时效时间对汽车用6063铝合金组织与力学性能的影响

对挤压态6063铝合金进行了530℃×1 h的固溶处理,再进行175℃×(1～14)h的时效处理试验。采用显微组织观察、拉伸试验、硬度测试研究了不同时效时间对6063铝合金组织和力学性能的影响。结果表明:挤压态6063铝合金进行530℃×1 h的固溶处理,再进行175℃×(1～14)h时效处理,6063铝合金硬度出现了双峰现象,时效时间在4 h和12 h时都达到强化峰值,硬度分别达到86.2 HV和94.1 HV。6063铝合金经530℃×1 h固溶+175℃×12 h时效处理后,组织析出相主要为分布均匀的β'相,其抗拉强度、屈服强度和硬度比挤压态分别提高了44.4%、69.8%和137.0%。     

Er对多向锻造7050铝合金组织性能的影响

以7050铝合金及含Er7050铝合金(7E50)为研究对象,对两种铝合金自由锻件进行固溶、时效处理后,采用SEM、TEM与室温拉伸等测试手段研究铝合金锻件固溶及时效处理过程中组织和力学性能的演变规律。结果表明,两种合金经470℃×1 h固溶后,7050铝合金再结晶组织占比69.45%,而7E50合金再结晶占比仅为62.08%,Er元素的加入可以抑制合金的再结晶行为。最佳的单级时效工艺为120℃×24 h,经单级峰时效处理后7E50合金的强度、硬度、伸长率均高于7050合金,由此可见Er元素的加入可以有效提升合金的力学性能。7E50铝合金峰时效态下的析出相主要是η′相、GP区和Al₃(Er, Zr)颗粒。两种合金晶界上析出相都呈链状连续分布,但7E50铝合金晶界析出相尺寸明显小于不含Er的7050合金,这可能是7E50合金伸长率高于7050合金伸长率的原因之一。     

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。     

大规格铸态7050铝合金的双级均匀化处理工艺

采用同步热分析仪、扫描电镜、图像分析软件及布氏硬度计研究了双级均匀化工艺对大规格7050铝合金铸锭显微组织结构及硬度的影响。结果表明:铸态7050铝合金的共晶相随着均匀化处理的进行逐渐溶解,而硬度则相反,随均匀化处理的进行而逐渐提高。在465℃×6 h+480℃×24 h均匀化处理工艺下,共晶相组织已完全回溶入基体中,仅残留有极少量的含Fe杂质相,残留化合物相的总面积分数从铸态的25.8%降低至1.9%,而硬度则从铸态的56.1 HBW提高到134.7 HBW,工业化生产大规格铸态7050铝合金较合理的均匀化处理工艺为465℃×6 h+480℃×24 h。     

固溶时效工艺对A356铝合金轮毂组织与性能的影响

利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、维氏显微硬度(HV)计等手段研究了固溶、时效工艺对A356铝合金轮毂组织与力学性能的影响。结果表明:A356铝合金在540℃×2.0h固溶和160℃×2.0h时效处理后的显微组织由α(Al)基体、共晶硅及Mg_2Si相组成,共晶硅和Mg_2Si相完全固溶于α(Al)基体中且更加圆整、均匀。因此,确定A356铝合金最佳热处理工艺为:540℃固溶2.0h+160℃时效2h。     

多级时效对7055铝合金组织及力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和显微硬度计等研究了多级不同时效处理对7055铝合金经三级固溶处理后的组织和力学性能的影响。结果表明,三级固溶处理后7055铝合金的组织主要存在MgZn_2和Al_2CuMg相,时效处理并未改变合金的相组成,但三级时效处理组织中MgZn_2相显著增多;同时,时效处理可以改善7055铝合金的各向异性,提高合金的力学性能。合金的最佳热处理工艺方案为:三级固溶(450℃×2 h)+(465℃×1 h)+(475℃×1.5 h)和三级时效处理(120℃×24 h)+(175℃×1.5 h)+(120℃×24 h),此时合金的硬度、抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为195.2 HV0.5、673 MPa、621 MPa和10.24%。     

