不同工艺条件对半固态挤压Mg2 Si/Al复合材料组织和性能的影响

采用等温热处理半固态挤压的方法制备Mg2Si/Al复合材料,研究等温热处理温度、保温时间和挤压比压对复合材料组织和布氏硬度的影响.结果表明:经过等温热处理后得到了基体α-Al和Mg2Si增强相双球化的半固态组织,其中,Mg2Si颗粒呈现球化,α-Al呈现规则球形或椭球形.当挤压比压恒定时,Mg2Si/Al复合材料显微组织中α-Al和Mg2Si颗粒的球化随着温度和保温时间的增加而更加明显,同时α-Al的粗化也更加明显;当等温热处理温度和保温时间恒定时,挤压比压对半固态挤压Mg2Si/Al复合材料显微组织的影响不大.硬度测试表明,当挤压比压恒定时,布氏硬度随着等温热处理温度和保温时间的增加呈现先增加后减小的趋势;但当等温热处理温度和保温时间恒定时,随着挤压比压的增加,布氏硬度随之提高.     

Al-Mn-Si-X合金的再结晶行为研究

对Al-Mn-Si-X合金进行不同温度和不同时间的退火,采用金相显微镜（OM）、扫描电子显微（SEM）和电导率仪对不同状态的合金组织进行观察、能谱（EDS）分析和电导率测试,研究Al-Mn-Si-X合金的再结晶行为.结果表明：随着退火温度的升高,再结晶晶粒尺寸越来越小.Al-Mn-Si-X合金的再结晶晶粒大小主要受再结晶形核数量的影响,再结晶后期的晶粒长大现象不明显.Al-Mn-Si-X合金存在着大量细小弥散的AlMnSi/AlMnSiFe析出相,这些析出相强烈抑制了再结晶形核和再结晶后期的晶粒长大.当退火温度低时,形核激活能较大,形核率低,再结晶晶粒粗大;当退火温度高时,形核激活能较小,形核率增加,再结晶晶粒细小.     

等温自由锻温度对7085铝合金组织与性能的影响

通过金相组织观察、扫描电镜分析和室温拉伸力学性能及剥落腐蚀实验,分析探讨等温自由锻温度对7085铝合金显微组织、力学性能和剥落腐蚀的影响.研究结果表明:在370℃和400℃等温自由锻时,合金发生严重再结晶,强度较低,伸长率稍高,剥蚀抗力较差;在420℃锻造时,合金出现大量细小且分布均匀的亚晶粒,抗拉强度、屈服强度、伸长率和剥蚀抗力均较好,分别达到533.2 MPa,495 MPa,13.3％和EA.在450℃锻造时,该合金的晶粒开始长大,强度下降,伸长率稍有升高,剥蚀抗力较差.综合考虑显微组织、强度、塑性和剥落腐蚀等因素,确定420℃为合金等温自由锻最佳锻造温度.     

挤压及T5处理对Mg-Zn-Zr-Cu-Ca镁合金组织性能的影响

对新型Mg-6Zn-0.6Zr-0.5Cu-0.5Ca铸造镁合金进行挤压形变,研究了挤压及T5时效处理对合金组织性能的影响.采用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪、维氏显微硬度计、电化学工作站表征分析了合金的组织形貌、物相组成、显微硬度及腐蚀速率.结果表明:热挤压使铸态镁合金发生了动态再结晶,晶粒破碎,析出相明显细化并呈弥散分布,主要物相为α-Mg、Mg Zn2、Mg Zn Cu、以及Mg2Ca相.T5时效处理使挤压态镁合金发生静态再结晶,随着时效时间的延长,析出相先细化后长大,当时效时间为12 h时组织最为致密均匀.铸态和原始挤压态试样的显微硬度值分别为72.94 HV0.1和76.4 HV0.1,随着T5时效处理的进行,合金显微硬度值呈先增后减的趋势,当时效时间为12 h时达到峰值(80.53 HV0.1).电化学测试结果表明,T5时效处理可有效降低镁合金的腐蚀速率,从而提高其耐蚀性.     

