高含量B_4C/6061Al复合材料热处理的组织与性能北大核心CSCD

采用粉末冶金法制备30%B4C/6061Al复合材料坯料,经过二次加工(挤压+轧制)后得到复合材料板材,对板材进行T6(530℃保温2 h后中温水淬,175℃时效6.5 h)热处理。采用光学显微镜(OM)和透射电子显微镜(TEM)对热处理前后复合材料的微观组织形貌进行观察,运用显微硬度仪和万能拉伸试验机对复合材料的热处理前后的力学性能进行测试。结果表明:退火态时观察到再结晶晶粒和少量位错;时效态时观察到大量的位错和析出相。热处理状态对复合材料伸长率无明显的影响,但对材料的硬度和抗拉强度影响较大,B4C/6061Al复合材料经T6热处理后硬度和抗拉强度分别提高了15%和12%。     

热处理对挤压铸造TiB2P/6061Al复合材料组织与性能的影响

采用挤压铸造法制备了不同体积分数的TiBzv／6061Al复合材料，利用扫描电镜、透射电镜、硬度计、三点弯曲等手段对复合材料的组织与力学性能进行了研究，分析了热处理工艺对其组织性能的影响。结果表明：不同的热处理条件下TiB2P／6061Al复合材料的组织不同：退火态时观察到再结晶晶粒和少量位错：时效态时观察到大量的位错和析出相，界面产物尺寸比退火态时相对大些，且在界面附近的基体中存在明显的无析出区。热处理状态对弹性模量的影响不大，但对材料的硬度和抗弯强度影响较大。45％TiB2v／6061Al复合材料时效处理后硬度和抗弯强度分别比退火态时提高了40％和23％。     

预时效+冷轧变形+再时效对6061铝合金微观组织和力学性能的影响

采用硬度测试、拉伸实验、XRD分析和TEM观察等方法,研究了一种新型形变热处理(预时效+冷轧变形+再时效)对时效硬化型铝合金微观组织和力学性能的影响.结果表明,这种形变热处理不仅能够大幅度提高6061铝合金强度,还能使其保持良好塑性.经过优化处理(180℃,2 h欠时效+75%压下量冷轧变形+100℃,48 h再时效),6061铝合金的抗拉强度和屈服强度分别为560和542 MPa,延伸率为8.5%.微观组织观察表明,合金强度的提高来源于析出强化、位错强化、位错胞强化和高Taylor因子的综合作用;相对于冷轧状态,延伸率的改善则与再时效过程中强化相的再析出和位错的轻微回复有关.     

T6热处理对粉末触变成形技术制备Ti@(Al-Si-Ti)p/A356Al复合材料组织和性能的影响

本文采用粉末触变成形技术制备了由“芯-壳”结构粒子增强的A356Al复合材料,然后通过T6热处理进一步提高该复合材料的综合力学性能。研究结果表明,“芯-壳”结构增强体颗粒不仅能够提高复合材料的抗拉强度、屈服强度(增加率分别为18.0%和32.7%),而且使其(10.8%)具备与基体铝合金(11.3%)相当的塑性。在T6热处理过程中,随时效时间的延长,该复合材料的强度、硬度先增加(1-7h,即欠时效)后减小(9-12h,即过时效),在8h时达到最大值(即峰时效),此时复合材料的抗拉强度、屈服强度和硬度分别为325.4 MPa、254.4 MPa和104.0 HV,比热处理前分别提高了33.7%、74.0%和48.5%;峰时效延伸率为9.4%,与热处理前相比几乎没有下降。即经过T6热处理后,“芯-壳”结构增强体粒子能在提高复合材料强度的同时,最大程度地保留其良好的塑性。最后,通过对时效8h和12h的复合材料基体中析出相的尺寸、密度和类型的分析,对其强化机制进行了讨论。     

[AlBO]w/6061Al复合材料的时效硬化行为

采用挤压铸造法制备了晶须体积分数为20%的硼酸铝晶须增强6061铝基([AlBO]w/606lAl)复合材料,并采用硬度分析、DSC示差热分析及透射电镜分析的方法对复合材料的时效行为进行了研究.结果表明,压铸法制备的Al18B4O33/6061Al复合材料中存在高密度的位错,同时复合材料基体晶粒细小.经固溶淬火处理后,随着时效时间的增加,复合材料的硬度值先下降而后又有所回升,并在8 h左右出现一个峰值硬度,其硬度明显高于6061Al合金.复合材料固溶处理后硬度值较高是由合金元素的固溶强化所致.由于Al18B4O33晶须和基体6061Al发生了严重的界面反应,使Mg元素大量消耗,导致峰时效强化效果不如固溶强化效果显著.     

