Yb微合金化Al-2.4Cu-1.3Li合金的均匀化退火工艺及微观组织演变

通过SEM、EDS、DSC、XRD等测试手段研究了Al-2.4Cu-1.3Li-(Yb)合金铸态及均匀化过程中组织及微观结构演变。SEM观察显示,铸态组织中存在明显的枝晶偏析,枝晶间距为45±6μm(Al-Cu-Li合金)与43±7μm(Al-Cu-Li-Yb合金),一次相形貌为块状或条状,面积占比为2.8%(Al-Cu-Li合金)与2.2%(Al-Cu-Li-Yb合金),EDS和XRD结果显示其主要成分为多种AlCu(Li)相,Al-Cu-Li-Yb合金中还存在少量Al₈Cu₄Yb相。根据DSC测试与均匀化动力学计算,制定均匀化退火工艺为500℃×12 h。SEM观察显示退火后样品枝晶偏析已经消除,残留一次相为聚集球状AlCuFe相和/或骨骼状Al₈Cu₄Yb相,面积占比下降到0.93%(Al-Cu-Li合金)和0.76%(Al-Cu-Li-Yb合金)。为了使Yb进一步回溶,针对Al-Cu-Li-Yb合金制定二级均匀化工艺为500℃×12 h+530℃×12 h,残留一次相面积占比下降到0.53%...     

Al3M（M=Ti,Zr,Hf）亚稳相和平衡相的价电子结构分析

本文运用固体与分子经验电子理论（EET）计算了Al₃M（M=Ti,Zr,Hf）的3种晶体结构(L1₂,D0₂₂,D0₂₃)的价电子结构和最强键键能,并依此对各种结构的相稳定性及相变顺序做半定量分析.结果显示:各平衡相,即D0₂₂ Al₃Ti,D0₂₃-Al₃Zr和D0₂₂-Al₃Hf,其最强键键能分别为57.7,71.6和75.6 kJ/mol,与对应平衡相的熔点高低次序一致,确认了EET计算结果的可靠性.使用这一方法计算获得Al₃Ti,Al₃Zr和Al₃Hf的最强键键能,依此得出各业稳相向平衡相的转变顺序与实验结果及第一性原理计算的结果相同.EET计算的最强键键能可作为评价亚稳相稳定性的一个判据.据此,由计算获得L1₂型Al₃M最强键键能推论各相的稳定性次序为Al₃Ti3Zr3Hf,与实验所得的相稳定性次序一致,表明最强键键能作为亚稳相稳定性判据的正确性.     

成分和冷却速度对Al-xEr合金凝固组织的影响

用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析了Al-xEr(x=10、20、30,质量分数,%)合金凝固组织的形貌和相结构。结果表明,在60 ℃/h的冷却速率下,Al-10Er合金中Al₃Er相为L1₂结构,尺寸约为200 μm,相与相之间以鱼骨状连接。当Er含量增大到30%时,初生Al₃Er相呈块状,尺寸约为1 mm。对Al-30Er合金,随冷却速率的降低,初生Al₃Er相由轮廓平直的L1₂结构转变为轮廓呈波浪状的hR20结构,同时共晶组织由絮状转变成条状。     

Al-1.2Cu-3.5Li-(0.02Yb)合金多级均匀化退火工艺及其显微组织研究

对Al-Cu-Li-(Yb)合金的均匀化退火过程微观结构的研究是设计高强铝锂合金及其时效处理的基础.采用金相显微镜(OM)、差热分析(DSC)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱(EDS),研究了Al-1.2Cu-3.5Li-(0.02 Yb)合金多级均匀化工艺及均匀化过程中微观组织的演变.结果 表明:合金...     

Al3M（M=Ti,Zr,Hf）亚稳相和平衡相的价电子结构分析

本文运用固体与分子经验电子理论（EET）计算了Al₃M（M=Ti,Zr,Hf）的3种晶体结构(L1₂,D0₂₂,D0₂₃)的价电子结构和最强键键能,并依此对各种结构的相稳定性及相变顺序做半定量分析.结果显示:各平衡相,即D0₂₂-A1₃Ti,D0₂₃-Al₃Zr和D0₂₂-Al₃Hf,其最强键键能分别为57.7,71.6和75.6 kJ/mol,与对应平衡相的熔点高低次序一致,确认了EET计算结果的可靠性.使用这一方法计算获得Al₃Ti,Al₃Zr和Al₃Hf的最强键键能,依此得出各亚稳相向平衡相的转变顺序与实验结果及第一性原理计算的结果相同.EET计算的最强键键能可作为评价亚稳相稳定性的一个判据.据此,由计算获得L1₂型Al₃M最强键键能推论各相的稳定性次序为Al₃Ti3 Zr3Hf,与实验所得的相稳定性次序一致,表明最强键键能作为亚稳相稳定性判据的正确性.     

