7075铝合金的热处理工艺与组织性能研究

研究了固溶和时效热处理对锻态7075合金显微组织、硬度和拉伸力学性能的影响,并对断口形貌进行了观察。结果表明,锻态7075合金中的第二相主要为Al7Cu2Fe、η(Mg Zn2)和S(Al2Cu Mg)相;经过固溶处理后,晶界处η(Mg Zn2)相已经回溶至基体中;固溶温度为480℃时组织中存在Al7Cu2Fe相,而η(Mg Zn2)和S(Al2Cu Mg)相消失;随固溶温度升高,合金显微硬度先上升后减小,在470℃时显微硬度最高;随固溶时间延长,显微硬度先上升后降低,在240 min时硬度最大;延长时效时间,合金抗拉强度和屈服强度都有所提高,而断后伸长率略有降低;7075合金经470℃×240 min固溶以及125℃×24 h时效后可以获得良好的强度和塑性。     

AlZn8Mg2Cu2合金50 mm热轧板固溶处理工艺研究

采用金相显微镜、扫描电镜、DSC曲线及焓值变化动力学曲线等方法,对AlZn8Mg2Cu2合金热轧板材进行分析,根据分析结果进行固溶处理工艺试验研究。结果表明:AlZn8Mg2Cu2合金热轧板材中含有S相(Al2CuMg)、难熔富Fe相(Al7Cu2Fe)、AlZnMgCu相;DSC分析显示,板材中存在475.66℃和482.94℃开始熔化的两种低熔点产物,对应的分别是AlZnMgCu相和Al2CuMg相;AlZn8Mg2Cu2合金50mm热轧板较适宜的固溶工艺参数为470℃3h,板材固溶处理并人工时效后,其综合性能满足标准要求。     

双级固溶处理对2A14铝合金组织和力学性能的影响

通过拉伸试验、金相观察、扫描电镜、透射电镜等手段研究了不同双级固溶处理对2A14铝合金力学性能及组织的影响。结果表明:双级固溶获得了较高程度的过饱和固溶体,仅发生了部分再结晶;最佳双级固溶工艺为:470℃×2 h+510℃×1 h,采用该工艺并经160℃×8 h时效后,合金的拉伸力学性能达到σb=508.4 MPa,σ0.2=422.7 MPa,δ=14.9%;经双级固溶后,Al2Cu相已基本完全溶解,未溶相主要为富含Fe、Si的杂质相,其拉伸断口呈现出典型的韧窝型断裂;时效后合金中的主要强化相为S′相,且在470℃×2 h+510℃×1 h二级固溶并时效后的析出相较单级固溶的数量更多且细小均匀,因而获得了更高的析出强化效果。     

4种铸造Al-7Si-xCu-0.5Mg合金的多元共晶相及其固溶特性

通过示差量热(DSC)和背散射SEM-EDX分析,考查了4种铸造Al-7Si-xCu-0.5Mg (x=1.5,2.5,3.5,4.5)合金中多元低熔点共晶相与Cu含量的关系及其随固溶温度、时间变化的溶解特性.结果表明,在非平衡结晶条件下,4种铸造Al-7Si-xCu-0.5Mg合金在510℃及525℃处都会发生多元共晶反应,富Cu相主要为Al2Cu相;Cu含量分别为1.5%、2.5%合金的多元共晶反应和Cu含量为3.5%的合金在510℃的四元共晶反应均属不稳定共晶反应,经500～505℃,一定时间初级固溶处理后,这些不稳定共晶富Cu相均可溶入基体,使合金熔化温度分别升至542、525、521℃.研究表明,采用提高二次固溶温度的分级固溶处理能够提高Cu含量为1.5%～3.5%合金的固溶处理效果.     

铸造Al-Si-Cu-Mg合金分级热处理工艺及对力学性能的影响

通过示差热分析及对Al-7.0Si-2.5Cu-0.5Mg合金热处理工艺参数的研究发现为了防止合金中低熔点共晶物在固溶处理过程中熔化,同时提高Q、Al2Cu等相在合金中的溶解度,应选择分级固溶的方式进行.一级固溶在500 ℃固溶3 h后,可使合金中低熔点共晶物完全溶解,此时合金的熔点为540 ℃;综合各因素,该合金较好的热处理工艺为500 ℃×3 h、530 ℃×14 h;175 ℃×6 h,此时,合金的力学性能可以达到σb≥385 MPa,δ5≥5.0%.     

