Er、Zr微合金化对Al-Zn-Mg合金组织及性能的影响

研究了Er、Zr元素的添加对Al-Zn-Mg合金的微观组织、力学性能和腐蚀性能的影响。结果表明,Er、Zr元素的复合添加可以使合金的硬度、强度以及抗腐蚀性能有明显提高。Er、Zr元素的添加形成了弥散分布的纳米级Al₃(Er, Zr)析出相,阻碍位错运动和晶界迁移,使合金的强度得到明显提高。另外,Er元素的添加使合金的晶粒细化,既提高了强度也保证了一定的伸长率,还使合金具有良好的抗剥落腐蚀性能。     

Al-9.0Zn-2.5Mg-2.5Cu-0.15Zr-0.2Sc合金中Al3(Sc,Zr)粒子的析出行为

采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜和能谱分析,研究了Al-9.0Zn-2.5Mg-2.5Cu-0.15Zr-0.2Sc合金中Al3(Sc,Zr)粒子的形貌及其细化合金铸态组织、提高合金性能的机理.从熔体中析出的一次Al3(Sc,Zr)粒子是α(Al)固溶体的有效形核剂,该粒子以亚稳的Ll2型Al3Zr为核心,形成富钪与富锆Al3(Sc,Zr)层相间排列的多层复合结构;铸态合金退火后,α(Al)基体内析出二次Al3(Sc,Zr)粒子,经450℃×3 2h退火,二次Al3(Sc,Zr)粒子尺寸为16 ～ 23 nm,与α(Al)基体完全共格,该粒子钉扎位错和亚晶界,阻碍合金再结晶过程,提高合金再结晶温度;合金经RRA处理后,抗拉强度、伸长率和电导率分别为:667.5 MPa、7.5％和37.8％ IACS,具有良好的综合性能.     

L12-Al3Zr/Al合金的界面行为、电子性质和微观力学性质

使用第一性原理模拟研究L1₂-Al₃Zr/Al合金的微力学、热力学和电学特性。计算结果显示，具有类体材料原子堆叠方式的界面具有最好的粘附性和最高的界面强度。在加工过程中，界面系统更倾向于在Al一侧发生解离。非驰豫拉伸测试结果表明，L1₂-Al₃Zr(001)/Al(001)界面系统表现出最高的拉伸应力(16.78 GPa)，而对于驰豫拉伸，L1₂-Al₃Zr(110)/Al(110)界面系统的拉伸应力最高(10.18 GPa)。此外，电子云密度和电子局域化函数表明界面上的原子形成了共价键和金属键。界面原子轨道的共振峰表明，界面Al和Zr原子产生了s-p-d或s-p杂化轨道。     

微量Cr、Mn、Ti、Zr细化7A55铝合金铸锭组织的效果与机理

采用光学显微镜、扫描电镜及能谱分析术研究了复合添加微量Cr、Mn、Ti、Zr细化7A55合金铸锭组织的效果和机理.结果表明:复合添加0.04%Ti 0.17%Zr能在一定程度上细化7A55合金铸锭组织,复合添加0.20%Cr 0.20%Mn 0.03%Ti能够显著细化铸锭组织,其细化机理为含有Cr、Mn的原子团簇作为Al3Ti形核的基底促使α-Al成核;复合添加微量0.04%Cr 0.04%Mn 0.03%Ti 0.18%Zr产生了极强烈的晶粒细化效果,其细化机理为含有Cr、Mn的原子团簇作为Al3Ti、Al3Zr共同形核的基底使Al3(TixZr1-x)形核,Al3(TixZr1-x)使α-Al形核.随着Cr、Mn含量增加,铸锭晶粒向枝晶化、粗大化方向发展.     

