热处理对Mg-5Sn-1Si合金组织及硬度的影响北大核心CSCD

采用Ar气保护制备了Mg-5Sn-1Si(质量分数,%)合金,并研究了合金的铸态组织和在480℃固溶处理及180℃和280℃不同时效热处理对合金组织中析出相演变的影响及组织与硬度的关系。结果表明,合金铸态组织由α-Mg、共晶Mg2Si、共晶Mg2Sn三相组成;经480℃固溶处理后Mg2Sn相完全固溶,粗大的Mg2Si相得到少量球化;时效处理过程中Mg2Si相得到球化。在180℃时效时,Mg2Sn无沉淀析出,硬度较低,时效保温24 h仅为24.1 HV。在280℃时效时,细小的Mg2Sn相弥散析出并使合金的硬度明显升高,时效保温18 h达到峰值硬度47.6 HV,并随时间的延长出现过时效现象。280℃时效初期,组织中形成较宽的无析出带(PFZ),随着时效时间的延长无析出带PFZ消失。     

Si含量对Mg-8Zn-4Al-0.3Mn镁合金时效过程的影响

采用光学显微镜、扫描电镜(附EDAX能量分散光谱系统)和差示扫描量热仪(DSC)等分析手段研究了不同Si含量(0～1.61wt%)对Mg-8Zn-4Al-0.3Mn(ZA84)合金时效过程的影响。结果表明,合金经固溶处理后显微硬度较铸态下提高了8%左右,其Mg2Si、τ(Mg32(Al,Zn)49)等相基本未溶入基体中。随着ZA84合金中加入Si量的增加,合金的析出相形成激活能呈增加趋势,峰值时效时间由ZA84合金的2h左右推迟至8h左右,析出相粗化时间较ZA84合金推迟4h以上。合金中加入不同含量Si后其峰值时效显微硬度提高幅度为4%～12%。     

热处理对Mg-5wt%Sn合金组织与显微硬度的影响

研究了固溶处理(460-500 ℃保温1-96 h)加人工时效处理(210-290 ℃保温1-160 h)对Mg-5wt%Sn合金组织演变的影响及组织与显微硬度之间的关系.结果表明,经480℃过固溶处理后,合金中的Mg2Sn相基本溶解,随后的时效处理过程中Mg2Sn相以弥散形式析出.Mg-5wt%Sn合金具有明显的时效硬化特征:经480℃固溶处理后,时效温度采用210℃时,保温96h后显微硬度达到峰值为77.4 HV0.01;时效温度为250℃时,保温16h后显微硬度达到峰值为76.6 HV0.01;时效温度采用290℃时,保温4h后达到峰值为60.2 HV0.01.合适的时效处理制度能明显提高合金的显微硬度.     

微量Mg元素对Cu-15Ni-8Sn合金组织及性能的影响

通过对不同Mg含量的Cu-15Ni-8Sn合金铸态、固溶态和时效态的微观组织进行分析,研究了微量Mg对Cu-15Ni-8Sn合金组织及性能的影响。结果表明,添加的Mg元素会在富Sn相中偏聚,并且可以显著抑制时效过程中不连续沉淀相的析出,从而改善合金的力学性能。此外,随着Mg添加量增加,合金的峰值时效硬度增大,电导率降低。在Mg含量为0.3%时,合金的硬度(HV)和电导率分别为369和4.85 MS/m,相较未加入Mg时硬度(HV)提高了11,电导率下降了0.26 MS/m。     

固溶处理对Mg-Dy-Zn合金显微组织和腐蚀性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)、显微硬度计及电化学工作站等设备,研究了固溶处理对Mg-2Dy-0.5Zn(at%)合金显微组织及腐蚀性能的影响。结果表明,铸态合金的显微组织由α-Mg枝晶和分布在枝晶间的析出相组成,其中析出相由片层状Mg12Zn Dy相、蜂窝状Mg8Zn Dy相和少量立方体颗粒状Mg24Dy5相组成。随着固溶温度(500~540℃)和固溶时间(0~12 h)的增加,合金的析出相逐渐溶解,同时有少量颗粒状的(Mg,Zn)xDy相沿晶界析出。合金在530℃固溶8 h,析出相几乎完全固溶到α-Mg基体中,合金基体的显微硬度增加,其值达到74.74 HV0.1。此外,电化学测试结果表明,固溶态(530℃固溶8 h)合金显示出优异的耐蚀性能,其腐蚀电流和腐蚀电位分别为8.650×10-4A和-1.159 V。该优异的耐蚀性主要来自于合金元素的均匀分布,低的析出相体积分数和细小的晶粒尺寸。     

