固溶方式及时效对Al-Mg-Si-Cu合金组织及性能的影响

采用力学性能测试及晶间腐蚀等方法,研究了不同固溶方式及时效对Al-Mg-Si-Cu合金的组织、力学性能和耐晶间腐蚀性能的影响.结果表明:采用逐步提高固溶温度的强化固溶,有利于提高合金的过饱和度;同时强化固溶和双级固溶方式能有效改善时效后合金的第二相析出及分布状态,有利于合金耐晶间腐蚀性能的提高;经强化固溶、双级时效后合金的抗拉强度和平均腐蚀深度分别为295 MPa和39μm,具有良好的强度及耐晶间腐蚀等综合性能.     

时效对超高强含钪铝合金组织和性能的影响

采用维氏硬度测量、室温拉伸性能测试和显微组织结构分析,研究了不同时效制度下Al-Zn-Cu-Mg-Sc-Zr合金的力学性能、腐蚀性能和显微组织。结果表明,合金具有显著的时效硬化效应,随时效温度的升高,合金达到时效硬度峰值的时间缩短。合金适宜的时效制度为120℃/24 h。此时,合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率和维氏硬度分别为696 MPa、654 MPa、11.1%和211.2 HV。合金中主要强化相为GP区和η′相,主要强化作用为沉淀强化及弥散强化。时效过程中Al3Sc和Al3(Sc,Zr)质点表现出较强的热稳定性;合金抗晶间腐蚀能力随时效时间的延长而增强。     

含锆锶Al-Zn-Mg-Cu系高强铝合金热处理工艺的优化

采用硬度与电导率测试、拉伸试验、金相(OM)观察、X射线衍射(XRD)分析、晶间腐蚀和剥落腐蚀(EXCO)试验,研究了不同热处理工艺(固溶-T6时效,固溶-预压缩-T6时效,预回复-固溶-预压缩-T6时效和预回复-固溶-预压缩-T76时效)对含锆锶复合微合金化的Al-10.78Zn-2.78Mg-2.59Cu-0.221Zr-0.0465Sr高强铝合金组织与性能的影响。结果表明:在T6(120℃×24 h)时效制度下,预回复和预压缩均能提高位错强化,并且预回复能显著抑制再结晶;与固溶-预压缩-T6相比,预回复-固溶-预压缩-T6工艺能在不降低强度的情况下,提高抗晶间和剥落腐蚀性能(最大晶间腐蚀深度从125μm减少到91μm,剥落腐蚀从EB级提高到EA级);预回复-固溶-预压缩-T76状态下,合金强度低至600 MPa,但电导率高达31.58%ICAS,较T6时效下的抗腐蚀性能明显改善。经研究表明,Al-10.78Zn-2.78Mg-2.59Cu-0.221Zr-0.0465Sr高强铝合金挤压材在预回复-固溶-预压缩-T6时效工艺下的综合性能最佳。     

预变形对超高强铝合金Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Sr组织与性能的影响

采用X射线衍射分析(XRD)、电子背散射衍射分析(EBSD)、电导率测试、硬度测试、拉伸试验、晶间腐蚀试验和剥落腐蚀试验,研究了固溶处理后的预压缩变形对超高强铝合金Al-13.01Zn-3.16Mg-2.8Cu-0.20Zr-0.075Sr挤压材组织与性能的影响。研究表明,对比未经预变形处理的合金,采用变形量分别为2%和10%的预变形处理,合金位错密度分别提高了1.20×1014和1.35×1014m-2,屈服强度分别提高了24.1和29.5 MPa,抗拉强度分别提高了24.9和30.3 MPa和硬度分别提高了HV 12.2和HV 21.7,同时发现变形量越大,提升效果越明显;同时2%预变形提高了合金抗晶间腐蚀性能。定量分析显示,预变形处理明显提高了合金位错强化、低角度晶界强化和高角度晶界强化的总强化,合金强度的增加主要因为低角度晶界与晶粒内部位错导致的强化,时效沉淀强化也可能是强度增加原因之一。合金抗晶间腐蚀性能的提高因为合金内部低角度晶界比例和位错密度的增加。     

