Mg、Ag、Zn多元复合微合金化Al-(3.2~3.8)Cu-(1.0~1.4)Li合金的显微组织和力学性能（英文）

为开发新型超高强铝锂合金,研究T8态时效处理的Mg、Ag、Zn复合微合金化Al-(3.2~3.8)Cu-(1.0~1.4)Li合金的显微组织及力学性能。结果表明,Li含量较低(1.0%)时,通过增加Cu含量来提高铝锂合金强度的作用有限,而同时增加Cu和Li含量则有利于其强度的明显提高。铝锂合金的主要强化相为大量细小弥散的T1(Al_2CuLi)相;同时,合金中还析出少量θ'(Al_2Cu)相及δ(Al_3Li)相,而且随时效过程的进行,其密度降低,甚至消失。Li含量较高时有利于δ'相及θ'相的形成,并可能导致形成少量S'(Al_2CuMg)相。另外,采用非固溶Cu、Li原子的总摩尔分数及其比例分析Cu、Li含量变化对合金强化效果及显微组织的影响。为获得超高强度的铝锂合金,一方面需提高Cu、Li原子的总摩尔分数,另一方面也应维持其较高比例。     

2196铝锂合金重固溶-时效组织与性能研究

基于2196-T8511铝锂合金,对其进行重固溶-再时效处理,研究时效时间对其力学性能与组织演化的影响。结果表明:重固溶处理后的晶界清晰。再采用适当的温度和时间进行时效处理,合金可以回复到原始态的力学性能。2196铝锂合金的重新固溶-再时效析出相包括T1相(Al_2Cu Li)、δ'相(Al_3Li)和θ'相(Al_2Cu);较短时效时间可形成较多δ'相和θ'相。随着时效时间的延长,T1相逐渐增多,δ'相和θ'相减少;重新固溶-时效后,断口韧窝增加,仍以分层断裂为主。     

2195铝锂合金重固溶-T8再时效的组织与力学性能

以5.2 mm厚2195-T8铝锂合金为基础,进行了重固溶及后续152℃的T8(预变形3%~6%)再时效处理,研究了其微观组织与拉伸性能。结果表明,重固溶处理未显著改变2195铝锂合金的晶粒组织,仍然保持为拉长的扁平状(带状)晶粒组织态。合金的主要时效强化相为T1相(Al_2Cu Li)和θ'相(Al_2Cu)。T1相数量随预变形量增大而明显增加,而峰时效后θ'相数量及尺寸随预变形量增加呈降低的趋势。合金中T1相分数随时效时间延长而增加并主要沿长度方向长大,而峰时效后θ'相随时效时间延长逐渐减少。重固溶T8再时效处理未明显损害2195铝锂合金拉伸性能。     

两种Ce微合金化铝锂合金形变热处理时的微观组织与拉伸性能

研究了Ce添加量分别为0.09%及0.23%的Al-4.15Cu-1.25Li-X高强铝锂合金薄板T6态时效(175℃时效)及T8态时效(5%冷轧预变形+155℃时效)时的微观组织和拉伸性能。结果表明,相比T6态时效,T8态时效时铝锂合金强度及伸长率均有所提高。T8态时效时,含0.23%Ce的铝锂合金强度及伸长率均低于Ce含量为0.09%的铝锂合金。Ce含量增加未改变铝锂合金中时效析出相的种类,主要强化相仍为T1相(Al_2CuLi)及θ'相(Al_2Cu),但其数量减少。微量Ce的添加可形成含Ce且富Cu的Al_8Cu_4Ce相粒子,这些粒子在均匀化及固溶处理时均难以完全溶解。Ce含量增加,导致固溶基体中Cu含量降低,时效时含Cu析出相T1相及θ'相含量减少,铝锂合金强度降低。     

重固溶-不同温度T8再时效2195铝锂合金的力学性能与显微组织演化

以5.2 mm厚度2195-T8铝锂合金为对象,进行重固溶、4.5%预变形后不同温度(145C~160℃)的T8再时效处理,研究其力学性能与晶内显微组织演化。结果表明:重固溶处理后的晶粒形态与原始2195-T8态晶粒形态一样,仍然保持为拉长的带状晶粒组织。重固溶并经4.5%预变形后,再采用适当的温度和时间进行T8时效处理,2195铝锂合金可以回复到原始T8态的显微组织和力学性能,即2195铝锂合金采用重固溶-T8再时效处理不会明显损害其力学性能。2195铝锂合金的晶内时效析出相包括T1相(Al2Cu Li)、δ′相(Al3Li)、θ′相(Al2Cu)及θ″相(Al2Cu),其中优先析出相为T1相;较低温度及较短时间时效可形成较多δ′相和θ″相;随着时效时间延长,T1相生长,θ″相转化为θ′相并减少,δ′相消失;时效温度提高可促进该转变过程,加快铝锂合金的时效响应速度。     