6061铝合金等温挤压工艺参数优化及粗晶环机理研究

借助THERMORESTOR-W热模拟实验机对6061铝合金反向挤压制品试样进行单轴压缩试验、采用金相组织观察分析及DEFORM商业有限元软件等手段,优化6061铝合金等温挤压工艺参数并对粗晶环产生机理进行了初步的研究。结果发现,在挤压速度10mm/s,挤压温度和模具预热温度400℃及出料口温度为453℃条件下,制品横截面温度梯度差较小,基本实现等温挤压;通过对反向挤压制品的金相观察及有限元模拟,发现粗晶区晶粒的长大主要是微应变诱导晶粒的再结晶长大。     

挤压温度对Mg-3Zn-2.5Al-2.5Ca合金的微观组织和力学性能的影响

采用金相分析、扫描电镜分析、X射线衍射分析和拉伸测试等方法研究了不同挤压温度对Mg-3Zn-2.5Al-2.5Ca(ZAC333)合金的微观组织和力学性能的影响.结果表明,铸态组织的平均晶粒尺寸为185μm;随着挤压温度从623K降低到523K,由于发生了明显的动态再结晶,合金的平均晶粒尺寸从6.32μm减小到3.36μm.ZAC333铸态合金中沿着晶界分布的半连续Al_2Ca和连续Ca_2Mg_6Zn_3第2相在热挤压过程中也发生了明显的破碎而沿着挤压方向分布.与铸态合金的力学性能相比,挤压态ZAC333合金的力学性能有明显的提高.挤压态合金的抗拉和屈服强度分别从176 MPa和284 MPa提高到292 MPa和334 MPa,而延伸率从18%降低到9%.ZAC333合金性能的改善主要归功于热挤压过程中的动态再结晶细晶强化和第2相粒子破碎而产生细化弥散强化的共同作用.     

Zn-Cu-Mg-Al-RE锌合金的显微组织与切削性能

采用金相组织分析、X线衍射物相分析、扫描电镜和能谱分析技术对自行研制的Zn-Cu-Mg-Al-RE锌合金(拟取代HPb59-1黄铜)在铸态、挤压态和热处理态3种状态下的显微组织与切削性能进行研究,并比较3种状态Zn-Cu-Mg-Al-RE合金与HPb59-1黄铜的切削性能。研究结果表明:铸态Zn-Cu-Mg-Al-RE锌合金中主要含有纯Zn相、Mg2Zn11相和Cu4Zn相(ε相),且晶间有不连续分布的块状稀土化合物,该稀土化合物性脆易断,有利于提高合金的切削性能;挤压态合金的晶界不明显,稀土化合物消失,基体组织发生再结晶;热处理后,合金发生二次再结晶,晶粒细化,ε相大量析出,强度和塑性均有所提高;与铸态相比,挤压态及热处理态Zn-Cu-Mg-Al-RE合金的切削性能略有下降;铸态Zn-Cu-Mg-Al-RE合金的切削性能已接近HPb59-1黄铜的切削性能。     

挤压温度对Mg-Zn-Mn变形镁合金组织和性能的影响

对新型变形镁合金Mg-6%Zn-1%Mn铸锭在320、360、420℃等不同温度下进行挤压实验,成型后实施不同热处理,并分析不同状态下合金的微观组织和力学性能.结果表明:在320~420℃条件下,该合金能实现平稳地挤压成型并完成动态再结晶.挤压温度越低,再结晶晶粒越细小,挤压棒材性能越好.高温(420℃)挤压成型,动态再结晶越易进行,且再结晶晶粒越均匀,更有利于后期通过热处理改善合金性能.     

微量Sc对2099铝锂合金组织与性能的影响

采用金相显微组织观察、扫描电镜观察、拉伸力学性能测试及透射电镜分析等手段研究添加微量Sc元素对2099铝锂合金的不同状态下组织、元素分布、力学性能和显微组织结构的影响。研究结果表明:微量钪元素的添加能够抑制再结晶的发生,使合金铸态、均匀化态及固溶态的晶粒粒度明显减小;拉伸断口出现明显分层现象,显著增强合金的时效强化效果,但对达到时效峰值所需的时间没有明显影响,合金时效响应速率明显减慢;微量钪元素的添加影响了合金的时效析出过程,使基体中析出了更多、更细小的δ′相和T1相,使合金具有较高的力学性能。     

