电场对2E12铝合金时效微观组织和动力学的影响

通过示差扫描量热法(DSC)、透射电镜(TEM)和电阻率测量方法研究电场处理对2E12铝合金时效微观组织和时效动力学的影响.研究结果表明:预变形190℃时效5h处理的2E12铝合金样品时效过程中施加电场能使促进后续时效进程,使DSC曲线中S相析出放热峰的峰值温度降低15℃,最大相变速率增加75％,相变完成所需时间减少20％.施加电场能使铝空位形成能降低26％,增加铝空位的浓度,从而导致预变形2E12铝合金样品时效过程中在位错线上形核的S '相粒r体积分数和尺寸更大.这些粒子阻碍了基体内位错密度由于回复而降低的过程,使得样品在时效处理后保持较高密度的位错.位错与空位的共同影响使得后续时效过程中S相析出的速率加快.     

双级时效对7A52铝合金组织与性能的影响

采用拉伸力学性能测试、电导率测定、透射电镜分析等手段研究双级时效处理条件下7A52铝合金的力学性能、电导率和显微组织结构。研究结果表明:7A52铝合金适宜的双级时效工艺为105℃/8 h 130℃/14 h。在此条件下,合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率和电导率分别为500 MPa,444 MPa,11.1%和18.44 S/m。与单级峰值时效相比,强度并未明显降低而电导率有明显提高,表明合金抗应力腐蚀性能得到改善。双级时效后,合金的晶内组织为细小弥散分布的η′(MgZn2)相,晶界上有断续分布的晶界析出相MgZn2和较明显的无沉淀析出带。     

一种[001]取向镍基单晶高温合金蠕变特征

研究了一种[001]取向镍基单晶合金的蠕变特征和变形期间的微观组织结构.结果表明:在低温高应力和高温低应力条件下,合金具有较长的蠕变寿命和较低的稳态蠕变速率;在700℃,720MPa条件下,透射电镜(TEM)观察显示蠕变期间的变形特征是12<110>位错在基体中运动,发生反应形成13<112>超肖克利(Shockley)不全位错,切入γ′相后产生层错.在900℃,450MPa条件下,没有出现蠕变初始阶段,γ′相从立方体形态演化成筏形;在加速蠕变阶段,多系滑移开动,大量位错剪切γ′相是变形的主要机制.在1070℃,150MPa条件下,γ′相逐渐转变成筏形组织,并在γ/γ′界面处形成致密的六边形位错网,位错网可以阻止位错切入γ′相,提高蠕变抗力;在蠕变后期,位错以位错对形式切入γ′相,是合金变形的主要方式.     

拉应力对6N01铝合金蠕变时效组织与性能的影响

采用单轴蠕变拉伸试验研究6N01铝合金蠕变时效后组织与性能的变化规律,并结合金相(OM)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)的组织分析与维氏硬度、室温拉伸的力学性能分析,研究蠕变过程中加载的拉应力对6N01铝合金组织与性能的影响。研究结果表明:在180℃/6 h的蠕变时效条件下,加载60 MPa拉应力的试样室温拉伸抗拉强度最大,为341.6 MPa;蠕变时效处理时,加载应力小于60 MPa的试样抗拉强度略比加载应力为60 MPa的试样抗拉强度低;当加载拉应力大于60 MPa时,合金抗拉强度明显下降;当加载拉应力超过60 MPa时,会引起铝基体中析出相粗化,甚至析出相的分布出现应力位向效应,导致合金性能各向异性严重,综合性能变差。     

预时效对T9I6工艺的2519A铝合金力学性能和组织演变的影响

研究T9I6工艺中不同预时效时间对2519A铝合金的组织及力学性能的影响。通过硬度测试、室温拉伸试验检测合金的力学性能,通过透射电子显微镜(TEM)分析合金微观组织的演变,最后通过差示扫描量热法(DSC)分析合金的析出动力学。研究结果表明:预时效时间为80 min时,合金在峰时效状态的屈服强度和抗拉强度最高,分别为491.9 MPa和513.8 MPa,继续延长预时效时间会导致合金力学性能降低。合金的力学性能受预时效阶段生成的GP区影响,GP区可以阻碍由于位错运动造成的回复,并且在后续的时效过程中为θ′相提供形核点。预时效时间为40 min时,合金内没有足够数量的GP区阻碍位错运动。而预时效时间延长导致的合金力学性能下降,可能是由于过长的预时效时间消耗了大量基体内的过饱和溶质原子,导致断续时效过程中后续生成的GP区减少。同时,θ′相的粗化也是合金力学性能下降的原因。     