Ce对高强Al-Cu-Li合金组织及拉伸性能的影响

采用金相显微镜、透射电镜、扫描电镜及拉伸性能在测试研究0.11%Ce(质量分数)添加对一种Al-Cu-Li系高强铝锂合金薄板T8态时效(5%冷轧预变形+155℃时效)组织和力学性能的影响。结果表明:0.11%Ce添加明显降低合金强度,但伸长率略有增加。微量Ce添加可细化铸态晶粒组织及固溶再结晶晶粒组织;而且微量Ce添加未改变铝锂合金中时效析出相的种类,主要强化相仍然为T1相(Al_2CuLi)及θ′相(Al_2Cu),但其数量减少。铝锂合金中添加微量Ce,凝固时可形成含Ce且富Cu的Al_8Cu_4Ce相粒子,在后续均匀化及固溶处理时均难以完全溶解,导致固溶基体中的Cu含量降低,时效时含Cu析出相T1相及θ′相含量减少,合金强度降低。     

微量In对Al-Cu-1.0Li-(Mg)合金微观组织与拉伸性能的影响（英文）

研究了Al-Cu-Li-(0.35Mg)-(0.2In)合金的拉伸性能、时效析出相类型及其分布。T6峰时效时,Al-Cu-Li合金的时效析出相为T1(Al_2CuL i)和θ'(Al_2Cu)相。添加0.2%In时,T6态时效早期形成许多方块状的立方相Al_5Cu_6Li_2,且随时间延长其尺寸保持稳定;同时,可促进θ'相析出,相应合金的时效响应加速,强度提高。同时添加In和Mg可抑制Al_5Cu_6Li_2相析出,但促进T1相析出。In和Mg的复合微合金化效果小于2050铝锂合金中Ag和Mg的复合微合金化效果,因而In+Mg复合微合金化铝锂合金T6态强度低于Ag+Mg复合微合金化的2050铝锂合金。T8态时效时,时效前预变形产生的位错抑制了In元素单独添加和In+Mg复合添加的微合金化效果。     

高Li含量Al-Cu-Li合金时效析出相的分布与演化（英文）

采用透射电镜研究高Li含量(2.14%,质量分数)1460铝锂合金T6(145、160、175℃)及T8双级时效(4%预变形,130℃,24 h+160℃)时析出相的演化及分布。合金的时效析出相包括δ'(Al_3Li)相和T1(Al_2CuL i)相,其中δ'相为晶内优先析出相。低温(145℃)T6时效时,晶内还形成大量均匀分布而且稳定的δ'/GPI/δ'复合相。较高温度(160℃及175℃) T6时效时,还会析出大量T1相;T1相优先于(亚)晶界形核,而后随时效时间延长,逐渐在晶内析出。T8双级时效时,晶内可形成δ'/GPI/δ'复合相及T1相;其中δ'/GPI/δ'复合相开始形成于第一级低温时效,并于第二级较高温度时效时一直稳定存在;T1相则形成于第二级时效,且T8时效时的预变形促进T1相在晶内快速析出。     

一种新型超高强铝锂合金板材的组织与力学性能

研究了课题组开发的一种新型超高强铝锂合金的组织与力学性能。结果表明:该合金具有优异的常规力学性能,典型T8热处理时抗拉强度600 MPa以上,延伸率超过10%。10 mm厚热轧板材及2 mm厚冷轧薄板T8峰时效(150℃)时析出强化相均为T1相(Al_2Cu Li)与θ'相(Al_2Cu),且2种厚度板材中析出相分数和尺寸均相当,但10 mm厚热轧板材T8峰时效抗拉强度比2 mm厚冷轧薄板高50~70 MPa。力学性能的差异主要来源于固溶处理后变形织构分数的不同;经固溶处理后10 mm厚热轧板材变形织构体积分数远高于2 mm厚冷轧薄板。     

