构材料广泛应用。但该合金在含有氯离子的环境中容易产生应力腐蚀裂纹(SCC),因而,使用时必须考虑使用环境。在此之前,关于Al—Zn—Mg合金的SCC有很多研究,对各种影响因素已很明了。也就是说,通过时效处理,在显示出最高强度即所谓的峰值时效状态,SCC敏感性极高,与此相反,在过时效状态,     

显微组织结构对Al-Zn-Mg合金应力腐蚀抗性的影响

采用四点弯曲应力腐蚀试验法、金相显微镜、扫描电镜等方式研究了显微组织结构对两种不同工艺处理的Al-Zn-Mg合金应力腐蚀抗性的影响。结果表明,组织中第二相的尺寸、形状、分布特点及表层晶粒结构对Al-Zn-Mg合金的应力腐蚀抗性有重要影响。尺寸细小、形状圆润、分布均匀的第二相粒子及细小的再结晶表层晶粒有利于提高Al-Zn-Mg合金的应力腐蚀抗性。合理配比微合金化元素、优化挤压淬火工艺、采用合理的过时效制度是提高Al-Zn-Mg合金应力腐蚀性能的可行途径。     

高温预析出对Al-Zn-Mg系铝合金时效硬化和应力腐蚀的影响

研究了高温固溶后降温处理工艺对中强可使预析出LC52和7039铝合金的组织、时效硬化和应力腐蚀的影响。金相观察发现,高温预析出可优先在晶界处产生,并提高随后时效状态下晶界析出相的不连续分布程度,温度降低到一定程度晶内和晶界产生大量析出。合金拉伸性能和应力腐蚀结果表明,预析出在保持强度和塑性的同时,可提高抗应力腐蚀性能。而预析出温度降低,合金强度呈下降趋势。     

Sc对Al-Mg合金组织和性能的影响

采用金相显微镜，扫描电镜（SEM）和力学性能检测等方法，研究了微量Sc对Al-5%Mg合金显微组织，力学性能和断口形貌的影响，结果表明，添加0．17％Sc的合金铸态组织得到显著细化，枝晶组织在相当程度上得到消除，直到575℃合金仍然保持着大量的变形组织，添加钪的合金在高温退火后可以保留较高的强度，但合金塑性比普通Al-Mg合金要低。     

合金元素对不锈钢应力腐蚀的影响

在整个湿态腐蚀破坏事例中，应力腐蚀断裂已成为现代不锈钢领域的主要破坏形式，在奥氏体，铁素体，双相不锈钢中，合金元素对这三类钢应力腐蚀敏感性的影响不尽相同。碳化物稳定化元素的加入均提高这三类钢的耐应力腐蚀性能，钢的高纯化（Ｃ，Ｎ含量低）是目前发展应力腐蚀新材料的研究方向。     

Er对Al-Mg合金显微组织和力学性能的影响

以纯度为99.7%的工业纯铝、99.9%的工业纯镁和Al-10%Er的中间合金为原料,采用铸锭冶金法制备3种不同名义成分的目标合金,研究稀土元素Er对Al-Mg合金显微组织及力学性能的影响。结果表明：Er明显地降低了合金的屈服强度、抗拉强度和伸长率。当Er的添加量（质量分数）为0.4%和1%时挤压态Al-Mg合金的抗拉强度（σb）分别下降82 MPa和40 MPa,屈服强度（σ0.2）分别下降13 MPa和11 MPa,伸长率（δ）分别下降11.3%和4.5%。显微组织分析表明,添加Er在基体中形成粗大的含Er和Mg的结晶相导致Mg在铝基体中的固溶度下降,从而减少了溶质原子与位错的交互作用,导致合金的屈服强度降低。在变形过程中,粗大的含Er和Mg的结晶相由于应力集中在较低的应力下发生断裂而形成微裂纹,微裂纹以较快的速率扩展至基体晶界,形成一种典型的韧脆混合断裂,使合金的抗拉强度和伸长率减小。     

锆和钪对Al-Mg铸造合金组织和力学性能的影响

通过金相显微镜、拉伸力学性能测试、XRD等手段研究了在铸造Al-Mg合金中添加不同含量的钪和锆后合金的铸态组织。结果表明,合金添加钪和锆后,明显减小了枝晶网胞尺寸,细化了晶粒。当锆和钪的添加量分别为0.2%、0.4%时,铸造Al-Mg合金组织具有良好的综合性能。     