汽车用6082铝合金热处理工艺研究

针对挤压态6082铝合金性能无法达到企业汽车零件加工标准要求的问题,通过OM、SEM、XRD、硬度测试等手段与方法,研究了热处理过程中固溶和时效处理对6082铝合金组织和性能的影响。研究表明:铸态6082铝合金组织主要由Al基、Mg2Si强化相以及α-(Al Mn Fe Si)夹杂相组成,Mg2Si强化相、α-(Al Mn Fe Si)夹杂相大量聚集在晶界处,挤压处理后组织中的金属间化合物发生破碎,沿着挤压方向排列。6082铝合金适宜热处理工艺为:530℃×4 h固溶、水淬+170℃×10 h时效,此工艺下,6082铝合金组织中强化相颗粒弥散析出、均匀细小,硬度值达到104 HBS,达到企业使用标准要求。     

热处理工艺对A356铝合金组织和性能的影响

本文主要对A356铝合金的固溶时效处理工艺参数(固溶处理和时效处理时间)进行了优化,对固溶时效处理后合金的组织以及显微硬度进行了分析,以期获得性能最优异的铝合金。结果表明:A356铝合金在540℃固溶处理2.5 h后的组织更好,能为后续的时效处理提供优异的原始组织。时效处理采用170℃处理3 h后使材料的硬度达到了最高值95.00 HV。所以,确定A356铝合金的最佳热处理工艺为540℃固溶处理×2.5 h+170℃时效处理×3 h。     

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%。     

二级固溶制度对ZAl7Si4CuMg合金组织与性能影响

采用洛氏硬度计、扫描电镜(SEM)和能谱技术(EDS)对经单级和二级固溶处理但未时效的ZAl7Si4CuMg合金试样性能和组织进行了实验研究。结果表明:在485℃单级固溶(0.5～16 h)处理下,固溶初始阶段硬度增加速度较快,当固溶时间8 h时,硬度达到峰值(29 HRB),同铸态试样硬度相比提高了100%;在相同固溶时间(4 h)下,535℃单级固溶处理下的试样硬度低于485℃单级固溶处理下的硬度;二级固溶处理制度(485℃×6 h+535℃×4 h)获得的试样硬度最高(31.6 HRB),分别比535℃×4 h单级固溶处理试样和485℃下单级固溶处理峰值硬度高出35%和8.6%。     

非等温时效工艺对7050铝合金组织和性能的影响

利用TEM、SEM、维氏硬度计、电子万能试验机和涡流导电仪等手段研究了不同的非等温时效工艺对7050铝合金组织、断口形貌和性能的影响,并与T74态的7050铝合金性能进行了比较。结果表明,经190 ℃时效后合金晶内以η′相为主析出,析出相间距较大;随着时效温度的降低,晶内析出相不断增大,间距不断减小,并伴随有针状相二次析出。晶界析出相同样不断粗化,且呈现出“连续状-项链状-半连续状-间断状”的分布势态,晶界无析出带变化不大;合金的硬度、抗拉强度均呈现出先升后降的趋势,当时效温度为130 ℃时,合金的硬度、抗拉强度达到峰值;合金的电导率呈现出单调上升的趋势,在时效温度为110 ℃时趋于平稳;与T74态相比,经(475±3) ℃×40 min固溶+(210~130 ℃,20 ℃/h)非等温时效处理后,合金获得了更优异的综合性能,且工艺耗时减少24 h。     

