喷射成形超高强度Al-Zn-Mg-Cu合金的固溶处理

研究了单级固溶和双级固溶热处理工艺对喷射成形Al-Zn-Mg-Cu铝合金力学性能的影响.应用光学显微镜、扫描电镜与透射电镜对显微组织和第二相颗粒的固溶及沉淀析出状况做了进一步的研究.结果表明:双级固溶时效和单级固溶时效处理制度相比,前者得到的组织和力学性能较为理想;双级固溶处理综合了低温单级固溶和高温单级固溶的优点,即再结晶晶粒尺寸较小,同时回溶颗粒较多.时效后的组织也较理想.采用双级固溶处理(450℃/3h 480℃/3h)和T6时效处理后,合金的抗拉强度和屈服强度分别达到806MPa和797MPa,延伸率达到7.5%.     

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。     

双级时效对7050铝合金厚板断裂韧性的影响

采用金相组织观察、扫描电镜、透射电镜、常温拉伸和紧凑拉伸等方法,研究双级时效对7050铝合金厚板拉伸力学性能和断裂韧性的影响.研究结果表明:低温短时时效后晶内析出球状GP区和和η'相;过时效后,晶内析出粗大η相和少量η'相;随着时效时间的延长,晶界析出相粗化,并由连续分布变为非连续分布,无沉淀析出带变宽:强度先增大后减小,断裂韧性先减小后增大,断裂方式由延性穿晶剪切断裂经沿晶断裂转变为穿晶韧窝断裂.     

过时效态Al-Zn-Mg-Cu合金断裂韧性与显微组织分析

采用室温拉伸、断裂韧性测试、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等手段研究Al-Zn-Mg-Cu合金在不同过时效状态下的力学性能和断裂行为,探讨合金断裂韧性与屈服强度的关系,分析组织中的析出相特征对合金断裂韧性的影响机理。研究结果表明:在双级过时效态下,Al-Zn-Mg-Cu合金断裂韧性与屈服强度近似呈反比关系;随着一级和二级时效时间延长,晶内析出相和晶界析出相的尺寸逐渐增大,晶内和晶界强度差异减小,断口形貌显示穿晶断裂比例增加;加工硬化指数提高,合金变形均匀性增加,合金断裂韧性提高。     

固溶处理对7A55铝合金断裂韧性的影响

采用金相组织观察、拉伸实验、Kahn撕裂试验、扫描电镜、透射电镜等方法研究固溶处理对7A55铝合金断裂韧性的影响。研究结果表明:固溶温度对7A55铝合金断裂韧性影响显著,7A55铝合金在450～490℃时固溶,随着温度上升,可溶性粒子减少,断裂韧性增加,到480℃时断裂韧性达到最大值;当温度超过480℃时,由于晶粒的长大,断裂韧性又开始下降;7A55铝合金有很大的淬火敏感性,当以慢速淬火时,晶界非共格析出物尺寸粗大,对断裂韧性不利。     

Al-Zn-Mg-Sc-Zr合金板材制备过程中组织性能的演变

采用拉伸力学性能、硬度、电导率测试以及X线衍射(XRD)物相分析和电子显微分析技术研究Al-Zn-Mg-Sc-Zr合金板材在制备过程中的组织性能演变.研究结果表明:铸态合金在350℃/8 h单级均匀化处理过程中析出细小弥散的Al3(Sc,Zr)粒子,但同时也析出大量粗大T相,合金过饱和度降低,强度下降;在350℃/8h+470℃/24 h双级均匀化第二级过程中,T相回溶入基体,而Al3(Sc,Zr)粒子特性基本上没有发生变化;由于Al3(Sc,Zr)粒子的抑制再结晶作用,合金热轧、退火以及冷轧后固溶状态下为纤维状变形组织;时效后合金析出大量细小弥散分布的η’相,具有很强的强化效果.     

最终形变热处理对Al-Zn-Mg-Cu铝合金组织和性能的影响

采用硬度与电导率测试、力学拉伸试验、晶间腐蚀、剥落腐蚀试验以及金相(OM)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等测试分析方法,研究了预变形量对Al-Zn-MgCu铝合金组织与性能的影响.研究表明:在相同预时效和再时效热处理条件下,随着预变形程度增大,合金强度先增加后减小,预变形量为5.8%时,合金抗拉强度和屈服强度出现峰值,分别为577.8 MPa和549.8 MPa,较未预变形时分别提高了25.7%和20.8%;随着预变形量增大,合金抗腐蚀性能提高.与未变形相比,预变形产生大量位错促使合金再时效热处理后晶内沉淀相尺寸逐渐增大,晶界析出相由连续链状分布变为粗大断续分布,晶间无析出带宽度明显增大.     

