Mg含量对Al-Zn-Mg合金铸态及轧制态组织和性能的影响

为探究Mg含量对Al-Zn-Mg合金组织和性能的影响，以及冷轧后的时效处理对加工硬化效果的影响，通过直读光谱、扫描电镜、金相显微镜及拉伸试验机等对不同变形+热处理工艺下的Al-6.0Zn-xMg(x=2、3和4)合金铸态及轧制态组织及性能进行分析。结果表明，Mg含量对铸态合金组织形貌、晶粒大小及第二相类型影响不大，非平衡共晶T-AlZnMg相占比随Mg含量的增加而增加，当Mg含量为4%时，共晶相占比减小主要与晶界附近MgZn₂弥散相数量增多有关。均质化后经热轧+固溶+冷轧变形热处理后，高熔点Al₃Fe相破碎并沿轧制方向分布，显微组织演变过程为，铸态组织→纤维组织→完全再结晶→纤维组织。随着Mg含量的增加，Al-6.0Zn-xMg合金轧板强度逐渐增加，但增幅逐渐减小。冷轧后的时效处理使加工硬化效果降低80～100 MPa,而伸长率提高6%～8%。3种合金中，Al-6.0Zn-4Mg合金的综合性能最佳。     

Al-6.3Zn-2.8Mg-1.8Cu铸造铝合金的组织和室温力学性能

研究了Al-6.3Zn 2.8Mg-1.8Cu铸造铝合金的组织和室温力学性能.研究表明,在金属型铸造条件下,Al-6.3Zn-2.8Mg-1.8Cu合金的铸态组织为近等轴晶,相组成为α（Al）基体、枝晶间α（Al）+η（MgZn₂）共晶、晶内游离η相（MgZn₂）、少量T相（Mg₃Zn_xCu₃-_xAl₂）及少量颗粒状Al₇Cu₂Fe.固溶处理后,原铸态组织中的η（MgZn₂）相大部分溶解消失,但形成新的沿晶界分布的S相（Al₂CuMg）.实验确定了固溶态Al-6.3Zn-2.8Mg-1.8Cu合金较优的单级和双级时效工艺.与单级时效工艺相比,采用双级时效工艺处理后,抗拉强度由480 MPa增加至490 MPa,延伸率由0.2%增加至2.2%.     

高锌超高强铝合金微观组织及力学性能研究

采用光学金相显微镜、扫描电镜、能谱仪、X射线物相分析仪和透射电镜等研究了Al-10Zn-1.77Mg-1.0Cu-0.13Zr铝合金的微观组织演变和力学性能。结果表明:合金铸态组织为枝晶结构,主要存在α(Al)和η相(Mg Zn2)。双级均匀化处理后,铸态枝晶组织完全消除,非平衡共晶组织几乎完全回溶进基体。时效处理后,晶内析出相为针状η′相和球状GP区,晶界沉淀相η相沿晶界断续分布,晶界无析出区宽约23nm。基体沉淀相、晶界沉淀相以及晶界无析出区的良好匹配,使Al-10Zn-1.77Mg-1.0Cu-0.13Zr合金不仅具有超高的抗拉强度,同时还拥有良好的塑性。     

Al-(7.8~9.0)Zn-1.6Mg-(1.0~2.2)Cu合金铸态及其均匀化组织

采用光学显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)和扫描电镜(SEM)及其附件能谱仪(EDX)研究Al-(7.8~9.0)Zn-1.6Mg-(1.0~2.2)Cu铝合金的铸态及其均匀化组织。结果表明:该铝合金的铸态凝固组织由α(Al)基体+Mg(Zn,Al,Cu)2非平衡共晶相组成;铸态组织中粗大非平衡共晶组织的体积分数随着Zn含量的增加而增大,且伴随其周围析出的条状、细小Mg(Zn,Al,Cu)2粒子也逐渐增多、粗化;当Cu含量(质量分数)为1.0%、1.4%、2.2%时,铸态组织晶内的独立第二相分别为T(Al2Zn3Mg3)相、S(Al2CuMg)相、T(Al2Zn3Mg3)相+θ(Al2Cu)相;各成分合金经过(470℃,24h)均匀化处理时,基体中仅剩下均匀化过程无法消除的尺寸较小、数量较少的初生富Fe相。     

均匀化处理及冷却方式对Mg-Y-Zn合金显微组织及硬度的影响

利用X射线衍射、光学显微镜、扫描电镜和硬度测试等方法研究了均匀化处理以及冷却方式对Mg-Y-Zn合金显微组织及硬度的影响。结果表明:铸态合金的组织由α-Mg基体、连续网状分布的层片状LPSO相及不规则块状Mg24Y5共晶相构成。均匀化处理过程中,Mg24Y5共晶相逐渐溶解,层片状LPSO相沿平行片层方向向晶粒内部持续生长直至贯穿整个晶粒,并在垂直片层方向发生聚集粗化。相较于水冷态合金,炉冷态合金晶粒内部析出细小弥散的针状相。硬度测试结果表明:均匀化处理初期,合金硬度得到一定程度的提升;进一步延长均匀化处理时间,合金硬度降低。其次,炉冷态合金硬度低于水冷态合金。     

