多级时效热处理对7056铝合金析出组织与耐蚀性的影响

利用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、力学性能测试、电导率测试以及剥落腐蚀、慢应变速率拉伸应力腐蚀(SSRT)、Tafel循环极化曲线等手段研究多级时效热处理对7056铝合金析出组织及耐蚀性的影响。结果表明:过时效再时效热处理后溶质原子二次析出,晶内析出相体积分数增大,晶界析出相粗化断开,无沉淀析出带宽化。与120℃/24h相比,采用120℃/6h预时效工艺有利于晶内细小析出相回溶和粗大相长大。再时效热处理可提高过时效合金的强度和电导率,与峰时效和回归再时效相比,合金的抗拉强度损失不大,电导率明显提升。过时效再时效热处理后,合金晶界处连续阳极溶解被有效避免,抗剥落腐蚀和抗应力腐蚀性能增强。     

回归再时效中预时效温度对7050铝合金应力腐蚀性能的影响

采用硬度测试、电导率测试、慢应变速率拉伸、透射电镜和扫描电镜等方法,研究了回归再时效热处理工艺中预时效温度对7050铝合金微观组织和应力腐蚀性能的影响。结果表明:随着预时效温度升高,回归再时效后7050铝合金晶内析出相从以GP区为主转变为以η′相为主,晶界析出相逐渐粗化,晶界变得不连续分布,合金应力腐蚀敏感性降低;但晶界无沉淀析出带宽度增加,120℃时达到140nm,易导致应力集中和阳极溶解,合金抗应力腐蚀性能下降。预时效温度为80℃,即稍微欠时效时,7050铝合金抗应力腐蚀性能较好,在缓慢应变速率(10-6s-1)和3.5%NaCl溶液腐蚀介质下,合金抗拉强度为473.5MPa,伸长率为10.67%,应力腐蚀指数为0.05824。     

时效时间对Al-3.88Cu-1.18Mg-0.31Mn铝合金应力腐蚀开裂敏感性的影响

用慢应变速率拉伸测试、金相(OM)、扫描电镜(SEM)及透射电镜(TEM)分析等方法研究了Al-3.88Cu-1.18Mg-0.31Mn铝合金在T6时效状态下的应力腐蚀开裂(SCC)行为。结果表明:随着时效时间的延长,合金的应力腐蚀开裂敏感性逐渐降低。合金应力腐蚀与晶间腐蚀具有正相关性,其本质是晶界与晶内存在电位差,形成电偶腐蚀,在应力作用下,导致晶界连续腐蚀。在时效过程中,晶界S'(S)相由连续分布逐渐转变为断续分布,晶内析出相由GPB区逐渐转变为S'(S)相,并形成PFZ。这样的微观组织转变使合金应力腐蚀开裂敏感性随着时效的进行逐渐降低。     

FGH95粉末镍基合金的组织结构与蠕变断裂特征

通过对不同工艺处理FGH95合金进行组织形貌观察及持久性能测试,研究了组织结构对合金持久性能的影响规律。结果表明:经1150℃固溶和时效处理后,合金中有粗大γ′相在较宽的边界区域不连续分布,其周围存在γ′相贫化区;经1160℃固溶及时效处理后,合金中粗大γ′相完全溶解,在晶内弥散分布高体积分数的γ′相,并有粒状(Cr,Nb)23(C,B)6硼碳化合物在晶内及沿晶界不连续析出;经1165℃固溶和时效后,合金的晶粒尺寸明显长大,并有硬而脆的碳化物膜沿晶界连续析出。在650℃、1034MPa条件下,经1160℃固溶和时效合金具有较高蠕变抗力和较长持久寿命,蠕变期间的变形机制是位错以Orowan机制饶过γ′相、或位错剪切γ′相,其中晶界处不连续析出的粒状碳化物可有效阻碍位错滑移,是使合金具有较好蠕变性能的主要原因。蠕变后期,合金的变形特征是晶内发生单取向滑移,随蠕变进行位错在晶界处塞积,并引起应力集中,致使裂纹在晶界处萌生及扩展是合金的蠕变断裂机制。     

