热处理工艺对Cu-Ni-Si合金组织与性能的影响

采用3种不同的工艺(直接在450℃下进行时效处理;80%冷轧,然后在450℃下进行时效处理;600℃/8 h高温预时效+80%冷轧+780℃/2 min+450℃/16 h终时效)对固溶处理后的Cu-2.0Ni-0.34Si-Mg合金进行形变热处理,研究形变热处理工艺对该合金的组织与硬度及电导率的影响。结果表明:采用第3种工艺对合金进行形变热处理,由于其中的短时高温预处理可以获得溶质原子充分固溶的过饱和固溶体,因此终时效后的合金具有最佳的综合性能,显微硬度为180 HV,相对电导率为49.8%IACS,伸长率为13%。合金的平均晶粒尺寸约为20μm,主要析出强化相为δ-Ni2Si。     

固溶时效处理对Al-6.6Zn-2.3Mg-2.1Cu-0.12Zr合金组织性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、硬度测试、电导率测试和室温拉伸性能测试等分析手段,研究了Al-6.6Zn-2.3Mg-2.1Cu-0.12Zr合金挤压板带固溶、单级时效和双级时效制度下的组织和性能。研究表明,Al-6.6Zn-2.3Mg-2.1Cu-0.12Zr合金挤压板带采用475℃/2 h的固溶处理制度,析出相回溶充分,无过烧现象;合金采用475℃/2 h+120℃/24 h的T6时效处理制度,晶内析出相细小弥散,晶界析出相连续分布;合金采用475℃/2 h+110℃/8 h+160℃/28 h的T74双级固溶时效处理制度,晶内析出相以η’和η为主,晶界析出物完全断开。     

双级时效对Mg-2.8Nd-0.4Zn-0.5Zr合金微观组织和力学性能的影响

采用OM、SEM、TEM以及硬度测试和拉伸力学性能测试等手段,研究了双级时效对Mg-2.8Nd-0.4Zn-0.5Zr合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,合金经260℃/30 min+200℃/4 h双级时效处理后,其抗拉强度和屈服强度较200℃/14 h单级时效合金分别提高23 MPa和20 MPa,并且达到硬度峰值所需时间缩短9.5 h。主要是由于第一级高温预时效过程中析出β1相,在第二级时效过程中,β1相保留,同时又析出β″相,并且β″相尺寸较单级时效后的合金更细小。在两种析出相同时作用的情况下,其强化效果明显优于单一β″相强化的单级时效处理。     

一种高硬度铸造镁合金

设计了一种成分(质量分数/%)为Mg-8Zn-6Al-3Cu-3Ca-1.5Mn-1Si的合金,利用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射和维氏硬度计研究了自然冷却、快速冷却及时效处理对合金显微组织和硬度的影响.Mg-8Zn-6Al-3Cu-3Ca-1.5Mn-1Si合金慢冷组织主要由α-Mg、Mg2Cu6Al5、CaMgSi、Mg2Zn3等相构成,没有出现Mg17Al12相.合金经快冷后,抑制了第二相从基体中的析出;时效10 h后,CaMgSi相以细小的块状相均匀析出.合金具有较高的硬度值,在时效时间10 h时最大HV值达到111.     

形变热处理对Cu-6.5Ni-1Al-1Si-0.15Mg-0.15Ce合金微观组织及性能的影响

设计并制备 Cu-6.5Ni-1Al-1Si-0.15Mg-0.15Ce(wt.%)合金。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析和透射电镜(TEM)等测试手段研究合金形变热处理过程中微观组织及性能的变化。合金铸态组织为典型的枝晶组织,铸锭经过920℃热轧后,枝晶组织显著消除。合金的适宜固溶处理制度为960℃/4 h。该合金固溶处理后的冷变形对合金最终性能有很大影响。冷变形程度越大,合金达到硬度峰值的时间越短,硬度峰值和电导率越高。时效温度越高,时效析出过程越快。960℃固溶4 h后冷轧50%,450℃时效2 h硬度峰值可达300.8 HV,电导率20.6%IACS,抗拉强度963.9 MPa,屈服强度950.1 MPa。合金在时效过程中析出纳米级粒子为δ-Ni2Si,其与基体的位相关系为：Cuδ[001][001], Cuδ(110)(010), Cuδ(110)(100)。     

Cu-15Ni-10Mn合金形变热处理研究

研究了冷轧加工率与再结晶温度对Cu-15Ni-10Mn合金组织性能的影响以及形变时效工艺对合金力学性能的影响,详细说明了冷轧加工率与再结晶温度的匹配关系和合金形变时效强化机理.实验结果表明：冷轧加工率的增加,可降低Cu-15Ni-10Mn合金发生完全再结晶的温度;通过形变时效处理,合金内部析出MnNi粒子并阻碍晶界和位错运动,可显著提升合金力学性能;合金经加工率为70％的冷轧后,进行400℃保温48h的时效处理,硬度达394HV,抗拉强度大于1000MPa.     

