Mg-3Al-2Sc合金显微组织与性能研究

采用熔剂保护法制备了Mg-3Al-2Sc合金,并进行热挤压,研究了添加Sc及热挤压后Mg-3Al-2Sc合金的组织与性能.结果表明,稀土Sc能够细化晶粒并形成新的Al3Sc相;热挤压后Mg-3Al-2Sc合金发生了局部动态再结晶,合金屈服强度和抗拉强度较AZ31镁合金的显著提高,拉伸断裂机制主要表现为准解理断裂,并有一定量的沿晶断裂.     

Sc、Zr复合添加对7085铝合金组织与性能的影响

通过金相显微镜、背散射电子衍射(EBSD)和拉伸力学测试,研究了Sc和Zr元素对7085铝合金组织与性能的影响。结果表明,Sc、Zr具有很强的晶粒细化效果,添加Zr可使铸态晶粒尺寸减小46.7%,添加Sc可减小51.4%,复合添加Sc、Zr效果最佳可减小58.1%。同时,Sc、Zr在合金中会生成Al3Sc和Al3Zr,具有很强的抑制再结晶作用。经轧制、固溶时效后,未添加Sc、Zr的合金会完全再结晶,仅添加Zr的合金再结晶程度为60%,添加Sc和Sc、Zr复合添加的合金再结晶程度非常低,仅约为5%。因此,复合添加Sc、Zr可大幅提高合金的力学性能,在相同工艺条件下,其抗拉强度达606 MPa,比未添加Sc、Zr的合金提高17.6%。     

微量钪Sc对5A01合金性能与显微组织的影响

研究了在5A01合金基础上添加0.2%Sc和0.3%Sc后合金的显微组织、力学性能、腐蚀性能及焊接性能。结果表明,微量Sc的加入,初生Al3Sc或Al3(Sc,Zr)粒子可成为有效的非均质晶核,细化合金的铸态晶粒,次生Al3Sc或Al3(Sc,Zr)粒子能有效地钉扎位错和亚晶界,稳定亚结构并强烈抑制合金的再结晶。因此,微量Sc加入使5A01合金基体强度提高,腐蚀性能和焊接性能与5A01合金相当甚至更好。     

Sc和Y复合作用对A356合金组织和性能的影响

制备了不同Sc和Y含量的A356合金,通过金相显微分析和拉伸性能测试等,研究了复合添加稀土Sc和Y对A356合金组织与性能产生的影响。结果表明,复合添加微量Sc和Y后,A356合金组织中形成了Al3Sc、Al3Y强化相,α-Al基体得到明显细化,大部分共晶Si形态由片状向颗粒状转变,合金的抗拉强度和塑性得到明显提高。当添加0.2%的Sc和0.2%的Y时,效果最佳。Y和Sc含量过多时,导致合金组织成分偏聚,综合力学性能变差。     

微量钪对Al-Cu-Li-Mg-Zr合金组织与性能的影响

通过显微组织观察和室温拉伸试验,研究了微量Sc对Al-Cu-Li-Mg-Zr合金组织和拉伸性能的影响。结果表明,在Al-Cu-Li-Mg-Zr合金中加入微量Sc,可消除铸态枝晶组织并显著细化铸态晶粒、有效抑制再结晶,明显提高了合金的强度和塑性。微量Sc引起的强化来源于晶粒细化、次生的Al3（Sc,Zr）相析出和亚结构强化。     

微量Sc对5A01铝合金性能与显微组织的影响

研究了在5A01铝合金基础上添加0．2％Sc和0．3％Sc后合金的显微组织、力学性能、腐蚀性能及焊接性能。结果表明，微量Sc的加入，初生AlSo或灿，(Sc，zr)粒子可成为有效的非均质晶核，大大地细化合金的铸态晶粒，次生Al3Sc或Al3(Sc，Zr)粒子能有效地钉扎位错和亚晶界，稳定亚结构并强烈抑制合金的再结晶。因此，加入Sc后的试验合金基体及焊接强度提高，腐蚀性能和焊接性能与5A01铝合金相当，甚至更好。     

微合金化对镁合金阻尼性能的影响分析

在镁合金中复合添加了合金元素V和Sc,并进行了显微组织、物相组成和阻尼性能的测试与分析。结果表明:与未添加合金元素V和Sc的镁合金相比,合金元素V和Sc的添加可提高合金的阻尼性能;在0.6Hz相同频率下,20℃时阻尼性能增加149.52%,在20℃的相同温度下,0.2 Hz时的阻尼性能增加66.27%,1Hz时的阻尼性能增加了673.53%。     

Sc对AZ91镁合金耐蚀性能的影响

研究了加入不同量的Sc对AZ91镁合金微观组织和耐腐蚀性能的影响.利用金相显微镜和扫描电镜分析了合金的微观组织,并利用电化学分析技术分析了合金的耐腐蚀性能.结果表明,在0.18%～0.57%范围内随着Sc含量的增加,合金的微观组织不断细化,且合金的耐腐蚀性能得到提高,虽然合金的腐蚀电位变化不大,但合金的腐蚀电流密度变化显著,当Sc的加入量为0.39%时,电流密度最小.     

