Fe和Si杂质元素对7×××系高强航空铝合金组织及性能的影响

综述了Fe、Si杂质元素对7×××系高强航空铝合金的微观组织及力学性能的影响。Fe、Si主要是以粗大难溶杂质相形式存在。形成含Fe杂质相的种类较多,在含Cu量较高的合金中主要是形成Al7Cu2Fe相;形成含Si杂质相主要是Mg2Si相。Fe、Si杂质元素含量增加对合金强度的影响不大,但形成的富Fe、富Si粗大难溶杂质相含量的增加明显降低合金的塑性、断裂韧性和抗应力腐蚀性能。降低Fe、Si杂质元素含量是发展高综合性能航空铝合金的重要方向。     

合金元素对A7N01S-T5铝合金力学性能和断裂韧性的影响

测试4种A7N01S-T5铝合金的力学性能和断裂韧性,研究了不同合金元素的影响。结果表明:影响A7N01S-T5铝合金性能的3类合金元素适宜的成分配比为Zn(4.34)、Mg(1.43),Mn(0.27)、Cr(0.13),Zr(0.12)、Ti(0.066)。在此条件下,合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率、冲击功和断裂韧度分别为415 MPa,378 MPa,13.49%,12.3J和28.950 k J·m-2。极差分析表明,Zn、Mg含量是合金强度与塑性共同的主要影响因素。因此,为了制备出综合性能优异的合金,需选取适当的Zn、Mg含量。对于成分配比适宜的合金,其晶内析出相η′(Mg Zn2)呈细小弥散状分布,而晶界析出相η(Mg Zn2)粗大,呈断续状分布。     

含Ag的7000系铝合金研究现状与发展趋势

A1-Zn-Mg-Cu合金是广泛应用于航空航天工业的结构材料。概述了微量Ag对A1-Zn-Mg-Cu合金组织与性能的作用机理。根据相关文献，加入Ag后，促进了时效过渡相的形成，提高了GP区和过渡相的稳定性，提高了合金的焊接性能。另一方面，向合金中添加微量Ag会促进粗大相的形成，消耗主要强化元素Zn、Mg，降低合金的拉伸性能。结合国内外含Ag铝合金的研究，指出了今后含Ag的7000系铝合金的发展方向。     

铋对2091Al—Li合金拉伸性能和断裂行为的影响

一、前言 Al—Li合金由于有高的比强度和比刚度,又有优良的抗疲劳裂纹扩展阻力和超塑性,因此是一种具有潜力的新型航空结构材料。但研究中发现,Al—Li合金的塑性、韧性低于目前航空工业中广泛使用的2024、7075等铝合金,若需在航空工业中大量使用Al—Li合金,必须进一步提高其塑性、韧性。Al—Li合金塑性、韧性低的原因已有大量研究报道,其中微量杂质元素在晶界偏聚导致的晶界脆化是一个不可忽视的重要原因,如低熔点碱金属Na、K、Ca在晶界偏聚可加速沿晶断裂甚至解理断裂,降低塑性、韧性,其中Na的危害最大。减少或消除碱金属引起的脆化有以下二条途径:一是采用尽可能低的Na、K、Ca含量的高纯合金配料;二是加入微量合金元素,改变这些有害杂质的分布状态与之形成化合物,从而减少它们在晶界的偏聚。研究表明,在Al—Mg合金中加入少量Bi可中和Na的有害作用,减少热裂倾向并提高合金的延伸率。此外,Vaynblat等人在01420Al—Li合金中加入少量Bi、Fe、Si元素,改善了合金的断裂韧性。我国的Al—Li等原材料中Na的含量较高,因此减少Na在Al—Li合金中的有害作用是十分重要的。本文的目的是研究微量Bi对2091Al—Li合金室温拉伸性能和断裂行为的影响,并考察Bi在减少Na的有害影响方面的效果。     

Ce对Al-Zn-Mg-Cu合金亚快速凝固铸造组织的影响

通过XRD,DSC,SEM,EDS等现代分析方法,研究了稀土元素Ce在不同凝固冷却速率下对Al-Zn-Mg-Cu合金显微组织、凝固温度的影响,分析讨论了Ce对合金晶粒细化和熔体净化作用的原理。结果表明,合金的主要析出相为α-Al和MgZn_2型共晶相,MgZn_2固溶了Al,Cu,Mg等元素并形成了Mg(Zn,Cu,Al)_2相,在晶界上溶质元素浓度较高,与α-Al基体共晶形成层片状共晶组织。添加Ce能使合金枝晶间距减小,并减小共晶层片间距和细化共晶组织,显著细化晶粒,并抑制铝合金中的杂质相Al7Cu2Fe的出现。Ce还将合金α-Al基体和共晶相的析出温度分别降低了6.4℃和5.6℃。     