固溶温度对Al-Ga-Mg-Sn-Zn合金组织和电化学性能的影响

对电池用阳极合金Al-0.1%Ga-1%Mg-0.1%Sn-1%Zn(mass%)分别在450、480、510和540℃保温4 h后水淬,研究了固溶温度对该合金组织和电化学性能的影响。结果表明,随着固溶温度的提高,合金中析出相颗粒逐渐变少、变小;固溶处理使合金的放电电位负移,析氢自腐蚀速率逐渐变小,其中,经510℃×4 h固溶水淬后,合金的放电电位相对最负,比铸态时负移约30 m V,析氢速率下降约27%,腐蚀较为均匀,综合性能较好。     

固溶处理对消失模铸造B319合金组织及力学性能的影响

研究了固溶处理对消失模铸造B319合金析出相及力学性能的影响。结果表明,在495℃下,随着固溶时间的延长,小部分Al2Cu相会发生相断裂,并溶入Al基体中;固溶温度升高到510℃后,随着固溶时间的增加,Al2Cu相断裂及溶入Al基体中的速度明显加快;495℃或510℃下固溶处理24h,α-Fe、β-Fe相几乎没有变化;但在530℃下固溶处理16h,β相会发生断裂,且数量减少;固溶处理24h后,β-Fe相几乎消失,但α-Fe没有发生明显变化。消失模铸造慢冷条件下,B319合金采用495℃及520℃二步固溶热处理,有利于获得较佳的力学性能。     

逐步固溶对7050铝合金组织和性能的影响

采用光学金相、扫描电镜、室温拉伸、显微硬度、导电率和晶间腐蚀试验,研究逐步固溶对7050铝合金组织、力学性能和晶间腐蚀性能的影响。结果表明:逐步强化固溶(400℃×4 h+478℃×1 h)+HLA10(190℃×10 min+120℃×24 h)较常规固溶(478℃×1 h)+HLA10(190℃×10 min+120℃×24 h),显著减小合金再结晶数量和晶粒尺寸;EDS分析未溶的第二相为Al7Cu2Fe和Al2Cu Mg相;合金的抗拉强度由530.6 MPa提高到569.1 MPa,伸长率提高了14%,电导率、硬度数值较高;抗晶间腐蚀等级由3级提高至2级。     

固溶温度对Mg-Zn-Gd-Y-Zr生物可降解合金组织及性能影响

利用OM、SEM、TEM等手段研究了固溶处理对Mg-Zn-Gd-Y-Zr合金组织的影响,并对合金的耐腐蚀性能及力学性能进行了测试。结果表明:固溶处理有效改善铸态合金的组织不均匀性,在460～510℃温度范围固溶处理后,合金的晶粒尺寸随温度升高而逐渐增大,第二相尺寸减小并趋于球形。当固溶温度高于490℃时,有少量Zn_2Zr_3相析出,且随温度的升高,析出相有增多及粗化趋势。在490℃固溶8 h后,合金的组织均匀,耐蚀性相对较好,腐蚀较为均匀,失重腐蚀速率为0.472±0.048 mm/a,抗拉强度、屈服强度及延伸率分别为196.2±3.5 MPa、111.1±6.4 MPa和(18.9±1.3)%。试验研究了合金腐蚀后的力学性能,结果表明:490℃固溶8 h试样在模拟体液中浸泡后,力学性能在1～7 d内急剧下降,7～14 d下降较为缓慢,随浸泡时间的延长断裂形式从准解理断裂转变为脆性断裂。     

热处理工艺对喷射沉积ZA35合金组织和性能的影响

喷射成形方法制备ZA35-3.5Mn合金,采用正交分析法研究了热处理工艺对合金力学性能的影响。结果表明,随着固溶温度的升高和固溶时间的延长,抗拉强度和硬度明显地出现了上升的趋势。随着时效温度的升高,抗拉强度和硬度减小,而伸长率却有大幅度的增加。选取了385℃×5h+120℃×7h的固溶时效处理后,合金的组织更加细小均匀,经X-ray分析合金的组成相,除了含有α-Al和η-Zn外,又析出了Al11Cu5Mn3和CuMnZn的三元化合物,有利于合金力学性能的提高。     