铸态Ti-Sc二元合金的组织特征、相结构和显微硬度

采用真空电弧熔炼技术制备了4种成分的Ti-Sc二元合金,并借助金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)技术及显微硬度测试,对合金的组织形貌、相成分以及不同形貌相的显微硬度进行了分析.结果表明:合金铸态组织形貌为螺旋状、团簇状片层、双相组织;金属Sc对合金的组织有着明显的细化作用,在合金中Sc与Ti形成了固溶体,不同形貌的相,其显微硬度差别较大;当Sc含量为2%～3%时,Ti-Sc二元合金的显微硬度达到最高值,Sc含量高于2%～3%时,合金基体硬度高于片层组织硬度,Sc含量低于2%～3%时,合金基体硬度低于片层组织硬度,少量Sc对合金性能有所提高,对α相片层组织有强化作用.     

Sc和Zr对7055合金铸态及热处理态组织和性能的影响

在7055合金成分基础上添加0.14%的Zr及0.15%的Sc,获得7055-0.14Zr-0.15Sc合金。对比该合金与7055合金的铸造、均匀化、轧制及T6态的微观组织与力学性能。研究发现,由Zr、Sc添加所形成的初生Al_3(Sc,Zr)相在铸造过程中起到促进非均质形核、细化合金组织的作用。均匀化热处理促使纳米Al_3(Sc,Zr)相析出,该相在热变形及固溶时效处理过程中起到钉扎晶界的作用,进而显著地抑制了晶粒粗化。因此,与7055合金相比,7055-0.14Zr-0.15Sc合金具有更高的强度及塑性。     

微量Sc在Al—Mg合金中的作用

研究了微量Sc对Al-Mg合金显微组织与拉伸性能的影响,结果表明,微量Sc在Al-Mg合金中主要以初生Al3Sc和次生Al3Sc两种形式存在,初生Al3Sc是合金在凝固过程中形成的,可成为有效的非均质晶核,大大细化合金的铸态晶粒,次生Al3Sc是合金铸锭在工艺加热过程中析出的,有效地钉扎位错和亚晶界,稳定亚结构并强烈抑制合金的再结晶,具有亚结构强化和直接析出强化作用,因此,加入Sc后的Al-Mg合金的强度大大提高,并且表现出良好的强塑性配合。     

含钪Al-Cu合金的显微组织

采用硬度测试、金相观察、扫描电镜和透射电镜测试及能谱分析的方法,研究了稀土元素Sc含量对Al-4Cu合金组织的影响.结果表明:Sc可显著细化Al-Cu合金的网胞组织,减小枝晶间距,细化合金的晶粒组织,提高合金的显微硬度,提高幅度最约70%;将Sc添加到Al-4Cu合金中,当w(Sc)≈0.3%时,Sc除部分固溶于基体外,大部分与Al形成Al3Sc相,其与基体的共格或半共格界面促进了θ′(CuAl2)的析出;当w(Sc)＞0.3%时,Sc除部分固溶和形成Al3Sc外,还与Al、Cu元素作用形成W(AlCuSc)相,降低Cu在α(Al)中的固溶度,减少Al2Cu(θ′)相的生成,从而降低了合金的性能.     

高强耐热6×××系铝合金的研究现状及其发展趋势

6×××系铝合金由于其密度低、易成形、耐蚀性好等优点,广泛应用于汽车及建筑领域。随着对6×××系铝合金使用要求的不断提高,人们对该系铝合金的强度及耐热性提出了更高的要求。介绍了微合金元素Mn、Cr、Fe、Zr、Sc等对6×××系铝合金组织及性能的影响,复合微合金化及Al_3(Sc, Zr)等复合粒子对提高6×××系铝合金力学性能的作用。综述了传统的轧制工艺及新型轧制变形工艺对6×××系铝合金组织及性能的影响,国内外对6×××系铝合金耐热性的研究现状,对6×××系铝合金的热处理强化手段进行概述,并对高强耐热6×××系铝合金的发展趋势进行展望。     

微量钪对Al-3%Cu合金组织与性能的影响

采用硬度、拉伸性能测试、金相组织观察、扫描电镜与能谱分析以及X-射线衍射等方法，研究了微量稀土元素Sc对Al-3％Cu合金组织与性能的影响。结果表明，稀土元素Sc能够强烈地细化Al-Cu合金的晶粒，改善枝晶网胞。微量Sc元素添加到Al-3％Cu合金中，合金的抗拉强度σb和屈服强度σ0．2均有所提高(△σ约为30MPa)，对合金的伸长率几乎没有影响；微量Sc元素添加到Al-3％Cu合金中，除部分固溶于Al基体中外，大部分与Al形成对合金起强化作用的Al3Sc共格相，对合金起强化作用，没有发现其他相，包括W(AlCuSc)相生成。     

