新型Al-Zn-Mg-Cu合金型材二次时效处理后的组织与性能

研究了不同二次时效热处理对Al-Zn-Mg-Cu合金型材组织性能的影响。结果表明,采用135℃×6 h+85℃×120 h处理后,Al-Zn-Mg-Cu合金型材的抗拉强度、屈服强度、伸长率和电导率分别为614.5 MPa、561.5 MPa、14.3%和34.2%IACS,相比T6态,合金的屈服强度和伸长率显著提高。合金中主要沉淀相为η’和少量大尺寸的GP区。135℃×6 h+85℃×120 h+135℃×20 h处理后,Al-Zn-Mg-Cu合金型材的抗拉强度、屈服强度、伸长率和电导率分别为616 MPa、586 MPa、12.8%和36.7%IACS,相比T6态,合金的屈服强度和抗应力腐蚀性显著提高。合金中主要沉淀相为η’相和少量的η相。     

喷射成形7055铝合金热处理工艺与力学性能的研究

主要研究了喷射成形7055铝合金经过反挤压成型以及热处理后的金相显微组织和力学性能.对挤压态合金进行固溶处理和时效处理后得到了时效硬化曲线并进行了力学性能测试.结果显示:480℃×2h的固溶制度为最佳固溶制度;通过测试硬度值确定最佳单级时效制度为120℃×18h,其硬度可达209HV.抗拉强度为692.12MPa,伸长率为3%.为了进一步提高该合金的伸长率,又对固溶处理件进行双级时效处理(120℃×3h 160℃×4h),其硬度为205HV,抗拉强度为683MPa,伸长率为9.5%.     

时效态Cu-Fe-P合金组织和性能的研究

利用微合金化法设计了引线框架用Cu-Fe-P合金的成分(Cu-2.5Fe-0.12Zn-0.03P-0.05Mg-0.05Cr-0.05RE),采用金相显微镜(OM)和高分辨电子显微镜(HRTEM)研究了合金的微观组织,测定了合金的抗拉强度、伸长率及电导率等性能.试验结果表明,在其他试验条件相同的情况下,冷轧后的合金板材经550 ℃×4 h时效后处于过时效状态,球形的析出相γ-Fe粗化,尺寸在50～100 nm的范围,合金的强度为482 MPa,显微硬度HV为161,电导率为39.7 MS/m;经450 ℃×4 h时效后处于欠时效状态,呈球形的γ-Fe相尺寸在20 nm以下,抗拉强度为417 MPa,显微硬度HV为139,电导率是30.4 MS/m;经550 ℃×2 h 450 ℃×2 h时效后处于峰值时效状态,球形的γ-Fe相尺寸在20～50 nm的范围,此时合金的抗拉强度为510 MPa,显微硬度HV为168,导电率为40.6 MS/m.     

热处理工艺对Cu-3.0Ni-0．52Si-0.15P合金组织和性能的影响

针对时效强化型高强导电弹性Cu-Ni-Si系合金,研究了热处理工艺和预冷变形对Cu-3.0Ni-0.52Si-0.15P合金硬度、抗拉强度、屈服强度和电导率的影响规律.结果表明,该合金的最佳固溶处理工艺为920℃×60 min,经80%预冷变形后再经450℃×0.5h时效,其综合性能达到最佳匹配,抗拉强度和屈服强度分别为850MPa和801 MPa,硬度为240HV,电导率为45%IACS.     

时效对Cu-Ag-Fe合金组织及性能的影响

研究了时效对Cu-0.15Ag-0.1Fe合金的显微硬度、抗拉强度和电导率的影响。结果表明：随着时效时间的增加和时效温度的升高,Cu-0.15Ag-0.1Fe合金的显微硬度和抗拉强度先急剧增加随后逐渐降低;合金经960℃×1 h固溶,在500℃时效2 h后可获得较好的显微硬度和抗拉强度,分别为124 HV和442 MPa;当时效时间增加到6 h,可获得较高的电导率,达到82.5%IACS。通过透射显微镜分析,该合金中的强化相是γ-Fe粒子,与以前报道的Cu-Fe系合金的析出强化相是α-Fe不同。     

均匀化处理后液氨管道用3A21合金的组织及性能

采用光学显微镜(OM)、维氏硬度计、涡流电导仪、万能试验机等研究了3A21合金经不同温度(520～640℃)均匀化处理后的组织与性能。结果表明,最佳均匀化制度为620℃×8 h,经该工艺处理后合金未发现过烧组织,晶界细小,呈断续分布,晶内偏析情况得到缓解,有利于后续挤压加工。该工艺下合金均匀化态的硬度为40 HV5,电导率35.8%IACS。经最佳均匀化工艺(620℃×8 h)处理后挤压3A21合金型材的抗拉强度124 MPa,屈服强度77 MPa,伸长率48%,硬度37 HV5,电导率48.7%IACS。     

