Zr含量对大应变轧制2524铝合金板材微观组织及力学性能的影响

采用光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和拉伸试验机等研究了Zr含量对2524铝合金显微组织及力学性能的影响。结果表明:添加Zr元素能够明显细化铸态2524铝合金的晶粒。铸态合金存在明显的枝晶偏析,经过均匀化退火处理后,非平衡低熔点相基本溶入基体,晶间组织分布趋于均匀。大应变轧制变形后,2524铝合金中均得到了典型的纤维状组织,合金中的第二相主要为S(Al_2CuMg)相,θ(Al_2Cu)相、T(Al_(20)Cu_2Mn_3)相和Al_3Zr相,并沿晶界呈连续分布。经时效处理后,形成大量弥散的Al_3Zr粒子,对位错和亚晶界具有强烈的钉扎作用,能明显提高合金的抗再结晶能力和室温力学性能。随着Zr含量的增加合金力学性能呈现递增趋势,当Zr含量为0.5 mass%时,2524铝合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为645 MPa、548 MPa和11%。     

Zr含量对Al-Cu-Mg合金均匀化处理显微组织和力学性能的影响

采用光学金相显微镜、X射线衍射、拉伸试验机、SEM断口分析等,研究了Zr含量对Al-Cu-Mg合金均匀化处理微观组织与力学性能的影响规律。结果表明,铸态Al-Cu-Mg-Zr合金中存在明显的枝晶偏析,沿晶界分布着大量块状Al_2Cu Mg和Al_2Cu相,以及少量Al-----_----7Cu_2Fe相。与铸态合金相比,经485℃×10 h均匀化处理后,Al-Cu-Mg-Zr合金的抗拉强度与伸长率均有较大幅度增加,且0强度和伸长率,其抗拉强度由157.56 MPa增大到319 MPa,增幅为102%,伸长率由0增大到7.55%,合金表现出良好的综合力学性能,这主要是由于均匀化处理使铸态组织中的粗大相回溶入基体中。断口为韧窝和准解理混合断裂特征。     

均匀化处理对Al-Cu-Mg合金组织和性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析、差热分析、硬度测试和拉伸测试等方法研究了均匀化处理对Al-4.5Cu-0.8Mg合金的组织和性能的影响。结果表明:Al-4.5Cu-0.8Mg铸态组织中存在较严重的枝晶偏析现象,晶界及晶界交汇处有大量Al2Cu相及Al2Cu和Al2CuMg的共晶相,合金经480℃×12 h均匀化处理后,组织中的非平衡相已基本溶解,综合力学性能较好,抗拉强度为320 MPa,屈服强度为246 MPa,伸长率为10.2%,硬度为139.2 HV。     

固溶时效对2524合金板材组织和性能的影响

采用金相显微镜(OM)、差热分析(DSC)、X射线衍射(XRD)、拉伸试验机等,研究了固溶时效处理对大应变轧制2524铝合金板材显微组织及力学性能的影响。研究表明,轧制态2524铝合金中轧制面组织呈纤维状且存在大量的Al_2Cu和Al_2CuMg相。合金在455～495℃之间,固溶处理温度越高,时间越长,粗大的第二相溶解越充分。2524铝合金经495℃×60min固溶处理后,析出相基本溶解,2524铝合金的抗拉强度,屈服强度和伸长率分别为412.6 MPa、350.7 MPa和17.9%,合金经505℃固溶处理后,出现过烧组织特征,力学性能降低。合金经时效处理后强化相均匀析出,合金性能得到强化。合金经190℃×6h时效处理后,2524铝合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为464.6MPa、395MPa和22%。     