钪含量对7050铝合金组织与力学性能的影响

通过光学显微镜、扫描电镜对不同Sc含量的7050铝合金进行了组织分析,并研究了其力学性能。结果表明:Sc元素细化晶粒、抑制枝晶偏析与再结晶现象非常显著;0.17%Sc的铝合金的比不含Sc的铝合金的硬度、抗拉强度与伸长率分别提高13.3 HV、40.4 MPa、2.4%;随着Sc含量的增加,晶粒更加细化,但Sc含量为0.34%的合金比0.17%合金的性能略有下降。     

Mg-14Li-3Al-1Y-0.8Zr-0.4Sc合金组织及不同轧制变形量对其力学性能的影响

镁锂合金材料在航天航空领域具有重要应用价值。探究不同轧制变形量对Mg-14Li-3Al-1Y-0.8Zr-0.4Sc合金力学性能的影响,为进一步获取质量更轻、力学性能更优的材料研制工艺奠定基础。利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析(EDS)表征铸态合金微观组织和第二相类型。通过显微维氏硬度计和室温拉伸试验,检测不同轧制变形量的Mg-14Li-3Al-1Y-0.8Zr-0.4Sc合金的力学性能。研究结果表明:铸态合金包含Al_3(Sc, Y,Zr)第二相。在后续的轧制变形中,合金的抗拉强度随着轧制变形量的增加而增加,伸长率随着变形加剧、应变硬化效果增强而减小。轧制变形量为60%的合金表现出最高的硬度和强度,其硬度为77.45 HV,抗拉强度为235 N/mm~2。     

Sc对AlMg5Si2Mn合金组织与力学性能的影响

研究了Sc含量对铸态AlMg5Si2Mn合金的显微组织,力学性能和断裂特征的影响。结果表明,添加适量的Sc对AlMg5Si2Mn合金中的初生α-Al和共晶Mg_2Si具有显著的变质效果。随着Sc含量从0增加到0.25%,初生α-Al形貌由较大的块状转变为细小的球状,共晶Mg_2Si的形貌由汉字状转变为纤维状或点状。Sc在合金中形成Al_3Sc相,作为异质形核基底促进初生α-Al形核,并晶粒细化。Sc原子富集在共晶Mg_2Si相的生长前沿形成成分过冷,Mg_2Si相的生长被抑制。Sc的添加可以提高合金的抗拉强度和伸长率,与未变质合金相比,添加0.15%～0.25%Sc的合金拉伸性能最佳,抗拉强度和伸长率分别提高了20.9%和60.4%。     

添加微量Sc、Zr对超高强铝合金微观结构和性能的影响

采用低频电磁铸造技术制备Al-9Zn-2.8Mg-2.5Cu-x Zr-y Sc（x=0,0.15%,0.15%;y=0,0.05%,0.15%）合金,借助金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、力学性能测试等手段分别对其均匀化、热挤压态、固溶态和时效态的组织与性能进行对比分析。结果表明：添加微量Sc和Zr,会在凝固过程中形成初生Al3（Sc,Zr）,可显著细化合金铸态晶粒;均匀化时形成的次生Al3（Sc,Zr）粒子可以强烈钉扎位错和亚晶界,有效抑制变形组织的再结晶,显著提高合金的力学性能。与不含Sc、Zr的合金相比,含0.05%Sc和0.15%Zr的合金经固溶处理和峰值时效处理后其抗拉强度和屈服强度分别提高172 MPa和218 MPa,其强化作用主要来自含Sc、Zr化合物对合金起到的亚结构强化、析出强化和细晶强化。     

Ti、Sc对Al-Mg-Zr合金组织和力学性能的影响

通过向Al-Mg-Zr合金中单独及复合添加微量的Ti、Sc元素,研究了Ti、Sc微合金化对Al-Mg-Zr合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,在Al-Mg-Zr合金中单独添加0.15%的Ti能显著细化合金的铸态组织,使合金的力学性能得到明显提高。复合添加0.15%的Ti和0.2%的Sc时,细化效果更加显著,合金的平均晶粒尺寸仅为43μm,抗拉强度和伸长率分别提高了约70%和16.4%。原因是Ti、Sc复合添加形成了Al3Ti、Al3Sc、Al3(Ti,Zr)、Al3(Sc,Zr)和Al3(Sc,Ti)等多种金属间化合物相,共同充当形核质点,细化了合金组织。     

Sc含量对Al-Si铸造合金组织与力学性能的影响

制备了不同Sc含量的Al-Si系A356铸造铝合金,通过金相显微分析、SEM和拉伸性能测试,研究了Sc含量对Al-Si系铸造合金组织与性能的影响。结果表明,随着Sc的适量增加,合金中α-Al基体得到细化效果增强,大部分共晶硅形态由针片状向颗粒状转变,合金的抗拉强度、塑性、硬度值同步提升。当稀土Sc添加量为0.2%时,对合金组织细化效果最佳,合金抗拉强度、伸长率和硬度等力学性能分别提高了24.7%、47.6%和8.7%。当Sc含量超过0.3%后,作用的效果减弱。