T6处理对AZ63镁合金在模拟海水中耐蚀性的影响

为研究热处理工艺对合金耐腐蚀性的影响,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、析氢失重以及多种电化学测试等方法研究了经T6处理(固溶处理+人工时效)的AZ63镁合金在模拟海水中的腐蚀行为。结果表明:T6处理(固溶处理+人工时效)镁合金第二相沿晶界呈网状分布,与铸态镁合金相比氢气析出多、腐蚀速度快,并有点蚀产生;T6处理(固溶处理+人工时效)改变了镁合金的组织结构以及分布,增大了稳定相第二相与基体相的接触,降低了合金的耐蚀性。     

Mg与Ag含量对Al-Cu-Mg-Ag新型耐热铝合金晶间腐蚀性能的影响

采用晶间腐蚀性能测试研究Mg与Ag含量对Al-Cu-Mg-Ag合金抗腐蚀性能的影响,结合透射电子显微分析技术与电化学分析技术等探讨了不同成分合金的晶间腐蚀机理。结果表明:增加Mg与Ag含量能够提高合金的时效硬化速率。随Mg含量的增加,强化相Ω相尺寸逐渐减小,体积分数逐渐增大,晶界析出相增多,无沉淀析出带(PFZ)中溶质原子减少,PFZ与基体的电位差增大,合金的抗晶间腐蚀能力逐渐降低。随Ag含量的增加,合金中的强化相由大量的θ′相和少量的Ω相,逐渐转变为大量的Ω相和少量的θ′相。Ag含量的改变对PFZ的电位差影响不大,合金的耐蚀性主要取决于PFZ的宽度。增加Ag含量能够细化晶界析出相,减小PFZ宽度,腐蚀通道变窄,合金的抗晶间腐蚀性能得到提高。     

时效早期Al-Mg-Si合金的组织和析出相的演变

用显微硬度测试、差示扫描量热法(DSC)和高分辨透射电镜(HRTEM)观察等手段研究了Al-Mg-Si合金人工时效过程中的硬化、组织变化以及早期析出相的演变。结果表明：在170℃时效的合金具有更高的峰值硬度。在时效初期晶内析出高数量密度的溶质原子团簇和GP区,合金的硬度显著提高。在170℃处理4 h后合金的硬度达到峰值,此时晶内析出相以针状β″相为主,β″相与Al基体界面三维共格应变是合金强化的主要原因。同时,晶界析出相呈断续分布状态。随着时效时间的增加β″相开始粗化,晶界析出相的连续程度降低。在过时效阶段晶内析出相的严重粗化和数量密度的降低,使合金的硬度剧烈降低。在时效的初始阶段,合金的析出序列为过饱和固溶体→球形原子团簇→针状GP区→针状β″相。     

热处理制度对GH706高温合金持久性能的影响

不同热处理制度对GH706高温合金持久性能影响的研究结果表明,固溶加低温时效的两段热处理使合金中析出的η相呈胞状紧密排列于晶界,强化晶界,获得较长的持久寿命。增加稳定化处理的三段热处理合金,晶界η相以长针状析出,并在其周围形成γ′、γ″相贫化区,贫化区强度较低,弱化了晶界,使得裂纹易于萌生,且易于连通形成扩展通道,降低了持久寿命。直接时效(DA)处理的合金中η相在晶界呈短捧状分散排列,可以起到强化晶界的作用,而η相间的无析出区可以钝化裂纹的萌生和扩展,从而获得最长的持久寿命和最高的持久塑性。     