Si含量对挤压铸造Al-5.0Cu-0.6Mn-0.7Fe合金显微组织和力学性能的影响

采用拉伸性能和硬度测试、光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪等手段研究不同Si含量对挤压铸造Al-5.0Cu-0.6Mn-0.7Fe合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:当挤压压力为0时,随着Si含量的增加,凝固后期形成的富铁相阻止液相补缩,形成缩松组织,导致合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率都下降;当挤压压力为75MPa时,随着Si含量增加,缩松组织消失,虽然细小和分散的α-Al15(Fe Mn)3(Si Cu)2相和Al2Cu相数量增多,但Al6(Fe Mn Cu)相消失,有利于晶界强化和阻止裂纹的扩展,使得合金的抗拉强度和屈服强度增加;虽然富铁相数量的增加使得合金伸长率降低,但挤压铸造工艺减缓了伸长率降低的趋势。当挤压压力为75 MPa和Si含量为1.1%(质量分数)时,合金的综合力学性能最好,其抗拉强度为232 MPa,屈服强度为118 MPa,伸长率为12.4%。     

热锻对喷射成形7055-T6合金组织和性能的影响

以喷射成形7055-T6铝合金为对象,借助万能力学试验机、电化学工作站、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等手段研究热锻对挤压合金显微组织与性能的影响。结果表明:挤压合金的纵向抗拉强度为705 MPa,屈服强度为665 MPa,断口形貌表现为沿晶断裂,而锻造后合金的抗拉强度、屈服强度分别下降了33 MPa和34 MPa,但伸长率、硬度和导电率均有所上升,断口形貌表现为韧性断裂;挤压合金晶粒较均匀,组织有方向性,但热锻后合金部分晶粒长大合并,部分晶粒破碎;合金晶界析出相中的主要元素含量均比基体高,且热锻后合金晶界析出相中的Mg、Zn元素含量降低,Cu元素含量升高;合金经峰值时效后,晶内GP区和η′析出相为主,晶界析出相近似连续分布,导致合金耐蚀性不好;锻造后晶界和晶内析出相均长大粗化,使得合金强度下降,耐蚀性提高。     

挤压铸造Al-5.0Cu-0.6Mn-0.5Fe合金的显微组织和力学性能

采用拉伸性能测试、定量金相分析、扫描电镜等手段研究挤压铸造Al-5.0Cu-0.6Mn-0.5Fe合金的显微组织和力学性能,分析挤压压力对合金的力学性能和显微组织的影响。结果表明:当挤压压力从0增大到75 MPa时,合金的抗拉强度(σb)和伸长率(δ)都显著增加。当挤压压力为75 MPa时,铸态合金的抗拉强度为298 MPa,伸长率达17.6%;经T5热处理后,合金的抗拉强度为395 MPa,伸长率为14.2%。当挤压压力从0增大到75 MPa时,α(Al)二次枝晶间距减小了69%,θ相(Al2Cu)和富Fe相的体积分数略有降低,针状β-Fe相消失,同时晶界处汉字状α-Fe相由连续的汉字状变成分散、细小的骨骼状。     

时效对挤压态喷射成形7055铝合金组织与性能的影响

采用拉伸实验、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)等研究了3种不同时效工艺对挤压态喷射成形7055铝合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:铝合金的晶粒细小,组织均具有方向性;Cu元素在晶界和第二相中的含量都比晶内的高;但经T6峰值时效处理后,合金出现部分沿晶脆性断裂区域,其抗拉强度达到705 MPa,断裂伸长率达到11.5%;经T76过时效处理后,合金沿晶脆性断裂区域减小,合金的抗拉强度达到659 MPa,伸长率为10.9%;经T74过时效处理后,韧性进一步改善,其抗拉强度为640 MPa,伸长率为15.3%。     

时效对挤压态喷射成形7055铝合金组织与性能的影响北大核心CSCD

采用拉伸实验、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)等研究了3种不同时效工艺对挤压态喷射成形7055铝合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:铝合金的晶粒细小,组织均具有方向性;Cu元素在晶界和第二相中的含量都比晶内的高;但经T6峰值时效处理后,合金出现部分沿晶脆性断裂区域,其抗拉强度达到705 MPa,断裂伸长率达到11.5%;经T76过时效处理后,合金沿晶脆性断裂区域减小,合金的抗拉强度达到659 MPa,伸长率为10.9%;经T74过时效处理后,韧性进一步改善,其抗拉强度为640 MPa,伸长率为15.3%。     