稀土元素对Al-Zn-Mg合金动态再结晶行为的影响

本文通过在透射电子显微镜下对比观察Al-Zn-Mg-RE和Al-Zn-Mg两种合金的动态再结晶现象,发现在其各自的最佳超塑性条件下,Al-Zn-Mg合金的动态再结晶晶粒随着应变的增加而粗化,而Al-Zn-Mg-RE合金在超塑变形的过程中随形变量的增加其晶粒反而细化。从而使Al-Zn-Mg-RE合金的超塑性大大优于Al-Zn-Mg合金。并分析了稀土元素细化Al-Zn-Mg合金动态再结晶晶粒并改善其超塑性的机理。     

稀土对Al-Mg合金铸态组织的影响

将混合稀土和La加入Al—Mg合金中。研究混合稀土和La在Al—Mg合金中的作用。结果表明，混合稀土和La对A1-Mg合金都起细化晶粒作用，其主要机理是稀土的加入引起凝固过程中溶质再分配造成固液界面前沿成分过冷度增大，但La的细化效果更明显。     

Mg含量对Al-Mg合金动态再结晶的影响

利用偏振光金相和透射电子显微镜研究了Al-2%Mg,Al-6%Mg和Al-9%Mg合金热形变过程中的动态再结晶行为.结果表明:Al-2%Mg和Al-6%Mg合金的动态再结晶是在一定的Z参数范围内发生的,而Al-9%Mg合金的动态再结晶行为与低层错能材料相似.Mg含量增加促进了该合金动态再结晶的发生,原因是Mg原子气团阻碍位错的交滑移,使动态回复难以发生.     

流槽中除气和过滤作用对晶粒细化剂添加效果的影响

添加晶粒细化剂有助于改善铸态晶粒尺寸、减小第二相尺寸分布并减少热裂倾向.然而,铝合金半连续熔铸中存在细化剂利用率较低、晶粒细化效果不佳的问题,影响产品质量.对流槽不同区域在线取样来分析除气和过滤作用对Al-5Ti-1B细化剂细晶效果的影响.通过荧光光谱仪和偏光金相观察细化剂添加后主要细晶元素Ti和B含量及α-Al晶粒尺寸的变化,结合TiB2和TiAl3的尺寸分布粗算过滤比例,最后采用晶粒尺寸预报模型研究熔体中TiB2数密度的改变对细晶行为及细晶效果的影响.研究表明:除气对细晶效果影响不大,而二次过滤后大部分TiAl3和60％TiB2颗粒会被过滤.TiB2的筛除造成有效形核质点数密度的大幅降低,细晶效果下降近一半,α-Al晶粒尺寸由93 μm增长至144 μm.     

铝合金的应力腐蚀和氢致裂纹研究

用抛光的恒位移试样在加载条件下跟踪观察了高强度铝合金在充氢条件下氢致裂纹的产生和扩展过程,结果表明,裂纹前端的塑性区随时间而逐渐增大,当它发展到临界条件时就导致氢致滞后裂纹的产生和扩展。在高纯水及3.5%NaCl水溶中应力腐蚀裂纹的产生和扩展也是以氢致滞后塑性变形为先导的。研究了试验温度对K_ISCC,da/dt和稳定放氢总量的影响。结果表明,随试验温度升高,K_ISCC急剧下降,da/dt升高。这和试样在PH ≤ 3.5的HCl溶液中浸泡充氢后的放氢总量随温度升高相一致。也研究了不同极化电压对da/dt以及放氢总量的影响,结果表明阴极极化和阳极极化均使da/dt升高,但阳极极化更为明显,这和极化对放氢量的影响相一致。纯水中加NaCl将使室温K_ISCC明显下降,但对高温时的K_ISCC影响不大,这和NaCl能使室温充氢后的放氢量明显增加,但对高温充氢后的放氢量影响很小相一致     

稀土对Zn-Al-Cu合金机械性能的影响

研究了不同铝铜含量锌合金的强度,并加入适量的Ti,B,RE,Mg等元素,得出模具用锌合金的最佳铝铜含量（%,质量分数）分别为Al14%,Cu10%。重点研究了不同稀土含量（0,0.05%,0.1%,0.2%,0.4%,0.6%）对锌合金的影响,每种合金分别采用空冷和水冷两种冷却方式,结果表明,稀土含量为0.4%的合金为模具用锌合金的最佳稀土含量,其中以水冷方式为最佳的冷却方式。     