Mg-Y-Zn-Zr合金的显微组织和力学性能

对Mg-9Y-3Zn-0.5Zr和Mg-3Y-3zn-0.5Zr 2种含Y镁合金的铸态,均匀化退火态和挤压态的显微组织及常温和高温力学性能进行研究,探讨稀土元素Y对这2种合金组织及力学性能的影响.研究结果表明:Y元素含量高的1号合金相对于2号合金的晶粒组织明显细小,并且抗拉强度也有所增加,但提高幅度有限;在高温下,镁合金的塑性较优,发生韧性断裂;钇合金于390℃热挤压后其显微组织中发生了再结晶,且含Y量较高的1号合金的再结晶晶粒较小,说明钇对再结晶有阻碍作用.     

直接使用半固态等温热处理法将工业冷轧ZL104铝合金制备成半固态坯

Semi-solid isothermal heat treatment was proposed to directly process cold-rolled ZL104 aluminum alloys and obtain semi-solid billets. The effects of two process parameters, namely, temperature and processing time, on the microstructure and hardness of the resulting billets were also experimentally examined. Average grain size (AGS) increased and the shape factor (SF) of the grain improved as the process temperature increased. The SF of the grain also increased with increasing processing time, and the AGS was augmented when the processing time was prolonged from 5 to 20 min at 570°C. The hardness of the aluminum alloy decreased because of the increase in AGS with increasing temperature and processing time. The optimal temperature and time for the preparation of semi-solid ZL104 aluminum alloys were 570°C and 5 min, respectively. Under optimal process parameters, the AGS, SF, and hardness of the resulting alloy were 35.88 μm, 0.81, and 55.24 MPa, respectively. The Lifshitz–Slyozov–Wagner relationship was analyzed to determine the coarsening rate constant at 570°C, and a rate constant of 1357.2 μm3/s was obtained.     

Ti-15-3合金再结晶组织的预测

通过热模拟压缩试验和定量金相法研究了热变形参数对Ti-15-3合金固溶处理过程中再结晶组织的影响规律。随着变形温度的降低、变形程度和变形速率的增大,再结晶晶粒尺寸减小,再结晶体积分数增大。采用人工神经网络的方法建立了再结晶晶粒尺寸和再结晶体积分数的预测模型。预测结果与实测结果吻合较好,表明该方法对Ti-15-3合金热变形固溶处理后的再结晶组织具有良好的预测能力。这对于制定其合理的热加工工艺、保证产品质量具有重要意义。     

高铝锌基合金热处理过程组织转变机理

对高铝锌基合金铸态及热处理条件下所获得的组织进行了系统的分析研究,并就高铝锌基合金铸态组织转变规律与其硬度变化特征对高铝锌基合金在热处理过程中组织转变机理进行了初步探讨。研究结果表明：在不同的温度下进行等温处理,随等温温度的下降,共析转变产物有粒状化趋势;随等温转变时间的延长,共析转变产物粗化或由层片状粒化。铸态非平衡结晶组织可通过均匀化处理来消除。     

Effect of particle size distribution on the microstructure,texture, and mechanical properties of Al–Mg–Si–Cu alloy

The effect of particle size distribution on the microstructure, texture, and mechanical properties of Al–Mg–Si–Cu alloy was investigated on the basis of the mechanical properties, microstructure, and texture of the alloy. The results show that the particle size distribution influences the microstructure and the final mechanical properties but only slightly influences the recrystallization texture. After the pre-aging treatment and natural aging treatment (T4P treatment), in contrast to the sheet with a uniform particle size distribution, the sheet with a bimodal particle size distribution of large constituent particles and small dispersoids exhibits higher strength and a somewhat lower plastic strain ratio (r) and strain hardening exponent (n). After solution treatment, the sheet with a bimodal particle size distribution of large constituent particles and small dispersoids possesses a finer and slightly elongated grain structure compared with the sheet with a uniform particle size distribution. Additionally, they possess almost identical weak recrystallization textures, and their textures are dominated by CubeND {001}<310> and P {011}<122> orientations.     

