时效制度对7475铝合金挤压件组织与性能的影响

通过对不同时效制度下的常温拉伸性能、硬度、电导率、抗应力腐蚀性能等的测试及微观组织的观察,分析了不同时效制度对7475铝合金挤压型材的微观组织与综合性能的影响.研究结果表明,单级峰值时效(T6)具有很高的强度,但抗应力腐蚀性能较差;双级时效(T76,T73)由于晶界析出物呈粗大和孤立分布,具有较强的抗应力腐蚀性能,但由于过时效时晶内析出相尺寸增大,强度有较大幅度的下降;沿变形方向带状分布的粗大难熔硬相质点对合金塑性有较大影响,是断裂过程中裂纹的主要发源地.     

形变时效组合工艺与Al-1.0Mg-0.5Si-0.8Cu合金腐蚀行为和微观结构的关系

采用硬度测试、晶间腐蚀实验、慢应变速率拉伸实验和TEM表征等手段,选取自然时效、欠人工时效和峰值人工时效3种预时效系统研究了预时效对形变时效组合工艺制备的Al-Mg-Si-Cu合金抗腐蚀性能和微观结构的影响.结果表明:预时效可以调控合金的硬度和抗腐蚀性能,3种预时效处理中峰值人工时效预处理使合金获得了硬度(159 HV)和抗腐蚀性能(最大晶间腐蚀深度为55μm,应力腐蚀敏感指数I_δ为8.3%)的最优结合. TEM结果显示,冷轧引入的高密度位错有效提高了合金的硬度;晶内析出大量纳米级富Cu的板条状Q"相或弯曲连续状析出相,消除了晶界析出相的形成,并大大降低了基体与PFZ之间的电位差,因此显著提高了合金的抗腐蚀性能.自然时效、欠人工时效和峰值人工时效预处理的合金晶内析出程度依次增大,基体与PFZ之间的电位差依次减小,合金的抗腐蚀性能依次升高.     

淬火介质对2519铝合金抗剥落腐蚀性能的影响

采用显微硬度测试与透射电镜分析,研究淬火介质对2519铝合金抗剥落腐蚀性能的影响.结果表明:采用空气、沸水和室温水(20 ℃)淬火后,各合金在时效过程中都表现出3个阶段时效特性:欠时效、峰值时效及过时效.合金经空气淬火并峰值时效后,晶界析出相呈不连续分布,且无沉淀析出带的平均宽度为100 nm;合金经室温水淬并峰值时效后,晶界析出相呈链状连续分布,无沉淀析出带平均宽度为60 nm;经室温水(20 ℃)淬火并峰值时效后合金抗剥落腐蚀性能最好,经100 ℃水淬火并峰值时效后的合金次之,经空气淬火并峰值时效后的合金抗剥落腐蚀性能最差.     

再时效对过时效7B50合金力学及腐蚀性能的影响

采用透射电子显微镜观察(TEM)、电化学阻抗谱法(EIS)及力学性能测试等研究不同双级过时效温度下再时效对双级过时效7B50合金显微组织和力学性能的影响,并将双级过时效-再时效处理条件下合金性能峰值点与单级峰时效、双级过时效及常规回归再时效进行显微组织及力学和腐蚀性能的对比。结果表明:再时效可明显提高双级过时效态合金的性能;再时效处理后,合金强度在过时效温度为160℃条件下达到峰值;与单级峰时效相比,双级过时效-再时效峰值条件下,在保持高强度的同时,合金的电导率提高了13.4%,同时断裂韧性也提升12.5%;与双级过时效、常规回归再时效和单级峰时效处理相比,在双级过时效-再时效峰值条件下,合金具有高的抗剥落腐蚀性及低的应力腐蚀敏感性。     

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：$ \dot \varepsilon = {e^{12.226}}{\sigma ^{1.66}}{\rm{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。     

应力作用下2124合金蠕变时效的组织与性能

通过硬度测试、拉伸测试和透射电镜分析等方法,研究应力分别为0 MPa和200 MPa对Al-Cu-Mg系2124合金185℃时效后的硬度、强度以及伸长率的影响,阐述应力对2124合金时效后组织与力学性能的影响.研究结果表明:在常规时效和蠕变时效2种时效状态下,200 MPa应力作用下的蠕变时效使2124合金的S'析出相分布变得不均匀,合金的强度提高,而塑性降低;在0 MPa应力作用下,合金峰时效状态下的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为411.6 MPa,270.8 MPa,20.20％;在200 MPa应力作用下,合金峰值时效状态下的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为441.1 MPa,321.0 MPa和16.24％,后者的抗拉强度和屈服强度比前的高,但塑性低.     

