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。     

轧制变形对Al-5Zn-3Mg-1Cu-0.12Zr合金厚板剥蚀淬火敏感性的影响

采用末端淬火试验、剥落腐蚀浸泡试验、光学显微镜和透射电子显微镜等方法,研究了轧制变形量对Al-5Zn-3Mg-1Cu-0.12Zr铝合金厚板剥落腐蚀敏感性的影响.结果表明:该合金板材的抗剥落腐蚀性能随冷却速率减小而降低,降低程度随热轧变形量的增加而提高,即剥落腐蚀淬火敏感性增加;变形量由56%增加至91%,在冷却速率为2160℃/min时,剥落腐蚀等级都为P级,在冷却速率为100℃/min时,剥落腐蚀等级由EA级增加至ED级;变形量分别为56%、72%、81%和91%时,在冷却速率分别大于100、159、209和320℃/min的区域,合金剥落腐蚀等级达到或优于EA级;在相同轧制变形量下,冷却速率的减小会使合金晶界无沉淀析出带宽化,导致合金抗剥蚀性能变差.     

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.     

断续时效对Al-Cu-Mg-Ag新型耐热铝合金抗腐蚀性能的影响

采用晶间腐蚀、剥落腐蚀、电化学分析和透射电子显微分析技术等研究断续时效处理对Al-Cu-Mg-Ag新型耐热铝合金微观组织与抗腐蚀性能的影响。研究结果表明:断续时效处理能够细化合金晶内和晶界析出相。单级时效试样晶界粗大的析出相呈不连续分布,晶界结构相当于一个宽大的无沉淀析出相(PFZ)上不连续分布着粗大的析出相。断续时效试样晶界细小的析出相呈链状分布,将晶界两边的PFZ隔离成2部分,腐蚀通道变窄,腐蚀电流密度减小,合金的抗晶间腐蚀和抗剥落腐蚀能力均得到提高。     

Ni-Cr-Mo-Cu-Mx合金耐晶间腐蚀及点蚀性能

向镍基耐蚀合金中添加Ti、Fe元素,采用手工电弧炉熔炼制备新型Ni-Cr-Mo-Cu-Mx耐蚀合金,用化学浸泡法、电化学法(极化曲线法、循环伏安法)对其耐晶间腐蚀和耐点蚀能力进行研究.结果表明:在Ni-Cr-Mo-Cu合金中加入Ti元素可以增强其耐晶间腐蚀能力,减弱其耐点蚀的能力;加入Fe元素会降低Ni-Cr-Mo-Cu合金耐晶间腐蚀的能力,但提高该合金耐点蚀的能力;实验合金晶间腐蚀与点蚀的电化学行为和特征与其浸泡腐蚀的结果是吻合的.     

回归处理工艺对7050铝合金力学和晶间腐蚀性能的影响

采用硬度、电导率测试、金相及透射电镜观察等手段,研究回归处理工艺对7050铝合金力学和晶间腐蚀性能的影响.研究结果表明:T6态合金硬度和强度很高,但抗晶间腐蚀能力较弱;与T6态相比,合金经较低温度长时间回归并再时效后,强度和抗晶间腐蚀性能都得到改善;合金经120 ℃/20 h预时效 190 ℃/60 min回归 120 ℃/24 h再时效处理后,其抗拉强度、屈服强度、伸长率和晶间腐蚀最大深度分别为593 MPa,571 MPa,10.5%和0.05 mm,具有最佳的综合性能;经190 ℃/60 min回归和再时效处理后,合金晶内组织与T6态的组织相似,晶界析出相粗大且不连续分布,因此,合金强度最高,抗晶间腐蚀能力最强.     

自然时效对Al-Zn-Mg-Cu合金淬火敏感性的影响

采用末端淬火试验、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和差示扫描量热法研究自然时效对Al-Zn-Mg-Cu合金淬火敏感性的影响。研究结果表明:随自然时效时间的延长,合金硬度不断增加,淬火敏感性均先增加后降低;在自然时效4 320 h时,淬火敏感性达到最大,冷却速率减小导致硬度最大下降率达10.6%;当自然时效时间超过11 520 h时,淬火敏感性很低且不再变化;随自然时效时间的延长,沉淀强化相的尺寸和含量均增加,且有利于慢速冷却处形成数量更多、分布更均匀弥散的GP区,硬度升高明显,淬火敏感性很低。自然时效时间长达17 280h;该合金的沉淀强化相为GP区,未发现η′相。     

淬火条件对A356合金疲劳裂纹扩展的影响

在固溶和时效条件相同的情况下,选择3种淬火水温对砂铸A356合金做淬火处理,对这3种淬火态合金的拉伸及疲劳裂纹扩展性能进行了研究.结果表明随淬火介质温度的降低,淬火降温速率提高,合金的强度增加,塑性下降;当应力比R较低时,淬火条件对合金疲劳门槛区的裂纹扩展阻力有明显影响.降低淬火介质温度可以提高合金疲劳裂纹面的粗糙度,增加粗糙度诱发的裂纹闭合,同时还能降低α(Al)基体中的粗大β′-Mg2Si相和无沉淀区,从而提高了合金的疲劳裂纹扩展阻力.     