7050铝合金热变形程度对再结晶及其性能的影响

7050铝合金热变形过程中变形程度对再结晶有重要的影响,而其各项性能与再结晶程度有关。厚度为40 mm的7050铝合金板材在410℃,以1 mm·s~(-1)的速度分别压至25,20,15和10 mm。不同热变形程度的试样固溶、时效后,观察其金相组织、透射形貌,检测其硬度、电导率、室温拉伸、疲劳及晶间腐蚀性能等。实验结果表明,7050铝合金随着热压过程中变形程度的增加,再结晶程度逐渐上升。变形程度的增加使得再结晶晶粒增多,从而7050铝合金各项力学性能得到显著地提高,其中维氏硬度提高26 HV,屈服强度及抗拉强度分别提高36和51 MPa,疲劳断裂循环次数提高376万次,但抗腐蚀性能稍有下降。     

双级固溶处理对7075高强铝合金组织和性能的影响

采用光学显微镜、电子万能试验机、维氏硬度计等对比研究了单级固溶处理与双级固溶处理对7075铝合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:相对单级固溶处理,双级固溶处理7075铝合金中第二相粒子可以更为充分的溶入基体,固溶度更高。7075铝合金经460 ℃×1 h+480 ℃×0.5 h双级固溶处理后,组织中第二相粒子体积分数为0.303%,晶粒均匀细小,固溶效果理想。经460 ℃×1 h+480 ℃×0.5 h+120 ℃×24 h固溶时效处理后,7075铝合金硬度、抗拉强度和伸长率分别达到199 HV5、637 MPa和14.1%,综合性能最佳。     

预时效对车身用6016铝合金烘烤硬化性能的影响

采用硬度测试、拉伸试验和透射电镜等手段研究了不同预时效处理对6016铝合金烘烤前后微观组织和力学性能的影响。结果表明:6016铝合金具有较强的自然时效硬化能力,自然时效24 h的6016铝硬度比固溶态合金硬度增加了45.6%。自然时效超过24 h以后,合金硬度值变化不大。通过预时效处理可以显著提高6016铝合金的烘烤硬化效果。经550 ℃×30 min固溶+160 ℃×10 min预时效处理后,6016铝合金规定塑性延伸强度为131.4 MPa,伸长率为24.7%。再经175 ℃×30 min烘烤后合金规定塑性延伸强度达到199.5 MPa,烘烤硬化值(BH)为68.1 MPa,此工艺为6016铝合金车身板最佳的热处理工艺。     

Cu含量及T6处理对电力金具用铝合金组织性能的影响

探究了Cu含量与时效工艺对Al-Cu-Mg-Si系合金显微组织、力学性能以及耐腐蚀性能的影响。研究表明,随Cu含量的增加,铸态铝合金中Al₂Cu相数量增加、尺寸不断增大,形貌由点状转为粗网状,铸态铝合金的强度也随之提升,耐蚀性能下降。在180 ℃×(4~28) h时效区间内,整体上合金硬度先上升后下降,0.5%Cu、1.5%Cu合金在8 h时达到峰值,2.5%Cu合金在12 h时达到峰值。530 ℃固溶+180 ℃×8 h时效后,铝合金中析出Al₂Cu相,随着Cu含量的增加,Al₂Cu相的含量增加,硬度显著上升,2.5%Cu含量的合金抗拉强度达到最大值325.0 MPa,屈服强度达到258.8 MPa,伸长率为4.5%,其强度与传统的电力金具用铸铁相当。     

淬火水温对7050铝合金组织性能的影响

固溶处理是常见的提升7050铝合金综合性能的热处理手段,但由于7050合金存在一定的淬火敏感性,淬火水温是影响其性能的一个重要因素,不同的淬火水温会影响合金获得的固溶体饱和度和析出相尺寸,进而影响合金性能。研究了固溶处理时,冷却水温度对7050铝合金组织性能的影响。结果表明,随着淬火水温的升高,通过EBSD分析得出合金的大角度晶界比例逐渐提升,位错主要集中在大角度晶界和晶界密集的区域,合金中晶界处不断产生析出相并长大,合金硬度呈现先增加后降低的趋势,耐腐蚀性能随着淬火水温的升高持续变差。50 ℃水温淬火时合金具有良好的综合性能,显微硬度为1707.16 MPa,腐蚀电位为?0.927 V。     