Ce对Al-5Cu合金组织和性能的影响

通过光学显微镜、X射线衍射仪、场发射扫描电镜、能谱仪、同步热分析等手段，研究了Ce含量对Al-5Cu合金显微组织和力学性能的影响。结果表明，加入Ce元素后，除了α-Al和Al₂Cu相外还会生成针状Al₈CuCe₄相。合金固相线温度升高，液相线温度降低，凝固温度区间缩短，α-Al得以有效细化和均匀化。随着Ce含量增加，共晶Al₈CeCu₄相逐渐增多，Al₂Cu相在Al₈CeCu₄相边缘附着生长，逐渐形成了沿晶界分布的封闭网状结构。经过T5热处理后Al₂Cu相以粒状弥散析出，基体Cu含量增大，耐热性强的Al₈CuCe₄相形态基本不变。合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率均先增大后减小。当Ce含量为0.3%时，合金力学性能最优，抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为320 MPa、238 MPa和13.6%,较铸态的明显提高。     

均匀化处理对6063铝合金微观组织结构的影响

采用金相显微镜、X射线衍射、扫描电镜、透射电镜和能谱分析技术,研究了均匀化温度和时间对6063合金显微组织的影响。结果表明:铸态合金由过饱和α-Al固溶体和非平衡共晶相组成;铸态合金进行均匀化处理,随温度的升高和保温时间的延长,非平衡共晶组织逐渐消失,合金枝晶偏析逐渐消除;在495℃保温6h,过饱和基体析出Mg2Si相,温度升高到555℃,Mg2Si相完全回溶,针状β-Al9Fe2Si2完全转变为颗粒状α-Al12Fe3Si,同时基体中析出亚微米级AlFeSi和AlFeCrSi相。555℃保温6h退火处理是6063合金铸锭较适宜的均匀化处理工艺。     

低Nb含量的CoCrFeNiNbx合金退火后的组织演变和性能

在FCC型CoCrFeNi合金中添加少量Nb可起到固溶强化和第二相强化效果,但目前对Nb在FCC相中的溶解度及其对合金组织和性能的影响还不够了解。为此,本文基于热力学计算相图,实验研究了含1%～5%Nb(摩尔分数)的铸态CoCrFeNiNb_x合金在800～1200℃真空退火前后的显微组织和显微硬度。结果表明：即使添加1%Nb,铸态CoCrFeNiNb_x合金中仍存在约3%的FCC+C14共晶组织。后凝固的FCC相中Nb含量可高达2.4%～3.1%,在800℃退火后可析出针状纳米级Mg₃Cd型τ相,使合金硬度提高约30HV。经1000℃或1200℃退火后,FCC相的成分均匀,Nb含量分别为1.6%和3.1%,与热力学计算结果一致。退火后,共晶组织中的C14 Laves相球化长大,层片组织消失,合金硬度降低。因此,添加少于3.1%Nb后再进行固溶及时效处理以析出τ相是提高FCC型CoCrFeNi合金强度的有效途径。     

Al-4.3Zn-1.4Mg合金均匀化处理工艺研究

采用光学显微镜、差热分析、扫描电镜、能谱分析,研究了Al-4.3Zn-1.4Mg合金的铸态组织以及铸锭经不同均匀化制度处理后的微观组织。结果表明,Al-4.3Zn-1.4Mg合金的铸态组织中主要存在T相、Mg2Si相和AlFeMn相三种结晶相;铸锭过烧温度为479℃;铸锭经均匀化处理后,T相及Mg2Si相均回溶入基体,而主要含AlFeMn的过剩结晶相仅发生部分溶解。     

7150铝合金铸态及均匀化态显微组织

采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、能谱仪和X射线衍射仪等设备,研究了铸态和均匀化态7150铝合金的显微组织、元素分布和析出相的形态、成分和结构.结果表明,7150铸态合金组织中主要为α(Al)和Mg(zn,Cu,Al)2+α(Al)共晶组织,并有少量的Al2CuMg相存在.在均匀化过程中发生了Mg(Zn,Cu,Al)2→Al2CuMg的转变,同时析出η相和与基体共格的Al3Zr弥散相.     