Mg、Ag、Zn多元复合微合金化Al-Cu-Li合金在均匀化中的显微组织演变（英文）

利用光学显微镜(OM)、差示扫描热分析法(DSC)、电子探针(EPMA)、X衍射(XRD)等研究手段分析Mg、Ag、Zn复合微合金化的Al-3.8Cu-1.28Li(质量分数,%)合金在均匀化过程中的组织转变。结果表明:合金的铸态组织中存在严重的枝晶偏析,此时合金中含有TB(Al_7Cu_4Li)、θ(Al_2Cu)、R(Al_5CuLi_3)、S(Al_2CuMg)相以及少量的(Mg+Ag+Zn)复合相与AlCuFeMn相。当第二级均匀化时间为2 h时,第二相含量大幅度降低。随着均匀化时间的延长,T_B、θ、R、S和(Mg+Ag+Zn)复合相能全部溶入基体,从而合金的枝晶偏析消除,且合金的均匀化过程可以用一指数方程描述。但是AlCuFeMn相似乎转变成Al_7Cu_2Fe和AlCuMn相,其中Al_7Cu_2Fe的尺寸几乎不发生变化。     

2060铝锂合金填充ER4047焊丝激光焊接接头组织性能研究

利用光纤激光填充ER4047焊丝对2060铝锂合金进行了对接试验,研究了焊缝形貌和组织特征、合金元素微观偏析、二次相析出、焊缝的力学性能等,分析了其相互关系。结果表明,合理的焊接工艺下焊缝成形良好,沿熔合线分布着非常细小的等轴晶,焊缝中心为大量的等轴树枝晶,柱状晶区域比较窄;焊缝存在较为严重的微观偏析,主要的合金元素Cu、Mg、Si等集中分布在晶界处,Al元素在晶间含量较少;主要强化相T1(Al_2CuLi)在焊缝中几乎全部消失,并有一定数量的TB(Al_7Cu_4Li)相析出;填充ER4047焊丝的焊缝晶间存在大量的共晶体,较多的Mg_2Si及Al_xCu_yMn_(1-x-y)二次相等;热影响区(HAZ)中晶粒和二次相尺寸变大,并有θ'(Al_2Cu)、TB及未溶解的T1(Al_2CuLi)等相共存。最佳工艺下接头的性能测试发现,焊缝区的硬度(HV)最小,平均为986 MPa,约为母材硬度的65%;接头抗拉强度达到了354 MPa,伸长率为4.9%,分别为母材2060合金的67%和40.8%。焊缝区是接头的最薄弱环节,拉伸断裂优先发生于焊缝下部的粗大的等轴晶区,沿晶界逐渐向上扩展,最终沿柱状晶区断裂,断口表现为韧窝聚集型沿晶断裂。     

丝材成分对电弧增材Al-Cu合金组织及力学性能的影响

针对电弧增材制造Al-Cu合金力学性能非均匀问题,采用不同成分的丝材研究了Cu含量及Fe、Si杂质含量对热处理后成形组织及力学性能的影响。结果表明:Cu含量低(5.3%,质量分数),α(Al)基体中固溶Cu含量不足,成形试样屈服强度显著降低,Cu含量适中(5.8%～6.5%),成形组织中残余少量θ相(Al_2Cu),对塑性影响较小,成形试样强度提高;在Cu含量适中、Si含量较低(ω(Si)0.08%)时,随着Fe含量增加,成形组织中残余的块状或条状α(Fe)相增加,α(Al)基体中固溶Cu含量减少,成形试样屈服强度降低;在Cu含量适中,Fe、Si含量较高时(0.15%),成形试样层间形成的针状β(Fe)相增加,垂直方向塑性显著降低;严格控制丝材中Fe、Si杂质含量(Si少于0.08%,Fe少于0.15%),Cu含量适中(5.8%～6.5%),成形试样无明显各向异性,平均抗拉强度、屈服强度、断后伸长率分别超过440 MPa、300 MPa、10%。     