RRA处理对超高强铝合金抗应力腐蚀性能的影响

通过力学性能、电导率及拉伸应力腐蚀性能测试、扫描电镜及透射电镜观察，研究回归再时效（RRA）热处理工艺对一种新型低频电磁铸造合Al-9．99％Zn-1．72％Cu-2．5％MR-0．13％Zr（质量分数）的力学性能和抗应力腐蚀性能的影响，探讨RRA处理后合金的电导率与抗应力腐蚀性能的关系。研究结果表明：在峰值时效T6状态下合金强度高，但抗应力腐蚀性能差；采用合适的RRA热处理工艺既能使合金保持T6状态下的高强度的同时，又能显著改善合金的抗应力腐蚀性能；经回归7minRRA处理后合金的晶界类似T73态析出相聚集粗化，而晶内类似T6态析出相细小弥散分布，在拉伸应力为210MPa和3．0％NaCl＋o．5％H2O2腐蚀液中，共断裂时间大于720h，相应的抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为195MPa，767MPa和9．1%，显示优越的综合性能。此外，RRA处理后合金的电导率与拉伸应力腐蚀性能为正相关。     

双级时效对含Sc的Al-Zn-Mg-Zr合金组织与性能的影响

通过慢应变速率拉伸实验(SSR_T)、晶间腐蚀试验、剥落腐蚀实验、室温力学性能测试、电导率测试、维氏硬度测量和透射电子显微分析等手段对2.5 mm厚Al-5.4Zn-2.0Mg-0.25Sc-0.1Zr合金板材在双级时效下的抗应力腐蚀性能(SCC)、抗晶间腐蚀性能(IGC)、抗剥落腐蚀性能(EC)、力学性能、电学性能、显微组织结构及其演变规律进行研究。研究结果表明:合金较适宜的双级时效工艺为120℃/6 h+140℃/20 h,在此工艺条件下合金的抗拉强度R_m、屈服强度R_p、伸长率A和电导率γ分别为553 MPa,534 MPa,12.0%和22.3 MS/m,双级时效后合金晶内为弥散分布的亚稳定强化相η′-MgZn_2,晶界出现粗大不连续分布的平衡相η-MgZn_2,还伴有明显宽化的无沉淀析出带。与单级峰值时效(120℃/24 h)相比,合金晶间腐蚀倾向减小,具有良好的抗剥落腐蚀性能,剥蚀等级为中等剥落腐蚀(EB)级,具有良好的抗应力腐蚀性能。     

Al-Zn-Mg-Cu合金包覆淬火残余应力 与时效工艺研究

结合残余应力测量、原位电阻率表征、硬度测试和透射电子显微镜观察等探究了一种新型包覆淬火工艺及后续时效处理对Al-Zn-Mg-Cu合金板材微观组织和力学性能的影响.结果表明:包覆淬火工艺可以有效降低Al-Zn-Mg-Cu合金的淬火残余应力及位错密度,原位电阻率结果显示包覆层厚度越厚(0.2～0.6 mm),包覆淬火处理合金的时效析出行为与普通淬火合金越接近;通过原位电阻率和硬度测试获得了包覆淬火合金优化的峰值时效制度,在此时效处理条件下,包覆处理合金能够保持与普通水淬样品近似的析出显微组织及力学性能.     