Al-Cu-Mg-Ag耐热铝合金断续时效处理研究

采用维氏硬度测试、拉伸性能测试和透射电子显微分析技术,研究了断续时效处理对Al-Cu-Mg-Ag耐热铝合金组织与性能的影响。结果表明,较低的二次时效温度能够促进θ′相的析出,抑制Ω相的析出,降低合金强度,提高合金的伸长率;而较高的二次时效温度则会促进Ω相的析出,抑制θ′相的析出,细化Ω相的尺寸,并且能够改善强化相在晶界的分布,从而提高合金的强度和伸长率。合金适宜的断续时效制度为185℃/2h+150℃/6h。     

锻造、轧制变形对2519A铝板抗腐蚀性能的影响

为改善2519A-T87铝合金的腐蚀性能并探求其影响因素,采用金相显微镜、透射电镜及X射线衍射仪研究了锻造以及轧制两种变形方式对该合金板晶界无沉淀带、析出相、晶粒取向与抗腐蚀性能的影响.结果表明:锻造板中晶界无沉淀带(PFZ)较轧制板的宽,晶界析出相粒子间距大,较难形成连续腐蚀通道,其抗晶间腐蚀与剥落腐蚀性能优于轧制板;PFZ与基体,析出相与PFZ构成两对电偶发生反应,而晶界上不连续分布的、大的第二相之间的间距有利于提高合金的抗应力腐蚀性能,锻造板的应力腐蚀性能(KISCC=32.1 MPa.m1/2)比轧制板(KISCC=22.1 MPa.m1/2)高;锻造板的{100}晶粒取向密度较低;第二相的大小及分布是决定该合金腐蚀性能的关键..     

新型Mg-8Li-5Al-5Ca合金的微观组织、力学及耐腐蚀性能

设计了新型高钙铝比Mg-8Li-5Al-5Ca合金,通过常温拉伸、失重法、pH测定和电化学测试等方法研究了合金的常温力学性能和耐腐蚀性能。采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析了基体和腐蚀产物相结构、合金显微组织以及腐蚀形貌。研究结果表明,这种镁锂合金形成Al2Ca相包围双基体(α-Mg+β-Li)的结构,挤压后基体组织和第二相粒子均明显细化。Mg-8Li-5Al-5Ca合金的耐腐蚀性能优于一般镁锂合金,且随着挤压比的增大进一步提升。该合金的力学性能协调了镁锂合金的优良塑性和高钙铝比镁合金的高强度,拥有较高的抗拉强度(222 MPa)和延伸率(8.3%)。     

挤压温度对Mg-5.3Gd-2.6Y-1.1Nd-0.3Zr合金的力学性能和耐生物腐蚀性能的影响

在不同温度下对均匀化处理后的Mg-5.3Gd-2.6Y-1.1Nd-0.3Zr(质量分数/%)镁合金进行挤压。利用光学显微镜和拉伸实验对比研究固溶态铸锭、不同挤压温度合金的显微组织和力学性能,采用析氢法、失重法和极化曲线实验综合测试合金在Hank’s人体模拟液中的耐生物腐蚀性能,利用扫描电子显微镜观察腐蚀后合金的表面腐蚀形貌。结果表明:随着挤压温度的降低,合金的晶粒不断细化,强度及塑性不断提高,其中390℃温度下挤压得到的合金屈服强度达到223.4MPa,较固溶态铸锭(139.8MPa)提升约60%,且挤压后的合金在Hank’s体液中具有更高的耐腐蚀性,随着挤压温度的降低,合金的耐蚀性先升高后降低,450℃挤压的棒材耐生物腐蚀性能最优,腐蚀速率为0.74mm/a。     

Effect of Aging on Microstructure and Mechanical Property of 1900 MPa Grade Maraging Stainless Steel