高锌超高强铝合金强韧化工艺研究

采用硬度测试、拉伸性能、紧凑型拉伸、透射电子显微镜等方法,研究了单级时效和双峰时效对高锌Al-Zn-Mg-Cu合金强度、断裂韧性的影响。以及时效过程中合金显微组织变化规律。研究结果表明:合金最佳单级时效工艺为120℃/24 h,此时合金晶内析出细小弥散的GP区和η’相,晶界析出相连续分布。此时合金强度最高,断裂韧性较差。最佳的双峰时效工艺为120℃/24 h+190℃/10 min,双峰时效处理后合金晶内分布着细小的η’相和少量GP区,晶界析出相断续分布。此时合金的强度相比于T6状态略有降低,断裂韧性大大提高。     

热压缩变形终了温度对7050铝合金显微组织的影响

采用Gleeble1500热模拟机对7050铝合金进行多道次热压缩试验,热压缩开始温度为430℃,经过7道次热压缩变形,终了温度分别控制在300,340,370,400和430℃。采用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜观察合金在不同终了温度热压缩变形后及固溶时效后的显微组织。研究结果表明:随着终了温度的升高,各相同道次的流变应力逐渐下降;热压缩变形后合金组织中第二相粒子逐渐减少;尺寸较小的亚晶逐渐演变成晶界平直的晶粒;当终了温度较低时,合金变形后储存大量的变形能,固溶时效后出现大量的再结晶组织;随着终了温度的升高,变形过程中动态、静态软化消耗的变形能增加,固溶时效后再结晶组织逐渐减少。     

Cu含量对喷射成形7055铝合金微观组织和力学性能的影响

通过拉伸试验、冲击试验以及微观组织观察试验,分析降低Cu含量对喷射成形7055铝合金强度、断裂韧性和微观组织的影响。力学性能试验表明,7055铝合金中Cu的质量分数由2.55%降低到2.17%时,对其强度和伸长率影响不大,但Cu含量降低后合金的断裂韧性显著提高。微观组织分析表明,Cu含量降低前晶界上存在粗大的Al₇Cu₂Fe相,Cu含量降低后晶界上的粗大析出相明显减少;断口分析表明,Cu含量降低前拉伸断口中存在较多的Al₇Cu₂Fe第二相,Cu含量降低后Al₇Cu₂Fe第二相明显减少。     

淬火转移时间对A357 铝合金力学性能与微观组织的影响

 采用OM、DSC、SEM 与TEM,结合力学性能测试研究淬火转移时间对A357 铝合金力学性能与微观组织的影响。结果表明:随着淬火转移时间由3 s 延长至49 s,A357 铝合金经T6 热处理后的抗拉强度、屈服强度与延伸率分别由351 MPa、275MPa 与12.4%降低至320 MPa、254 MPa 与6.5%,合金材料的抗拉强度连续下降,屈服强度变化较小,延伸率呈现出先上升后下降的变化趋势。初生与共晶Si 相逐渐由细长的针状或片层状转变为椭圆球状或棒状,平均长度为10~25 μm,平均宽度为5~10 μm,当淬火转移时间超过35 s 后,初生与共晶Si 相则仍以细长的针状或片层状形貌为主。拉伸断口形貌以韧窝断裂为主,附带部分沿晶断裂,随着淬火转移时间的增加,断口表面韧窝数量随之减少,沿晶断裂裂纹数量不断增加;Mg 与Si 元素集中分布于晶粒边界处的二元与三元共晶组织中,Al 元素广泛分布于晶粒内部及晶粒边界处;人工时效过程析出的Mg₂Si 强化相长度约为0.2~1 μm,宽度为0.02~0.08 μm,且随着淬火转移时间的延长,Mg₂Si 强化相的析出数大量减少,长径比不断下降,合金材料的强度与塑性随之降低。     

回火次数对P91焊管接头力学性能的影响

采用光学显微镜、X射线衍射分析、透射电镜、选区电子衍射及常温与高温拉伸试验等检测手段,基于不同回火次数下P91焊接接头显微组织的演化过程研究其对力学性能的影响.结果表明,随着回火次数的增多,接头显微组织主要保留了板条马氏体位向的回火索氏体,主要相为α-Fe相和Fe-Cr相,热影响区的室温及高温强度先增大后减小.在回火一次时,弥散析出的MX(M=V/Nb,X=C/N)型碳氮化物、位错缠结及亚稳态的位错网对接头有一定的析出强化及位错强化作用,其力学性能较佳,高温抗拉强度达最大值232.66MPa;随着回火次数进一步增多,离散分布的碳化物Cr23C6逐渐偏聚并在晶界处演化为串链状分布,使晶界脆化,强度降低,但韧性有所改善.     