基于人工神经网络的Cu与Mg低质量比Al-Cu-Mg合金时效强化预测模型

通过硬度检测和透射电镜(TEM)观察,研究低Cu/Mg质量比AL-Cu-Mg合金时效强化机理,建立神经网络预测模型,使其在实验条件范围内对时效力学性能进行有效预测.在实验基础上,采用Levenberg-Marqllardt算法训练神经网络,建立以时效温度与时间为输入参数和硬度为目标函数的函数关系.结果表明:预测值与实验结果吻合较好,并证明了网络的可靠性与泛化能力;当时效温度越高时,达到峰值时效的时间越短,峰值时效的硬度也越大;在160～190℃时效温度范围内,合金峰值硬度随时效温度的升高而下降,对应硬度峰值的时效时间缩短.     

稀土对时效-回归-再时效处理的Al-Zn-Mg合金硬度和氢脆的影响

将少量稀土元素添加到Al-Zn-Mg合金中进行时效-回 归-再时效处理.利用扫描电子显微镜和X射线衍射对该合金的显微结构和沉淀相进行了观察和研究. 结果表明, 经过时效-回归-再时效处理后, 稀土Al-Zn-Mg合金的晶粒尺寸减小, 沉淀相MgZn₂增加, 同时, 峰时效硬度和氢脆阻力增强.     

RE对ZA—27合金组织和性能的影响

为进一步提高ZA-27合金的耐磨性,研究了RE对其组织和性能的影响。实验结果表明;RE使这种合金的晶粒细化,二次枝晶臂间距缩短,α相面积百分数略有增加。加入RE量大于0.1％时,基体中出现含RE硬质点,其形貌随RE加入量的提高而变化。RE的上述行为使ZA-27合金的强度和硬度略有提高,韧性降低,在润滑条件下的耐磨性可大辐度提高。     

Effect of pre-recovery on microstructure and properties of rolled Al-12.18Zn-3.31Mg-1.43Cu-0.20Zr-0.04Sr aluminum alloy

The independently designed and manufactured ultra-high-strength aluminum alloy Al-12.18 Zn-3.31 Mg-1.43 Cu-0.20 Zr-0.04 Sr was investigated via scanning electron microscopy observations, X-ray diffraction analysis, hardness tests, electrical conductivity tests, tensile tests, intergranular corrosion tests, and exfoliation corrosion tests. The effect of pre-recovery on the microstructure and mechanical properties of this aluminum alloy was also studied. The results show that the pre-recovery heat treatment releases deformation energy, inhibits recrystallization, and decreases the dislocation density. Although the pre-recovery heat treatment has little effect on the hardness, electrical conductivity, and elongation of this aluminum alloy, it can dramatically improve the alloy's tensile strength(the maximum tensile strength increased from 785.0 MPa to 809.2 MPa). Moreover, the tensile properties of this aluminum alloy have a certain degree of isotropy, and the pre-recovery heat treatment does not affect this property. In addition, the rolled aluminum alloy exhibits good corrosion resistance, but the effect of the pre-recovery heat treatment on the alloy's resistance to intergranular and exfoliation corrosion is negligible.     

固溶后降温预析出对7A55铝合金力学及腐蚀性能的影响

采用硬度测试、电导率测试及透射电镜研究固溶后降温预析出处理对7A55铝合金板材力学和腐蚀性能的影响。研究结果表明:随着预析出处理温度降低,基体析出相粗化且密度变小,导致合金时效后硬度和强度降低;晶界析出的平衡相由连续链状分布逐渐变为不连续分布,连续网状的腐蚀通道转变为断续的腐蚀点,7A55铝合金抗晶间腐蚀和剥落腐蚀性能提高。     

RRA处理对1973铝合金晶间腐蚀与剥蚀的影响

采用维氏硬度、室温拉伸、极化曲线测试和晶间腐蚀、剥落腐蚀试验等方法,并结合金相(OM)和透射电镜(TEM)分析,研究回归再时效(RRA)过程对1973铝合金力学性能及晶间腐蚀和剥落腐蚀的影响。研究结果表明:1973铝合金经不同时效处理后晶间腐蚀和剥落腐蚀趋势相同,耐蚀性能由大到小的RRA工艺顺序为:200℃,60 min;180℃,60 min;180℃,40 min;180℃,20 min;T6。RRA 180℃处理适量时间可提高1973铝合金的强度和抗晶间腐蚀和剥落腐蚀性能,并且随着回归时间的延长耐蚀性能提高,但强度有所下降。而RRA 200℃,60 min处理与180℃处理相比,虽然有更好耐蚀性能,但是强度损失太大。因此,1973铝合金经RRA 180℃,60 min处理后具有较好的综合性能。     