氢氟酸腐蚀对蒙乃尔合金过滤管环拉强度的影响

本文主要讨论氢氟酸对蒙乃尔滤管腐蚀后抗拉强度的影响,讨论了腐蚀时间对抗拉强度的影响,并对环拉断面进行了SEM形貌分析.随着腐蚀时间的延长,在不同工艺条件下所制备的滤管其抗拉强度产生不同的变化.在同一腐蚀时间条件下,不添加成形剂的滤管,其抗拉强度比添加成形剂的试管抗拉强度要高;同一工艺制备的滤管,随着烧结温度的提高,其腐蚀后的抗拉强度也有所提高.     

合金元素对钢筋耐腐蚀性能和机械性能的影响

通过正交试验，研究了成分为(％)：0．10～0．12C，0～0．78Cr，0．32～0．67Ni，0～0．52Mo，0～0．06V，0．30～0．36Cu低碳高强度钢筋的耐蚀性和力学性能。结果表明，Cr能显著提高钢筋的耐氯盐腐蚀性，含0．53％～0．78％Cr、0．32％～0．35％Ni的钢筋具有良好的耐蚀性；加Mo，V可显著提高钢筋的强度。     

合金元素对ULCB钢组织和机械性能的影响

采用Nb和B合金化．在热轧状态下可得到由贝氏铁素体基体和均匀分布的M／A组元组成的粒状贝氏体组织。在这样的组织转变强化机理作用下，即使C含量圾低也可获得良好的强韧性能。研究发现γ中的固溶Nb和游离态B是粒状贝氏体形成的先决条件。而且B含量对获得完全贝氏体转变强化效果有一个临界值。B的临界值随着C含量的增加而增加。由于在γ中形成了B的C化物或固溶Nb含量减少．因而C削弱B促进贝氏体转变的效果。Mn、Mo和Ni对γ转变的影响和Nb、B的作用是类似的。说明这些合金元素对Bs温度影响的参数Mneq也由此产生了．贝氏体钢的强度和Bs温度成反比的关系得到证实。     

除气剂和超声波对Al-1.65%Si铸锭除气的影响

研究了除气剂和超声波对Al-1．65％Si铸锭除气的影响，如：没有添加除气剂和超声波处理、只添加除气剂不进行超声波处理、即添加除气剂又进行超声波处理的情况。分析了超声波除气效果的原因。研究结果表明，采用超声波振动处理的方法，可显著地降低铸锭内的含气量。     

微合金镍对轴承钢组织和机械性能的影响

通过组织观察和机械性能分析,研究了轴承钢中镍含量(ωNi=1.1%、2.0%、3.0%、4.0%)对其显微组织及机械性能的影响.显微组织观察结果表明:当镍含量为1.1%时,显微组织为板条马氏体+残留奥氏体+少量碳化物;当镍含量为4.0%时候,显微组织是隐晶马氏体+大量残留奥氏体+少量碳化物.镍含量的增加对组织的影响规律是马氏体板条束变得细小,残留奥氏体的含量逐渐增加.机械性能分析表明,镍的增加提高了材料强硬度和塑、韧性,而残留奥氏体数量的增加消除了部分镍带来的强化效果,高镍含量降低抗拉强度,试验结果表明,镍含量在3.0%的轴承钢综合机械性能最佳.     

微量Sc、Zr对Al-Mg合金的组织和力学性能的影响

利用金相显微镜、扫描电镜和透射电镜研究了添加微量 Sc、Zr的 Al- Mg合金不同处理态的显微组织与力学性能。结果表明 :微量 Sc、Zr对 Al- Mg合金的铸态组织有强烈的细化晶粒作用 ;对力学性能具有明显强化 ,其强化机制为细晶强化、亚结构强化和弥散相质点的直接强化作用。     

添加锡对Al-Mg—Si合金切削性能的影响

采用力学性能测试、扫描电子显微分析和金相实验方法研究了添加锡元素对无铅易切削Al—Mg—Si合金性能及显微组织的影响。研究结果表明：锡元素的最佳添加量为1．3％。