高强铝合金导线均匀化处理工艺研究

采用光学显微镜、扫描电镜、导电率测试、拉伸测试等研究了不同均匀化处理工艺对高强导线用Al-Mg-SiB-Sr-RE合金铸态组织及性能的影响。结果表明:铸态Al-Mg-Si-B-Sr-RE合金组织存在成分偏析,合金导电率、抗拉强度与伸长率分别为44.3%IACS、177.4 MPa和13.0%。铸态Al-Mg-Si-B-Sr-RE合金经过580℃×9 h均匀化处理后,成分偏析得到明显改善。580℃×9 h均匀化后,合金的导电率、抗拉强度与伸长率分别为56.5%IACS、168.3 MPa和13.2%,综合性能最佳。580℃×9 h为Al-Mg-Si-B-Sr-RE合金的最佳均匀化处理工艺。     

热处理工艺对汽车7A85铝合金组织和性能的影响

以汽车用7A85铝合金为研究对象,研究热处理工艺对7A85铝合金显微组织、显微硬度、电导率和力学性能的影响。结果表明,随终时效温度升高和时间延长,合金的导电率持续增大,而硬度和各项力学性能先增加后减小。合金经120℃×4 h+157℃×8 h时效处理,硬度为203.0 HV,导电率为32.8%IACS,屈服强度达到563 MPa,抗拉强度达到751 MPa,断后伸长率为26.3%。     

新型Al-Zn-Mg-Cu合金型材回归再时效处理的组织与性能

采用拉伸、硬度、电导率测试和透射电镜分析等方法研究了不同回归处理工艺对Al-Zn-Mg-Cu合金型材组织与性能的影响。结果表明,采用120℃×24 h+180℃×45 min+120℃×24 h回归再时效处理后,合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率和电导率分别为613.5 MPa、599 MPa、11.1%和39.2%IASC。与T6态相比,合金在抗拉强度和伸长率相当的情况下,屈服强度和电导率显著提高,合金的抗应力腐蚀性能明显改善。合金晶内为细小的η’相和η相,晶界沉淀相断续分布,伴有较窄的晶界无析出带。     

Zr对Cu-4Ti-0.05RE合金组织和性能的影响

采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和高分辨透射电镜(HRTEM)对Cu-4Ti-0.05RE和Cu-4Ti-0.12Zr-0.05RE两种合金的微观组织进行观察。对比分析发现添加Zr元素会抑制时效过程中形成片层组织(即延缓过时效的发生);两种合金在峰值时效时析出相均为亚稳的β′-Cu4Ti相,而在过时效状态下均会出现稳定的β-Cu3Ti相。采用显微硬度计和电导率测试仪分别研究两种合金在时效过程中显微硬度和电导率的变化规律。发现Cu-4Ti-0.05RE合金在450℃,6h达到峰值时效,此时合金的显微硬度HV是3150MPa,电导率是11.99%IACS;而Cu-4Ti-0.12Zr-0.05RE合金在450℃,8h达到峰值时效,此时合金的显微硬度HV是3350MPa,电导率是11.41%IACS。     

缓慢升温时效处理对Al-Zn-Mg-Er-Zr合金性能的影响

利用扫描电镜(SEM)、显微硬度计及电导仪研究了120℃时效的两种不同工艺对Al-5Zn-3Mg-0.1Er-0.1Zr合金力学性能及导电率的影响。结果表明,相较于直接置于120℃时效工艺,采用5 h缓慢升温至120℃时效处理的试验合金的导电率提高至30.77%IACS,硬度、抗拉强度、屈服强度和伸长率分别提升至186.6 HV0.2、538 MPa、454 MPa和17.5%。两种时效工艺处理合金的断裂方式均为韧脆混合型断裂,但5 h缓慢升温时效处理合金的韧窝密度较高,剪切面特征减少。     

预时效处理对 Al-Zn-Mg-Cu 合金硬化响应及微观组织的影响

研究了预时效处理对Al-Zn-Mg-Cu铝合金薄板力学性能和微观组织的影响,测试了显微硬度和力学性能,表征了TEM微观精细组织。结果表明:固溶处理后在180 ℃立即进行人工时效处理,可获得Al-Zn-Mg-Cu合金的显著时效硬化效果,且在8 h后达到峰值硬度195 HV0.5,与基体呈共格关系的η′相为主要强化相;120 ℃×10 min为最佳的预时效处理制度,经14天的室温停滞后,相比于固溶+自然时效态,硬度降低了13 HV0.5,降幅达到10.7%,具有明显的抑制自然时效作用;预时效+自然时效态试样,经烘烤硬化处理后,屈服强度和抗拉强度分别达到了465和545 MPa,强度增量分别达到170和95 MPa,同时伸长率达到12.5%。     