TC4钛合金钻杆在腐蚀条件下的力学性能研究

为研究适用于腐蚀环境下的钛合金钻杆材料,参照NACE和GB规范中的腐蚀要求和试验标准,首先对TC4钛合金试件进行腐蚀处理（设置未经腐蚀处理的对照组）,然后进行拉伸、冲击和硬度试验,研究其在腐蚀条件下的综合力学性能. 结果表明:在NaCl、H₂S、CO₂、205 ℃条件下,TC4钛合金的拉伸性能下降不超过10%,冲击性能变化仅为0.33%,硬度下降3.21%,说明TC4钛合金具有出色的耐腐蚀性,在腐蚀条件下能够保持良好的综合力学性能. 以API规范中对钢钻杆材料的力学性能要求为指标,腐蚀处理后TC4钛合金的力学性能表现为屈服强度、拉伸强度及伸长率均不低于X级钢;冲击吸收功高于API对钢钻杆要求的62%（20 ℃）;硬度超过G级钢约37%,接近S级钢;故可将TC4钛合金应用于腐蚀性油气井钻杆中以避免或减轻钻杆腐蚀失效.      

Effects of Ce-rich RE on microstructure and mechanical properties of as-cast Mg-8Li-3Al-2Zn-0.5Nd alloy with duplex structure

The effects of Ce-rich RE on the microstructure and mechanical properties of as-cast Mg-8Li-3Al-2Zn-0.5Nd-x RE(x = 0, 1, 2, 3 wt%) alloys were investigated. The results indicated that the as-cast Mg-8Li-3Al-2Zn-0.5Nd alloy mainly consisted of α-Mg, β-Li, AlLi, MgLi2 Al and Al2 Nd phases. With the addition of Ce-rich RE in the alloy,Al3 RE and Al2 RE phases generated and gradually grew into net-like or block-like structure. With the addition of RE, Al-RE phases generated by consuming Al element and, thus, less Al element was dissolved in the matrix and less AlLi phase formed. Furthermore, less AlLi phase means that more Li element released to cause the increase ofβ-Li phase and refine the α-Mg phase. Under the influence of these factors, adding more RE led to higher elongation and lower tensile strength and hardness. With the addition of Ce-rich RE, the yield strength and ultimate tensile strength of the as-cast Mg-8Li-3Al-2Zn-0.5Nd alloy gradually decreased from 180 to 152 MPa and from 215 to 193 MPa, respectively, while the elongation was remarkably improved from 21.1% to 40.2%.     

稀土对Zn-15Al合金组织和耐蚀性的影响

制备了一种稀土 Zn 1 5Al合金 ,并用人工海水浸泡合金进行了腐蚀实验 ,借助金相与扫描电镜观察其腐蚀形貌及组织变化情况 .结果表明 :适量稀土的加入可细化Zn 1 5Al合金的铸态组织 ,而对合金的耐蚀性能无显著改善 ;当微量Cu、Mg及稀土复合添加时可显著改善合金的耐蚀性能 .通过实验确定了Ce的最佳含量为 0 .1 % (质量分数 ) .     

Si对Al-Zn-Mg-Cu合金组织、断裂和局部腐蚀行为的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)以及室温拉伸、剥落腐蚀等测试方法,研究了微量的Si对Al-Zn-Mg-Cu铝合金组织、性能和局部腐蚀的影响.研究表明:随着Si含量增加,合金的强度先增加再减小,0.040%Si(质量分数)时合金的强度出现峰值;合金的力学性能各向异性随Si含量的增加,先减小再增大,0.025%Si时,力学性能各向异性最小;随着Si含量的升高,合金横向断裂模式从以穿晶断裂为主向沿晶断裂转变.与合金纵向强度变化幅度比较,Si含量对合金横向强度影响显著.