热处理工艺对Mg-6Zn-2.5Cu镁合金显微组织和力学性能的影响

利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和力学试验机等研究了铸造Mg-6Zn-2.5Cu合金在铸态、固溶和时效处理下的显微组织和力学性能。结果表明:合金的铸态组织主要由α-Mg和(α-Mg+MgZn2+Mg2Cu+CuZnMg)共晶相组成。在455℃固溶12~36 h时,随着时间增加,固溶效果逐渐增强,且在20 h时合金获得了较理想的显微组织及218 MPa的抗拉强度和8.68%的伸长率。随后在180℃时效6~72 h后,合金的拉伸性能随时效时间的增加呈先增加后减小的趋势,其中时效24 h时后,合金的抗拉强度和硬度达到峰值,分别为249.5 MPa和64.6 HV0.1,比铸态的分别提高了66.5 MPa和26.29%,伸长率在时效12 h时后达到了峰值6.72%。铸态合金的断裂方式以沿晶断裂为主,时效处理后合金的断裂方式为准解理断裂。     

固溶时效温度对锻后QAL10-4-4铝青铜组织与性能的影响

以热锻后QAL10-4-4铝青铜合金为研究对象,经过不同固溶、时效温度处理后,对其进行显微分析,常温力学性能及硬度测试。结果表明:铝青铜合金的最佳固溶温度为850 ℃,此时在α相及k相的基础上析出少量β′相,合金获得较高的强度和硬度。在此基础上进行650 ℃×2 h时效处理,由于β′马氏体分解析出的细小颗粒状k相导致的析出强化和合金析出的更细的α相相互作用,合金的抗拉强度726 MPa,屈服强度491 MPa,硬度209 HBW,伸长率22.7%,较原始组织性能均有明显提升,可以获得较好的强韧性配合。     

NiTi40合金微观组织结构的电子显微学分析

采用扫描电子显微分析(SEM)、电子背散射衍射分析(EBSD)、透射电子显微分析(TEM)、高分辨电子显微分析(HRTEM)、高角度环形暗场-扫描透射(HAADF-STEM)等技术手段,对NiTi40(60%Ni+40%Ti,质量分数)合金淬火态样品的微观组织结构进行分析。结果表明:NiTi40合金在950℃、150 min固溶水冷和1050℃、150 min固溶水冷的硬度值相近,为60~61 HRC,但微观组织结构有显著的区别。经950℃固溶水冷后,合金中的粗大第二相主要为NiTi2和Ni3Ti相,还有少量和NiTi2相互伴生的TiC相;经1050℃固溶水冷后,合金中的Ni3Ti相接近完全回溶的,粗大第二相主要为相互伴生的NiTi2及Ti C相。随着固溶温度的升高,合金的晶粒尺寸明显增大,合金晶界处的小晶粒在1050℃固溶时基本消失。经950℃固溶处理,晶内析出相主要为10~20 nm的Ni4Ti3相;经1050℃固溶处理,晶内析出相主要为几十至几百纳米的Ni4Ti3相。     

第二级固溶温度对7050铝合金组织和性能的影响

为了研究双级固溶、双级时效处理下的固溶温度对7050铝合金的影响,采用常温拉伸、晶间腐蚀等方法研究了双级固溶、双级时效热处理制度下第二级固溶温度对7050铝合金组织和性能的影响。结果表明,随着第二级固溶温度的升高合金晶粒尺寸逐渐长大,残余第二相不断固溶。495℃时的S相基本固溶,残余第二相体积分数为0.19%,晶粒尺寸较小,合金屈服强度R_(eL)为655 MPa,抗拉强度R_m为694 MPa,伸长率A_(50 mm)为14.40%,综合力学性能最好。温度过高时合金发生过烧,性能减弱。晶间腐蚀从合金外部晶界开始向内部扩展,耐晶间腐蚀性能随着残余第二相的逐渐固溶而增强。