Ti-xCr-yCu钛基材料的制备及组织性能研究

研究了Al-Cu-Li-(0.35Mg)-(0.2In)合金的拉伸性能、时效析出相类型及其分布。T6峰时效时,Al-Cu-Li合金的时效析出相为T1(Al2CuLi)和?? (Al2Cu)相。添加0.2%In时,T6态时效早期形成许多方块状的立方相Al5Cu6Li2,且随时间延长其尺寸保持稳定;同时,可促进? ?相析出;相应合金的时效响应加速,强度提高。同时添加In和Mg可抑制Al5Cu6Li2相析出,但促进T1相析出。In和Mg的复合微合金化效果小于2050铝锂合金中Ag和Mg的复合微合金化效果,因而In+Mg复合微合金化铝锂合金T6态强度低于Ag+Mg复合微合金化的2050铝锂合金。T8态时效时,时效前预变形产生的位错抑制了In元素单独添加和In+Mg复合添加的微合金化效果。     

Distribution and evolution of aging precipitates in Al-Cu-Li alloy with high Li concentration

The evolution and distribution of the aging precipitates in 1460 Al-Li alloy with high Li concentration (2.14%, mass fraction) during T6 aging and two-step T8 (4% predeformation) aging were investigated through TEM. The aging precipitates include δ′ (Al₃Li) and T1 (Al₂CuLi) phases, of which the δ′ phases are formed first in grain interiors. A lot of δ′/GPI/δ′ composite precipitates in which GPI zones are flanked with a pair of δ′ phases, are formed at 145 °C of T6 aging, which are thermally stable. At 160 °C and 175 °C of T6 aging, many T1 phases nucleate first at subgrain boundaries and grain boundaries, and then form and grow within grains. As to the T8 aging, the δ′/GPI/δ′ composite precipitates are formed during the first-step aging at 130 °C for 20 h, which are thermally stable during the second-step aging at 160 °C. The plastic predeformation accelerates T1 nucleation within grains during the second-step aging at 160 °C.     

AA 7055铝合金时效析出强化模型

利用小角度X射线散射技术获得的系列定量信息,综合运用时效析出动力学理论和析出相切过、绕过强化机制,研究了AA 7055铝合金在120和160℃时效过程中的屈服强度演变模型。结果表明,在时效早期盘状析出相的盘面半径和半厚度均与t^1/2(t为时效时间)成线性关系;在时效后期,析出相尺寸则与t^1/3成线性关系。时效过程中析出相体积分数与t的变化关系遵循JMA (Johnson-Mehl-Avrami)型表达式。综合考虑了GPI区和η’相2类析出相对合金强度的贡献,并且分别考察了这2类析出相的模量强化机制和共格应变强化机制,最终建立了AA 7055铝合金在120和160℃时效过程中的屈服强度变化模型,确定了该合金时效过程中析出相与屈服强度之间的定量关系。     

2050铝锂合金薄板拉伸性能及晶间腐蚀与时效的相关性

采用拉伸性能测试、浸泡腐蚀及透射电镜(TEM)观察,研究了 2050铝锂合金薄板T6及T8态时效时后的拉伸性能、晶间腐蚀(IGC)及微观组织.结果表明,T8态时效2050铝锂合金强度及伸长率均明显高于T6态时效.T6及T8态时效时,合金IGC敏感性随时效延长至峰时效阶段而逐渐降低;进一步延长至过时效阶段,IGC敏感性有...     

Strength and structure variation of 2195 Al-Li alloy caused by different deformation processes of hot extrusion and cold-rolling

2195 Al-Li alloy was deformed through extrusion followed by cold-rolling. The textures of the extruded plate and cold-rolled sheet after solutionization were investigated. The longitudinal strength and precipitates after T8 aging were measured and observed, respectively. Compared to those in the sheet, T1(Al₂CuLi) precipitates in the extruded plate after T8 aging are non-uniform, and their incubation time is shorter. The extruded plate after solutionization is not recrystallized and contains 55.28% deformation textures of Brass and S. In the cold-rolled sheet after solutionization, massive recrystallization occurs and S component disappears. Due to the higher fraction of Brass and S textures with higher Schmid factor and lower equivalent sliding system number, the extruded plate possesses an yield strength not higher or even lower, but a tensile strength higher, than the cold-rolled sheet after solutionization. In addition, during the aging after pre-stretch, these textures promote T1 precipitation on preferred sliding planes of cold-rolled sheet and cause its higher yield strength and tensile strength after T8 aging.     

Effect of heat treatment on mechanical properties of particulate reinforced Al6061 composites

Mechanical tests were carried out to study the behavior of albite reinforced Al 6061 matrix composite produced through the liquid vortex method and heat treated to T6 treatment. The matrix material Al 6061 was also tested as a control material for comparison. The hardness, ultimate tensile strength (UTS), compression strength, and Young’s modulus were found to be higher than those of the control alloy. The reinforcement noticeably enhances the dislocation density in the matrix upon cooling from the solutionizing temperature. The dislocations that serve as heterogeneous nucleation sites for strengthening precipitates during subsequent aging treatments, after the precipitation kinetics of the matrix of the composite, were compared to the control alloy. A higher density of dislocations and a higher density of intermediate precipitates were observed. There was a marginal improvement of tensile strength, compression, and hardness with aging.     

