Zn对5083合金显微组织和力学性能的影响

研究了5083合金添加1.5%~5%Zn(质量分数)对合金显微组织和力学性能的影响.通过SEM和EDS对铸态、均匀化处理后和轧制态合金的微观组织进行了表征并测试轧制态合金的拉伸性能.结果表明:铸态合金随Zn含量的增加偏析程度增加,金属间化合物主要为富Mg和富Zn相.均匀化处理后的合金具有良好的轧制性能,均匀化处理后合金金属间化合物量明显减少,部分未溶金属间化合物是Mg_2Si和Al_3Fe相.轧制显著降低晶粒尺寸,轧制试样的晶粒尺寸约150 nm.随着Zn含量增加轧制态合金的屈服强度和抗拉强度增加,延伸率有所下降.     

挤压对Mg-Zn-Sn-Al合金力学性能和腐蚀行为的影响

研究了铸态和挤压态Mg-4.5Zn-4.5Sn-2Al合金的微观组织、力学性能和在质量分数3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为.结果表明:铸态合金的平均晶粒尺寸为183μm;而挤压后合金的平均晶粒尺寸降低为9μm.挤压态与铸态Mg-4.5Zn-4.5Sn-2Al合金相比,抗拉强度由209 MPa提高到354 MPa,屈服强度由157 MPa提高到216 MPa,伸长率达到19.6%且呈现明显的韧性断裂特征.静态浸泡腐蚀和电化学实验表明,挤压态合金的耐蚀性明显低于相应的铸态合金.     

Mg-5Zn-2Al-0.6Nd合金的部分重熔组织演变

利用光学显微镜、扫描电镜观察了Mg-5Zn-2Al-0.6Nd镁合金的铸态组织,分析了部分重熔温度对半固态非枝晶组织的影响.结果表明:Mg-5Zn-2Al合金中加入质量分数0.6%Nd后,铸态组织中出现呈针状或短棒状的稀土相.保温30min,部分重熔温度从585℃提高到610℃时,初生α-Mg相平均颗粒直径减小并且球化趋势更加明显.Mg-5Zn-2Al合金的部分重熔组织扩展经历了初始粗化,组织分离、球化和最后的粗化过程,加入0.6%Nd以后,部分重熔组织演变出现液化滞后现象,最后的粗化过程受到抑制.     

Mg-Zn-Al系变形镁合金的显微组织和力学性能

制备了成分基于Mg-(3-5)Zn-(1-3)Al的5种ZA系镁合金,并研究了合金在铸态和热挤压态的显微组织和力学性能.在ZA系列的铸态镁合金中,将zn含量(质量分数)固定在3%,提高Al含量,则第2相由致密的共晶相ε(Mg51Zn20)变成呈典型的离异共晶形貌的T(Mg32(Al,Zn)49)相.在ZA31基础上增加Zn含量没有引起合金显微组织中组成相发生变化,但中间相ε的体积分数增加.在280 ℃温度下的热挤压过程中,合金发生了动态再结晶,组织显著细化,且铸态组织中出现的中间相大部分溶入α-Mg基体.ZA系合金铸锭热挤压后,合金的强度和塑性均得到大幅度改善,其中合金ZA51具有最好的强度和塑性的匹配.结果表明ZA系合金具有良好的热加工性能.     

挤压变形对Mg-2.5Zn-0.5Ca合金组织与性能的影响

通过真空感应熔炼铸造法制备Mg-2.5Zn-0.5Ca合金,并对该合金铸态和挤压态试样分别进行显微组织、力学性能及断口形貌的对比分析.结果表明:经挤压变形后该合金发生动态再结晶,晶粒及Ca2Mg6Zn3沉淀相得到显著细化.挤压后屈服强度达222MPa,增大幅度高达204%,抗拉强度提高到291MPa.延伸率从铸态的11.5%上升至26%,经挤压变形后合金的断裂机制发生由脆性向韧性的转变,Ca2Mg6Zn3沉淀相为该合金的主要强化相.     