热处理对Mg2B2O5w／AZ91D复合材料组织及性能的影响

研究了固溶处理和时效处理的Mg2B2o5w/AZ91D镁基复合材料组织与显微硬度之间的关系.结果表明:经过415℃固溶处理后,共晶相的分解使复合材料的硬度明显下降.时效处理使得复合材料的硬度逐渐增加并在时效处理200℃×16h后出现时效峰值201HV,然而随着时效时间的进一步增加,显微硬度降低.经固溶处理415℃×24h,基体中β-Mg17Al12相基本溶解,形成过饱和固溶体,接着时效处理8h,β-Mg177Al12相以弥散形式析出,从而使得复合材料的显微硬度提高30%;而固溶处理415℃×24h,接着200℃时效处理24h后,析出相在形貌上由连续细小析出相向非连续粗大析出相过渡,这使得复合材料的显微硬度下降到183HV.     

时效对喷射成形Cu-3.2Ni-0.75Si合金性能的影响

研究了喷射成形Cu-3.2Ni-0.75Si合金"固溶+60%冷轧态"、"60%冷轧态"和"初始态"的时效特性,分析了时效对显微硬度和电导率的影响.结果表明,时效前的冷轧可以促进析出并提高强化效果,而时效前的先期析出相在显微硬度峰值过后的快速长大是造成显微硬度迅速下降的主要原因;结果还表明,"固溶+60%冷轧态"合金可以获得最高的峰值显微硬度(301 HV),"60%冷轧态"合金则可获得最高的电导率.     

热处理对激光选区熔化AlSi7Mg合金显微硬度的影响

研究了激光选区熔化(SLM)成形Al Si7Mg合金沉积态、不同退火态(250℃/3 h、300℃/3 h、350℃/3 h)及不同固溶/时效态(520℃/3 h/水淬(WQ)+150℃/6 h、535℃/3 h/WQ+150℃/6 h、550℃/3 h/WQ+150℃/6 h)的微观组织和显微硬度。结果表明:沉积态微观组织主要由网状Si相和α-Al基体组成,显微硬度达到(110.52±5.91)HV。随着退火温度的升高,网状微观组织逐渐消失,显微硬度降低,350℃/3 h退火态的显微硬度降低至(74.32±1.35)HV。固溶/时效态网状微观组织消失,颗粒状Si析出相分布在Al基体中。随着固溶温度的升高,微观组织中Si颗粒的尺寸变大,显微硬度增加,550℃/3 h/WQ+150℃/6 h固溶/时效态的显微硬度可达(129.18±3.21)HV。随着退火温度固溶温度的升高,热处理态微观组织比沉积态更加均匀,显微硬度值离散程度降低。     

热处理工艺对Mg-8Zn-4Al-0.25Mn镁合金组织和性能的影响

研究固溶和时效处理对Mg-8Zn-4Al-0.25Mn合金组织和性能的影响.结果表明,试验合金经345 ℃固溶12 h水冷后,合金组织中的Mg32(Al,Zn)49和Al2Mg5Zn2相三元化合物数量急剧减小,并且原有连续网状Mg32(Al,Zn)49相变为断续网状,颗粒状Mg32(Al,Zn)49相和小块状Al2Mg5Zn2相变得更加圆整和细小.同时,合金的显微硬度随固溶时间增加而逐渐降低.经180 ℃时效处理后,析出大量弥散分布的细小Mg-Zn-Al三元颗粒状析出物,并且随着时效时间延长,合金的显微硬度逐渐增加,在12 h时达到最大值.     

含长周期堆垛有序结构Mg94Zn2Y4挤压态合金的显微组织与力学性能

采用SEM和TEM等分析方法研究包含长周期堆垛有序结构的挤压态Mg94Zn2Y4合金的显微组织和力学性能。结果表明：铸态Mg94Zn2Y4合金由18R-LPSO和α-Mg两相组成。挤压后,长周期相分层,并形成宽度为50~200 nm的α-Mg 薄片。合金经498 K时效处理36 h后达到时效峰值,在其组织中析出β′相,该析出相的出现显著提高了α-Mg基体的显微硬度,从HV108.9增加到HV129.7;而LPSO结构的显微硬度稳定在HV145左右。TEM分析及其电子衍射花样表明,β′相与α-Mg和LPSO结构具有独特的位相关系,其原子最密排面的堆垛方向垂直于α-Mg和LPSO相最密排面的堆垛方向。由于β′相和18R-LPSO相的共同存在,处于时效峰值态的Mg94Zn2Y4合金的抗拉强度达到410.7 MPa。     