热处理对含LPSO相Mg_(97)Gd_2Ni_1合金微观组织及腐蚀性能的影响

通过传统铸造方法制备了含LPSO相的Mg_(97)Gd_2Ni_1合金,并在480、490、500、510和520℃下进行固溶处理,借助扫描电子显微镜(SEM)、电化学工作站及析氢腐蚀法对不同状态镁合金的显微组织及其腐蚀性能进行了研究。结果表明:随着温度的升高,合金中的LPSO相由连续的层片状逐渐转变为不连续的层片状结构。当温度达到510℃时,LPSO相主要以针状结构存在,继续升高温度到520℃,产生"过烧"现象。通过腐蚀性能的测试,固溶温度为510℃时,合金的腐蚀速率最小。     

固溶处理对高纯7055铝合金组织的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射谱仪研究了固溶处理对高纯7055铝合金组织的影响。结果表明:合金固溶时,粗大的初生AlZnMgCu相溶解缓慢,并逐渐球化;而初生AlZnMgCuFeTi相几乎不溶解。固溶温度越高(460-480℃),时间越长(0-240min),初生AlZnMgCu相溶解越多,再结晶越多,晶粒尺寸越大。再结晶主要于初始晶界上的粗大初生相上形核(PSN机制),并向弥散Al3Zr粒子少的变形晶粒内部长大。490℃固溶时,出现过烧组织,晶粒粗大。分级固溶较单级固溶可更好的控制合金组织,如460℃×120min 480℃×60min与480℃×180min相比,再结晶和晶粒尺寸小得多,但初生AlZnMgCu相溶解程度相差不大。     

热处理过程中SiCp/2024Al基复合材料的微观组织演变

采用真空热压烧结工艺在580℃下制备了35%(体积分数)SiCp/2024铝基复合材料,利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、能谱(EDS)、高分辨透射电镜(HRTEM)对复合材料热处理过程中微观组织进行了表征,研究了热压烧结后复合材料的析出相的微观结构以及析出相在热处理过程的演变规律。结果表明,热压烧结后复合材料中存在许多粗大析出相颗粒,包括Al4Cu9,Al2Cu,Al18Mg3Mn2,Al5Cu6Mg2和Al7Cu2Fe。随着固溶温度的提高,粗大析出相颗粒逐渐回溶到Al基体中,当固溶温度达到510℃时,粗大析出相颗粒几乎全部回溶到基体中,但还存在少量的难溶相。复合材料经510℃固溶2 h+190℃时效9 h后,除了少量的难溶相,许多圆盘状纳米析出相Al2Cu和棒针状纳米析出相Al2Cu Mg弥散分布于基体中且与基体的界面为错配度较小的半共格界面,圆盘状纳米析出相的直径为50~200 nm,棒针状纳米析出相长度为100~150 nm。     

固溶处理和人工时效对Al-Cu合金显微组织和力学性能的影响(英文)

对Al-Cu合金进行析出强化和人工时效处理以获得优异的力学性能,如高的强度、好的韧性。其热处理工艺条件为:510～530℃固溶处理2h;60℃水淬;160～190℃人工时效2～8h。采用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析、透射电镜和拉伸实验对经固溶和人工时效处理的Al-Cu合金的组织和力学性能进行表征。固溶处理实验结果表明,Al-Cu合金的力学性能随着固溶处理温度的升高先增加,然后降低。这是由于Al-Cu合金的残余相逐渐溶解进入基体中,从而导致析出相的数量和再结晶晶粒尺寸不断增加。相较于固溶处理温度,固溶处理时间对Al-Cu合金的影响较小。人工时效处理实验结果表明,合金经180℃时效8h,可以获得最大的拉伸强度。合金的最大拉伸强度和屈服强度随着时效时间的延长和温度的升高而升高。     

固溶处理对Al-Mg-Si-Mn合金组织与性能的影响研究

通过电导率测试、显微组织观察、力学性能测试、XRD物相分析以及α(Al)基体点阵常数的计算等方法研究了固溶温度和时间对Al-0.69Mg-1.12Si-0.5Mn合金微观组织、力学性能和断口形貌的影响。结果表明:实验合金板材的最佳固溶工艺为550℃/30min;在此条件下,合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率和电导率分别为375MPa、354MPa、10.5%、和41.7%IACS。合金主要由α-Al基体、Mg2Si和不可溶Mn12Si7Al5等合金相组成;通过基体点阵常数的精确计算,能较好地表征合金的固溶程度。在510～550℃范围内,适当提高固溶温度和延长固溶时间,粗大的平衡相逐渐回溶,基体过饱和程度增加,合金的强度逐渐升高;进一步提高固溶温度或延长固溶时间,合金强度逐渐降低。     