双级时效对近β高强钛合金冷轧薄板显微组织及力学性能的影响

对Ti-3.5Al-5Mo-6V-3Cr-2Sn-0.5Fe钛合金进行双级时效热处理,对比研究双级时效对高强β钛合金组织与性能的影响。时效温度选取650℃+450℃,研究结果表明双级时效处理对合金力学性能提升明显,650℃预时效时基体先析出较大尺寸的α相,后续的低温再时效将继续析出尺寸较小的次生α相,两种尺寸的α相共同作用下,使得双级时效的合金获得强度1 504 MPa,延伸率10.3%的优良力学性能。     

固溶温度对挤压态Mg-13Al-6Zn-4Cu合金组织与性能的影响

采用不同的固溶温度对挤压态Mg-13Al-6Zn-4Cu(质量分数,%)合金进行热处理,然后在(150℃/10 h)条件下进行时效处理,通过金相显微镜、扫描电镜及能谱分析、维氏硬度与极化曲线测试,研究固溶温度对挤压态合金显微组织、硬度与腐蚀性能的影响。结果表明:固溶处理促进晶界处的β-Mg_(17)Al_(12)相充分溶入α-Mg基体中。提高固溶温度使基体晶粒再结晶长大,逐渐缩小T-MgAlCuZn相心部的Cu元素富集区,改变β析出相的形态和分布,促进层片状β相在α-Mg晶界析出,从而提高时效态合金的硬度。但固溶温度超过420℃时,合金晶粒粗化并发生过烧。固溶温度升高导致合金腐蚀电位负移,腐蚀电流增大,腐蚀速率加快。     

新型Al-Mg-Si-Cu铝合金热处理工艺研究

通过力学性能测定以及金相显微组织观察，对一种新型Al-Mg-Si-Cu铝合金(Al-1．2％Mg—0．9％Si—0．6％Cu)的热处理工艺进行了研究。结果表明：该合金较为理想的热处理制度是550℃，2h固溶处理后水淬，人工时效制度为双级时效185℃，2h 200℃/1h。热处理后，试样抗拉强度可达到340MPa以上，硬度可达到105HB以上，延伸率在12％以上，析出相呈细小弥散状分布，对合金有很高的强化效果。     

热处理对热加工态TB2钛合金显微组织及力学性能的影响

研究了常规固溶+时效、双时效及固溶+预时效+时效处理对热加工态TB2钛合金显微组织及力学性能的影响。显微组织研究表明:通过增加低温预时效工艺,可以使经热处理后的TB2钛合金中析出的次生α相较经常规固溶+时效处理后的更加均匀、细小。力学性能分析表明:经常规固溶+时效处理后,TB2钛合金的塑性较好,但强度偏低;双时效处理可以提高TB2钛合金的强度,但塑性较差;固溶+预时效+时效处理后,TB2钛合金的强度与塑性匹配良好。进一步热处理工艺研究表明:经780℃×1 h/AC+350℃×6 h/AC+560℃×8 h/AC热处理后,TB2钛合金的强度与塑性达到最优匹配,抗拉强度为1 190 MPa,延伸率为14%。     

高强导电Cu?3Ti?0.1Mg?0.05B?0.05La合金的微观组织与性能

采用真空熔铸和冷开坯工艺,通过优化形变热处理工艺,调控基体晶粒尺寸、第二相的析出及分布状态,制备出综合性能优异的Cu?3Ti?0.1Mg?0.05B?0.05La合金。结果表明,经过400 ℃/2 h一次时效处理后,Cu?3Ti?0.1Mg?0.05B?0.05La合金的显微硬度可达356 HV,此时导电率为14.5%IACS。透射电镜分析表明,Cu?3Ti?0.1Mg?0.05B?0.05La合金第二相的析出演变规律为富Ti相→颗粒状β′-Cu₄Ti相→颗粒状β′-Cu₄Ti相+片层状β-Cu₄Ti相→片层状β-Cu₄Ti相,其中颗粒状β′-Cu₄Ti相是最重要的强化相,片层状β-Cu₄Ti相会导致合金强度下降,但可以提高导电率。采用二次时效能够进一步优化Cu?3Ti?0.1Mg?0.05B?0.05La合金的综合性能,在合金强度基本不变的条件下,显著提升了合金的导电率。450 ℃/8 h一次时效+50%冷轧+400 ℃/1 h二次时效处理后合金的显微硬度和导电率分别达到了341 HV和20.5%IACS。      