热处理工艺对6082铝合金组织和性能的影响

采用正交试验对原始锻态6082铝合金的固溶时效(T6)和固溶双级时效热处理工艺参数进行了优化,并针对优化方案进行了验证。结果表明,T6和固溶双级时效的优化工艺分别为550℃×2h+190℃×8h和550℃×6h+120℃×10min+190℃×8h。T6态合金的抗拉强度、伸长率和硬度(HBW)分别为305.7 MPa、7.1%和109,比原始锻态的抗拉强度和硬度(HBW)分别提高了90.0%和34.1%,而伸长率下降了47.4%;固溶双级时效的抗拉强度、伸长率和硬度(HBW)分别为335.8 MPa、8.7%、129.3,较T6态合金分别提高了9.8%、22.5%和18.6%。     

热处理工艺对微波烧结TiC/6061复合材料组织和性能的影响

为了获得微波烧结TiC增强6061铝基复合材料较为理想的热处理工艺,运用扫描镜对热处理前后试样进行金相显微组织观察,并对热处理后的试样进行显微硬度测试。结果表明,经固溶温度540℃保温1.5h,时效温度160℃保温8 h工艺处理的材料有较好的综合力学性能。     

低压铸造铝合金轮毂T4热处理工艺探索

通过对低压铸造铝合金轮毂进行固溶处理后分别进行人工时效、自然时效24 h、自然时效48 h后各部位进行力学性能检测,再分别对经过涂装后的成品进行力学性能检测和对比分析,探索低压铸造铝合金轮毂的T4热处理工艺.试验表明,T4(自然时效48 h)热处理比T6热处理的屈服强度降低了20%～30%、抗拉强度降低了5%～10%、硬度降低了10%～20%,伸长率提高了70%～100%,但经过涂装烘箱烘烤后合金的抗拉强度、屈服强度、硬度均有所提高,伸长率有所下降.就满足客户的力学要求而言,T4(自然时效24 h)热处理后比T6热处理更能满足客户的要求.     

热处理工艺对单辊搅拌冷却成形Al-Mg-Sc合金组织和力学性能的影响

采用单辊搅拌冷却技术(Shearing-cooling-rolling,简称SCR技术)和在线固溶处理方法制备Al-3Mg-0.5Sc合金线材,研究不同热处理工艺对合金线材的微观组织和力学性能的影响。结果表明:SCR技术对合金线材产生强烈的单辊剪切塑性变形,在铝基体中产生大量的位错及初生Al3Sc强化相粒子,初生Al3Sc强化相粒子与热处理过程中沉淀析出的大量更为细小的次生Al3Sc强化相粒子共同与位错交互作用。当合金线材采用T6(SCR成形、在线固溶并人工时效)热处理制度时,320℃时效2h后合金线材的抗拉强度为353MPa;当采用T8(SCR成形、在线固溶、冷拔加工并人工时效)热处理制度时,合金材料的抗拉强度为378MPa;当采用T9(SCR成形、在线固溶、人工时效并冷拔加工)热处理制度时,合金线材的抗拉强度为435MPa。     

SiC体积分数和热处理对SiC/2024Al复合材料性能的影响

采用直接电热粉末半固态触变成形法制备Si C不同体积分数(10vol%、20vol%、30vol%、40vol%)的Si C/2024Al复合材料。利用扫描电镜观察复合材料的微观组织,通过检测其物理性能和力学性能,获得Si C体积含量和热处理对Si C/2024Al复合材料组织与性能的影响规律。结果显示:随着Si C体积含量的增大,复合材料的组织出现了程度不一的Si C颗粒团聚,使材料的致密度下降;经过T6热处理后,Si C/2024Al复合材料抗拉强度在20vol%时达到最大值(505 MPa),比完全退火态提高了68.3%;布氏硬度在40vol%达到最大值(244 HB),比完全退火态提高了41.0%。     