The 18%Ni alloy steels provide high strength and toughness, while age-hardenable or PH stainless steels also have good corrosion resistance. This paper focuses on an investigation of the heat treatment, mechanical properties and microstructural development of a new maraging stainless steel. It is reported that the heat treatment process should consist of solution treatment and cryogenic cooling to attain a fully martensitic structure, followed by aging at 813 K. This heat treatment resulted in an ultimate tensile strength of over 1900 MPa combined with good impact toughness. Transmission electron microscopy is used to show that, for the peak-aged condition （813 K/4 h）, nano-sized precipitates, e.g. Ni3Mo and/or R-phase, and a high density of dislocations were uniformly dispersed in the lath martensite matrix. The calculated yield strength, based on a revised Orowan mechanism, is in good agreement with the test data. The steel studied has an ultimate tensile strength over 1900 MPa, excellent fracture toughness, and good resistance against over-aging and relatively good corrosion resistance as well.     

Influence of pre-stretching and aging processes on comprehensive performance of aluminum alloy

The influence of pre-stretching and aging treatment on the mechanical properties and corrosion behavior of 7050 alloy were studied by tensile testing, potentiodynamic polarization, and intergranular corrosion (IGC) testing associated with optical microscopy (OM), scanning electron microscopy, and transmission electron microscopy. The results exhibit both strength and elongation of T6 are higher than T74. The strength of retrogression and re-aging (RRA) samples are equal to or even in excess of T6 sample, especially, the strength of RRA-60 sample increased by 5.7% at the sacrifice of its elongation. Both yield strength of T651 and RRA51-60 samples with 4% pre-stretching are enhanced while their elongation decreased too much. The fracture feature of T6 and T651 samples are majorly intergranular fracture, while the fracture mode of RRA samples are mainly transgranular fracture. The corrosion resistance of T74 could be significantly improved through IGC tests and electrochemical polarization tests. Also, RRA treatment leads to the most remarkable improvement. The reason is that the grain boundary precipitated phases become coarser, also the precipitation free zones of RRA-60 and T74 are wider than T6 aged sample. Furthermore, the corrosion resistance of pre-stretched samples are worse than those without pre-stretching.     

Influence of retrogression and reaging on microstructure and properties of 8090 Al–Li alloy

Abstract

An investigation was made into the influence of a retrogression and reaging treatment on the microstructure, tensile properties, and stress corrosion cracking resistance of 8090 Al–Li alloy. The results show that retrogression of the material at 230°C for 40 min or 325°C for 1·5 min, and then reaging to the peak aged condition, can result in an improved combination of tensile strength and stress corrosion cracking resistance. Through retrogression and reaging treatment, the alloy almost achieves the strength of the peak aged state and the stress corrosion cracking resistance of the overaged state. Transmission electron microscopy indicates that the δ′ phase dissolves during retrogression and reprecipitates during reaging, thus increasing the strength. The T₂ phase precipitates and grows during both retrogression and reaging, which results in the increase of stress corrosion cracking resistance.

MST/1670     

铜导线表面热浸镀PbSn合金镀层的组织与性能

为了改善铜导线的可焊性和耐蚀性,采用热浸镀技术在铜导线表面制备Pb40Sn60和Pb37Sn63两种成分的低熔点合金镀层,利用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)等分析手段和电阻率检测实验、拉伸实验、中性盐雾实验等方法,系统研究其微观组织、相成分、电阻率、力学性能及耐蚀性。结果表明:Pb40Sn60和Pb37Sn63两种成分的合金镀层均由α相和β相两相组成,镀层的电阻率分别约为2.6832×10^-3,2.5929×10^-3Ω·m,均高于铜基体。铜导线热浸镀Pb40Sn60和Pb37Sn63两种成分合金镀层后的表面硬度分别为13.4,12.6HV0.2;抗拉强度分别为193,180 MPa;伸长率分别为35%和37%,与铜基体相比均降低。铜导线表面热浸镀PbSn合金镀层具有良好的导电性、力学性能及耐腐蚀性等综合性能。随着Pb含量的降低或Sn含量的增加,PbSn合金镀层中α相的相对量减少、β相的相对量增大,其电阻率、硬度和强度降低,塑性略有增大,耐蚀性增强。Pb40Sn60比Pb37Sn63合金镀层的腐蚀速率较高,分别为2.44×10^-2,3.65×10^-3 g·cm^-2·a^-1,耐腐蚀性较差。PbSn合金镀层中α相比β相的腐蚀程度更为严重,α相比β相的耐蚀性要差。     

