镁系时效析出合金

时效析出物对镁合金的高强度化、高耐热化起着重大作用。可通过控制合金成分、制造方法、组织的手段开发出性能优异的镁合金。     

耐热高强镁合金WE54成分范围优化

为优化高强耐热镁合金、WE54的化学成分范围,采用常温力学性能和高温性能检测,研究了Y、Gd、Nd、Zr元素对WE54合金力学性能的影响和作用.实验结果表明:当w(Y)=5.5%,w(Zr)=0.5%-0.6%,w(Gd)=2.0%,w(Nd)=1.6-1.9%(质量分数)时,合金具有良好的综合性能.     

AZ91镁合金中Mg-Al连续析出相形貌的计算机模拟

建立了AZ91镁合金连续析出相的相场模型,研究了界面能各向异性和微观弹性应变能对析出相显微形貌的影响。结果表明:只考虑界面能各向异性,连续析出相端部为半圆形且为板条状形貌;只考虑微观弹性应变能,连续析出相呈现棱形形貌。两者综合考虑,析出相未出现明显的板条状特征,但端部呈现出平行四边形形状。     

AZ91镁合金中Mg-Al连续析出相形貌的计算机模拟

建立了AZ91镁合金连续析出相的相场模型,研究了界面能各向异性和微观弹性应变能对析出相显微形貌的影响。结果表明:只考虑界面能各向异性,连续析出相端部为半圆形且为板条状形貌;只考虑微观弹性应变能,连续析出相呈现棱形形貌。两者综合考虑,析出相未出现明显的板条状特征,但端部呈现出平行四边形形状。     

热处理对WE43镁合金显微组织和力学性能的影响

采用低压铸造制备了WE43镁合金,使用OM、SEM、EDS研究了热处理前后合金的显微组织及元素分布情况,并对其力学性能进行测试,分析热处理对其力学性能的影响。结果表明,WE43镁合金铸态组织主要由α-Mg基体和晶界上的Mg₂₄Y₅共晶相组成。经过520℃×10h+225℃×14h热处理后,WE43镁合金主要由α-Mg基体、方块相团簇、少量残余Mg₂₄Y₅共晶相及针状的时效析出相组成。与铸态合金相比,热处理后WE43镁合金的抗拉强度和屈服强度显著提高,分别达到305.9 MPa和191.8 MPa,但伸长率下降至3.1%。     

亚晶及析出相强化对Al-Zn-Mg-Cu合金性能的影响

采用金相显微镜、XRD物相分析、透射电镜观察和力学性能测试,研究了真空感应熔炼水冷铜模铸造下Al-8.2Zn-2.05Mg(10Zn-2.5Mg,12Zn-3Mg)-2.2Cu-0.1Mn-0.25Zr合金析出相的强化效应,以及第1种合金在形变热处理工艺下引入的亚晶强化效应.结果表明,3种合金在T6(120℃时效24 h)状态下均析出了均匀弥散的强化相η’,此时析出相强化起主导作用.随着Zn、Mg含量的提高,析出强化相的数量逐渐增多,析出相强化效应增大,3种合金的抗拉强度分别为646.2、697.4和732.5MPa,伸长率分别为13.0％、10.6％和7.1％,抗拉强度与其析出相强化效应对应;采用120℃预时效12 h+120℃温变形30％+120℃终时效10 h的形变热处理工艺可使Al-8.2Zn-2.05Mg-2.2Cu-0.1Mn-0.25Zr合金获得亚晶组织,此时合金为亚晶强化与析出相强化共同作用的强化机制,合金的抗拉强度达到752.3MPa,伸长率为6.7％;亚晶内析出均匀弥散强化相提高合金性能,比单一增加析出相数量效果更好.     

镁系时效析出合金

时效析出物对镁合金的高强度化、高耐热化起着重大作用。可通过控制合金成分、制造方法、组织的手段开发出性能优异的镁合金。     

Cu-Ni-Al合金近平衡凝固过程中的析出相

采用近平衡凝固试验制备了Ni/Al原子比为3:1的不同Cu含量的Cu-Ni-Al合金,并对其显微组织及相组成进行了分析。结果表明,不同Cu含量的Cu-Ni-Al合金显微组织由枝晶臂和晶间相组成,经XRD分析,二者均为富Cu相固溶体α-Cu(Ni, Al)。由于枝晶臂和晶间区域Ni、Al原子浓度不同,导致在随后的固态相变过程中枝晶臂区域Ni-Al析出相的数量和尺寸均明显大于晶间区域。     

析出相对Al-Zn-Mg合金液态模锻件性能的影响

采用金相显微镜、透射电镜和硬度等测试手段,研究了Al-Zn-Mg合金在120 MPa液态模锻成形,经T6处理后的合金组织与性能。结果表明:试样热处理后,在晶内析出了细小球形GP区及η'过渡相;在α-Al相的基体上析出了η-MgZn2相,使试样的力学性能得到改善。     