预变形对低碳含铌钢板条马氏体等温时效性能的影响

研究了预变形对含铌低碳钢常规力学性能的影响。试验结果表明,在等温时效过程中预变形使含铌钢析出过程加快,析出的Nb(CN)变小,而且使含铌钢板条马氏体等温时效拉伸强度提高200MPa,其中第二相Nb(CN)粒子的强化效果约为130MPa,位错强化效果约为90MPa。     

微量稀土元素Gd对7056铝合金 组织与腐蚀性能的影响

采用晶间腐蚀、应力腐蚀和电化学腐蚀试验,结合光学显微镜、扫描电镜和透射电镜,研究微量稀土元素Gd对7056铝合金微观组织与腐蚀性能的影响.实验结果表明:在7056铝合金中添加质量分数为0.11%Gd,形成L1_2-Al_3(Gd,Zr)弥散相,强烈阻碍位错与晶界运动,提高合金再结晶抗力,使基体保留更多的细小亚晶组织;相比于大角度晶界,亚晶界与晶内的腐蚀电位差更小,腐蚀驱动力减弱;相比于7056铝合金,7056-Gd铝合金具有更大的应力腐蚀抗力,其临界应力强度因子K_I由5.45 MPa·m~(1/2)增加至10.59 MPa·m~(1/2);两种合金的开路电位、电化学阻抗谱和循环极化曲线的监测结果具有一致性,均表明7056-Gd铝合金具有较好的耐腐蚀性能.     

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%。     

时效工艺对7N01铝合金动态力学行为与组织演变的影响

对2种不同时效工艺处理的7N01铝合金进行动态冲击试验,采用金相显微镜和透射电镜对比分析T6I4和T6这2种时效工艺对7N01铝合金组织演变的影响。研究结果表明:7N01-T6I4态铝合金对应变速率具有较强的敏感性,在高速冲击过程中产生绝热剪切带的临界应变速率比7N01-T6态铝合金的大;在同一应变速率下,7N01-T6I4态铝合金的动态屈服应力和流变应力明显比7N01-T6态铝合金的高;7N01-T6I4态铝合金中析出相粒子较7N01-T6态铝合金的细小、密集,这些细小弥散分布的析出相增大了位错运动阻力,从而提高了合金抗冲击性能。     

时效热处理对波纹管Inconel 718材料性能的影响

通过金相显微镜、透射电镜对厚度为 0 .1 2 mm Inconel71 8材料相组织、位错、二次相析出进行分析和力学性能实验 ,结果表明 ,固溶冷轧薄板位错密度高 ,为奥氏体组织 ,经时效热处理后在奥氏体基体上析出了弥散的强化相 ( ′相 Ni3A1 )和 ″相 (Ni3Nb) ,分布密度与时效时间有关 . ′相、 ″相的析出优先在位错区产生 ,时效处理后 ,冷轧变形的位错密度有所下降 ,析出的弥散的强化相 ′和 ″相使材料的显微硬度 HV、抗拉强度 σb、延伸率同时增加 ,合适的时效热处理工艺可以使显微硬度 HV 增加 40 %、抗拉强度σb 增加 1 8%     

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。     

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。     

基于蠕变时效交互作用机理的2219铝合金统一本构建模

在不同的时效温度和试验应力条件下,对2219铝合金开展蠕变时效行为研究。随后,分别对蠕变试样进行力学性能测试和透射电镜观察,以获得该合金在蠕变时效过程中的力学性能演变规律和析出相演变规律;进一步查明材料蠕变量、析出相特征尺寸与力学性能的关系。在此基础上,建立基于成形成性耦合作用机理的2219铝合金蠕变时效本构方程,采用粒子群算法(POS)对方程中的材料常数进行拟合,并将蠕变应变和屈服强度的拟合结果与试验结果进行对比。研究结果表明:试验应力、时效温度和时效时间都会对2219铝合金的蠕变行为产生重要影响;通过提高试验应力或时效温度,可以缩短蠕变第二阶段的时间,加速蠕变第三阶段(蠕变破坏阶段)的到来。蠕变应变和屈服强度的拟合结果的相对误差分别为2.70%和0.70%。基于成形成性耦合作用机理的铝合金蠕变时效统一本构方程能够较好地反映蠕变与时效形性演变规律。     

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.     