RE对挤压铸造AlSi7Cu4MgMn合金组织和性能的影响

研究了不同RE(Ce、La混合稀土)含量对挤压铸造AlSi7Cu4MgMn合金组织、力学性能及铸造性能的影响。结果表明,RE可提升合金铸造性能,大幅度提高合金成形的良品率。不含RE时,AlSi7Cu4MgMn合金微观组织由α-Al基体、共晶Si相、块状α-Fe相、小块聚集状Al_2Cu相及其他强化相组成;添加适量RE后,块状Fe相转变为短棒状形态,Al_2Cu相细化并形成Al_xCu_4Mg_5Si_4复杂相;过量RE添加会导致合金中富Fe相聚集长大,恶化合金性能。添加0.25%的RE时合金力学性能最佳,抗拉强度为430MPa,屈服强度为392MPa,伸长率为6.8%。     

均匀化处理对Al-4.5Cu-1.5Mg-0.6Mn-0.2Ti-0.5Zr合金组织及性能的影响

采用光学显微镜(OM)、差热分析(DSC)、X射线衍射、拉伸试验机、SEM断口分析等研究均匀化处理工艺对铸态Al-4.5Cu-1.5Mg-0.6Mn-0.2Ti-0.5Zr合金显微组织及力学性能的影响。结果表明:Al-4.5Cu-1.5Mg-0.6Mn-0.2Ti-0.5Zr合金铸态组织中存在严重的枝晶偏析,沿晶界分布着大量块状析出相,主要为Al2Cu及Al2Cu Mg相,还有少量Al7Cu2Fe相;合金经485℃×10 h均匀化处理后,组织中的非平衡低熔点组织基本溶入基体,晶粒得到明显的细化,晶间组织分布均匀,断口为韧窝和准解理型的混合断裂特征,合金表现出较好的力学性能,硬度、抗拉强度、伸长率分别为146 HV、317.7 MPa、8.67%。     

Cu含量对Al-Mg-Si合金显微组织及力学性能的影响

采用显微组织分析、拉伸性能测试和X射线衍射等手段,研究了Cu含量(0. 2wt%、0. 4wt%、0. 6wt%)对Al-Mg-Si合金不同处理态下的显微组织和力学性能的影响。结果表明,Cu含量的增加可以显著改善Al-Mg-Si合金的力学性能。热轧态时,合金内部有一些破碎的残留相,Cu含量为0. 6wt%的合金的抗拉强度最高为183 MPa;合金经固溶时效处理后,析出大量强化相粒子,并且随着Cu含量的增加,强化相粒子增多,少量的Al_2Cu相、Mg_2Si和Al_2Cu Mg相会参与合金的时效硬化作用,合金的抗拉强度随之提高,Cu含量为0. 6wt%的合金的抗拉强度相比Cu含量为0. 2wt%的合金提高了13. 8%;在冷轧态下,Cu含量为0. 6wt%的合金的抗拉强度达到416 MPa,比Cu含量为0. 2wt%的合金的抗拉强度提升了18. 5%,3种合金的断后伸长率均在4%～5%范围内。     

超声振动和加压制备Al-5.0Cu-0.6Mn-0.6Fe铸态合金的组织和力学性能（英文）

采用金相显微镜(OM)、扫描电镜及能谱(SEM-EDS)、图像分析和拉伸试验等测试方法,研究超声振动(UT)和施加压力(P)耦合作用对铸态Al-5.0Cu-0.6Mn-0.6Fe合金组织和力学性能的影响。结果表明:P+UT工艺对α-Al、富铁相和Al_2Cu的形貌和尺寸有明显的影响,促进α-Al的形貌由树枝状向球状结构转变,明显地降低α-Fe、Al_6(FeMn)和Al_2Cu相的尺寸。P+UT工艺也有助于减少经常出现在挤压铸造中的双峰组织,也能有效地降低晶界偏析。P+UT工艺制备合金的最佳力学性能为抗拉强度268 MPa,屈服强度192MPa,伸长率17.1%,分别比未经过处理的合金高64%,59%和307%。     