冶金质量对Al-Mn-Mg合金动态再结晶行为的影响

采用TEM和EDS等技术分析经高效铝熔体处理和均匀化退火后的Al-Mn-Mg合金中夹杂物和第二相形态与组成,并通过动态热模拟试验研究夹杂物和第二相对该铝材热变形过程中动态再结晶行为的影响.结果表明,经高效熔体处理后,该合金中Al2O3夹杂物较细小,经均匀化退火后,铸态条件下骨骼状β-Al6(Mn,Fe)相变成短棒状和球状α-Al(Mn,Fe)Si相,并在晶内析出弥散α-Al(Mn,Fe)Si相;在随后的热变形过程中,细小夹杂物和第二相阻碍位错运动,形成位错缠结,可以积蓄足够能量,促进动态再结晶进行,形成以夹杂物和第二相为核心的低位错密度晶粒.     

均匀化处理对7A52铝合金组织和性能的影响

采用硬度、电导率测量、金相和高温原位X射线衍射分析技术研究不同均匀化处理条件下7A52铝合金组织与性能的变化规律，着重讨论不同均匀化处理条件下合金的物相组成及其演变、基体固溶体固溶度的变化与合金硬度和电导率的关系。研究结果表明：铸态合金由α-Al过饱和固溶体及少量平衡相MgZn2组成；在均匀化处理过程中，铸态合金显微组织结构发生了2个方面的变化：一方面，在300℃以下均匀化，过饱和固溶体分解，析出MgZn2平衡相；在400℃以上均匀化，上述平衡相又逐步回溶到基体固溶体中；另一方面，在400℃以上均匀化，铸态合金枝晶组织和枝晶间粗大的平衡相随均匀化温度的升高而逐步消失，与此同时，铸态合金的硬度先降低然后升高，电导率则先升高然后降低。这种性能的变化与铸态合金的组织结构变化一一对应。7A52合金铸锭适宜的均匀化处理工艺为470℃／24h。     

先进高强韧Al-Zn-Mg-Cu合金凝固和均匀化组织及相构成

采用热力学计算与实验相结合的方法,研究了两种高强韧Al-Zn-Mg-Cu合金铸态及均匀化态的显微组织和相构成.铸态A合金主要由Mg(Zn,Al,Cu)2相和少量Al2Cu相组成,而铸态B合金仅含Mg(Zn,Al,Cu)2相.热力学计算显示,A和B两种合金的实际凝固过程介于Lever Rule和Scheil Model两种模拟结果之间,由于合金成分不同而导致的铸态A和B合金中各相含量差异与Scheil Model模拟所得到的各相摩尔分数变化规律基本一致.经常规工业均匀化处理(460℃保温24 h),铸态A和B合金中存在的Mg(Zn,Al,Cu)2或Al2Cu相均能充分回溶,并得到单相α(Al)基体,这与热力学计算所得到的AlZn-Mg-Cu四元系统在7.5%Zn条件下460℃等温相图相符合.     

NiAl-Cr(Mo)基共晶合金显微组织与力学性能的研究

通过在NiAl-Cr(Mo)合金中添加Ti、Hf 、Nb、W难熔金属研究其铸态合金、经热处理后和定向凝固合金的显微组织和力学性能.研究结果表明,铸态合金中存在4个相,即NiAl 相,α-Cr固溶体,Cr2Nb相和 Ni2Al(Ti,Hf) 相,其高温强度得到提高,在1100℃的屈服强度是467MPa,室温压缩塑性是17.87% ;经处理后的铸态合金和定向凝固合金中无Cr2Nb相,转变为富含Hf的(Hf,Ti,Nb)相;定性凝固合金的屈服强度优于铸态合金,其断裂韧性比铸态合金提高31%.     