Al-Zn-Mg合金的相图计算及电子结构与力学性能的第一性原理计算

通过热力学计算得到了Al-Zn-Mg合金室温平衡相图,计算结果表明,Al-xZn-yMg(x=5.0％ ～6.5％;y=1.5％ ～3.0％,均为质量分数)合金室温下稳定存在的第二相为MgZn2、Al2Mg3Zn3、Mg32(Al,Zn)49.采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法,计算研究了三种相的生成焓和结合能.计算结果表明,MgZn2具有较弱的合金化能力及相结构稳定性.根据合金中第二相的含量,筛选出每种第二相含量最多的三个合金成分为Al-6.0Zn-2.9Mg、Al-6.5Zn-1.7Mg和Al-6.5Zn-2.5Mg,构建了Al37 Zn1 Mg2、Al49 Zn2 Mg1和Al34 Zn1 Mg1三个固溶体超胞,计算研究了三者的弹性常数、能带结构和电子态密度等本征特性.计算结果表明:Al49 Zn2 Mg1的强度和塑性最好;Al37 Zn1 Mg2的抗剪切能力和刚度最好;Al49 Zn2 Mg1呈韧性,而Al34 Zn1 Mg1和Al37 Zn1 Mg2均呈脆性.能带结构和电子态密度计算结果表明三者均具有金属键,存在金属导电性,Al37 Zn1 Mg2的共价性强于Al49 Zn2 Mg1和Al34 Zn1 Mg1,Al37 Zn1 Mg2结构最稳定.     

铸造Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Sc合金热处理析出相转变及其对力学性能的影响

目的 为满足高速列车关键部件的轻量化需求,开发高性能铸造铝合金。方法 熔炼铸造了低锌、低镁且含微量钪的Al-5.78Zn-1.63Mg-1.75Cu-0.17Zr-0.22Sc(质量分数)合金,对合金实施了双级均匀化处理及“固溶+时效”(T6)工艺,结合光镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)及透射电镜(TEM)多种分析测试手段,对比研究合金在铸态、均匀化态及T6处理态下的微观组织特征,重点关注了析出相的演变,并通过室温拉伸性能实验测试合金的力学性能。结果 铸态合金中的析出相以粗大的Mg(Zn,Cu,Al)₂相为主,且分布于晶界或枝晶界,在室温拉伸过程中粗大的Mg(Zn,Cu,Al)₂相割裂基体,造成合金在弹性变形阶段的脆断,基本无伸长率;双级均匀化处理后,晶界及枝晶间的第二相明显减少,晶内析出了大量的针状相Mg(Zn,Cu,Al)₂,而T6处理后,晶内针状相基本消失,时效过程中析出以η’-MgZn₂相为主的高密度弥散分布纳米析出相,其平均尺寸为(9.2±0.9)n...     

不同Ca含量及合金元素对Al-Ca合金组织的影响

本文主要介绍了不同Ca含量以及合金元素Mg、Si对于Al—Ca二元合金微观组织的影响．同时运用了X射线衍射、金相观察等分析测试方法对合金的微观组织进行了定性分析。结果表明,合金中共晶相随Ca含量的增加而逐渐增加,当Ca含量为8wt．％时全部转变为共晶组织．当Ca含量达到11％时,合金中出初生Al4Ca相。在Al-8Ca合金中加入Si元素后,组织中出现随机分布的规则多边形Al2CaSi2相;当加入6％Mg元素后合金组织未发生较大改变,仍由共晶α—Al及Al4Ca两相所组成,Mg元素以固溶的形式分布在共晶基体当中。     