时效制度对1441Al-Li合金抗腐蚀性能的影响

对固溶态1441Al-Li合金板材分别进行T6时效,以及5%冷轧预变形后再进行150℃时效,即T8时效处理,通过晶间腐蚀(IGC)、剥落腐蚀(EXCO)实验、极化曲线测试及透射电镜(TEM)分析,研究时效制度对1441铝锂合金的室温抗晶间腐蚀性能、抗剥落腐蚀性能及微观组织的影响。结果表明,合金经T6或T8时效处理后,随时效时间延长,合金微观组织由欠时效的晶内析出均匀的δ′相,变为晶内析出δ′相和S′相,以及沿晶界析出平衡相δ相和S相,因此合金抗腐蚀性能顺序为欠时效峰时效过时效。与T6时效态相比,经T8时效处理后,晶内析出的δ′相和S′相的数量增加、尺寸减小、分布均匀;同时,沿晶界析出的δ相和S相数量减少,PFZ变窄,合金的抗晶间腐蚀和抗剥落腐蚀能力提高。在3.5%NaCl溶液中进行的极化曲线测试表现出相同的结果。     

含银Al-4.5Zn-1.0Mg-0.5Cu合金的强化固溶行为

采用拉伸力学性能测试、金相显微观察、扫描电镜及透射电镜等分析手段,研究了Al-4.5Zn-1.0Mg-0.5Cu-0.4Ag合金的强化固溶行为。结果表明:经强化固溶处理后,合金固溶态的抗拉强度和屈服强度以及伸长率分别较常规固溶的低15 MPa、16 MPa和1.7%;峰值时效态的抗拉强度和屈服强度较常规固溶的分别高62 MPa和68 MPa,伸长率低0.8%。;强化固溶可使Al-4.5Zn-1.0Mg-0.5Cu-0.4Ag合金固溶后的第二相粒子减少,但使其时效后的强化相数量增多,密度增大。     

时效热处理对7B50超强铝合金组织与性能的影响

通过拉伸试验、维氏硬度测试、电导率测试、晶间腐蚀与剥落腐蚀试验、金相观察及透射电镜分析等,研究新型的4级时效工艺(four-step aging,FSA),即高温短时效—低温长时效—高温短时效—低温时效工艺对Al-Zn-Mg-Cu系7B50超强铝合金组织和性能的影响。结果表明:FSA处理促使7B50铝合金晶界析出相发生球化和细化,晶界析出相的体积分数显著增大并呈非连续分布;与传统的回归再时效RRA工艺相比,经过优化的新型4级时效热处理能明显提高7B50铝合金的力学性能和抗腐蚀性能;经过150℃/5 h→110℃/24 h→150℃/5 h→110℃/12 h的4级时效处理后,合金的室温抗拉强度从582 MPa提高到685 MPa,抗腐蚀性能明显超过回归再时效(RRA)处理的合金。     

7050超高强铝合金蠕变时效成形行为与性能研究

对7050超高强铝合金进行蠕变时效处理,采用维氏硬度、晶间腐蚀和剥落腐蚀等试验对其力学性能与腐蚀行为进行研究,采用光学显微镜和透射电子显微镜对微观组织进行观察,研究蠕变时效对合金微观组织与性能的影响。结果表明:合金的稳态蠕变速率随温度的升高和应力的增大而逐渐升高,时效温度是影响合金蠕变速率和抗腐蚀性能的主要因素。7050超高强铝合金的稳态蠕变速率与蠕变应力和蠕变温度的关系可以表示为:■=e~(12.226)σ~(1.66)exp(-120 536/RT)。蠕变时效处理后,合金的维氏硬度、抗晶间腐蚀和抗剥落腐蚀性能均得到提高。合金在120℃和140℃下蠕变时效后,维氏硬度和抗腐蚀性能都保持在较高的水平,160℃下合金的维氏硬度和抗腐蚀性能均较低。人工时效后,7050超高强铝合金中的主要强化相为大量弥散分布的η'相,蠕变时效后,晶内和晶界析出相尺寸略有减小,晶界析出相分布不连续,电化学腐蚀速率减小,合金抗腐蚀性能提高。     

Ti—10Mo—8V—3Al—1Fe合金的冷变形高温时效强化

介稳β钛合金通常采用固溶高温时效强化,然而,近年来,一种新的冷变形高温时效强化方法引起了冶金材料工作者的极大兴趣.为此,我们研究了冷变形对介稳βTi一10Mo—8V—3Al—IFe合金高温时效强化和第二相形貌的影响,并对强化机制进行了研究和讨论.研究过程中发现,该合金板材经冷变形高温时效后的强化效果明显高于固溶高温时效强化.当合金冷变形量达到80%后,进行525℃/16h高温时效的强度值比800℃固溶和525℃/16h时效的强度值高出24%,达到1560MPa,而延伸率却没有降低,达到5%左右.为了弄清这一物理现象的本质,用TEM观察了冷变形、冷变形高温时效和固溶时效试样的微观组织.在冷变形试样中看到有许多交叉位错带,带中有堆积位错并形成尺寸为0.25μm的胞状结构,它与晶体结构、位错移动和位错相互作     