EW93镁合金轧制-T5状态的显微组织与力学性能

研究EW93镁合金在轧制-T5状态的显微组织与力学性能,并与铸造T6态进行比较.研究结果表明;合金经过热轧制变形,发生了明显的动态再结晶,晶粒显著细化,轧制-T5态的晶界强化贡献由铸造T6态的12.2％上升到26.7％.轧制板材经过T5处理后,抗拉强度和屈服强度均有大幅度提高,分别由228 MPa和177 MPa提高到372 MPa和311 MPa,但析出相不均匀,伸长率由4.3％降低为3.1％.对于铸造T6态和轧制-T5态,沉淀强化均是主要的强化机制,沉淀强化贡献分别为66.7％和54.3％.     

Microstructure evolution and mechanical properties of a large-sized ingot of Mg-9Gd-3Y-1.5Zn-0.5Zr (wt%) alloy after a lower-temperature homogenization treatment

In this paper, a large-sized ingot of Mg-9Gd-3Y-1.5Zn-0.5Zr (wt%) alloy with a diameter of 600 mm was successfully prepared by the semi-continuous casting method. The alloy was subsequently annealed at a relatively low temperature of 430℃ for 12 h as a homogenization treatment. The microstructure and room-temperature mechanical properties of the alloy were investigated systematically. The results show that the as-cast alloy contained a mass of discontinuous lamellar-shaped 18R long-period stacking ordered (LPSO) phases with a composition of Mg₁₀ZnY and an α-Mg matrix, along with net-shaped Mg₅(Y,Gd) eutectic compounds at the grain boundaries. Most of the eutectic compounds dissolved after the homogenization treatment. Moreover, the amount and dimensions of the lamellar-shaped LPSO phase obviously increased after the homogenization treatment. The structure of the phase transformed into 14H-type LPSO with composition Mg₁₂Zn(Y,Gd). The mechanical properties of the heat-treated large-sized alloy ingot are uniform. The ultimate tensile strength (UTS) and tensile yield strength (TYS) of the alloy reached 207.2 MPa and 134.8 MPa, respectively, and the elongation was 3.4%. The high performances of the large-sized alloy ingot after the homogenization treatment is attributed to the strengthening of the α-Mg solid solution and to the plentiful LPSO phase distributed over the α-Mg matrix.     

Brazing 6061 aluminum alloy with Al-Si-Zn filler metals containing Sr

Al-6.5Si-42Zn and Al-6.5Si-42Zn-0.09Sr filler metals were used for brazing 6061 aluminum alloy. Air cooling and water cooling were applied after brazing. Si phase morphologies in the brazing alloy and the brazed joints were investigated. It was found that zinc in the Al-Si filler metals could reduce the formation of eutectic Al-Si phase and lower the brazing temperature at about 520℃. Adding 0.09wt% Sr element into the Al-6.5Si-42Zn alloy caused α-Al phase refinement and transformed acicular Si phase into the finely fiber-like. After water cooling, Zn element dissolved into the Al-Si eutectic area, and η-Zn phase disappeared in the brazed joints. Tensile strength testing results showed that the Sr-modified filler metal could enhance the strength of the brazed joints by 13% than Al-12Si, while water-cooling further improved the strength at 144 MPa.     

均匀化处理温度对6082铝合金组织和性能的影响

采用硬度、电导率测试、金相显微镜、X线衍射、扫描电镜、透射电镜和能谱分析技术,研究均匀化温度对合金组织和性能的影响.研究结果表明:铸态合金由α-Al固溶体和非平衡共晶相组成;490～510℃均匀化,Mg2Si相从过饱和固溶体中析出,在510℃以上均匀化,随着温度的升高,Mg2Si又逐步回溶到基体中,560℃均匀化,Mg2Si相和过剩单质Si完全溶解;随着均匀化温度的升高,非平衡析出物鱼骨状共晶形态逐渐消失,针状β-AlMnFeSi溶解、断裂,转变为具有更高(Mn+Fe)/Si比值颗粒状α-Al(MnFe)Si相,析出相在高温均匀化过程中聚集、球化;560℃均匀化,析出物的连续网状结构转变成链状结构,析出物演化为等轴粒状α-Al(MnFe)Si相.均匀化过程中合金中析出弥散α-Al(MnFe)Si相;在490～560℃保温6h均匀化处理,温度升高,合金的硬度和电导率分别升高和降低.     