Fe相及其形貌对共晶Al-Si合金性能的影响

应用光学显微镜、万能拉伸实验机及XRD等,研究了不同Fe含量及其Fe相形貌对共晶Al-Si合金(ADC12)组织性能的影响,并利用扫描电镜(SEM)及能谱分析了Fe相的含量、形貌及铸件中Fe等元素的面分布。试验发现,随着Fe含量的上升,铸件的抗拉强度及伸长率逐渐下降;当Fe的质量分数在1·0%左右时,其抗拉强度急剧下降,伸长率也下降很多。在Fe含量高的Al-Si合金中按一定的w(Mn)/w(Fe)比加入Mn,使铁相形貌由针状向块状和“田”字状转变,铸件的抗拉强度提高180%。     

锶、钛对稀土改性压铸AZ91合金组织与性能的影响

研究了微量Sr、Ti对压铸AZ91合金微观组织与性能的影响。结果发现,与AZ91镁合金相比,添加稀土后,合金的强度提升、塑性下降。进一步添加Sr后,合金因组织细化而使塑性提升,但强度及耐腐蚀性降低。进一步添加Ti元素,则抑制了Sr元素的不利影响,并使合金保持良好的塑性。通过多元微合金化的方法使AZ91+RE+Sr+Ti合金达到最佳的综合性能。微观组织随组分添加而发生演变是材料性能变化的主要原因。     

380压铸合金成分的变化对力学性能的影响

试验分析了 3 80压铸合金化学成分的不同配比对力学性能的影响。结果表明高合金含量配制的 3 80铝合金与低合金含量配制的 3 80铝合金相比 ,前者抗拉强度、屈服强度及硬度高 ,而后者伸长率高 ,标准的 3 80铝合金成分则在二者之间。实际应用中 ,应根据零件对力学性能的具体要求合理选配     

双级时效热处理ZM5合金的显微组织和力学性能

以ZM5合金为研究对象,通过显微组织分析和力学性能测试等手段,研究了其不同状态的显微组织和力学性能。结果表明,铸态ZM5合金中存在呈网状分布的粗大不规则块状β-Mg₁₇Al₁₂相;固溶处理后,β-Mg₁₇Al₁₂相溶入α-Mg基体中,仅有少量残余的AlMn相;经T6处理后,沿晶界析出片层状β-Mg₁₇Al₁₂相;经双级时效处理后,沿晶界析出片层状β-Mg₁₇Al₁₂相及在晶内析出细小的针片状β-Mg₁₇Al₁₂相。与铸态相比,热处理后ZM5合金的抗拉强度大幅提升;经双级时效处理后,其抗拉强度可达285MPa,比T6处理后的抗拉强度高20MPa。     

380压铸合金成分的变化对力学性能的影响

试验分析了３８０压铸合金化学成分的不同配比对力学性能的影响，结果表明高合金含量配制的３８０铝合金与低合金含量配制的３８０铝合金相比，前者抗拉强度，屈服强度及硬度高，而的者伸长率高，标准的３８０铝合金成分则在二者之间。实际应用中，应根据零件对力学性能的具体要求合理选配。     

WE43镁合金铸件低压-熔模铸造

试验中采用阻燃陶瓷型壳低压熔模浇注WE43镁合金,研究镁合金低压熔模铸造的成形工艺。通过浇注成形发现,采用阻燃熔模陶瓷型壳,低压浇注的铸件表面光洁、无氧化凸点,轮廓清晰,尺寸精度高、内部质量好。经过T61处理后,铸件本体常温和高温(250℃)时的平均抗拉强度、屈服强度和伸长率分别可达255MPa、185MPa、5.0%和225MPa、165MPa、12.0%,能满足使用的要求。     

预变形及退火对变形镁合金组织及性能影响研究进展

变形镁合金受限于成形工艺,致使其室温成形性较差并且具有较强的各向异性。通过在不同变形条件进行预变形结合退火处理能够有效弱化镁合金织构从而改善镁合金的力学性能。总结并评述了3种预变形方式结合退火处理对镁合金微观组织与力学性能的影响,并对未来的发展提出了建议。     

2519铝合金时效过程的组织特征

采用金相、透射电镜、扫描电镜、硬度测试等手段,研究了2 5 1 9铝合金在1 80℃时效组织与性能的变化。结果表明,2 5 1 9铝合金在1 80℃时效时具有3阶段时效特征:①时效5h ,合金沿晶界析出少量不连续的θ(或θ′)相,晶内未见明显的析出物;②峰值时效,合金晶内普遍析出强化相θ″相,晶界析出θ(或θ′)相呈链状连续分布;③时效2 0h ,晶界析出θ(或θ′)相粗化、球化并且呈离散分布,晶内析出θ′相变粗。随着时效时间的延长,合金的伸长率逐渐降低。