脉冲磁场对Al-6.15Zn-1.41Mg-1.45Cu合金双级时效组织和性能的影响

将Al-6.15Zn-1.41Mg-1.45Cu合金在477℃固溶1 h后,基于脉冲磁场对Al-6.15Zn-1.41Mg-1.45Cu合金进行双级时效处理,通过改变时效时间,且与常规双级时效组织和性能对比分析,研究脉冲磁场对Al-6.15Zn-1.41Mg-1.45Cu合金时效过程中析出相和力学性能的影响,并结合动力学分析Al-6.15Zn-1.41Mg-1.45Cu合金在脉冲磁场双级时效过程中析出相加速析出的扩散机制。采用SEM观察Al-6.15Zn-1.41Mg-1.45Cu合金析出相和拉伸断口形貌,并进行力学性能测试。结果表明,脉冲磁场在Al-6.15Zn-1.41Mg-1.45Cu合金经时效过程中,提高扩散系数,提高析出相的形核率,使得时效后,基体中出现弥散细小的析出相。经脉冲磁场双级时效处理(121℃×90 min+177℃×60 min)后,抗拉强度为495.43 MPa,硬度为156.3 HV5,相比于常规的双级时效处理,抗拉强度提升20.83%,硬度提升17.89%,时效保温时间缩短87.5%。     

Co对Cu-Cr合金组织和性能的影响

研究了Cu-Cr-Co合金经80%变形量冷轧和450 ℃时效后的组织和性能,并与Cr-Cr合金进行了对比。结果表明, Cu-0.66Cr-0.05Co和Cu-0.62Cr-0.22Co合金的性能在450 ℃时效4 h时达到峰值,此时的抗拉强度、硬度及导电率分别为376 MPa和410 MPa、143.7 HV0.5和138.4 HV0.5、84.1%IACS和66.2%IACS。峰时效态Cu-Cr-Co合金析出相为体心立方结构(bcc),并与基体呈Nishiyama-Wassermann取向关系,Co含量对Cu-Cr-Co合金的晶粒形貌几乎没有影响。与Cu-Cr合金相比,Co的加入使合金时效的时间延长,硬度有所增加,抗软化性能提高,但抗拉强度和导电率均下降。由于Cu和Co在422 ℃以上具有一定的固溶度,在时效过程中部分Co逐渐固溶进基体中,形成固溶体,并没有与预测一样分布在析出相外围,降低了合金综合性能。     

CuNiBeZrRE合金强化工艺研究

对用于发电机转子槽楔的CuNiBeZrRE合金进行了一系列的热处理强化工艺研究.结果表明:该合金经940℃×1 h固溶+40%的冷变形+490℃×3 h时效后,其硬度为248 HB,导电率为50%IACS,抗拉强度为860 MPa,屈服强度为720 MPa,伸长率为14%,软化温度为550℃;其力学件能和物理性能均能满足服役条件苛刻的汽轮发电机组转子槽楔的要求.     

电线电缆用Al-Fe-Cu-0.25La-Zr耐热合金的导电性能

采用导电率测试仪、万能拉伸试验机、光学显微镜等分别测试了Al-Fe-Cu-0.25La-Zr合金的导电率、抗拉强度、伸长率等性能指标及显微组织,研究了电线电缆Al-Fe-Cu-0.25La-Zr合金在不同退火工艺下的导电性能与力学性能。结果表明,合金在350 ℃×2 h退火时达到导电率峰值62.8%IACS,抗拉强度为101.5 MPa,伸长率为32.4%;在300 ℃退火2 h时导电率达到62.1%IACS,抗拉强度为125.0 MPa,伸长率为13.4%。合金在300 ℃×(4~10) h退火期间,合金的导电率维持相对稳定,且高于350 ℃×(4~10) h,说明合金在300 ℃时具有更好的耐热稳定性。Al-Fe-Cu-0.25La-Zr合金最优的退火工艺为300 ℃×2 h,此工艺处理后的合金线材符合对电线电缆电学性能与力学性能的标准要求,且可以降低生产成本。     

双级固溶处理对7075高强铝合金组织和性能的影响

采用光学显微镜、电子万能试验机、维氏硬度计等对比研究了单级固溶处理与双级固溶处理对7075铝合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:相对单级固溶处理,双级固溶处理7075铝合金中第二相粒子可以更为充分的溶入基体,固溶度更高。7075铝合金经460 ℃×1 h+480 ℃×0.5 h双级固溶处理后,组织中第二相粒子体积分数为0.303%,晶粒均匀细小,固溶效果理想。经460 ℃×1 h+480 ℃×0.5 h+120 ℃×24 h固溶时效处理后,7075铝合金硬度、抗拉强度和伸长率分别达到199 HV5、637 MPa和14.1%,综合性能最佳。     

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%。     

固溶时效处理对Al-Cu-Mn-Er铸造合金力学性能和显微组织的影响

通过光学显微镜、扫描电镜、XRD、DSC测试、硬度测试和拉伸试验等,研究了不同固溶时效处理对Al-Cu-Mn-Er合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,铸态合金的最佳固溶时效制度为540 ℃固溶12 h、185 ℃时效6 h。该固溶制度下无过热或“过烧”现象,溶质原子充分扩散,铸造过程产生的残留相大量回溶基体,此时,合金硬度值最高,为142.28 HV0.1,抗拉强度为370.37 MPa,屈服强度为300.34 MPa,伸长率为6.50%。