SiC 粒子增强铝基复合材料的断裂行为

通过拉伸和两种缺口断裂韧性试验（４ＰＢ和３ＰＢ）及断口和卸载试样金相观察分析,对ＳｉＣ粒子增强铝基复合材料的断裂行为进行了研究．结果表明：ＳｉＣ粒子与基体界面发生脱粘开裂形成微裂纹并扩展进入基体是其主要断裂过程．在ＳｉＣ粒子加入量相同,并进行Ｔ６处理的条件下,大尺寸ＳｉＣ粒子的复合材料具有较高的断裂强度和断裂韧性．     

Al-Mg-Mn-Zr-Er合金冲击韧性研究

研究了不同加工工艺、不同镁含量对Al-Mg-Mn-Zr-Er合金冲击韧性和拉伸性能的影响。用金相显微镜和透射电镜对冲击变形前的合金进行了原始组织分析,并用扫描电镜分析了冲击断口形貌。结果表明,在相同的加工状态下,随着镁含量的提高冲击韧性下降,而合金的抗拉强度和屈服强度明显增大;在相同的镁含量的情况下,热轧板的冲击韧性明显高于冷轧板,而抗拉强度和屈服强度显著下降。     

QT工艺对一种B-Nb低碳贝氏体钢 组织及强韧性的影响

通过室温拉伸、摆锤冲击、光学及扫描电镜研究了QT(淬火+回火)工艺对实验钢晶界比例、晶粒尺寸、碳化物析出情况及强韧性的影响，并对其变体的分布及组合方式进行了分析.结果表明:随着回火温度的升高，实验钢强度逐渐降低，塑性逐渐提高;450T和500T钢断口为准解理型断裂，贝氏体板条间析出的碳化物及较低比例的大角度晶界使得冲击韧性较差;而600T和650T钢断口为韧窝断裂，组织中大角度晶界的比例增加，有效地阻碍了裂纹的扩展.变体分析表明，450T钢变体组合方式介于Bain group和CP(close packed)group之间，而600T钢变体之间呈现较明显的CP组合方式，同一CP group内的变体取向差较大，偏折了裂纹传播路径，提高了低温韧性.     

Si含量对高强高韧7050铝合金组织和力学性能的影响

通过熔炼制备8种不同杂质Si含量的7050铝合金,研究了Si含量从0.033%~0.491%的变化对7050铝合金组织和力学性能的影响规律.结果表明：当Si含量增加至0.134%时,合金铸态组织中出现明显的粗大富Si杂质相,并且随Si含量增加,富Si杂质相含量增多;粗大富Si杂质相在均匀化退火、热挤压以及固溶处理过程中都难以溶解,残留在时效态合金组织中;当Si含量增加至0.134%时,时效态合金的室温拉伸强度和塑性明显提高;在Si含量高于0.344%后,Si含量的增加使合金的室温拉伸强度、塑性和断裂韧性都显著降低.为获得最佳的室温强度和塑性,7050铝合金的Si含量应控制在0.121%~0.134%,但要获得更好的断裂韧性,需进一步降低合金中Si含量.     

颗粒尺寸对岩石抗拉强度和断裂韧度影响的数值模拟

选取三种粒径(平均尺寸1.02,2.12,3 mm)花岗岩试样,利用自主开发的岩石破裂过程数值计算软件(RFPA-DIP细观版),进行带缺口试样三点弯曲试验.利用虚裂纹模型描述岩石试样达到峰值载荷前的断裂过程区,引入双线性应力分布模型,将试样内部平均颗粒尺寸与虚裂纹模型建立起联系,通过数值模拟可分别计算出不同颗粒尺寸花岗岩的抗拉强度和断裂韧度.通过引入分形维数概念来表达不同颗粒尺寸花岗岩试样内部颗粒分布的特征,得到结论:颗粒尺寸与分维值呈反比例关系,分维值较小的花岗岩试样其抗拉强度和断裂韧度相对较小.     

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.     

双级过时效工艺对7050铝合金力学性能的影响

双级过时效是优化工业化大尺寸7050铝合金锻件综合性能的有效手段。对7050铝合金锻件进行双级过时效处理,研究第二级时效时间对其组织与力学性能的影响。结果表明,随着第二级时效时间的延长,晶界处析出相逐渐粗化,并由连续分布转变为断续分布,合金的硬度、屈服强度和抗拉强度随之降低,伸长率与断裂韧性逐渐升高,并且拉伸及断裂韧性测试样品的断裂模式从沿晶断裂向韧窝型断裂转变。当第二级时效时间延长至一定程度时,合金力学性能趋于平稳。为通过双级过时效工艺调控7050铝合金锻件的综合力学性能提供了研究基础和理论指导。     

纳米碳酸钙增韧聚氯乙烯复合材料的微结构及界面行为

选择微米、亚微米和纳米级碳酸钙增韧聚氯乙烯复合材料,研究了填料粒度对聚氯乙烯（PVC）复合材料微观结构、材料力学性能及界面行为的影响。结果发现少量CaCO3填充PVC复合材料使体系的加工流动性变好,大粒径颗粒填充PVC复合材料的流动性能更好。纳米CaCO3／PVC复合材料断面出现大量的拉丝结构。采用纳米CaCO3填充PVC可使材料产生脆韧转变,显著提高PVC复合材料的韧性;微米CaCO3对PVC基本上没有增韧作用,拉伸强度随着填充量的增加而下降,而且粒径越大拉伸性能下降的趋势也越大。引入了TPT方程的半经验参数B对不同粒径的CaCO3填充PVC复合材料的界面粘接情况进行定量描述,发现碳酸钙颗粒粒径越小,界面作用越大。