Cu含量对Al-2.5Mg-xCu-0.2Si合金微观组织和性能的影响

研究了Cu含量对Al-2.5Mg-x Cu-0.2Si合金微观组织和性能的影响。结果表明:由于形成Cu、Mg原子团簇,加入Cu的合金的显微硬度在时效初期有明显的快速硬化。随着时效时间的延长,由于S′相和GPB的形成使得合金的硬度再次提高,并达到硬度峰值。快速硬化的硬度值和峰值硬度值均随铜含量的增加而增加。铜含量增高,合金的抗拉强度和屈服强度增加明显,延伸率降低。含铜量增高,合金的抗晶间腐蚀能力变差。当Cu含量低于1.14%(质量分数,下同)时,合金具有良好的抗晶间腐蚀性能;但含铜2.10%的合金抗晶间腐蚀性能显著降低。实验结果表明:含铜量为1.14%的合金具有较好的机械性能和抗腐蚀能力。     

冷轧5E06和5E83铝合金板的疲劳断裂行为研究

测试并对比了掺杂微量稀土Er中高Mg铝合金5E83和5E06冷轧板的疲劳性能,运用XRD、扫描电镜(SEM)以及能谱(EDS)等对合金组织与疲劳断口进行表征,探讨了Er与Mg元素对Al-Mg合金疲劳断裂行为的影响.结果表明:合金中Mg固溶量的增加可提高合金疲劳强度并减缓裂纹扩展速率.合金中Er含量超过其固溶度后,其含量的增加也可减缓裂纹的扩展,这归结为粗大析出物Al3Er能够使裂纹偏折并发生闭合从而有效阻碍裂纹的扩展.     

粉末冶金泡沫Al-Si-Cu发泡过程的微观结构演变

采用扫描电镜和能谱分析了泡沫Al-Si-Cu合金发泡过程的微观结构演变。将Al粉、Cu粉、Si粉按照89:6:5(质量比)混粉,并添加发泡剂2%TiH2 (质量分数)和增稠剂1.5%MnO2 (质量分数),经过500℃热压后,泡沫铝可在640℃/12～20min发泡。微观结构分析显示,发泡前泡沫铝呈现球形的Si、Al2Cu、块状Ti H2和扁片状Mn O2相,发泡后泡沫铝孔壁内存在3类析出相:晶内细小的Si、Al2Cu颗粒;晶界粗大离异共晶Si、Al2Cu相;随机分布的块状Al-Mn相、MnO2相和球形富Ti相。其中富Ti相是由Ti H2分解H2后,与铝液反应产生的,具有2种不同的类型。2类析出相心部都为Ti颗粒,第1类内壳为τ2(Al14Ti33Si53)相薄层,外壳呈现枝晶形貌的τ1(Al20Ti32Si48)和τ2相;第2类外部为块状交替分布的τ1和(Al, Si)3Ti相。第1类富Ti相的Si成分明显高于第2类,可能是2类富Ti相分别形成于铝液中的富Si和贫Si区造成的。对泡沫铝发泡过程微观结构的分析有助于设计高性能可强化的泡沫铝。     

纯铝纯铁搅拌摩擦焊接头的组织与力学性能

选用3 mm厚冷轧态高纯铝板和退火态高纯铁板作为焊接母材,使用300/400/500/600 r/min-100 mm/min和300 r/min-80/60 mm/min焊接参数进行铝/铁异种金属搅拌摩擦焊对接焊试验。对焊接接头进行显微硬度和拉伸性能测试,通过扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、电子背散射衍射(EBSD)等对接头组织进行表征。焊缝宏观形貌观察发现,焊缝的正面和背面有孔洞,正面出现毛刺。随着转速焊速比增加,孔洞消失毛刺增加。拉伸试验结果显示,共出现3种失效模式,分别为在300 r/min-100 mm/min参数下孔洞缺陷处断裂,300 r/min-80/60 mm/min参数下Al/Fe界面断裂和400/500/600 r/min-100 mm/min处Al侧基体断裂,3种模式下的最大焊接效率分别为40.1%、41.0%和60.4%,其中Al侧基体断裂模式的焊接效率最高。出现在焊核区的孔洞降低了接头强度,导致了缺陷断裂;在300 r/min低转速下,界面未达到有效的冶金结合,界面强度低于Al基体强度,导致Al/Fe界面断裂。硬度试验结果显示,铝侧硬度呈现先下降后上升...     

时效制度对高锌超高强铝合金耐蚀性能的影响

通过晶间腐蚀实验、剥落腐蚀实验和电化学测试,结合光学显微镜、扫描电镜和透射电镜等分析手段,研究高锌超高强铝合金在不同时效状态下的腐蚀行为。结果表明:双级过时效和回归再时效可提高合金的抗腐蚀能力,在3.5%NaCl(质量分数)溶液中测试的极化曲线也表现出相同的趋势。晶界析出相尺寸和形态是影响合金腐蚀性能的主要因素。双级过时效和回归再时效可使晶间析出相粗化且呈断续分布,使腐蚀不能连续发展,从而提高合金的耐蚀性能。超高强铝合金在含Cl-介质中腐蚀的发展动力学过程分为点蚀、晶间腐蚀和剥落腐蚀3个阶段。