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含量对含Zr的Al-0.36Mg-1.23Si合金板材组织和性能的影响

利用OM、TEM,拉伸试验机和杯突试验机研究了添加质量分数(下同)0.15%的Zr及同时添加不超过0.09%Sc的T4P态Al-0.36Mg-1.23Si合金板材显微组织、成形性和烤漆硬化性。结果表明：Al-0.36Mg-1.23Si、Al-0.36Mg-1.23Si-0.15Zr、Al-0.36Mg-1.23Si-0.15Zr-(0.03～0.09)Sc合金板材基体中弥散相粒子分别为(Al, Si)₃Ti相、(Al, Si)₃(Zr, Ti)相以及(Al, Si)₃(Zr, Sc, Ti)相。添加0.15%Zr将T4P态Al-0.36Mg-1.23Si合金板材的等轴状再结晶晶粒尺寸由53μm细化至23μm,再添加0.03%～0.09%Sc后，板材的再结晶晶粒略微细化至20μm左右。Sc含量增加，T4P态Al-0.36Mg-1.23Si-0.15Zr合金板材的屈服强度和抗拉强度均略有降低，断裂伸长率、n_10～20值、r₁₀值和杯突值I_E均无明显变化，板材再...     

烧结温度对Al3Zr/2024Al多孔复合材料的组织与压缩性能的影响

以NaCl为造孔剂,2024Al和Zr粉末为基体,通过造孔剂法制备了Al₃Zr/2024Al多孔复合材料,研究了不同烧结温度对复合材料组织与压缩性能的影响。结果表明:复合材料的孔隙率几乎不受烧结温度影响;烧结温度的升高可促进Al₃Zr在孔壁内生成、扩散和团聚长大;压缩试验结果表明Al₃Zr可明显提高复合材料的压缩性能,压缩强度随烧结温度的升高呈现先增大后减小的趋势,在650℃时屈服强度可达57.12 MPa,平台应力可达56.8 MPa,此时Al₃Zr/2024Al多孔复合材料具有最佳的压缩、吸能性能。     

复合添加Zr、Cr和Pr对Al-Zn-Mg-Cu合金组织和性能的影响

采用铸锭冶金法制备Al-Zn-Mg-Cu-Zr、Al-Zn-Mg-Cu-Cr-Pr和Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Cr-Pr3种合金,通过金相显微、扫描电镜和透射电镜观察以及拉伸性能、极化曲线、应力腐蚀和剥落性能的测试,研究复合添加Zr、Cr和Pr对Al-Zn-Mg-Cu合金组织和性能的影响。结果表明:复合添加Zr、Cr和Pr可有效抑制Al-Zn-Mg-Cu合金回复过程中亚晶的合并和长大,显著抑制再结晶,提高合金抗应力腐蚀和抗剥落腐蚀的性能;与单独添加Zr的合金相比,复合添加Zr、Cr和Pr的合金断裂韧性KⅠC从23.3MPa·m1/2提高到29.3MPa·m1/2,合金应力腐蚀开裂界限应力强度因子KⅠSCC由10.9MPa·m1/2提高到24.5MPa·m1/2,合金的抗拉强度、屈服强度及伸长率都略有提高。     

Ca、Al质量比对Mg-Al-Ca-Mn合金组织和性能的影响

以Mg-Al-Ca-Mn合金体系为对象,研究了Ca、Al质量比对铸态合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,当Ca、Al质量比为0.4时,铸态Mg-5Al-2Ca-0.4Mn合金中的第二相为(Mg, Al)₂Ca相;当Ca、Al质量比为0.75时,铸态Mg-4Al-3Ca-0.4Mn合金中的第二相为(Mg, Al)₂Ca相和Mg₂Ca相;当Ca、Al质量比为1.3时,铸态Mg-3Al-4Ca-0.4Mn合金中的第二相为Mg₂Ca相。随着Ca、Al质量比的增加,合金中的第二相由(Mg, Al)₂Ca相向Mg₂Ca相转变,且第二相的层间距逐渐减小,体积分数逐渐增加。此外,铸态Mg-Al-Ca-Mn合金的屈服强度随着Ca、Al质量比的增加从82 MPa增加到123 MPa,而伸长率从5.0%降低到1.1%。     

