时效处理对新型超高强Al-Cu-Li-X合金薄板的力学性能和微观组织的影响

通过力学性能测试和透射电镜(TEM)观察研究热处理制度对新型超高强Al-Cu-Li-X合金2 mm厚薄板的力学性能和微观组织的影响。研究结果表明:T8态较T6态时效的合金具有更高的强度和更好的塑性;超高强铝锂合金的时效析出相包括大量T1相(Al2Cu Li)、较多的θ′相(Al2Cu)、一定的δ′相(Al3Li)以及极少量S′相(Al2Cu Mg);T8态时效时引入预变形抑制δ′相和S′相形成,同时促进T1相和θ′相形核析出,但对θ′相的作用效果小于对T1相的作用效果;当预变形量为6%~8%时,合金能获得较高的强度与伸长率,8%预变形后峰时效时拉伸强度达616 MPa,伸长率达12%。     

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。     

铝锂合金2091锻造材料力学性能研究

研究了铝锂合金2091锻造材料的力学性能。结果表明,固溶处理后经5％冷锻变形和170℃、2h 190℃、6h双级时效,可使材料获得较好的强度和塑性;预冷变形使时效过程增强,达到峰值强度的时效时间缩短;在时效时间为12h情况下,K_(IC)值随时效温度的升高而降低。预冷变形促使过渡相S′(Al_2CuMg)沿位错亚结构弥散析出、抑制δ′(Al_3L_3)相粗化和δ′的无析出带(PFZ)变窄,是铝锂合金锻造材料强塑性改善的重要原因。而提高时效温度,加速扩散过程,促进δ′相粗化和PFZ变宽,则是K_(IC)降低的可能原因。     

预时效对高强铝锂合金2A97组织和性能的影响

以高强Al-Cu-Li-X铝锂合金2A97为研究对象,采用拉伸试验、TEM和SEM等手段测试分析了带有预时效双级时效合金组织和性能.结果表明:淬火后的双级时效和淬火变形后的双级时效,由于在终时效前增加预时效,使合金塑性提高,但强度略有下降.淬火变形后预时效过程形成的位错环和变形导致的位错有相同的作用,增加基体T1(Al2CuLi)相数量,使T1分布更均匀,淬火变形后双级时效获得T1,θ′和δ′的混合组织,同时预时效减小晶界T1尺寸.淬火后预时效导致的空位团和位错环增加基体δ′和T1形核,但数量有限,预时效有利于促进溶质原子团簇形成,增加δ′(Al3Li)和θ″(Al2Cu)析出相形核,并有利于...     

微量Sc对2197铝锂合金组织和力学性能的影响

研究了微量Sc对Al-Li-Cu系2197合金的显微组织和拉伸性能的影响.采用拉伸试验和透射电镜等方法对样品进行了力学性能测试和微观组织分析.研究结果表明,δ'(Al3Li),θ'(Al2Cu)和T1(Al2CuLi)相仍为含Sc 2197合金的主要强化相;添加微量Sc使合金析出初生和次生Al3Sc颗粒,时效过程中δ'相依附在Al3Sc颗粒上析出、长大,形成Al3Li/Al3Sc复合沉淀相,但这2种颗粒的存在并未明显提高热处理可强化的2197合金的强度和塑性.     

Al-1.98Li-1.78Cu-1.30Mg-0.10Zr合金微观组织、拉伸性能和断裂行为的研究

文中报道了对Al-1.98Li-1.78Cu-1.30Mg-0.10Zr合金组织、机械性能和断裂行为进行的研究。结果表明,合金在170℃/2h 190℃时效时有硬度双峰,屈服强度和抗拉强度也有类似的双峰,这主要是由δ′(Al_3Li)和S′(Al_2CrMg)的析出引起的。合金的强化相为δ′,S′和T_1(Al_2CuLi)。在欠时效阶段,析出的主要是δ′和少量沿位错析出的S′。在峰时效阶段,除析出δ′外,还有S′和T_1在基体中均匀析出,并且有晶间PFZ存在。拉伸试样的断裂以沿晶为主,但有少量由粗大第二相粒子诱发的韧窝存在于断裂表面上。     

热处理对第二代镍基单晶合金DD11显微组织及持久性能的影响

采用光学显微镜和扫描电镜对铸态、固溶态和时效态的第二代镍基单晶合金DD11的显微组织进行定量表征,并测试了不同一级时效处理后的合金1 100℃/140MPa和980℃/250MPa条件下的持久性能。结果表明:合金经过1 320℃/6h固溶处理后,(γ+γ′)共晶相全部溶解,凝固偏析显著降低,合金组织均匀。一级时效温度低于1 160℃时,γ′相为方形,一级时效温度高于1 180℃时,γ′相为球形,γ通道显著变宽,并在通道内析出细小的γ′相。随一级时效温度提高,合金的持久寿命先增大后降低。持久性能与γ′相尺寸、体积分数及形态密切相关。     

Al-Sc合金的时效行为和拉伸性能

本文研究了Al-0.10 wt-％Sc合金在不同状态下的时效行为和拉伸性能。观测了合金在250～400℃时效的硬化曲线和320℃时效后的室温拉伸性能;利用扫描电镜与透射电镜分别观察了拉伸断口和显微组织。结果表明,含Sc铝合金有明显的时效硬化作用;Sc与铝结合形成稳定LI_2结构的Al_3Sc相,Al_3Sc粒子的平均直径约为12～16nm,它对合金的时效强化起着重大作用,该粒子粗化过程非常缓慢,使合金具有良好的热稳定性。     

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.     