固溶—大变形—时效下7085铝合金的晶间腐蚀和剥落腐蚀

以7085铝合金(Al-7.48Zn-1.51Mg-1.42Cu-0.15Zr)为试验对象,通过使用光学显微镜(OM)、电子背散射衍射系统(EBSD)研究了固溶—大变形—时效工艺下7085铝合金的微观组织与抗腐蚀性能的影响。研究表明:相比于常规固溶—时效工艺,固溶—大变形—时效工艺是调控7085铝合金组织与性能的有效手段,它能够显著细化晶粒,增加小角度晶界数量,位错密度上升,同时还可以提高7085铝合金的抗腐蚀性能(晶间腐蚀、剥落腐蚀)。相比于压缩变形加工,等通道转角挤压(ECAP)加工由于可以降低织构和更为有效的细化合金组织,其提高合金性能的能力更强。100℃时效下合金的抗腐蚀性能排序为:固溶—ECAP—时效(晶间腐蚀二级,剥落腐蚀PC)固溶—压缩变形—时效(三级,EA)固溶—时效(四级,EB+)。     

三级固溶处理对Al-Zn-Mg-Cu系铝合金组织和剥落腐蚀性能的影响

针对Al-Zn-Mg-Cu系铝合金热处理工艺中存在的不足,提出固溶-降温析出-再固溶的三级固溶热处理工艺,通过金相显微镜和扫描电镜(SEM)分析以及硬度、电导率、腐蚀剥落性能测试,研究三级固溶处理对Al-Zn-Mg-Cu系铝合金锻件的微观组织及剥落腐蚀行为的影响.结果表明:三级固溶处理可使晶界析出相明显粗化、离散度增大.同时,三级同溶处理可使Al-Zn-Mg-Cu系铝合金抗剥落腐蚀性能得到明显改善,抗拉强度仍能保持在610 MPa左右;与常规固溶相比,该合金经三级固溶+峰值时效处理后的电导率由30.8%(IACS)提高到33.2%(IACS),抗剥蚀等级由EB+提高为EA.     

多向锻造2099铝锂合金挤压材的组织和性能

2099铝锂合金因其良好的综合性能广泛应用于航空航天领域。将2099铝锂合金挤压材棒料进行540℃/2 h固溶水淬处理和400℃/24h过时效处理后,对其进行6道次多向锻造。经过540℃/2 h固溶和121℃/14 h+181℃/66 h时效处理后,采用金相显微镜(OM)观察,电子背散射衍射(EBSD)分析,晶间腐蚀及剥落腐蚀实验和拉伸性能测试,研究多向锻造对2099铝锂合金挤压材的组织和性能的影响。结果表明:多向锻造可以有效地改善2099铝锂合金挤压材组织的方向性,多向锻造后组织方向性已明显减弱,沿轴向方向的带状组织消失;并且细化合金晶粒,晶粒尺寸由5004.49 nm降低到2808.59 nm;提高了合金强度,使抗拉强度由418.85 MPa提高到550.649 MPa,并且各个方向的拉伸性能一致;还使合金具有较好的抗腐蚀性能,抗晶间腐蚀等级为2级,抗剥落腐蚀等级为PA~PB级,并且在各个方向上的抗腐蚀性能处于同一等级,不存在方向差异性。     

含银A1-4.5Zn-1.0Mg-0.5Cu合金的强化固溶行为

采用拉伸力学性能测试、金相显微观察、扫描电镜及透射电镜等分析手段,研究了Al-4.5Zn-1.0Mg-0.5Cu-0.4Ag合金的强化固溶行为.结果表明:经强化固溶处理后,合金固溶态的抗拉强度和屈服强度以及伸长率分别较常规固溶的低15 MPa、16 MPa和1.7％;峰值时效态的抗拉强度和屈服强度较常规固溶的分别高62...     