添加微量Sc和Zr对Al-Zn-Mg-Cu合金力学性能和显微组织演变的影响（英文）

采用拉伸试验、扫描电镜和透射电镜,研究添加微量Sc和Zr对Al-Zn-Mg-Cu合金力学性能和显微组织演变的影响。添加0.10%Zr使合金的抗拉强度提高约105 MPa,而复合添加0.07%Sc和0.07%Zr使合金抗拉强度提高约133 MPa。在峰时效状态的合金中,添加微量Sc和Zr的主要强化机制是Al_3(Sc,Zr)和Al_3Zr粒子引起的细晶强化、亚晶强化和奥罗万强化。Al_3(Sc,Zr)颗粒的尺寸大于Al_3Zr颗粒的尺寸,但Al_3(Sc,Zr)粒子分布更加弥散,因此,Al_3(Sc,Zr)粒子能更加有效钉扎位错运动和抑制再结晶。     

形变热处理对Cu-Ag-Cr和Cu-Ag-Zr合金组织和性能的影响

采用中频熔炼-铁模铸造-热轧-固溶-冷轧-时效处理工艺,制备了Cu—Ag-Cr和Cu—Ag-Zr两种合金板材。通过拉伸力学性能测试、电导率测试、金相和透射电子显微镜观察,研究了固溶-预冷变形-时效对加入微量Cr、Zr的Cu—Ag合金组织和性能的影响。结果表明：在Cu—Ag合金中添加微量Cr和Zr,能显著地提高铜银合金的力学性能,添加Cr时,电导率有-定降低,而添加Zr时,电导率没有明显变化;两种合金较好的形变热处理工艺为时效前进行30％冷变形,然后在450℃下时效4h,在此工艺条件下Cu—Ag-Cr合金的抗拉强度、伸长率、相对电导率分别为397MPa、16．8％和78％IACS,Cu—Ag-Zr合金的抗拉强度、伸长率、相对电导率分别为373MPa、10％和96％IACS;形变热处理能够显著提高研究合金的力学性能而不明显降低电导率,微量Cr、Zr以Cr单质和Cu3Zr粒子的形式在基体中弥散析出,是合金强度提高的主要原因,而纯铜的基体仍使其具有较高的电导率。     

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。     

固溶-时效对新型高强高淬透性热挤压Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金组织与性能的影响

采用力学性能测试、金相观察（OM）、X射线衍射（XRD）、透射电子显微分析（TEM）研究了固溶-时效工艺对Al-6. 6Zn-1. 8Mg-0. 24Cu-0. 23Mn-0. 21Zr（wt%,7046A）合金挤压板带显微组织与力学性能的影响。结果表明:合金适宜的固溶-时效工艺为470℃×1 h固溶随后120℃×24 h人工时效。在此条件下,合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为570 MPa、532 MPa和10. 9%。T6态合金的物相组成为Al基固溶体、含Mn和Zr的初晶相以及3～5 nm的η’（MgZn₂）析出相,与此同时,晶界上析出η（MgZn₂）平衡相。合金的强化机制为固溶强化、亚结构强化和时效强化。      

Mn在2297铝锂合金中的微合金化作用

利用金相显微镜、拉伸测试、SEM、TEM、STEM-HAADF等手段研究了微量Mn的添加对2297铝锂合金微观组织与力学性能的影响。结果表明,Mn在2297铝锂合金中主要以AlCuMn棒状弥散粒子和Al(CuMnFe)粗大相形式存在,并且相比Mn-free合金,2297合金中粗大相尺寸较小、分布均匀,因而合金的抗拉强度得到提高。研究表明,Mn的添加没有影响Al_3Zr粒子的析出行为,尽管析出了AlCuMn棒状弥散相,但整体上没有改变2297合金的再结晶程度。     

相对挤压比对Al-Zn-Mg合金构件不同部位组织和性能的影响

采用全谱直读光谱仪、X射线衍射技术、拉伸试验测试方法和光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、能谱仪观察方法,研究了相对挤压比对Al-Zn-Mg合金构件不同部位热处理前后微观组织和性能的影响。结果表明:挤压态和时效态构件中都存在Al₃(Zr,Ti)粒子。相对挤压比越大,Al₃(Zr,Ti)粒子含量越高,对热处理过程中再结晶抑制程度越强,热处理后构件仍保留大量的纤维组织,且MgZn₂相会在晶界处析出聚集;相对挤压比越大,热处理后构件平均晶粒尺寸增幅越低,屈服强度、抗拉强度和伸长率提升越大。     