轻质Al-Mg-Li合金的微观组织与力学性能

采用熔炼和热挤压制备轻质Al-5.5Mg-2.0Li-0.1Zr-0.2Sc合金,利用X射线衍射仪、差示扫描量热仪、金相显微镜、扫描电子显微镜、显微硬度计及拉伸试验机对合金的物相组成、微观组织、力学性能及断口形貌进行检测分析,研究时效工艺温度（120 ℃和160 ℃）对合金微观组织和力学性能的影响.结果表明:Al-Mg-Li合金挤压后晶粒组织呈纤维状,存在一定数量的Al₃Li（δ′）和Al₂MgLi（S）相;经固溶和时效处理后,再结晶晶粒尺寸变大,主要析出相为δ′相S相;160 ℃时效处理容易加速时效析出行为,导致析出相粗化,强化效果减弱;经120 ℃/20 h峰时效处理后,合金的抗拉强度、屈服强度和延伸率分别达到532 MPa、475 MPa和4.4 %.      

形变热处理对7075铝合金组织和性能的影响

研究了形变热处理对7075合金组织和力学性能的影响。结果表明：形变热处理工艺可大幅提高合金板材的强度,且合金板材保持了较好的塑性。金相观察发现,预时效析出的沉淀相可为合金板材冷变形后的终时效强化相均匀析出的优先成核提供条件;形变处理引入大量的位错,促进了终时效时高密度均匀细小过渡强化相η/的析出。     

时效工艺对Al-11Zn-2.4Mg-1.1Cu-0.15Zr铝合金性能的影响

Al-11Zn-2.4Mg-1.1Cu-0.15Zr铝合金自然时效的速度慢,且不稳定,故一般不在自然时效状态下应用.为了获得更高的强度、较好的抗蚀性、较低的疲劳裂纹扩展速度以及性能的稳定,该系合金一般采用人工时效处理.热处理工艺参数主要包括固溶处理温度、固溶处理时间、时效温度、时效时间.本实验研究了时效工艺对Al-11Zn-2.4Mg-1.1Cu-0.15Zr铝合金性能的影响,旨在摸索Al-11Zn-2.4Mg-1.1Cu-0.15Zr铝合金的合理热处理工艺.     

Cu-1.4Ni-1.2Co-0.6Si合金的析出与再结晶的交互行为

通过对施加30%~70%的冷变形量的Cu-1.4Ni-1.2Co-0.6Si合金时效过程中的显微硬度及导电率规律分析和透射电镜观察,发现固溶合金时效前冷变形可加速时效初期第二相析出,导电率得以快速上升。如合金经过30%形变400℃时效1 h后导电率可达43%IACS,而固溶后直接时效为40.7%IACS。经过冷轧-时效后,沿位错分布着许多细小的析出相,使位错在时效过程中运动困难,同时合金内形成了高密度的位错,析出相弥散细小分布在基体中,故可以获得较高的显微硬度,如经30%形变于400℃时效2 h其显微硬度可达HV223,而未加形变直接时效合金的显微硬度为HV202。形变析出与再结晶过程中再结晶时间tR和时效析出时间tP取决于形变量和时效制度,在一定的形变量和较高的时效温度的条件下,合金内晶粒易发生再结晶。合金70%变形500℃时效2 h,由于基体中产生高密度的位错,会降低再结晶激活能QR,故在显微组织中发现了亚晶粒,从而降低了合金的强化效果,此时其显微硬度为HV206。该合金在450℃时效处理时组织转变主要有两种:一是第二相弥散分布在铜基体中;另一种是析出与再结晶交互作用而产生的不连续析出。     

