轧制变形速率对7050铝合金板材淬火敏感性的影响

通过光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、电子背散射衍射以及硬度测试研究轧制变形速率对7050铝合金微观组织演变的影响,分析轧制变形速率影响合金淬火敏感性的微观机理。结果表明:变形速率较小时(5 s?1和8 s?1),合金再结晶分数低,试样中存在大量的亚组织结构,亚晶粒的尺寸较小,晶界较难分辨,为小角度晶界,固溶慢速淬火的试样中少量η平衡相在亚晶界上形核析出;随着变形速率的增加,亚晶长大,晶界平直逐渐向大角度晶界转变,η平衡相在晶界上析出增加,在亚晶内部亦有明显析出;当变形速率升高至15 s?1时,固溶后试样的再结晶百分数明显增加,在大角度晶界处以及再结晶晶粒内出现大量非均匀形核析出,同时,在亚晶区域观察到较多析出,与微观组织演变对应,合金时效态硬度性能测试结果表明:随着轧制变形速率增加,慢速淬火的试样力学性能损失变大,合金淬火敏感性增加。     

航空铝合金及其材料加工

为了满足飞机不同部位对结构材料服役性能的苛刻要求,面对被复合材料等其他结构材料替代的激烈竞争局面,铝合金材料不断发展新的合金及其材料的加工技术,设法提高其综合性能及其均匀性,发展大规格材料及材料/构件一体化加工原理与技术.简介了飞机的发展对铝合金高综合性能及大规格材料的要求,阐述了航空铝合金材料由单一高静强度向高强高韧耐蚀抗疲劳高综合性能以及向大型规格发展的状况,概述了适应飞机发展的高性能铝合金材料的成分、组织与性能关系的相应调控原理与技术,并对高强铝合金厚板加工的一些创新技术关键进行了简要介绍、分析与讨论.     

Mn含量对6061铝合金组织与力学性能的影响

研究了Mn含量对含0.15%Fe的6061铝合金的均匀化组织、再结晶分数、时效析出相和力学性能的影响。结果表明:未添加Mn的合金均匀化后组织以β-Al9Fe2Si2相为主,Mn含量大于0.1%的合金均匀化后的组织以α-Al8(FeMnCr)2Si相为主;同时一种块状的Al9(MnFe)3Si结晶相随着Mn含量的增加开始出现,并随之增多;时效处理时,Mn优先与Mg,Si元素结合形成的AlMnSi和AlFeMnSi相,减少了主要时效析出相,使强化效果减弱;Mn的添加量为0.2%时σb=390 MPa,σ0.2=330 MPa,δ=22.2%,比AA6061铝合金的标准力学性能分别提高90 MPa,55 MPa,延伸率提高10%。     

7085铝合金剥落腐蚀的淬火敏感性

采用末端淬火实验、剥落腐蚀实验结合扫描和透射电镜分析,研究了7085铝合金剥落腐蚀的淬火敏感性。结果表明:7085铝合金的耐剥落腐蚀性能随淬火速率的降低而下降,腐蚀等级由EA级变为EB级,最大腐蚀深度从135μm增加至315μm,腐蚀深度与淬火速率的对数呈线性关系。淬火速率降低导致晶界析出相尺寸增加、无沉淀析出带宽化和在亚晶处也有η相析出,是造成剥落腐蚀淬火敏感性的主要原因。     

Fe和Si杂质对Al-Zn-Mg-Cu合金淬火敏感性的影响EI北大核心CSCD

采用光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等方法,研究了Fe和Si杂质对Al-Zn-Mg-Cu合金淬火敏感性的影响。结果表明:杂质含量的增加降低了合金的淬火敏感性,用硬度表征时最大降低3.29%。随杂质Fe和Si含量的增加,Al7Cu2Fe相和Mg2Si相含量明显增加,消耗了基体中的Cu和Mg原子,合金的过饱和度降低,从而引起合金淬火敏感性的降低;同时粗大的Al7Cu2Fe相和Mg2Si相有利于再结晶核心的形成,增加了合金的再结晶晶粒和(亚)晶界数目,促进慢速淬火过程中η平衡相的析出。过饱和度对合金淬火敏感性的影响大于晶粒结构对合金淬火敏感性的影响。     