稀土La对Al-Zn-Mg-Cu合金铸态组织的影响

采用金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪等手段,研究了质量分数为0%~0.5%的镧对Al-Zn-Mg-Cu合金铸态组织的影响。结果表明:La元素能有效抑制Al-Zn-Mg-Cu合金的晶粒长大,起到细化晶粒的作用;合金中La超过一定含量后,细化效果减弱,不均匀化程度增加。当La含量为0.3%时,铸态组织中基体晶粒细化效果最显著,晶粒减小到50μm左右;铝合金的第二相粒子主要包括η(MgZn_2)相、θ(Al_2Cu)相、S(Al_2CuMg)相和富La的AlZnMgCu相,并且弥散分布在晶界上。     

均匀化热处理对Mg-5Gd-3Y-1Nd-2Zn-0.5Zr合金组织及性能的影响

利用XRD、OM、SEM、TEM和室温拉伸实验等方法研究了均匀化热处理对Mg-5Gd-3Y-1Nd-2Zn-0.5Zr(mass%)合金组织及力学性能的影响。结果表明:铸态组织主要由等轴的α-Mg基体、晶界上的(Mg,Zn)3RE相、14H型LPSO结构相及靠近晶界处α-Mg基体中的堆垛层错组成;均匀化热处理后,(Mg,Zn)3RE相和堆垛层错都消失了,在晶界上出现了网状形貌的14H型LPSO结构相。室温拉伸实验表明:铸态合金的抗拉强度,屈服强度和伸长率分别为170 MPa,120 MPa和2.0%;经过520℃均匀化热处理32 h后,合金的抗拉强度,屈服强度和伸长率分别为240 MPa,158 MPa和10.0%。     

少量Y对铜模浇注Mg-Al-Sn-Zn合金组织与性能的影响

采用抽真空-氩气气氛保护熔炼,铜模浇注,制备了Mg-Al-Sn-Zn-Y镁合金,研究了少量Y对铸态镁合金的相组成、微观组织与力学性能的影响。结果发现,随着Y的添加,生成了Al_2Y相,细化了α-Mg枝晶和Mg_(17)Al_(12)共晶相。随Y含量增加,Al_2Y相的尺寸变大、数量增加。室温拉伸测试结果表明,含0.5%的Y的合金具有较佳的力学性能,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为247.7 MPa、112.3 MPa和11.52%,与未添加Y的合金相比分别提高了14.5%、9.6%和17.1%,主要是固溶强化、细晶强化和第二相强化导致的结果。Y的添加并没有改变合金的断裂方式。     

Cu含量对重力铸造Al-Cu-Mg-Sc合金组织及力学性能的影响

在重力铸造条件下制备了不同Cu含量(4%~6%,质量分数,下同)Al-Cu-Mg-Sc合金,采用500 ℃×4 h＋520 ℃×6 h的双级固溶,水冷后进行175 ℃×5 h时效。通过维氏硬度测试、室温拉伸性能测试试验、扫描电镜分析(SEM)等手段,研究了不同Cu含量对试验合金显微组织和力学性能的影响,进而优化Al-Cu-Mg-Sc铝合金成分。结果表明,经热处理后,随Cu含量从4.26%提高至5.58%,Al₂Cu析出相含量持续提高,热处理后合金屈服强度从191 MPa提升至216 MPa,抗拉强度从323 MPa提升至355 MPa,伸长率维持在13%附近。然而,当Cu含量较高时(6.13%),微观组织中Al₂Cu相体积分数较高,固溶后进入基体的Al₂Cu相数目有限,有大量Al₂Cu相残留在晶界处,经过时效处理后,合金的强化效果不能随Cu含量的增加而继续提升。因此整体上,随Cu含量提高,时效态高Cu含量合金的硬度和抗拉强度先增加随后趋于平稳,断后伸长率呈现先增加后降低的规律。Cu含量为5.58%的铸造Al-Cu-Mg-Sc铝合金时效后获得最佳综合性能,其硬度为117 HV,抗拉强度和屈服强度分别为355 MPa、216 MPa,断后伸长率为13.5%。