6082铝合金的淬火特性及微观组织

采用末端淬火和中断淬火方式,结合透射电镜(TEM),研究了6082铝合金的淬火特性及微观组织变化特征。结果表明:在末端淬火试验条件下,6082铝合金的淬透深度为15~20 mm;淬火敏感区间的平均冷却速率达20℃/s时,合金时效后形成细小弥散的β″相,无沉淀析出带(PFZ)窄小。在中断淬火的高温保温过程中,几乎没有β平衡相的析出,时效后获得了较高的硬度;在中温保温过程中,β平衡相因消耗周围的溶质原子而快速形成并长大,导致时效后合金性能大幅度下降;低温保温过程中,β平衡相形成缓慢,随时间增加,析出数量增多并长大,影响后续时效强化效果。合金在慢冷和保温过程中,析出的β平衡相大多是以富铁相颗粒作为不均匀形核的核心,这是造成合金淬火敏感性高的原因之一。     

6063铝合金的TTP曲线与淬火敏感性

采用中断淬火技术测定了6063铝合金的时间-温度-性能(TTP)曲线,透射电镜研究了6063铝合金的淬火敏感性.结果表明,6063铝合金的淬火敏感性低于6061和6082铝合金的,合金的鼻尖温度为360℃,淬火敏感区间为300～410℃.微观组织观察表明,在敏感区间内,β-Mg2Si平衡相优先在(AlxFeySiz)相上非均匀形核而析出,且在360℃鼻尖温度时的长大速度最快.平衡相的析出导致合金溶质原子的浓度下降,减少了时效时的β"强化相的数量,降低了强化效果.因此,对于6063铝合金大型材的淬火,一方面,在淬火敏感区间(410～300℃)应加大冷却速率以抑制平衡相的析出,从而获得较佳的时效强化效果;另一方面,适当减小从固溶温度到410℃以及低于300℃时的冷却速率,从而减小淬火应力.     

7050铝合金淬火特性与微观组织

采用温度数据采集系统采集得到盐浴炉等温保温过程中试样的温度变化曲线,通过硬度和电导率测试测定7050铝合金的时间-温度-性能(TTP)曲线。采用透射电镜和热分析仪对7050铝合金进行显微组织观察和分析。结果表明:合金TTP曲线鼻温大约在320℃,孕育期约为1.7 s。合金的淬火敏感温度区间为230~410℃,且在此温度区间内,合金硬度随时间的延长而迅速下降。等温保温过程中,合金晶内淬火平衡η相主要依附于晶内Al3Zr等弥散相和细小Al2Cu相形核长大;且随着保温时间延长,淬火析出相的体积分数逐渐增加,晶界析出相趋向于连续分布,无析出带逐渐宽化。等温保温合金经时效后,晶内析出GPⅡ区及η-相数量随着等温保温时间的延长逐渐减少,使得合金性能降低,合金表现出一定淬火敏感性。     

淬火介质对7050铝合金末端淬特性的影响

采用室温水和浓度为20%的PAG水溶液(聚烷撑二醇聚合物)作为淬火介质进行Jominy末端淬火实验,用于评价7050铝合金淬透性;监测合金固溶和淬火过程中的升温速率和冷却速率,测定距淬火端不同距离的合金的淬火态电导率和时效态硬度,观察室温水淬火试样不同位置晶内淬火析出相.结果表明:采用室温水和20%PAG进行末端淬火时,合金的淬透深度分别约为65和40mm;采用PAG淬火可使合金温度快速通过淬火敏感区间,同时在淬火敏感区间外降低合金的冷却速率,使试样淬火端和中间部位合金的温度差减小.随着距淬火端距离的增加,淬火诱发析出的η平衡相的尺寸和体积分数增加,无析出区宽化.     