ZL108合金淬火敏感性的研究

考察了ZL108合金在不同淬火速率下的综合机械性能,研究了合金的淬火敏感性,并初步确定了该合金较佳的淬火速率.实验结果表明合金的屈服强度σ0.2与淬火速率δ′的对数值之间存在着线性关系,σ     

基于末端淬火试验研究3种7000系铝合金的淬透性

通过末端淬火方法研究7055,7050和7085 3种铝合金厚板的淬透性,采用扫描电镜和透射电子显微镜对微观组织进行分析。研究结果表明:3种合金的淬透层深度分别约45 mm,60 mm和100 mm以上,两端的硬度分别为14%,12%和6%,3种合金的硬度与冷却速率的对数呈线性关系,曲线斜率依次减小。7055和7050合金中Zn与Mg质量比低(Mg含量高),Cu含量高,导致淬火速率低时晶内析出尺寸更大、数量更多的η平衡相,同时也促进了T相和S相的析出,时效后平衡相的周围出现明显的无沉淀析出带,导致硬度下降明显,合金的淬透性大大降低。     

淬火转移时间对1933铝合金拉伸性能、腐蚀性能及微观组织的影响

通过常温拉伸性能测试、晶间和剥落腐蚀试验、光学显微镜及透射电子显微镜研究淬火转移时间(5～90 s)对1933铝合金锻件拉伸性能、腐蚀性能及微观组织的影响.研究结果表明:随着淬火转移时间延长,合金的拉伸性能和耐腐蚀性能均降低;当转移时间增加至90 s时,抗拉强度下降7.5％,屈服强度下降9％,伸长率下降约20％,腐蚀深度增加400％.淬火转移时间过长导致晶粒内部析出粗大的平衡η相,降低了时效强化效果;晶界无沉淀析出带宽化,降低了伸长率和耐腐蚀性能.为获得良好的综合性能,转移时应使该合金产品淬火时的温度不低于约366℃.     

盐酸浓度对热轧不锈钢酸洗板表面质量的影响

借助电化学方法、激光共聚焦显微镜和SEM等分析手段,研究了盐酸浓度对热轧铁素体不锈钢表面质量的影响作用.结果表明:在本实验条件下,随着盐酸浓度的增加,酸洗后不锈钢表面平整程度增加,但盐酸浓度过高存在较严重的晶间腐蚀现象.虽然酸洗后不锈钢的阴阳极极化曲线形状在弱极化区并没有发生太大的变化,但随着盐酸浓度的增加,不锈钢在溶液中的点蚀电位升高,并且容抗弧半径增大,表面耐蚀性增强.     

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。     

焊接工艺对6005A-T6铝合金焊接接头晶间腐蚀性能的影响

采用激光填丝焊（laser wire filler welding,LFW）、冷金属过渡（cold metal transfer,CMT）焊和熔化极惰性气体保护（melt inert-gas,MIG）焊方法对6005A-T6铝合金板材进行焊接,研究不同焊接方法得到的焊接件的接头处、焊缝区、热影响区的抗晶间腐蚀能力。研究结果表明：在相同晶间腐蚀环境下,LFW接头处较CMT焊、MIG焊接头处的抗晶间腐蚀能力强;CMT焊焊缝区较MIG焊焊缝区的抗晶间腐蚀能力强,但热影响区抗晶间腐蚀的能力相反;3种接头各自热影响区的抗晶间腐蚀能力均弱于各自焊接接头处和焊缝区的抗晶间腐蚀能力。     

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。     

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.     

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.     

Super304H奥氏体不锈钢的晶间腐蚀性能

采用电化学动电位再活化法(EPR)和电化学阻抗谱(EIS)研究了固溶态和敏化态Super304H奥氏体不锈钢在0.5mol/L H2SO4+0.01mol/L KSCN溶液中的晶间腐蚀性能.EPR结果表明,固溶态与敏化态的Super304H不锈钢均无晶间腐蚀倾向;相对而言,敏化态Super304H不锈钢的晶间腐蚀敏感性高于固溶态不锈钢.电化学阻抗谱结果表明,两种Super304H不锈钢的阻抗谱特征相同,敏化态不锈钢的电荷转移电阻值比固溶态低一个数量级,表明敏化处理后不锈钢抗腐蚀性能下降.     

非稀土金属及合金化合物改性烧结NdFeB磁体的研究进展

研究发现,烧结钕铁硼(NdFeB)磁体的矫顽力(H_C)、腐蚀性与晶界相成分、微观结构息息相关.传统熔炼添加重稀土元素虽可改善晶界相提高磁体的H_C及抗蚀性,但同时也使添加物均匀地分布于主相,引起稀磁效应并使成本增加.通过晶界添加非稀土物质调控磁体晶界相,可优化晶界相微观结构,提高其电极电位及润湿性,从而在磁体H_C和耐蚀性得以改善的同时,降低磁体中重稀土元素的用量及成本.对近些年晶界添加非稀土金属及合金化合物调控烧结NdFeB晶界相成分、微观结构及其对磁体H_C、抗蚀性影响的部分研究进行了归纳.