Zr对电磁连续铸造Al-4.0Cu-1.4Mg-0.5Mn 合金铸态组织与力学性能的影响

采用金相、硬度测量、拉伸试验、扫描电镜,XRD等测试手段,研究了Zr对电磁连续铸造Al-4.0Cu-1.4Mg-0.5Mn系高强铝合金铸态下显微组织和力学性能的影响。结果表明,添加微量Zr可明显细化合金铸态组织,且可显著提高合金力学性能,其作用机理主要为Al3Zr造成的细晶强化和弥散强化作用;含Zr的合金在室温下比不含Zr的合金宏观硬度提高3.91%,抗拉强度提高3.90%,屈服强度提高4.82%,伸长率提高48.66%;合金的断裂方式均属韧性断裂,但韧窝分布不均匀,在韧窝中心及边缘处都有第二相。     

Effects of trace Ag on precipitation behavior and mechanical properties of extruded Mg−Gd−Y−Zr alloys

The effects of trace Ag element on the precipitation behaviors and mechanical properties of the Mg−7.5Gd− 1.5Y−0.4Zr (wt.%) alloy by means of tensile test, X-ray diffractometry, scanning electron microscopy, electron backscattered diffractometry, and scanning transmission electron microscopy. There is an unusual texture (〈0001〉//extrusion direction) in the extruded Mg−Gd−Y−Zr alloys containing 0.5 wt.% Ag. During the aging periods at 225 °C, the addition of the trace Ag does not form new precipitates, just accelerates aging kinetics, and refines β′ precipitates, thereby increasing the number density of the β′ precipitates by Ag-clusters. Moreover, the Mg−Gd−Y−Zr alloy containing 0.5 wt.% Ag shows the most excellent synergy of strength and plasticity (408 MPa of ultimate tensile strength, 265 MPa of yield strength, and 12.9% of elongation to failure) after peak-aging.     

大塑性变形冷压铝箔的室温回复行为

通过大轧制变形制备了含铜或锰的工业纯铝箔（低合金铝铁硅系），通过拉伸试验、光学显微镜、扫描电镜、电子背散射衍射和三维原子探针研究了室温停放或低温退火对铝箔力学性能和组织的影响。结果表明，室温停放后铝箔的抗拉伸强度和延伸率同时下降。亚晶合并等亚结构的回复机制导致了力学性能下降。含Mn合金因其亚晶尺寸的增加更为显著，延伸率下降更为明显。原子团簇强化可以部分补偿强度下降，而第二相的影响可忽略不计。     

不同处理态Al-Mg-Si铝合金的组织性能

采用扫描电镜、透射电镜、能谱分析和拉伸测试等手段,研究了热处理对Y、Zr微合金化Al-Mg-Si铝合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:添加Y、Zr有助于细化合金铸态晶粒,合金铸态组织在晶界处有明显的偏析,经535 ℃×14 h均匀化处理后偏析现象得到改善。合金经热挤压后,沿挤压方向分布着大量的第二相,随着固溶温度的增加,第二相逐渐溶解在铝基体中。时效处理后,合金中弥散分布着大量的β″相以及其他细小的析出相,起到第二相强化的作用。合金经530 ℃×2 h固溶+180 ℃×8 h时效热处理后的力学性能最佳,抗拉强度达408 MPa,伸长率为14.8%。     

热处理对Mg-8Gd-3Y-1.5Zn-0.6Zr合金组织与力学性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪和万能力学试验机等研究了固溶和时效处理对Mg-8Gd-3Y-1.5Zn-0.6Zr合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,Mg-8Gd-3Y-1.5Zn-0.6Zr合金铸态、固溶态和时效态的显微组织均由α-Mg基体、Mg₅(Gd, Y, Zn)相和LPSO结构组成;合金经固溶和时效处理后的最大抗拉强度由铸态的187.96 MPa提高到241.93 MPa,提高了28.71%,伸长率由铸态的8.48%提高到13.91%,提高了64.03%;不同热处理状态下合金的拉伸断口形貌主要以脆性断裂为主。