非等温时效对7003铝合金组织和性能的影响

结合TEM与力学性能测试对7003铝合金在非等温时效过程中的析出行为和强化规律进行了研究,合金的抗腐蚀性能通过电导率、晶间腐蚀和电化学腐蚀的结果来评估。结果表明:以20 ℃/h升温至180 ℃时,合金的硬度和强度达到了113 HV0.5和367.8 MPa的峰值,与T6态标准相当。在降温阶段180~160 ℃范围内合金能够获得比T74更高的强度和相近的电导率。随着非等温时效的进行,合金的抗腐蚀性能不断提升。GP区和η′相在升温阶段为主要的析出相,到了降温阶段,晶内GP区逐渐消失,η′相不断粗化并有新的细小析出相形成。从升温开始到降温终止,晶界析出相的数量和尺寸越来越大,沿晶界呈断续链状分布,晶界无析出带的宽度也呈稳定增加的趋势。     

热处理状态对2198铝锂合金板材各向异性力学行为的影响

应用铝锂合金板材生产蒙皮等大型薄壁结构零件是航空制造轻量化的重要途径,本文利用单向拉伸系统测试了不同热处理状态下2198铝锂合金板材沿着轧向（RD）、45°和横向（TD）方向的力学行为,研究了热处理对其各向异性的影响,并从晶体学织构、时效相和断口形貌分析了微观机制。结果发现,新淬火和自然时效状态的2198铝锂合金板材具有相似的各向异性,RD方向具有最高的强度、最高的硬化率和最低的延伸率,45°方向则具有最低的强度、最低的硬化率和最高的延伸率,主要原因是轧制板材存在强烈的<112>{110}织构。但是,经人工时效后的2198铝锂合金板材的各向异性因不均匀析出的T1相而发生了明显的变化,45°方向上的强度得到了较大程度的提升,具有和TD方向相同的水平,硬化率发生了明显的降低,TD方向成为硬化率最大的方向,而延伸率和断口形状的各向异性并未变化,可见T1相导致2198铝锂合金板材发生了各向异性的强化,却对断裂行为的各向异性影响较小。本文的研究旨在明确热处理对2198铝锂合金板材各向异性力学行为的影响,为开发其塑性成形工艺提供理论依据,有助于提出2198铝锂合金板材强韧化的新思路。     

Ti/Al合金化对U-5.5Mo合金组织与力学性能的影响

采用感应熔炼法在U-5.5Mo合金中引入Ti/Al元素,通过淬火与时效热处理来调控材料的组织与性能,获得不同热处理状态下的U-Mo-Ti/Al合金。分析析出相的组成、分布与性能的关系,探讨Ti/Al合金元素对U-5.5Mo合金力学性能的调控机制。发现在U-5.5Mo合金中加入微量Ti元素对U-Mo合金有明显固溶强化效果,使合金强度大幅提升;低温时效热处理可大幅提升U-Mo-Ti三元合金的力学性能;添加微量Al元素,促使U-Mo-Ti-Al四元合金中形成高温稳定的富钛与富铝的多元复合金属间化合物,其在基体与晶界上呈大量不规则连续分布,对合金具有显著沉淀强化效果,使U-Mo-Ti-Al四元合金的强度大幅提升,而塑性几乎降为零。     

道次压下量对2197铝锂合金轧制组织与力学性能的影响

针对铝锂合金塑韧性、成形性差的问题,本工作通过OM/SEM微观组织分析、拉伸及硬度/电导率测试,研究了在总压下量75%条件下、轧制道次压下量(即10%、30%、30%+60%,分别对应小、中、大道次压下量)对2197铝锂合金组织与力学性能的影响。结果表明：道次压下量显著影响铝锂合金的晶粒结构、析出相的数量及分布。轧制态合金的强度随单道次轧制压下量的增加而显著增加、而塑韧性则明显下降。T8时效处理使析出相大量析出,轧制合金中的Portevin-Le Chatelier(PLC)效应得到消除,小、大道次压下量轧制合金的力学性能得到显著提升。大压下量轧制合金经时效处理后强塑性综合力学性能最高,抗拉强度为384.94 MPa、断后伸长率为12.45%,较小、中道次压下量轧制时效合金分别提高2%、21%和29%、31%。