热处理对真空热压烧结NiCrCoTiV高熵合金组织结构及耐腐蚀性能的影响

采用真空热压烧结技术制备了NiCrCoTiV高熵合金,并分别在500℃、600℃和700℃下对高熵合金进行18h保温热处理。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、电化学测试系统研究了不同热处理温度对高熵合金物相结构、微观组织及耐腐蚀性能的影响。结果表明,高熵合金的物相组成在不同温度热处理后均未发生明显改变,表现出良好的热稳定性。热处理后,高熵合金晶粒细化,析出相减少;热处理温度越高,晶粒细化效果越好。相比于未热处理的试样,热处理后试样的耐腐蚀性能明显提高,并且随热处理温度升高,耐腐蚀性能呈上升趋势。     

微量Zr对Al-Zn-Mg-Mn合金板材抗剥落腐蚀性能的影响

通过腐蚀浸泡实验和电化学阻抗谱测试,研究了微量Zr的添加对Al-Zn-Mg-Mn合金板材抗剥落腐蚀性能的影响,并结合金相显微镜(OM)、电子背散射衍射技术(EBSD)、扫描透射电镜(STEM)等显微组织表征结果对影响机理进行分析和讨论。结果表明：在Al-Zn-Mg-Mn板材中添加微量Zr可以改善抗剥落腐蚀性能,剥落腐蚀等级由EB级变为EA级,最大腐蚀深度由593 μm降至421 μm。通过分析板材晶粒组织的差异和晶界η相尺寸、间距和化学成分的变化及无沉淀析出带宽度的变化,认为添加微量Zr后是通过综合作用来影响材料的剥落腐蚀行为。     

MoNiZrTiHf高熵合金在冰晶石熔盐中的腐蚀性能

采用真空电弧熔炼法制备MoNiZrTiHf高熵合金,研究其在960℃下冰晶石熔盐中的腐蚀性能。利用带有能谱仪的扫描电镜和X射线衍射仪分析高熵合金腐蚀层的形貌、成分和组织结构。结果表明:MoNiZrTiHf高熵合金在冰晶石熔盐中的腐蚀速率随时间的延长先快后慢再加快。熔盐的NaF与AlF3的分子比影响合金腐蚀性能,合金在分子比为1.8的熔盐中表现出更好的耐腐蚀性能。腐蚀过程主要为氟离子向合金内部渗透后开裂,并加速O、Al、Na等元素向合金内部扩散并且腐蚀层疏松而后脱落,表层的腐蚀产物主要为Zr、Hf的氧化物;腐蚀层中间层的产物主要为金属间化合物及金属氧氟化物。     

激光熔化镁合金凝固组织及腐蚀行为

采用Nd:YAG毫秒脉冲激光器,在高纯氩气保护下扫描AZ91D镁合金样品,采用X射线衍射仪(XRD),光学显微镜,扫描电镜(SEM),原子力显微镜(AFM)等对处理后镁合金表面形貌、组织、成分进行研究。使用模拟改性体液和质量分数为3.5%的NaCl溶液对实验样品进行腐蚀,观察腐蚀表面并计算材料腐蚀率。结果表明:在相同腐蚀时间下,与未被处理样品相比,激光处理后镁合金由于其显微组织中细化的α-Mg相与β-Mg_(17)Al_(12)相,及选择性气化现象和基体合金化学成分共同导致表面Al元素富集提高了表层的抗腐蚀性能;通过测算激光熔化区枝晶晶胞尺寸与冷却速率的关系得到其凝固方程。