Mg、Si对Al-Cu-Mn-Zr合金时效析出行为及热稳定性的影响

采用显微硬度计与透射电镜等研究了Mg和Si的添加对AlCuMnZr合金时效析出行为和微观组织的影响。结果表明：同时添加Mg和Si显著提高了合金的时效硬度并保证了良好的热稳定性，Al5.5Cu0.25Mg0.3Mn0.2Zr0.15Si合金经540℃固溶7 h及175℃时效24 h后达到峰值硬度，为156.3 HV0.2。Mg的添加细化了AlCuMnZr合金中θ′相尺寸，增加了θ′相数密度，使其分布更弥散、均匀。而在添加Si后，由于σ相、Q相的析出和θ′相周围Si的偏聚，使θ′析出相尺寸进一步减少、粗化速度降低。但在225℃长时间热暴露后，会因为Si的偏聚消失，使部分θ′相粗化，合金的热稳定性下降。     

固溶时效过程中高导热Al-9Si合金组织性能演变

采用水冷铜模制备高导热Al-9Si-Mg-Cu合金铸态试样,经固溶、时效处理后,分析了合金在不同状态下的显微组织、析出相形貌和分布、合金的硬度及导热性能,研究了固溶时效过程中合金的组织演变。结果表明,铸态下合金主要由初生α-Al、共晶Si相、Mg_2Si相以及富Fe相组成;经过固溶和时效处理后,合金物相组成与铸态保持一致,但析出相显微组织形貌和分布明显发生变化;在固溶过程中,共晶Si相明显细化,时效处理后分布更为均匀,而Mg_2Si和AlSiMgFe及AlSiMgCu相在时效处理后尺寸细小、分布均匀;固溶时效处理对析出相形貌、尺寸和分布均产生影响,将减少自由电子传输过程中的散射中心数量,降低散射几率,构建更有利于自由电子传输的通道,从而实现合金力学性能和导热性能的同时优化;最终,制备合金的显微硬度(HV)达到122.92,热导率达到162.73W/(m·K)。     

Mg_(96.17)Zn_(3.15)Y_(0.5)Zr_(0.18)合金高压下固溶处理时效硬化研究

在4 GPa高压下对Mg_(96.17)Zn_(3.15)Y_(0.5)Zr_(0.18)合金进行600~800℃固溶处理,之后在200℃进行等温时效处理.利用TEM,HRTEM,SEM,XRD等分析方法研究了高压固溶及随后时效处理后合金的显微组织,并测试了4 GPa高压下固溶处理后合金的时效硬化曲线.结果表明,在4 GPa高压下固溶能大幅提高Zn在Mg基体中的溶解度,Zn的溶解度由常压下400℃固溶后的2.11%(质量分数,下同)提高到4 GPa高压下700~800℃固溶后的约6.60%,获得了过饱和a-Mg固溶体.在随后的200℃温时效过程中,高压固溶合金在较短的时间内即可获得较高的近峰值硬度,4 GPa下800℃固溶的合金近峰值时效硬度高达105 HV,比400℃固溶处理合金近峰时效硬度(81 HV)提高了约30%.HRTEM观察表明,4 GPa高压下固溶合金时效沉淀析出相具有很高的析出密度,且析出相中含有粒状准晶I-Mg_3Zn_6Y相.     

铸造Al8Si0.4Mg合金时效行为研究

利用硬度测定、差热扫描量热分析 (DSC)、电子探针微区成分分析和透射电子显微分析 (TEM)技术研究了铸造Al8Si0 .4Mg合金的铸态时效及固溶淬火时效 (T6)行为。硬度测定结果表明 :Al8Si0 .4Mg合金具有明显的铸态时效硬化效果 ,其铸态时效峰值硬度仅比T6状态硬度值低 6HV。冷却速度对合金时效没有明显的影响。DSC和TEM分析结果表明 :两种时效状态下合金的时效硬化均是过渡相 β″和 β′相析出对基体的强化。对合金在两种时效状态下析出相的分布及硬度均匀化系数进行了分析讨论     

时效时间对Cu-0.2Be-0.5Co合金组织及性能的影响

研究了时效时间对Cu-0.2Be-0.5Co合金显微硬度和导电率的影响,采用透射电子显微镜(TEM)观察分析了微观组织随时效时间的变化。结果表明:Cu-0.2Be-0.5Co合金在460℃时效条件下显微硬度和导电率随时效时间的变化规律基本一致:时效初期(0~2 h)急剧升高,时效中期(2~4 h)缓慢增加,时效后期(4~8 h)趋于稳定。析出相结构为Be12Co化合物相,与Cu基体的位向关系为[112]α∥[011]Be12Co。析出相的大量析出和弥散分布导致合金硬度的显著增加,由固溶态的97 HV0.1增加至时效2 h后的243 HV0.1;铜基体晶格畸变程度的恢复导致合金导电率显著增加,由固溶态的32.3%IACS增加至时效2 h后的57.1%IACS。在试验范围内,Cu-0.2Be-0.5Co合金经950℃×1 h固溶+460℃×2 h时效处理后综合性能优良。     