形变热处理对Cu-Cr-Ag合金组织和性能的影响

通过非真空熔炼制备了Cu-0.13Cr-0.074Ag合金,合金试样经870℃固溶处理1 h后淬火,冷轧至加工变形量分别为40%,60%和90%,然后分别在440,480和520℃时效处理15 min~6 h。利用显微硬度测量,电导率测量和透射电镜(TEM)观察等手段研究了合金在不同的形变热处理工艺处理下的性能和组织结构的变化规律。结果表明形变热处理可显著提高Cu-0.13Cr-0.074Ag合金的综合性能,合金在870℃固溶1 h,冷轧40%,480℃时效2 h后力学性能和电学性能达到良好匹配,合金硬度,抗拉强度,屈服强度和延伸率分别为HV 127,405,303 MPa和11.2%,电导达到97.31%IACS;在480℃时效过程中,合金首先析出有序的fcc结构的Cr相,随时效时间的延长,第二相转变为具有B2(或Heusler)结构的有序bcc Cr相,与基体存在N-W位向关系。     

预应变与预时效对6101导电铝合金组织与性能的影响

在人工时效基础上引入预应变与预时效以提高6101铝合金的力学与导电性能。通过性能检测与组织观察,研究了合金在人工时效热处理（固溶+时效）及引入预应变与预时效后的热处理（固溶+预应变+时效,固溶+预时效+预应变+再时效）过程中显微组织、力学性能及导电性能的变化规律。结果表明:当合金经过60%冷轧变形再在180℃时效6 h后,其抗拉强度与电导率分别达到262 MPa及55.7% IACS,高于一般人工时效后的合金。当合金在180℃预时效2 h后经过60%冷轧变形,再在180℃时效6 h后,其抗拉强度与电导率进一步提升至289 MPa与58.0% IACS。引入预应变与预时效后所产生的应变强化与析出强化的交互作用,是合金的力学性能和导电性能得到提升的根本原因。      

双级形变时效对铝合金电工圆杆组织及性能的影响

采用抗拉强度、导电率性能测试和X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等分析方法研究双级形变时效对Al-B电工圆杆组织和性能的影响。结果表明:经双级形变时效处理后,合金的导电率和抗拉强度随预时效温度的升高呈先升后降趋势,且预变形量越小,材料的抗拉强度峰值出现越缓慢,预变形量过大时材料的导电率和抗拉强度指标下降;析出相与基体保持共格关系,呈弥散分布,在STEM模式下结合傅里叶交换(FFT)衍射花样可确定为强化相θ'相。通过预变形32%+预时效110℃×2 h+终变形83%+终时效190℃×6 h处理,合金的抗拉强度达到181 MPa,导电率为58. 5%IACS,延伸率为8%,与单级形变时效(变形量83%+时效190℃×6 h)对比,其导电率和抗拉强度都有较大提升,综合性能较佳。     

Mg-4Nd-2Gd-0.5Zr合金的热处理工艺优化

通过光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和维氏硬度计等仪器观察和分析了不同热处理工艺对Mg-4Nd-2Gd-0.5Zr合金组织和性能的影响。结果表明,铸态Mg-4Nd-2Gd-0.5Zr合金的组织主要由α-Mg基体和第二相(Mg₁₂Nd相和Mg₅Gd相)组成,经过热处理后合金组织中的相没有发生改变。铸态合金中的第二相主要以沿晶界分布的不连续网状和在晶粒内部的颗粒状形式存在,经固溶处理大部分第二相融入基体,后经时效处理又重新析出,此时合金中的析出相细小且弥散分布。Mg-4Nd-2Gd-0.5Zr合金的最佳热处理工艺为525℃固溶8 h,然后在225℃时效8 h,此时,合金的硬度达到峰值,为42.9 HV。     

添加微量锆、铒对铸造Al-8.25Zn-2.4Mg-2.3Cu合金组织与力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射等方法研究了微量Er和压元素对Al-8.25Zn-2.4Mg-2.3Cu合金铸锭组织的细化作用及其细化机制,同时考察了微合金化元素对试验合金力学性能的影响.结果表明:单独添加Zr对Al-8.25Zn-2.4Mg-2.3Cu合金铸锭组织有一定的细化作用,而复合添加Zr和Er则对Al-8.25Zn-2.4Mg-2.3Cu合金铸锭组织产生强烈的细化效果,分析表明其细化效应与合金凝固过程中Al8Cu4Er相、Al3Er相和Al3Zr等复合质点的析出及微量元素在凝固界面前沿的富集有关.经过T6处理,Al-8.25Zn-2.4Mg-2.3Cu-0.18Zr-0.40E哈金的抗拉强度σb为600 MPa;延伸率达到8%.与7075合金相比,试验合金的强度与塑性均获得大幅度提高.