时效对7050铝合金预拉伸板抗腐蚀性能的影响

采用硬度、腐蚀速率、剥落腐蚀、慢应变速率拉伸测试及透射电镜和差示扫描量热法研究预拉伸后时效制度对7050铝合金板材显微组织、硬度和抗腐蚀性能的影响。结果表明:峰时效合金硬度最大,抗腐蚀性能最差;过时效和回归再时效与峰时效相比,合金的硬度值减小,抗腐蚀性能变好;在高温+峰时效中的高温时效阶段,GP区发生回溶,有利于η′和η相的直接形核析出,晶内析出相长大、不均匀分布,合金硬度减小;晶界析出相粗化、断续分布,合金抗腐蚀性能提高。     

微量Sc对7085铝合金淬火敏感性的影响

采用末端淬火实验、光学显微镜、差热分析、能谱仪和透射电镜研究微量Sc对7085铝合金淬火敏感性的影响。结果表明:在7085铝合金中添加Sc会提高该合金的淬火敏感性。添加Sc后,会在基体中形成弥散分布的Al3(Sc,Zr)粒子,该粒子能够稳定亚晶,强烈抑制再结晶,增加晶界数量;在淬火过程中,随着冷却速度的降低,粗大的平衡η相以Al3(Sc,Zr)粒子为异质形核核心析出,同时也在亚晶界上大量析出长大;η相的析出,降低了基体固溶体的过饱和度,提高了合金的淬火敏感性。     

晶粒尺寸对新型高强铝合金热变形行为的影响

利用Gleeble-3500试验机,在300~450℃和0.1~10 s~(-1)的变形条件下,研究了大规格铸锭晶粒尺寸的不均匀性对新型高强Al-7.68Zn-2.12Mg-1.98Cu-0.12Zr合金热变形行为的影响。SEM观察表明,大铸锭表层的晶粒尺寸比心层细小。热变形过程中,细晶组织(铸锭表层)的流变应力在高温和低应变速率条件下低于粗晶组织(铸锭心层)。计算得到表层和心层组织的热变形激活能分别为140和125.4 kJ/mol。基于位错密度理论,利用一种两阶段型本构方程分别预测了粗晶和细晶组织的流变应力,并建立了不同晶粒度组织的动态再结晶软化方程。电子背散射衍射(EBSD)观察表明,合金在300~400℃条件下发生动态回复,在450℃和低应变速率速(0.1 s~(-1))条件下出现动态再结晶(DRX)现象,动态再结晶晶粒在原始大角度晶界上形核。由于表层(细晶)组织的晶界密度高,因此其动态再结晶程度高于心层(粗晶)组织。     

镁含量对高锌Al-9Zn-xMg-1Cu合金时效沉淀相及其强化作用的影响EI北大核心CSCD

采用硬度测试和室温拉伸测试,结合透射电镜、高分辨透射电镜及几何相位分析技术,定量研究了Mg含量(1%~3%,质量分数)对高锌Al-9Zn-xMg-1Cu合金在120℃人工时效时沉淀相的影响,并探讨了强化作用。结果表明:当Mg含量从1%增至2%时,合金的屈服强度大幅增加,增加率约为37.7%;当Mg含量继续增至3%时,合金的屈服强度小幅增加,增加率仅为9.1%。Al-9Zn-1Mg-1Cu合金的强化相为η’相,Al-9Zn-2Mg-1Cu和Al-9Zn-3Mg-1Cu合金的强化相都为η’相和T’相。T’相引起的应变大于η’相,其强化效果更好;Mg含量变化对两种强化相引起的最大应变值影响不大。随着Mg含量增加,η’相的体积分数、数量密度及其比例减小,T’相的变化则相反,沉淀相的总数量密度和体积分数增大。基于η’相和T’相的尺寸、体积分数和数量密度,计算和分析了它们对沉淀强化的贡献,计算结果与实验结果基本一致。     

铜元素含量对超高强铝合金力学性能淬火敏感性的影响

采用浸入式末端淬火的方法,结合硬度、电导率测试和相图、连续冷却转变曲线计算,通过电子背散射衍射分析、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等微观组织表征方法,研究铜元素含量对超高强AlZn-Mg-Cu合金力学性能淬火敏感性的影响。结果表明：淬火速率从400℃/s降低至70℃/s时,铜含量几乎不影响合金的淬火敏感性;淬火速率从70℃/s降低至4℃/s时,随着铜含量增加,析出驱动力增大,淬火析出相的种类和数量增多、尺寸增大,消耗的相对溶质原子数量增多,合金的淬火敏感性也随之提高;根据晶界及晶内淬火析出相的面积分数差异,发现晶内淬火析出相的数量差异是造成不同合金淬火敏感性差异的主要因素。