Al-6.4Zn-2.3Mg-2.1Cu超高强铝合金厚板固溶过程的组织演变

采用金相显微分析、扫描电镜和能谱分析等手段,研究了80 mm厚超高强Al-6.4Zn-2.3Mg-2.1Cu铝合金热轧板经第一级470℃以及第二级480℃固溶处理前后的相和组织的演变。结果表明,该合金热轧板中主要存在粗大块状的Al2Cu Mg相、长棒状Al7Cu2Fe相及含Zn Mg Cu的细小析出相等,经470℃固溶处理5 min后,Zn Mg Cu析出相基本溶入基体,90 min后完全溶入基体。经470℃1.5 h+480℃5 h双级固溶处理后存在极少量未溶Al2Cu Mg相,板材组织仍为部分再结晶组织,晶粒总体轮廓与热轧态的相似;随第一级470℃及第二级480℃固溶时间的延长,该合金厚板晶粒形态变化较小,沿轧制方向伸长且部分晶粒中存在细小亚晶组织,亚晶尺寸随固溶时间延长而缓慢长大。     

固溶处理对挤压铸造Al17.5Si4Cu0.5Mg0.1Mn合金显微组织及硬度的影响

研究了固溶处理温度和固溶处理时间对挤压铸造Al17.5Si4Cu0.5Mg0.1Mn合金显微组织及硬度的影响。结果表明:固溶处理后合金的显微组织得到明显改善,硬度大幅度提高。随着固溶温度的增加,共晶Si相逐渐粒化,合金的布氏硬度值逐渐增加,当固溶温度为525℃时,共晶Si相形貌相对圆整,合金具有最大布氏硬度值;随着固溶时间的延长,合金显微组织中的共晶Si相发生熔断、粒化、粗化现象,合金的布氏硬度呈现先上升后下降的趋势,当固溶时间为6 h时,合金的布氏硬度达到最大值HB 124。试验得到的挤压铸造Al17.5Si4Cu0.5Mg0.1Mn合金的最佳固溶处理工艺为525℃,保温时间为6 h。     

固溶时间对Mg-2Zn-1Y-0.5Zr合金组织与腐蚀性能的影响

通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、浸泡测试和电化学测试等研究了Mg-2Zn-1Y-0.5Zr合金在490℃固溶4～14h后的微观组织和腐蚀性能.结果 表明:随着固溶时间的延长,合金的晶粒尺寸逐渐由98.19 μm增大到142.90 μm,合金中的第二相逐渐溶解,第二相体积分数由1.33％降到0.02％,大幅降低了第二相与合金基体之间因腐蚀电位不同而引起的微电偶腐蚀;在490℃固溶处理8h时后,合金的腐蚀速率为0.414 mm/y,自腐蚀电位为-1.525 V,自腐蚀电流密度为3.327 μA/cm2,耐蚀性能最好.     

固溶和时效处理对Al0.6Fe0.25Cu合金冷拉拔导线组织和性能的影响

利用正交实验法对Al0.6Fe0.25Cu合金冷拉拔导线固溶和时效工艺参数进行优化,并对处理前后的组织和性能进行了研究。结果表明,在优先保证电导率并兼顾抗拉强度及伸长率的原则下,Al0.6Fe0.25Cu铝合金冷拉拔后固溶和时效处理的最优工艺参数为470℃固溶1h和120℃时效12h。经该工艺处理后,合金导线的电导率达60.49%IACS。     

固溶制度对1933铝合金自由锻件组织和力学性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射和室温拉伸研究固溶制度对1933铝合金自由锻件组织和力学性能的影响.结果表明:由于Al_3Zr粒子对晶界的钉扎作用,在470 ℃以下固溶时,合金的再结晶程度很低(＜15%);随着固溶温度升高,再结晶程度逐渐上升;510 ℃固溶时,合金的再结晶程度显著增大(约为48%);1933铝合金锻件中第二相主要有Al_7Cu_2Fe相和η相;合金经470 ℃固溶60 min后,η相溶解比较充分,此后随温度升高或时间延长第二相变化不大;合金的最佳固溶制度为470 ℃、60 min,在此条件下合金具有最好的力学性能.