镁与热处理对Al-4Si-(xMg)合金导电性及力学性能的影响

利用SEM、XRD、EDS、硬度计及电阻率测试仪等方法分析Mg元素和不同热处理对Al-4Si-(xMg)(x=0～1.5％,质量分数)系列合金导电率及硬度的影响.结果表明:随Mg添加量增加,铸态合金的导电率和硬度先增后减,最佳添加量为1.1％.Mg使铸态合金硬度显著增加,但恶化了其导电率.Al-4Si-(xMg)合金经...     

固溶处理对Al-Zn-Mg-Cu系超强铝合金组织与硬度的影响

利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及维氏硬度计等研究了不同固溶处理参数对Al-Zn-Mg-Cu系超强铝合金7050固溶态组织与固溶时效态硬度的影响。结果表明:锻态7050铝合金组织中含有粗大块状初生相和针状、点状的η(MgZn₂)相。随着固溶温度的升高和固溶时间的增加,合金组织中的未溶相减少,再结晶组织体积分数增高。经过470 ℃×4 h固溶+120 ℃×24 h时效处理7050铝合金的硬度值达到最大,为189 HV0.2。     

A High-Strength and Biodegradable Zn–Mg Alloy with Refined Ternary Eutectic Structure Processed by ECAP

In this study, the microstructure, mechanical properties and corrosion behaviors of a Zn–1.6 Mg(wt%) alloy during multipass rotary die equal channel angle pressing(RD-ECAP) processing at 150 °C were systematically investigated. The results indicated that a Zn + Mg_2 Zn_(11) + MgZn_2 ternary eutectic structure was formed in as-cast Zn–Mg alloy. After ECAP, the primary Zn matrix turned to fine dynamic recrystallization(DRX) grains, and the network-shaped eutectic structure was crushed into fine particles and blended with DRX grains. Owing to the refined microstructure, dispersed eutectic structure and dynamically precipitated precipitates, the 8 p-ECAP alloy possessed the optimal mechanical properties with ultimate tensile strength of 474 MPa and elongation of 7%. Moreover, the electrochemical results showed that the ECAP alloys exhibited similar corrosion rates with that of as-cast alloys in simulated body fluid, which suggests that a high-strength Zn–Mg alloy was successfully developed without sacrifice of the corrosion resistance.     

Effect of Cu addition on microstructure and properties of Mg-10Zn-5Al-0.1Sb high zinc magnesium alloy

To improve the strength,hardness and heat resistance of Mg-Zn based alloys,the effects of Cu addition on the as-cast microstructure and mechanical properties of Mg-10Zn-5Al-0.1Sb high zinc magnesium alloy were investigated by means of Brinell hardness measurement,scanning electron microscopy (SEM),energy dispersive spectroscopy (EDS),XRD and tensile tests at room and elevated temperatures.The results show that the microstructure of as-cast Mg-10Zn-5Al-0.1Sb alloy is composed of α-Mg,t-Mg32(Al,Zn)49,φ-Al2Mg5Zn2 and Mg3Sb2 phases.The morphologies of these phases in the Cu-containing alloys change from semi-continuous long strip to black herringbone as well as particle-like shapes with increasing Cu content.When the addition of Cu is over 1.0wt.%,the formation of a new thermally-stable Mg2Cu phase can be observed.The Brinell hardness,room temperature and elevated temperature strengths firstly increase and then decrease as the Cu content increases.Among the Cu-containing alloys,the alloy with the addition of 2.0wt.% Cu exhibits the optimum mechanical properties.Its hardness and strengths at room and elevated temperatures are 79.35 HB,190MPa and 160MPa,which are increased by 9.65%,21.1% and 14.3%,respectively compared with those of the Cu-free one.After T6 heat treatment,the strengths at room and elevated temperatures are improved by 20% and 10%,respectively compared with those of the as-cast alloy.This research results provide a new way for strengthening of magnesium alloys at room and elevated temperatures,and a method of producing thermally-stable Mg-10Zn-5Al based high zinc magnesium alloys.     

退火工艺对Al-Zr-Er系高导铝合金组织和性能的影响

采用硬度计、电导率测试仪、扫描电镜(SEM)研究了退火工艺对水冷铜模制备的Al-Zr-Er合金组织和性能的影响规律。结果表明:Er元素添加量由0增加至0.30wt%,Al-Zr-Er合金内的初生Al(Fe,Er)相逐渐增多,在退火过程中则会析出大量纳米级Al₃(Zr、Er) 相。在等时退火过程中,硬度和电导率会形成两个峰值位置,即300~400 ℃的Al₃Er析出峰和500~550 ℃位置的Al₃(Zr,Er) 粒子析出峰;退火工艺中,多级退火可以更充分形成核壳结构Al₃(Zr,Er)粒子,硬度提升显著;三级退火过程中固溶在基体内的Zr、Er元素析出更充分,电导率提升最显著。成分方面,在Al-0.10Zr-xEr合金中,添加0.15wt%Er表现出更优越的综合性能;在Al-yZr-0.15Er合金中添加Zr元素虽然会提高合金硬度,但由于Zr元素析出不充分带来电导率的损失。     