Al-6.5Zn-2.4Mg-2.3Cu铝合金半连续铸锭的均匀化处理

采用DSC、金相、扫描电镜及能谱分析等方法,研究了Al-6.5Zn-2.4Mg-2.3Cu超高强铝合金半连续铸锭的结晶相及其在470℃均匀化处理过程中的变化规律.结果表明:在均匀化处理过程中,铸锭中含有Al,Zn,Mg,Cu元素的非平衡凝固共晶体在向合金基体溶解的同时还转变形成S相(Al2CuMg),形成的S相在该合金中的熔化温度为490℃;均匀化处理初期,含有Al,Zn,Mg,Cu的非平衡凝固共晶体转变成S相的速度大于S相向合金基体溶解的速度,导致S相数量随均匀化处理时间的延长,先增加随后减少到平衡值,但不能全部溶入合金基体.     

冷却速度对Zn--5 Al--0.1 RE--x Si合金显微组织及耐蚀性能的影响

运用扫描电子显微镜/能谱仪、X射线衍射、盐雾实验、电极化曲线等手段,研究冷却速度和Si对Zn-5Al-0.1RE合金组织及耐蚀性能的影响.结果表明,Zn-5Al-0.1RE-xSi合金由先析出的?-Zn和?-Zn+α-Al共晶组织组成,前者均匀分布在相邻的?-Zn+α-Al共晶胞的边界上.降低冷却速度和Si的加入,均使Zn-5Al-0.1RE-xSi合金单位面积的晶粒增大,晶界减少,合金耐蚀性能提高. Zn-5Al-0.1RE-xSi合金耐蚀性能的差异与合金凝固组织及合金腐蚀产物中Zn5(OH)8Cl2·H2O和ZnO的相对量有关.     

压力对A380铝合金的铸造组织和力学性能的影响

对A380铝合金进行了挤压铸造成型和传统重力铸造成型,并制得试样.采用偏光显微镜、扫描电镜、定量金相分析、拉伸性能测试等手段,研究在不同压力下挤压铸造A380铝合金的铸造组织和力学性能.结果表明:当压力在0~75MPa范围内时,随着压力的增加,一次枝晶臂尺寸和气孔率得到大幅下降,共晶组织体积分数增加;二次枝晶臂间距减小;针状富铁β-Al5FeSi相尺寸大幅度减小,同时有部分汉字状α-Al8(Fe,Mn)3Si2相生成.当压力在75~100MPa范围内时,压力继续增加对合金组织细化、第二相形貌改善和力学性能提高的作用不明显.挤压铸造试件与重力铸造试件相比,气孔率减小,显微组织细化,力学性能显著提高.当压力为75MPa时,挤压铸造A380铝合金的铸态抗拉强度和伸长率分别比重力铸造提高19%和65%.     