高体积分数SiCp/7075Al复合材料的时效析出行为

高体积分数SiC颗粒增强7系铝基复合材料(SiCp/7XXXAl)具有高比强度比刚度等特点,因此适宜作为结构件在航空航天、汽车等领域应用。本文采用压力浸渗法制备了45vol.%的SiCp/7075Al复合材料,并对复合材料和基体合金的时效行为进行了系统的研究。DSC分析结果发现复合材料的η′相和η相的放热峰分别比基体7075合金降低了4.4℃和0.5℃。复合材料与7075铝合金达到峰时效的时间均为9h,峰时效时复合材料与基体7075铝合金的硬度分别提高了38.7%(从213.4到296HB)和107.6%(从98.2到203.9HB)。颗粒的加入使得基体中的位错密度显著增加,这有利于析出相的形核。但另一方面,合金元素在界面的偏聚会抑制析出相的析出。因此,SiCp/7075Al复合材料的析出行为是两方面共同作用的结果。     

航空航天用材料未来的发展途径

新一代(包括高超音速的)航空航天的创立,要求进一步提高铝合金零件的强度、热稳定性以及低温下工作的可靠性。为此,通过主要合金化元素含量及热处理和热机械处理制度的最佳化,研制了Al—Zn—Mg—Cu系高强度变形铝合金、Al—Cu—Mg系中等强度铝合金及Al—Mg—Si系高工艺性能的耐腐蚀铝合金。     

航空航天工业用新材料

为了满足人们对材料日益增长的需要,Martin Marietta实验室研究出一种Weldalite合金和一种XD工艺。 1.Weldalite合金 铝合金在航空航天结构上的应用已60年了。运载火箭则多用2000或7000系铝合金。例如,外部油箱选用了2219铝合金,为了适应市场竞争,相应地发展了Al—Li合金并取得重要进展。因为将百分之几的锂加入铝中能显著提高合金的性能。2029系列Al—Li合金(Al—2.7Cu—2.4 Li—0.12Zr),其强度和韧性可与7075—T6铝合金相比,而且比后者轻8％,刚性更好。对于飞机结构用的Al—Li合金,大部分工作集中在板材的研制上。这些薄板是由紧固件或粘接剂连接而不用焊接。但宇宙飞船低温油箱用     

A1、Cr元素对Mg2Ni储氢合金的协同改性研究：（Ⅱ）对电化学储氢性质的影响

采用烧结-机械球磨二步法制备了Mg2Ni、Mg1.7Al0.3Ni、Mg2Ni0.8Cr0.2、Mg0.8Al0.2Ni0.8Cr0.2储氢合金材料，研究了Al、Cr元素的加入对Mg2Ni储氢合金电化学储氢性质的影响。研究结果表明，适量Al元素的加入能改善储氢合金电极的电化学储氢性质，cr元素的加入能较好地改善循环稳定性，Al元素和cr元素同时加入会产生协同改性作用。认为Al、Cr元素协同改性作用的机理是：Cr元素的加入使得元素在合金化过程中避免形成A13Ni2非吸氢相，而形成Mg3A1Ni2吸氢相，因此储氢合金容量没有下降反而增加；A1元素能降低合金电极腐蚀的原因是形成了保护性表面氧化物Al2O3，Cr元素能大幅度提高合金电极吸傲氢循环稳定性的原因是由于cr原子半径比Ni原子半径大，发生取代后会引起晶格参数增大，增强了储氢合金抗粉化能力。     

扩渗时间对纯镁表面扩渗合金层形成行为的影响

研究了扩渗温度为390℃条件下，扩散时间对纯镁扩渗合金层的显微特征影响。结果表明：随着扩渗时间从4h-8h-12h，表面合金层逐渐由Al6Mg10Zn发展为Al5Mg11Zn4，随着扩渗时间的延长，Al5Mg11Zn4较Al6Mg10Zn更为稳定；依据所发现的反应层组成和结构特征，提出了Zn作为主控元素的概念。     

提高6063系铝合金强度方法的探讨

本文主要综述了不同合金元素（Mg、Si、Cu、Fe）、精炼剂、不同的细化剂（Al—Ti—B、Al-Ti—C、RE—Al—Ti—B）以及工艺参数（风冷和水冷）对Al—Mg—Si系6063铝合金组织性能的影响。     

不同应变率下MgAlZnY合金的拉伸性能与断口研究

利用材料试验机开展了室温拉伸实验,在0.001,0.1,0.6s-1不同应变率下,研究了Mg3Al1Zn2Y,Mg3Al2Zn2Y与Mg3Al6Zn2Y合金流动应力的应变率敏感性,其大小为Mg3Al2Zn2YMg3Al1Zn2YMg3Al6Zn2Y。基于分形理论和计算机图像处理技术,结合扫描电镜分析,研究了合金断裂特征,结果表明:合金在不同应变率拉伸下的断口分形行为显著,分形维数可将断口的韧脆性与形貌特征联系起来,分形维数越大,合金塑性相对越好,合金越倾向于延性断裂,断口形貌也越复杂;三种合金断裂特性的应变率敏感性大小为Mg3Al2Zn2YMg3Al6Zn2YMg3Al1Zn2Y,且表现出正负不同的应变率效应。     