亚微米Al2O3颗粒表面稀土改性及其对6061Al复合材料时效行为的影响

采用液相包裹法对亚微米Al2O3颗粒进行稀土表面改性，用挤压铸造法制备表面经稀土改性的Al2O3p／6061Al复合材料．对颗粒表面经稀土改性前后增强6061Al复合材料在不同温度下的时效析出行为进行分析研究．结果表明：改性后的亚微米Al2O3粉体颗粒表面Y2O3包裹均匀，其增强的复合材料在不同时效阶段的硬度值均较改性前有明显提高．且随着时效温度的升高，Mg2Si析出过程加快，时效峰提前，呈现出硬度值变小的趋势，透射电镜观察表明，表面改性颗粒增强的复合材料基体中存在一定量的位错和析出相；而改性前复合材料却呈现出位错和析出相极其稀少的组织特征．分析了改性前后复合材料时效组织形成的原因。     

变形时效对6061铝合金时效硬化特性的影响

试验研究了变形时效对6061铝合金显微组织和时效硬化特性的影响。结果表明,对6061铝合金进行5%～80%轧制变形,时效温度的升高会缩短峰值硬度出现的时间,且变形量越大出现峰值硬度的时间越短;变形量在20%及以上时,6061铝合金的峰值硬度高于T6态的;变形量20%以下时,6061铝合金的峰值硬度低于T6态的。在不同时效温度下,6061铝合金的抗拉强度和屈服强度都会随着变形量增加而增大。当时效温度为180℃时,较小变形量(20%)的6061铝合金的强度和塑性相当于T6态的;40%及以上变形量下6061铝合金的强度和塑性都明显高于T6态的。对6061铝合金进行变形时效处理,在位错强化、析出强化以及晶体缺陷作用下可以获得强度和塑性兼备的6061铝合金材料。     

纳米B4CP/2009Al复合材料固溶时效行为与性能研究

采用粉末冶金+热挤压法制备了纳米B4CP（n-B4CP）含量分别为2、4、6vol.% n-B4CP/2009Al复合材料,运用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X射线衍射（XRD）和维氏硬度测量仪等方法研究了n-B4CP体积分数对n-B4CP/2009Al复合材料的微观组织、固溶时效行为及力学性能的影响。结果表明：复合材料经热挤压后组织致密均匀,n-B4CP体积分数的增加没有明显增加复合材料孔隙率;复合材料经495℃固溶1h处理后,仅存在少量析出相(Al2Cu)残留基体中;经固溶淬火后175℃人工时效14h后,2、4、6vol.% n-B4CP/2009Al复合材料同时达到峰值硬度,比基体合金达到峰值硬度的时间提前了2h;利用TEM观察时效后的微观组织表明,n-B4CP的加入抑制了基体中析出相（Al2Cu）的长大,大量细小析出相的存在使复合材料达到峰时效的时间提前;经最佳热处理工艺处理后的复合材料,随着n-B4CP体积分数的增加,复合材料的抗拉强度先上升后下降,屈服强度始终呈上升趋势,高体积分数的n-B4CP有效的起到钉扎位错的作用,但是高体积分数n-B4CP产生的颗粒团聚现象导致复合材料提早开裂。     

热处理对细晶AZ91D镁合金组织和性能的影响

采用MEF-3金相显微镜、JSM-6700F扫描电镜、EMPA-1600电子探针以及WDW-100D型电子万能实验机等,对经Al-Ti-B细化处理的AZ91D镁合金铸态组织及固溶-时效态的显微组织和力学性能进行了观察和分析。结果表明：分布在铸态AZ91D镁合金晶界的网状β-Mg17Al12相在T4热处理过程中逐渐溶解,使得合金的硬度下降,而抗拉强度升高;T6热处理后,合金组织中出现不连续析出与连续析出的β-Mg17Al12相,使得抗拉强度和硬度明显提高;不同的热处理使合金的断口发生明显变化。     