微量Sc对7085铝合金淬火敏感性的影响

采用末端淬火实验、光学显微镜、差热分析、能谱仪和透射电镜研究微量Sc对7085铝合金淬火敏感性的影响。结果表明:在7085铝合金中添加Sc会提高该合金的淬火敏感性。添加Sc后,会在基体中形成弥散分布的Al3(Sc,Zr)粒子,该粒子能够稳定亚晶,强烈抑制再结晶,增加晶界数量;在淬火过程中,随着冷却速度的降低,粗大的平衡η相以Al3(Sc,Zr)粒子为异质形核核心析出,同时也在亚晶界上大量析出长大;η相的析出,降低了基体固溶体的过饱和度,提高了合金的淬火敏感性。     

7055铝合金厚板的淬透性

通过末端淬火的方法研究7055铝合金厚板的淬透性,采用透射电子显微镜对微观组织进行分析。结果表明:该合金板材的淬透深度可达45 mm,使其淬透的冷却速率需大于230℃/min;随着冷却速率的减小,淬火过程析出平衡相的数量和尺寸增加,时效后析出的η′沉淀强化相的数量减少,晶界无沉淀析出带宽度增加;在所研究的冷却速率范围内,时效后铝合金板材的硬度、晶界无沉淀析出带宽度与冷却速率的对数均呈线性关系。     

2219铝合金的淬火敏感性北大核心CSCD

通过分级淬火方法测定了2219铝合金的时间-温度-性能（TTP）曲线。结果表明：合金TTP曲线的鼻尖温度为440℃,淬火敏感温度区间为300-480℃;等温保温时,过饱和固溶体分解析出相粒子,在440℃附近,析出相（主要为θ平衡相）的析出速率达到最高;随着时间的延长,晶内θ平衡相数量增加、尺寸变大,经时效后晶内析出相θ＇不均匀分布,导致强化效果显著降低,晶内出现无沉淀析出区;鼻尖温度的高相变驱动力和较快的扩散速率是θ相析出和长大的主要原因,建议在淬火敏感区间应加快淬火冷却速率避免平衡相的析出,而高于淬火敏感区间温度时可适当降低冷却速率减小热应力的影响。     

7050铝合金的TTP曲线

通过分级淬火方法获得7050铝合金的时间-温度-性能(TTP)曲线.结果表明:合金TTP曲线的鼻尖温度为330 ℃,淬火敏感温度区间为240～420 ℃;等温保温时,过饱和固溶体分解析出第二相粒子,在330 ℃附近,第二相(主要为η平衡相)的析出速率达到最高;随着时间的延长,晶内η相数量增加、尺寸变大,时效后粒子周围出现无沉淀析出区,导致强化效果显著降低;晶界处η相粒子粗化,由不连续分布形貌转变为连续分布形貌,无沉淀析出带宽化;鼻尖温度的高相变驱动力和较快的扩散速率是η相析出和长大的主要原因,建议在淬火敏感区间应加快淬火冷却速率避免平衡相的析出,而高于淬火敏感区间温度时可适当降低冷却速率减小热应力的影响.     

6061铝合金的淬火敏感性研究

采用中断淬火/时效处理获得时间-温度-性能(TTP)曲线,结合透射电镜(TEM)微观组织研究了6061铝合金的淬火敏感性。结果表明,6061铝合金TTP曲线的鼻尖温度约为340℃,中温区(230~445℃)淬火敏感性较高,而高、低温区淬火敏感性较低。合金在鼻尖温度保温过程中,粗大平衡相依附于富铁相(AlFeSi)粒子不均匀形核析出,减小了基体中溶质原子溶度,削弱了后续时效强化效果。适当提高淬火敏感区的冷却速率和降低高、低温区的冷却速率,这既可保证合金较佳的力学性能,又减小淬火应力。     

淬火介质对7055铝合金晶界析出行为的影响

采用透射电镜研究了淬火介质对7055铝合金晶界析出相及无沉淀析出带的影响。结果表明，空气淬火时，合金冷却过程在晶界上析出η平衡相。合金经室温水淬及沸水淬火合金时效后，晶界析出相尺寸差别小，呈链状连续分布；晶界无沉淀，析出带较窄，平均宽度分别约为33nm和43nm。空气淬火合金时效后晶界析出相尺寸差别较大，呈不连续分布；晶界无沉淀，析出带很宽，约102nm。对其原因进行了分析和讨论。