固溶处理对挤压铸造Al17.5Si4Cu0.5Mg0.1Mn合金显微组织及硬度的影响

研究了固溶处理温度和固溶处理时间对挤压铸造Al17.5Si4Cu0.5Mg0.1Mn合金显微组织及硬度的影响。结果表明:固溶处理后合金的显微组织得到明显改善,硬度大幅度提高。随着固溶温度的增加,共晶Si相逐渐粒化,合金的布氏硬度值逐渐增加,当固溶温度为525℃时,共晶Si相形貌相对圆整,合金具有最大布氏硬度值;随着固溶时间的延长,合金显微组织中的共晶Si相发生熔断、粒化、粗化现象,合金的布氏硬度呈现先上升后下降的趋势,当固溶时间为6 h时,合金的布氏硬度达到最大值HB 124。试验得到的挤压铸造Al17.5Si4Cu0.5Mg0.1Mn合金的最佳固溶处理工艺为525℃,保温时间为6 h。     

Zn含量对铸态Mg-Dy合金显微组织和力学性能的影响

研究添加不同含量Zn对铸态Mg-2Dy(摩尔分数,%)合金显微组织、时效行为和力学性能的影响。结果表明:Zn含量为0.5%和1%(摩尔分数)时,铸态合金中分别析出片层状具有18R类型长周期有序(LPSO)结构的Mg12Zn Dy相和粗大的Mg3Zn3Dy2相;同时,Zn的添加细化了合金的晶粒;固溶处理后,LPSO相由18R类型转变成沿晶内分布的细条状的14H类型,新的(Mg,Zn)x Dy相形成,且Mg3Zn3Dy2相的体积分数减小;添加0.5%Zn有效地增强了合金的时效硬化行为,提高了合金的室温和200℃的拉伸强度。     

热处理工艺对Mg-6Zn-2.5Cu镁合金显微组织和力学性能的影响

利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和力学试验机等研究了铸造Mg-6Zn-2.5Cu合金在铸态、固溶和时效处理下的显微组织和力学性能。结果表明:合金的铸态组织主要由α-Mg和(α-Mg+MgZn2+Mg2Cu+CuZnMg)共晶相组成。在455℃固溶12~36 h时,随着时间增加,固溶效果逐渐增强,且在20 h时合金获得了较理想的显微组织及218 MPa的抗拉强度和8.68%的伸长率。随后在180℃时效6~72 h后,合金的拉伸性能随时效时间的增加呈先增加后减小的趋势,其中时效24 h时后,合金的抗拉强度和硬度达到峰值,分别为249.5 MPa和64.6 HV0.1,比铸态的分别提高了66.5 MPa和26.29%,伸长率在时效12 h时后达到了峰值6.72%。铸态合金的断裂方式以沿晶断裂为主,时效处理后合金的断裂方式为准解理断裂。     

铸造A18Si0.4Mg合金时效行为研究

利用硬度测定、差热扫描量热分析（DSC)、电子探针微区成分分析和透射电子显微分析(TEM)技术研究了铸造A18Si0．4Mg合金的铸态时效及固溶淬火时效(T6)行为。硬度测定结果表明：A18Si0．4Mg合金具有明显的铸态时效硬化效果，其铸态时效峰值硬度仅比T6状态硬度值低6HV。冷却速度对合金时效没有明显的影响。DSC和TEM分析结果表明：两种时效状态下合金的时效硬化均是过渡相β″和β′相析出对基体的强化。对合金在两种时效状态下析出相的分布及硬度均匀化系数进行了分析讨论。     

Er元素添加对Al-7.7Li合金时效强化及显微组织的影响

通过显微硬度测试及三维原子探针(3DAP)分析对Al-0.03Er、Al-7.7Li、Al-0.03Er-7.7Li (at%)合金的时效强化与显微组织进行了研究。结果表明,Al-0.03Er合金在350℃等温时效10 min达到峰时效硬度38HV,相比固溶态硬度提升了12 HV。Al-7.7Li合金在190℃等温时效24 h达到峰时效硬度98 HV,相比固溶态提升了56 HV。Al-0.03Er-7.7Li合金经350℃/1 h+190℃/8h双级时效后,硬度达108 HV,相比固溶态提升了66 HV,其强化效果为Al-0.03Er、Al-7.7Li合金强化效果的叠加。对此状态的Al-Er-Li合金显微组织进行分析,结果表明,合金中有3种析出相:Al_3Er、Al_3Li及以Al_3Er为核、Al_3Li为壳的Al_3(Er,Li)相,说明先析出的Al_3Er能作为Al_3Li异质形核的核心,从而促进了Al_3Li的析出,使Al-Er-Li合金强度高于Al-Li合金的强度。