Al-Cu合金中第二相对蠕变的影响

研究 Al-Cu(4.3%)合金中第二相(θ′、θ相)对蠕变的影响,蠕变温度为140-190℃(413-463°K),蠕变应力为10-20公斤/平方毫米.结果表明:含θ′相和含θ相的合金的稳定蠕变速度与温度、应力的关系都遵守:ε_=Aexp(-(Uo-ασ)/kT)规律.含θ′相合金的激活能 U_o(θ′)=13600卡/克分子,含θ相合金的激活能 U_o(θ)=36000卡/克分子.温度一定,应力较低时,含θ′相合金的蠕变速度较含θ相合金的小,但应力增加,可能出现相反情况,即存在所谓“转折应力”.蠕变温度增加转折应力增大.认为控制含θ′相合金的蠕变机构是位错切过θ′相.用电子显微镜观察了蠕变后试样的组织.理论上估计了位错切割θ′相所需的激活能.     

基于正交试验的7085铝合金双级时效制度

采用正交试验,研究7085铝合金双级时效的预时效时间、二级时效温度和时间3个因素对硬度和电导率的影响,运用方差分析法研究3个影响因素的显著性,采用室温拉伸、慢应变速率拉伸和透射电镜观察等方法研究二级时效温度和时间对7085铝合金组织性能的影响。研究结果表明:3个因素的显著性从大到小为二级时效温度、二级时效时间、预时效时间。二级时效温度的提高和时间的延长使晶内η′相转变为η相、晶界相粗化且不连续,导致合金强度降低、抗应力腐蚀性能大幅提高,其中温度的影响作用更为显著,与正交试验结果相符。该合金最佳的T76双级时效工艺为:121℃/5 h+163℃/12 h,其抗拉强度和屈服强度分别为530 MPa和483 MPa,伸长率为14.2%,电导率为22.9 MS/m。     

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。     

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...     

1460铝锂合金的力学性能与微观组织

采用金相观察、拉伸性能测试及透射电镜分析等手段研究1460铝锂合金的铸态组织、薄板T6态单级时效(160℃)及T8态双级时效(5%预变形,130℃+160℃时效)处理时力学性能及微观组织的演化。研究结果表明:添加微量Sc元素时,凝固时形成Al_3(Sc,Zr)初生相粒子,1460铝锂合金铸锭树枝晶组织被消除,晶粒呈等轴状,粒度较小(20~50mm);而冷轧薄板固溶处理后为细小的带状晶粒组织;1460铝锂合金主要时效析出强化相为d′相(Al_3Li),其次为T1相(Al_2Cu Li),但在时效过程中可能形成q″(q′)(Al_2Cu)过渡相;在时效过程中,时效前期快速析出d￠相;随时效时间延长,d′相长大,并析出q￠￠(q′)过渡相;随着时效时间进一步延长,T1相析出,而q″(q′)过渡相消失;与T6态时效相比,T8态时效时T1相尺寸降低但密度增大,强度提高。     

8090Al-Li合金的沉淀强化

测定了 8 090 Al-Li合金的沉淀硬化动力学曲线,以及在峰值时效(T6),欠、过时效和预延展应变时效(T8)状态下的机械性能。用透射、扫描电镜考察了对应组织特征。指出,时效温度是控制δ′和s′相复合沉淀动力学的关键参数;在δ′和s′相优化组合的 T6状态,σ_(0.2)达 420 MPa;T8状态的 σ_(0.2)为 440 MPa,略改善塑性发现一种热加工后残存的块状富Cu脆性组织对塑性有重要影响。