Zr含量对铸造AlSi7Mg0.4合金力学性能的影响

研究了添加Zr元素的重力铸造AlSi7Mg0.4合金的微观组织和力学性能.结果 表明,在含Zr的铸态合金中生成了(Al,Si)3(Zr,Ti)和π-Fe相,Zr的添加使合金的晶粒尺寸减小;经过T6热处理后富Fe相中的Mg和少量粗大的(Al,Si)3(Zr,Ti)相重溶到基体中,减小了金属间化合物的尺寸,生成了与基体有共...     

微量稀土元素对Al-Li-Cu-Mg-Zr合金断裂行为的影响

一、前言 Al—Li合金与一般工业铝合金相比,具有比重轻、比强度和弹性模量高等优点,在航空航天和兵器工业等高技术领域有着广阔的应用前景,因而受到世界各国重视。但研究发现,Al—Li合金的塑韧性比2024、7075等工业铝合金低,易于断裂,因而实际应用受到限制。稀土元素化学性质活涉,将微量稀土加入到合金中,具有精炼、净化和微合金化的作用,能显著改善合金的性能。稀土元素在Al—Li合金中的作用已有了初步的研究。本文目的是研究微量稀土元素La对Al—Li—Cu—Ma—Zr合金的断裂行为和韧性的影响,并分析La的作用和机理。 二、实验方法 实验采用的合金试料全部在氩气保护下熔炼铸造。合金的化学成分见表1。     

AZ91镁合金表面热浸镀Zn．4％Al-1％Sb合金层的状况及Al，Sb的作用

与其他表面处理方法相比,AZ91镁舍金表面热浸镀Zn-4％Al—1％Sb合金层工艺简单、费用低,且又能提高其耐蚀性。采用扫描电镜观察和能谱分析研究了AZ91镁合金表面热浸镀Zn-4％A1-1％Sb合金镀层。结果表明：AZ91镁合金预热温度为200℃,Zn．4％A1．1％Sb合金液温度为420℃,浸镀时间为6s时,能获得较光滑的镀层;且在AZ91镁合金和Zn-4％Al-1％sb合金中含有Mg,Zn,Sb,Al元素,其主要为Mg2Zn3,Mg3Sb2,Mg17Al12化合物,冶金结合效果良好,镀层的耐腐蚀性能明显提高;Sb元素的加入能在-定程度上减缓锌合金液与基体的反应。     

Sr对6063铝合金组织和性能的影响北大核心CSCD

通过电磁感应炉制备了含锶6063铝合金,对制备的试样采用光学显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、硬度测试、拉伸测试研究Sr含量对6063铝合金组织和性能的影响。结果表明:Sr元素的加入可以细化合金的铸态组织,改变组织形貌。当Sr含量为0.20%时,细化效果最好,合金其力学性能最优。随着Sr含量的增加,6063铝合金出现新相Al4Sr,随着组织中Al4Sr相增多,Mg2Si相的析出减少,减弱了对合金的强化效果,合金的力学性能呈下降趋势。     

7075铝合金无铬磷化成膜动力学过程及其性能

直接在7075铝合金表面喷涂油漆,其结合力和防护性能较差。先对7075铝合金作磷化处理再喷涂环氧底漆和聚氨酯面漆。应用X射线衍射仪、Autolab电化学工作站和扫描电子显微镜及加温耐盐水试验对磷化膜的物相组成、成分、表面形貌及其耐蚀性进行了研究;探讨了磷化处理对7075铝合金表面漆膜层结合力及耐腐蚀性能的影响。结果表明:7075铝合金表面磷化动力学过程分为基体阳极溶解、表面形核及膜层增厚3个阶段,主要得到了由Mn Zn2(PO4)2,Zn3(PO4)2,Al PO4等物相组成的多孔磷化膜; 7075铝合金表面的自腐蚀电流由磷化前的40.17μA/cm^2降低到磷化后的7.37μA/cm^2,磷化提高了其耐点蚀性能;磷化处理还极大地提高了漆膜与7075铝合金的附着力和耐腐蚀性。