Mg对Zn--11%Al合金镀层凝固组织及合金层生长的影响

将工业纯铁分别在510℃的Zn-11%Al、Zn-11%Al-1.5%Mg、Zn-11%Al-3%Mg和Zn-11%Al-4.5%Mg合金熔池中进行不同时间的热浸镀,使用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪等仪器设备,研究Mg含量对Zn-11%Al合金镀层凝固组织和镀层中Fe-Al合金层生长的影响.结果表明：Zn-11%Al合金镀层凝固组织由富Al相和Zn/Al二元共晶组成;随着Zn-11%Al-x%Mg合金中Mg含量的增加,合金镀层的凝固组织中逐渐出现Zn/Al/MgZn2三元共晶、块状 MgZn2相和Al/MgZn2二元共晶.四种合金镀层中合金层主要由Fe2 Al5 Znx和FeAl3 Znx相组成,合金层的厚度随浸镀时间的增加而增加,Mg含量的增加使Fe-Al合金层生长速率指数和生长速率降低.在Zn-11%Al合金镀层中Fe-Al合金层形成的初期,可形成致密稳定的Fe-Al化合物层;热浸镀120 s后,扩散通道的移动使Fe-Al化合物层失稳破裂. Zn-11%Al-x%Mg合金中Mg元素可明显推迟液Zn进入镀层中Fe-Al合金层的时间,使Fe-Al合金层更加稳定和致密.     

TiB2和Al3Ti对近共晶Al?12.6Si合金组织、力学性能和断裂行为的影响

A near eutectic Al?12.6Si alloy was developed with 0.0wt%, 2.0wt%, 4.0wt%, and 6.0wt% Al?5Ti?1B master alloy. The microstructural morphology, hardness, tensile strength, elongation, and fracture behaviour of the alloys were studied. The unmodified Al?12.6Si alloy has an irregular needle and plate-like eutectic silicon (E_Si) and coarse polygonal primary silicon (P_Si) particles in the matrix-like α-Al phase. The P_Si, E_Si, and α-Al morphology and volume fraction were changed due to the addition of the Al?5Ti?1B master alloy. The hardness, UTS, and elongation improved due to the microstructural modification. Nano-sized in-situ Al₃Ti particles and ex-situ TiB₂ particles caused the microstructural modification. The fracture images of the developed alloys exhibit a ductile and brittle mode of fracture at the same time. The Al?5Ti?1B modified alloys have a more ductile mode of fracture and more dimples compared to the unmodified alloy.     

Effect of Ce addition on microstructures and mechanical properties of A380 aluminum alloy prepared by squeeze-casting

The effect of cerium (Ce) addition on the eutectic Si, β-Al₅FeSi phase, and the tensile properties of A380 alloy specimens prepared by squeeze-casting were studied by optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM), and X-ray diffraction (XRD). The experimental results showed that Ce more effectively modified the eutectic Si and refined the β-Al₅FeSi. The refinement effect significantly increased under a specific pressure of 100 MPa with the addition of Ce from 0.1wt% to 0.9wt%. In contrast, the average length and the aspect ratio of the eutectic Si and β-Al₅FeSi exhibited their optimal values when the content of the added Ce was greater than 0.5wt%. Needle-like Al8Cu4Ce was precipitated with the addition of excessive Ce; hence, the mechanical properties of A380 gradually decreased with increasing Ce content in the range from 0.3wt% to 0.9wt%.     

Mg-6Zn-(Al,Ca)镁合金显微组织及力学性能

利用WD-10A电子拉伸试验机和RD2-3型蠕变试验机对Mg-6Zn-(Al,Ca)系列镁合金的力学拉伸强度及高温蠕变性能进行测试,研究其显微组织对高温性能的影响,并利用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射分析等方法进行分析表征.研究结果表明,Mg-6Zn-2Al-0.3Mn(ZA62)具有较好的综合力学性能,其铸态显微组织主要由α-Mg基体和致密片状Mg51Zn20共晶相组成.少量Ca加入ZA62合金后,抑制了Mg51Zn20相的析出,并代之形成了含Ca的MgZn相和τ相.随Ca加入量增加,晶间相的数量增加,合金组织中出现另一热稳定四元Mg-Zn-Al-Ca化合物相.当w(Ca)>0.5%时,合金晶粒显著细化.随Ca含量增加,合金常温拉伸强度和塑性呈下降趋势,基体显微硬度减小.加入Ca提高了合金高温拉伸强度,改善了合金蠕变性能.在175℃/70 MPa条件下,合金蠕变性能受合金晶粒尺寸影响,随晶粒尺寸的减小,蠕变变形量增加.