6N01-7N01铝合金T型焊接接头的微观组织与性能的研究

6N01和7N01铝合金是高铁列车车体上大量使用的2种重要的轻量化结构材料.本文利用EBSD、光学显微镜、维氏硬度测试和加速腐蚀实验研究了典型6N01-7N01铝合金T型焊接接头的微观组织、硬度分布和腐蚀特性.结果表明:焊缝、熔合区和热影响区的晶粒组织特征存在显著差异.焊缝组织为等轴晶,熔合区组织为等轴晶和柱状晶.靠近焊缝处的6N01合金存在部分晶粒异常长大现象,而7N01合金仅发生了回复和部分再结晶.6N01合金一侧的热影响区会出现硬度比焊缝更低的硬度谷,即软化区,这是由析出相受焊接热的影响发生明显的粗化导致的.经腐蚀实验后,焊缝的硬度显著降低,焊缝和热影响区为焊接接头腐蚀最严重的区域.     

半固态铸造-叠轧深变形制备超细晶A2017合金

利用波浪型倾斜板半固态铸造和叠轧深变形的复合成形模式在等效应变为4.0的条件下制备出了平均晶粒为0.5μm的A2017合金超细晶材料.随着叠轧道次的增加,合金的维氏硬度先增后降,随后缓慢增加.在一定的退火温度下合金组织由亚稳定态向稳定态转变,在200℃保温1 h,晶粒生长比较缓慢,在退火温度高于200℃时晶粒变化明显;随着退火温度的升高,合金组织发生回复与再结晶过程,合金加工硬化逐渐消失,合金的维氏硬度降低.     

IN718合金多步锻造过程中微观组织演变数值模拟

为研究多步锻造过程中工艺参数对大锻件微观组织演变的影响,将再结晶模型和晶粒长大模型加入到模拟软件中,实现了金属高温塑性变形-传热-微观组织演变的耦合.采用数值模拟的方法,研究始锻温度、压下量和空冷时间对多步锻造过程中IN718合金微观组织演变的影响.结果表明,在多步锻造过程中,始锻温度和变形量对微观组织演变影响显著,空冷温度决定了晶粒尺寸大小,而空冷时间对晶粒尺寸影响较小,长时间空冷不会造成晶粒明显粗化.     

Microstructure and properties of A2017 alloy strips processed by a novel process by combining semisolid rolling, deep rolling, and heat treatment

A novel short process for producing A2017 alloy strips with notable features of near net shape, saving energy, low cost, and high product performance was developed by combining semisolid rolling, deep rolling, and heat treatment. The microstructure and properties of the A2017 alloy strips were investigated by metallographic microscopy, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, X-ray diffraction, tensile testing, and hardness measurement. The cross-sectional microstructure of the A2017 alloy strips is mainly composed of near-spherical primary grains. Many eutectic phases CuAl₂ formed along primary grain boundaries during semisolid rolling are crushed and broken into small particles. After solution treatment at 495℃ for 2 h the eutectic phases at grain boundaries have almost dissolved into the matrix. When the solution treatment time exceeds 2 h, grain coarsening happens. More and more grain interior phases precipitate with the aging time prolonging to 8 h. The precipitated particles are very small and distribute homogenously, and the tensile strength reaches its peak value. When the aging time is prolonged to 12 h, there is no obvious variation in the amount of precipitated phases, but the size and spacing of precipitated phases increase. The tensile strength of the A2017 alloy strips produced by the present method can reach 362.78 MPa, which is higher than that of the strips in the national standard of China.     

钙和碳变质对AZ91D显微组织与性能的影响

镁合金的晶粒细化对于材质的金相组织和力学性能起着决定性作用.本课题通过在AZ91D中加入Ca和C2Cl6晶粒细化剂,分别研究了Ca,C对AZ91D组织以及力学性能的影响.利用熔剂保护法,制备了AZ91D标准拉伸试样,经过T4,T6处理后,采用金相显微镜(Olympus)、扫面电镜(SEM)和能谱分析仪(EDAX)对制备的试样进行了显微组织、断口形貌及成分进行了观察与分析,并测试了抗拉强度和布氏硬度.试验结果表明:经过显微组织和断口形貌观察,加入细化剂后形成Al4C3,有效的抑制了晶粒的长大,使晶粒得到细化,当Ca和C2Cl6复合应用时,使得AZ91D的晶粒细化更加明显,力学性能得到提高,抗拉强度最高达到216N/mm2,布氏硬度值达到60HB.