固溶时效处理对SLM成形CoCrWMo合金组织与性能的影响

采用激光选区熔化成形工艺制备CoCrWMo合金,将合金在1 200℃固溶1 h后再分别在600,700,750,800和900℃下时效10 h,研究固溶-时效处理对合金组织与性能的影响。结果表明,SLM成形态CoCrWMo合金由FCC的γ相和HCP的ε相马氏体组成。在固溶时效过程中,发生γ相(FCC相)向ε相(HCP相)的转变,随时效温度升高,ε相马氏体含量增加,同时析出沉淀物M_(23)C_6(M=Cr,Mo,W)。在750℃时效的合金中,ε相比例为77%,表明时效处理可促进FCC→HCP马氏体的相变,所有时效态合金的显微硬度均明显高于固溶态合金的硬度。在750℃时效的合金,在兼顾伸长率的同时,强度提高,抗拉强度和屈服强度分别为1 076 MPa和820.8 MPa,伸长率达10.5%。     

固溶时效温度和冷变形对低含量Cu-Ni-Si合金组织性能的影响

以低含量Cu-Ni-Si合金为研究对象,采用光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)、硬度测试、导电率测试和室温拉伸性能测试等分析手段,系统研究固溶时效温度及冷变形量对Cu-Ni-Si合金固溶时效组织及性能的影响规律。研究结果表明:低含量Cu-Ni-Si合金经固溶+时效和固溶+冷变形+时效处理后,合金的抗拉强度与时效温度的关系曲线均呈单峰型,合金的导电率随时效温度的关系曲线均呈先快速上升后缓慢增加最后趋于稳定的趋势;对低含量Cu-Ni-Si合金施加冷变形和时效处理,可获得形变强化与时效强化的双重效果,显著提高合金的强度和导电率;随着冷变形程度不断增大,析出相析出越完全,合金的强度越高,但当低含量Cu-Ni-Si合金的冷变形程度提高至50%时,此时具有足够高的畸变能,相应的开始再结晶温度降低,此时时效强化与再结晶软化并存,导致合金的综合性能降低;合金经760℃×0.5 h固溶处理后,再经40%变形+480℃时效2 h后,可获得优异的综合性能,即抗拉强度为607 MPa,导电率为53%IACS。     

高强耐磨Cu—Ni—Sn合金的研究

研究了多种成分的Cu-Ni-Sn-X合金350℃下时效3h的力学性能。结果表明：加入微量的Fe和Mn后,合金既有较高的强度和硬度,又有比较好的塑性。X射线衍射分析表明CuNiSn系合金时效会析出γ相和Ni3Sn相,γ相使合金的强度大大增加,但Ni3Sn相会使合金的塑性显著降低。CuNiSn系合金的强化主要来源于固溶强化、加工硬化和Spinodal析出强化。     

双级时效对Mg-2.8Nd-0.4Zn-0.5Zr合金微观组织和力学性能的影响

采用OM、SEM、TEM以及硬度测试和拉伸力学性能测试等手段,研究了双级时效对Mg-2.8Nd-0.4Zn-0.5Zr合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,合金经260℃/30 min+200℃/4 h双级时效处理后,其抗拉强度和屈服强度较200℃/14 h单级时效合金分别提高23 MPa和20 MPa,并且达到硬度峰值所需时间缩短9.5 h。主要是由于第一级高温预时效过程中析出β1相,在第二级时效过程中,β1相保留,同时又析出β″相,并且β″相尺寸较单级时效后的合金更细小。在两种析出相同时作用的情况下,其强化效果明显优于单一β″相强化的单级时效处理。     

Mg-10Y合金固溶时效工艺的优化

通过显微组织观察和硬度测试,研究Mg-10Y合金的固溶时效工艺,并确定其优化条件。结果表明,适当的固溶时效处理可改善Mg-10Y的组织,提高其硬度。Mg-10Y合金经540℃×6 h固溶处理后,Mg24Y5相基本上全部溶入基体;再经250℃×2 h时效处理,Mg24Y5相大量析出,合金硬度达到最大值。     

固溶-时效处理对7A46铝合金型材组织性能的影响

采用力学性能测试、金相、X射线衍射、扫描电镜和透射电子显微分析对7A46合金型材的固溶-时效工艺、组织性能进行了研究。结果表明,这种合金适宜的固溶-时效制度为470℃/1h水淬,之后120℃/36h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450MPa、423MPa和14.0%。     

C元素对0Cr19Ni9钢高温力学性能的影响

对不同C含量的奥氏体不锈钢0Cr19Ni9材料进行固溶处理,研究了固溶后试样的高温力学性能和抗晶间腐蚀性能,研究发现:随着合金元素C元素含量的增加,0Cr19Ni9材料的350℃高温力学拉伸强度逐渐增加,最大达到R_m为419 MPa,碳含量的增加促使抗晶间腐蚀性能下降,碳量较高的试样在晶间腐蚀实验时出现微裂纹。因此当采用增加C元素含量的方法来提高材料的高温力学性能时,要合理控制C含量的范围,避免出现晶间腐蚀。