2099铝锂合金微观组织及性能的演变

对2099铝锂合金微观组织及性能在热机加工过程中的演变进行研究。研究结果表明:枝晶粗大,晶界偏析严重的铸态合金经双级均匀化(510℃/12 h+530℃/36 h)处理后,树枝晶消失,晶界偏析基本消除,晶界上残余有少量的Al Cu Fe Mn/Al Cu Mn颗粒。均匀化后的铸锭在450℃进行热挤压,获得直径为16 mm的合金棒。合金经固溶处理后,平行于挤压方向上,中心区域形成强的{111}?112?织构和次强的{111}?110?织构,表层区域形成{112}?110?织构。中心区域的织构强度较表层的强。合金心部和表层硬度(HV)分别为95和120。在峰时效条件下,大量的T1和δ′相以及少量的θ′相在基体中析出。合金相应的抗拉强度,屈服强度和伸长率分别为613 MPa,597 MPa和7.9%。随着时效时间的延长,合金应力腐蚀敏感性降低。在过时效条件下,合金获得理想的抗应力腐蚀性能,强度损失率为5.5%。     

微量钪对Al-Zn-Mg-Zr合金组织与性能的影响

采用铸锭冶金法制备Al-6.0Zn-2.0Mg-0.12Zr和Al-6.0Zn-2.0Mg-0.2Sc-0.12Zr 2种合金,借助力学性能测试、金相显微镜、透射电子显微镜、扫描电镜等手段分别对其热轧态、固溶态和时效态的组织性能进行对比观察分析.研究结果表明:复合添加Sc和Zr可明显细化合金的铸态晶粒,更好地抑制合金变形组织的再结晶,使主要强化相η′相更加细小、均匀、弥散,明显提高Al-Zn-Mg合金的力学性能.在固溶状态下,含Sc的Al-Zn-Mg-Zr合金抗拉强度、屈服强度比未添加Sc的合金分别提高40 Mpa和54 Mpa;在时效状态下,抗拉强度和屈服强度分别提高25 Mpa和35 Mpa;微量Sc和Zr对Al-Zn-Mg合金的强化作用主要源于含Sc和Zr化合物对合金起到了细晶强化、亚结构强化和析出强化作用.     

铝锌比对Mg-Al-Zn合金时效析出的影响

探讨了不同铝锌比对Mg-Al-Zn合金时效析出组织和性能的影响。铝锌比从9：1减小为6：4和4：6后，合金的铸态组织得到细化，固溶后200℃和150℃时效，合金硬度峰值都降低，而且随着时效温度的降低，硬度峰值出现时问推迟，时效后合金抗拉强度和延伸率也有所下降。透射电镜观察发现，AZ64合金的γ-Mg17Al12析出相比AZ91中的细小，ATA6合金的析出相除了γ-Mg17Al12外，还有不少细小、与基体基面垂直的针状相MgZn′。     

快速凝固Al-Li-Cu-Mg-Zr合金的时效特征

本文采用力学性能试验和透射电镜分析相结合的方法,探讨了一种快速凝固(RS)Al-2.28Li-1.70Cu-l.05Mg-0. 32Zr合金在时效处理中力学性能和微观组织变化的特征。结果表明:合金的硬度及强度在时效处理中会迅速达到峰值,延伸率却同时降至最低值。另外,析出相δ′(A1_3Li)很快长大,其直径与对应的时效时间的1/3次方成正比,无析出区(PFZ)在晶界产生并逐渐宽化,其宽度与时效时间的1/3次方成线性关系,过时效处理后一部分δ′相被“复合析出物”Al_3(Li,Z_r)所取代,在晶界或位错等处还析出S′(Al_2CuMg)相。     