Effects of Sc, Zr and Ti on the microstructure and properties of Al alloys with high Mg content

The effects of trace Sc, Zr, and Ti on the microstructure and hardness of Al alloys with high Mg content (Al-6Mg, Al-8Mg, and Al-10Mg) were studied by optical microscope, scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), and Brinell hardness. The grain size of the as-cast alloys was refined by the addition of Sc and Zr, and it was further refined by the addition of Ti. With the same contents of Sc, Zr, and Ti, an increase in Mg content was beneficial to the refinement due to the solution of Mg into α-Al. The refined micro-structures of the as-cast alloys were favorable for Brineil hardness. Addition of Sc, Zr, and Ti to the Al-10Mg alloy results in the improve-ment of peak hardness and it is about 45% higher than that of the Al-10Mg alloy, which is due to fine precipitations of Al_3(Sc_(1-x)Zr_x), Al_3(Sc_(1-x)Ti_x), and Al_3(Sc_(1-x-y)Zr_xTi_y).     

双辊激冷铸造A8006合金的均匀化(英文)

通过SEM、XRD与硬度测定研究均匀化过程对双辊激冷铸造(TRC)与直接冷却铸造(DC)A8006合金的微观组织和性能的影响。结果表明,随着TRC合金微观组织的细化,均匀化后合金中的共晶相进一步细化。DC合金均匀化后其共晶相形态相似于TRC合金中的共晶相形态。均匀化后,合金共晶相中的Fe、Mn元素均匀地扩散到铝基体中,引起合金硬度的降低。TRC合金的成形性能优于均匀化的DC合金,所以,对于TRCA8006合金的后续加工过程可省去均匀化过程。     

Y对Al-Zr合金微观组织与性能的影响

采用电导率、显微硬度、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）研究Al-0．30Zr与Al-0．30Zr-0．08Y合金的微观组织与性能。铸态Al-Zr-Y合金中微米尺度初生Al3Y相通过共晶反应在晶内和晶界上同时生成。在Al-Zr-Y合金中,Y明显加速了Al3Zr（Ll2）的析出动力学。由于较大体积Al3（Zr,Y）析出相的生成,Al-Zr-Y合金的电导率明显高于Al-Zr合金的。在Al-Zr-Y合金中观察到了高密度的弥散球状Ll2结构Al3（Zr-Y）析出相。Al-0．30Zr-0．08Y合金具有比Al-0．30Zr合金更强的抗再结晶能力。     

钆对Mg-8Li-4Zn-xGd合金铸态组织与力学性能的影响

采用锂盐熔剂保护熔铸Mg-8Li-4Zn-xGd(x=1,3,5)合金铸锭,研究钆含量对铸态合金组织和力学性能的影响。结果表明:Mg-8Li-4Zn-xGd合金基体由α-Mg(HCP)和β-Li(BCC)双相构成。随着钆含量的增加,Mg5Gd共晶相和Zn12Gd化合物相逐渐连成网状,将基体α+β双相隔离成20~40μm的等轴状或类似于铸铁中的共晶团状,可有效细化α-Mg相和连续的β-Li相;组织中大颗粒Mg2Zn11相弥散分布在β-Li相内,Mg51Zn20相分布在α-Mg晶界处;锌元素还可以在β-Li相中析出细小弥散分布的MgZn相,其数量随钆含量的增加而增加,可直接弥散强化β-Li相。此外,锌和钆对合金硬度的影响较大,随着钆含量的增加,合金的抗拉强度提高,但伸长率降低。     

Mg-4Zn-1Mn镁合金均匀化热处理及导热率

采用光学显微镜、X射线衍射、布氏硬度测试、扫描电镜、能谱分析等方法,研究新型Mg-4Zn-1Mn(ZM41)镁合金在铸态和不同热处理状态下的显微组织、成分、硬度变化规律。用激光闪射法测定其不同状态的热扩散系数,计算得到导热率值。以空位扩散机制为基础,研究均匀化扩散动力学过程,建立此合金的均匀化扩散方程。结果表明:铸态组织枝晶偏析严重,晶界上有许多粗大的Mg7Zn3非平衡结晶相,Mn以单质形式存在于合金中。经370℃×12 h均匀化热处理后,大部分的Mg7Zn3相已溶入基体。根据实验结果和均匀化动力学计算,确定最佳均匀化处理工艺为370℃×12 h。该合金室温导热率值为125.5 W/(m.K),比常见的镁合金如AZ系、AM系、AS系等的导热性能高出1倍左右。