纳米B_4C_P/2009Al复合材料固溶时效行为与力学性能

采用粉末冶金+热挤压法制备了纳米B_4C_P(n-B_4C_P)体积分数分别为2%,4%,6%的n-B_4C_P/2009Al复合材料,运用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和维氏硬度测量仪等仪器研究了n-B_4C_P体积分数对n-B_4C_P/2009Al复合材料的微观组织、固溶时效行为及力学性能的影响。结果表明:复合材料经热挤压后组织致密均匀,n-B_4C_P体积分数的增加没有明显增加复合材料孔隙率;复合材料经495℃固溶1 h处理后,仅存在少量析出相(Al_2Cu)残留基体中;经固溶淬火+175℃人工时效14 h后,n-B_4C_P体积分数为2%,4%,6%的n-B_4C_P/2009Al复合材料同时达到峰值硬度,比基体合金提前了2 h;利用TEM观察时效后的微观组织表明,n-B_4C_P的加入抑制了基体中析出相(Al_2Cu)的长大,大量细小析出相的存在使复合材料达到峰时效的时间提前;经最佳热处理工艺处理后,随着n-B_4C_P体积分数的增加,复合材料的抗拉强度先上升后下降,屈服强度始终呈上升趋势。高体积分数的n-B_4C_P有效地起到钉扎位错的作用,但是高体积分数n-B_4C_P产生的颗粒团聚现象导致复合材料在拉伸时提早开裂。     

Al—Cu—Zn—Mg合金板材的T351和T851处理

将Al-(4.0～7.0)％Zn-(5.0～6.0)％Cu-(0.8～1.4)％Mg的铝合金板材作T6(465℃固溶40分后水淬再150℃时效)、T851或T351形变热处理(465℃淬火后经3％冷形变,然后进行150℃人工时效或室温下自然时效)后,发现形变热处理的板材,其抗拉强度、屈服强度和延伸率均优于T6处理的。     

时效对7A52铝合金激光焊接头组织性能的影响

通过硬度试验、拉伸试验、光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和EDS分析等手段,研究了6 mm厚7A52铝合金光纤激光焊接头时效前后的组织及性能. 结果表明,7A52铝合金光纤激光焊接头的焊缝中心为粗大的等轴晶,热影响区相变再结晶区域存在着细小的等轴晶,热影响区的晶粒相对母材发生明显的长大,焊缝合金强化相主要是T′(Al2Mg3Zn3),焊态接头的抗拉强度为304.6 MPa;当时效工艺为一级时效温度120 ℃、一级时效时间12 h、二级时效温度160 ℃、二级时效时间14 h时,焊接接头能够获得相对更好地显微硬度分布,经此时效工艺处理后的焊接接头抗拉强度为326.2 MPa.     

固溶和预时效工艺对6016铝合金汽车用板材力学性能的影响

对汽车覆盖件用6016铝合金冷轧板进行了不同固溶和预时效处理,采用金相显微镜、扫描电子显微镜观察了试样的微观组织,并对板材进行了力学性能测试。结果表明:在560℃的固溶温度下,保温时间从1 min增加到2min,板材的再结晶晶粒尺寸增大,T4P态和模拟烤漆硬化态板材的屈服强度、抗拉强度和伸长率都略微下降;固溶工艺为560℃1 min时,预时效温度从60℃增加至100℃,T4P态板材的屈服强度、抗拉强度先降低后增加,模拟烤漆硬化态板材的屈服强度、抗拉强度单调增加。6016铝合金冷轧板适宜的固溶和预时效工艺制度为:560℃1 min固溶处理+80℃6 h预时效处理。     

低压铸造A356.2铝合金轮毂T4热处理工艺的探索

通过对低压铸造A356.2铝合金轮毂固溶后再分别进行人工时效、自然时效24、48h,然后做力学性能检测,并对经过涂装后的成品进行力学性能检测和对比分析。结果表明,T4(自然时效48h)热处理后比T6热处理后的屈服强度降低了20%～30%、抗拉强度降低了5%～10%、硬度降低了10%～20%,伸长率提高了70%～100%,但经过涂装烘箱烘烤后,合金伸长率有所下降,强度、硬度有所提高。T4(自然时效24h)热处理后比T6热处理后更能满足所需力学性能要求。     

原位自生Mg_2Si/Al复合材料的时效行为

利用金属型铸造的方法制备原位自生Mg_2Si/Al复合材料,并研究T6处理对复合材料组织及性能的影响。结果表明:T6处理可以改善共晶Mg_2Si相的形态,使其由条状改变为细小弥散的短杆状和粒状,但对初生Mg_2Si相影响较小。T6处理可以提高复合材料的硬度,且随着时效温度的升高,材料的硬度先增大后减小,在175℃时达最大值;延长保温时间,复合材料的硬度变化为先增大后减小再增大,硬度最大值分别出现在8 h和24 h。对本试验所制备复合材料较为适宜的时效工艺为:时效温度(175±5)℃,时效时间8~10 h。