01420铝锂合金的粒子激发再结晶形核

通过光学显微镜、扫描电镜及透射电镜观察,研究01420铝锂合金的第二相粒子对激发再结晶形核和晶粒大小的影响。研究结果表明:在300℃时随着时效时间的延长,基体析出直径大于0．80μm的第二相粒子的密度逐渐增大,在48 h时达到峰值;轧制变形时,在这些粒严周围形成的强烈变形区是再结晶晶粒的形核位置。时效后析出的大尺寸粒子为S(Al2MgLi)相和β(Mg2Al3)相,其中大多数为S相,而该质点脆性极大,在轧制时破碎成小粒子,很难起到粒子激发形核的作用,时效后析出的大尺寸质点(直径大于0．8μm)密度约为再结晶晶粒密度的20倍。01420铝锂合金经470℃／2h固溶处理、300℃／48 h时效、81％轧制变形及500℃／10 min再结晶退火后,得到的平均晶粒尺寸约为10μm。     

高Cu/Mg比AlCuMg合金的形变诱导Ω相析出强化

通过高分辨电子显微技术(TEM)、硬度测试、拉伸性能测试等手段研究了预变形对高Cu/Mg比AlCuMg合金180℃人工时效微观结构及力学性能的影响.结果表明,相对于传统时效T6处理,冷轧预变形(10%~60%)加后续人工时效的P-T6工艺使Al-CuMg合金的屈服强度提高了32%~69%,而延伸率保持在6%~13%.TEM表征发现T6工艺时效析出相为θ′相,而P-T6工艺时效析出相为Ω相和θ′相,Ω相的径厚比远大于θ′相,且数量上占总析出相的30%~75%.相对于θ′相而言,Ω相具有更好的强化能力和热稳定性.含Mg的AlCuMg合金可通过形变诱导Ω相析出,而不含Mg的AlCu合金不管是否变形均不析出Ω相.     

亚固溶温度热处理对GH720Li难变形高温合金γ′相的影响

对难变形镍基高温合金GH720Li进行了亚固溶处理、亚固溶+单时效(650℃,24 h→空冷)或双时效处理(650℃,24 h→空冷+760℃,16 h→空冷)以及870℃时效3000 h条件下γ′相演变规律的研究.发现一次γ′相受亚固溶处理影响较大,发生部分回溶的程度随固溶温度升高而增大,时效处理使一次γ′相向球形或近球形转变;二次和三次γ′相在亚固溶保温过程中完全回溶,在时效处理时补充析出明显且析出数量和区域随固溶温度升高而增大;870℃长期时效时,合金组织逐渐均匀,二次和三次γ′相完全回溶,晶界一次γ′相时效500 h后有所粗化,合金硬度先降低而后保持不变.     

GH220合金的基本组织

GH220合金正常热处理组织有γ基体。γ′、MC、M_6C和M_3B_2相。第一阶段晶粒长大温度1150℃—1170℃,第二阶段为1210℃。碳化物相M_6C最大析出峰在1000℃左右,并发现不同成分的二种M_6C相。 正常热处理得不到大小二种γ′,等温弯晶热处理能得到大小γ′和弯曲晶界组织。 长期时效,低W、Mo、Al、Ti(17.61％)合金析出M_(23)C_6相。当W+Mo大于12％(如12.31％)正常热处理会析出少量μ相;等于12％时,时效后才出现μ相。 合金中加入微量元素Mg可改变碳化物形状,使之细化。     

ZTM630镁合金双级时效实验研究

通过改变Mg-6Zn-3Sn-0.5Mn合金终时效时间,利用金相显微镜、扫描显微镜、透射电子显微镜观察挤压态ZTM630合金在双级时效后的微观组织特征。结果表明,该合金比较适宜的双级时效参数为90 ℃×12 h+180 ℃×8 h,在该参数下合金的抗拉强度、伸长率分别为383.1 MPa、7.667%。双级时效之后,在基体与晶界处都有弥散细小的析出相析出,主要为Mg2Sn、MgZn2相化合物。在拉伸过程中弥散细小析出相的析出强化作用和阻碍晶粒移动产生的强化作用,使得合金的力学性能更优。     

预时效对8090和2091Al-Li合金中S相析出的影响

通过电镜观察,研究了190℃人工时效前的室温和150℃预时效对8090和2091Al-Li合金中S’(Al_2CuMg)相析出的影响。实验结果表明,自然时效后人工时效的样品中由于空位凝聚而形成空位环,S’相在这些缺陷上优先形核长大。150℃的预时效由于增加形核驱动力而促进了S’相的析出,但影响效果不如自然时效明显。高的Cu,Mg含量有利于S’相的析出。本文讨论了S’相形成的微观机理。     

形变热处理对2197铝锂合金组织和性能的影响

对2197合金进行形变热处理,通过力学性能试验和TEM观察分析了不同时效阶段合金的力学性能和微观组织,研究了形变热处理对2197合金的组织和性能影响,结果表明:形变热处理2197合金峰时效时主要析出相为尺寸为50～150nm分布均匀的T1相。形变热处理为T1相的非均匀形核提供了优越的形核场所,促进了T1相的析出及长大,减少了2197合金达到峰时效的时间;长宽比较大的T1相的强化效果大于δ′相和θ′相,形变热处理还可以提高2197合金的峰时效强度。