合金化与热处理对Al-6.5Zn-2.1Mg-2.0Cu合金组织和性能的影响

为了提高Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的综合性能,采用合金化的方法制备了五种不同成分的Al-6.5Zn-2.1Mg-2.0Cu-0.5Ho合金,经过均匀化和时效处理后,采用金相显微镜、扫描电镜、能谱分析仪、拉伸试验机、显微硬度计、涡流电导仪等方法对各状态下合金的组织和性能进行了研究。结果表明,一定含量的Zr元素能起到细化合金组织的作用,合金在铸态、均匀化处理和时效处理状态下的抗拉强度均随Zr含量的增加先上升后下降,当Zr含量为0.2%时达到峰值,分别为260、327、417 MPa。显微硬度的变化趋势与抗拉强度的变化趋势基本一致,但导电率却随着Zr含量的增加而降低。而同一成分合金,时效处理均能提高合金的抗拉强度、显微硬度和导电率,该处理方法是提高Al-6.5Zn-2.1Mg-2.0Cu-0.5Ho合金性能的有效手段。     

轧制变形量对Al-5Zn-3Mg-1Cu合金显微组织和力学性能的影响

采用室温拉伸试验、Kahn撕裂试验,结合光学显微镜、透射电子显微镜等方法,研究了Al-5Zn-3Mg-1Cu铝合金厚板在热轧过程中随轧制变形量增大其合金组织和力学性能的演变过程.结果表明:热轧变形过程中,变形量从56%增大至91%时,合金的再结晶分数由0.49%增大至43.30%,晶粒尺寸从83μm减小至10μm以下,合金的抗拉强度和屈服强度分别从542.3和520.0 MPa提升到593.4和564.9 MPa,延伸率从8.0%左右提高到11.2%;随轧制变形量的增大,合金撕裂强度和单位面积裂纹形核功呈增大的趋势.     

Ca对Mg-12Al-12Zn-2Si合金组织和力学性能的影响

利用光学显微镜、X-ray衍射仪、带能谱分析的扫描电子显微镜等手段研究了Ca对Mg-12Al-12Zn-2Si合金组织和力学性能的影响。结果表明:加入Ca元素后合金中生成了弥散分布的Ca Si2相,可作为Mg2Si相异质形核的核心,将块状和条棒状的Mg2Si颗粒变为细小的多边形块状。当Ca含量为0.5%(质量分数)时,合金中Mg2Si颗粒较细小且弥散分布,此时,合金的室温及高温力学性能达到最大。     

热处理对Mg-5Al-2.5Ca-0.9Si合金组织及力学性能影响

利用带有EDS的电子显微镜和X射线衍射仪分析了铸态和热处理后的Mg-5Al-2.5Ca-0.9Si合金的组织特征并测试铸态和热处理后合金常温、高温(150℃)力学性能,结果表明:合金中强化相为Mg2Si和Al2Ca;铸态下Mg2Si由于Ca的变质作用呈有不闭合孔洞的多边形,Al2Ca大多以不连续骨骼状共晶出现;经热处理后,Mg2Si基本没有变化;不连续骨骼状共晶组织消失并析出块状、颗粒状Al2Ca,且随T6处理中时效时间增长析出量越来越多并有聚集生长趋势;T6(420℃×24h+200℃×24h)处理为Mg-5Al-2.5Ca-0.9Si合金的最佳热处理工艺,此时力学性能最佳;强化相Al2Ca的形貌及分布对于Mg-5Al-2.5Ca-0.9Si合金高温力学性能的影响较对常温力学性能的影响更为明显.     

Zr对Al-10Zn-2.5Mg-1.6Cu合金板材组织与性能的影响

针对T6态Al-10Zn-2.5Mg-1.6Cu铝合金板材,研究了添加质量分数分别为0,0.046%,0.098%,0.151%,0.185%的Zr,铝板中合金相粒子和晶粒的组态以及板材的力学性能.结果表明,Zr含量增加对铝板中微米级T相和Al₇Cu₂Fe相粒子无明显影响,合金中未形成含Zr的结晶相,但纳米级Al₃Zr弥散相粒子数量逐渐增多.添加质量分数为0.046% Zr可细化T6态铝板等轴状Cube取向晶粒;Zr质量分数超过0.098%能抑制铝板再结晶形核,板材晶粒为纤维状,取向以Brass,S,R和Copper为主,且其体积分数随Zr含量增加而逐渐增大.Zr含量增加,T6态铝板的强度逐渐增大,而延伸率先增大后略有减小.Zr质量分数为0.151%的T6态Al-10Zn-2.5Mg-1.6Cu铝合金板材性能最佳,其抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为706,645MPa和10.3%.     

Cu质量分数对Al-1.0Mg-1.0Si-0.6Mn合金显微组织和性能的影响

利用硬度测试、室温拉伸实验、晶间腐蚀实验、电化学腐蚀实验、SEM和TEM等方法,研究Cu质量分数对Al-1.0Mg-1.0Si-0.6Mn合金显微组织与性能的影响。研究结果表明:随着Al-1.0Mg-1.0Si-0.6Mn合金中Cu质量分数由0.01%逐渐增加至1.12%,其达到峰值时效所需时间逐渐减少,且峰值时效(T6态)硬度明显增加;随着Cu质量分数的增加,峰时效状态合金的抗拉强度由357.7 MPa逐渐增加至452.2 MPa,抗拉强度提升94.5 MPa,这是因为随着Cu质量分数增加,晶内析出相数量逐渐增多且尺寸逐渐减小,使得沉淀强化效果逐渐增强;Cu质量分数增加使粗大相AlFeMnSi的数量逐渐增加,腐蚀电流密度显著增大,合金的断后伸长率和抗晶间腐蚀性能呈下降趋势。     

退火工艺对Mg-4Zn-1.5RE合金显微组织的影响

介绍了Mg-4Zn-1.5RE合金。实验利用小型轧机对挤压态Mg-4Zn-1.5RE合金进行多道次轧制,研究了轧制后合金板材经不同的退火工艺处理后其显微组织随退火温度和退火时间的变化情况,观察了合金中的第二相的TEM形貌并进行能谱分析。结果表明,该镁合金在常温下可进行多道次轧制,但每两道次之间进行300℃×30 min的退火处理,总变形量可达到60%;轧制后的板材经再次退火后发生再结晶,合金中第二相为含有稀土元素的W相。     

淬火速率对Al-5Zn-3Mg-1Cu铝合金厚板剥落腐蚀的影响

采用末端淬火和腐蚀浸泡方法研究了淬火速率对Al-5Zn-3Mg-1Cu铝合金厚板剥落腐蚀性能的影响,结合金相显微镜、透射电镜和扫描透射电镜微观组织表征对影响机理进行了分析和探讨.Al-5Zn-3Mg-1Cu铝合金的剥落腐蚀性能随淬火速率的减小(2 160℃/min→100℃/min)而下降,腐蚀等级由P级变为ED级,最大腐蚀深度从15μm增加至530μm.淬火速率减小导致晶界析出相数量增加,其中Zn,Mg元素含量上升,无沉淀析出带宽化,是剥落腐蚀性能下降的主要原因.     

Cu和La对Al-12.6Si合金微观组织和性能的影响

研究了La加入量为0.3%时,铜质量分数(0.3%,0.8%,1.3%,1.8%和2.5%)对共晶铝硅合金(Al-12.6Si)微观组织和力学性能的影响.结果表明:当La的加入量为0.3%时,共晶硅由片状和针状变为点状和短棒状,达到了完全变质的状态.随着铜加入量的增加,合金中的Al2Cu相的数量增多、尺寸增加,合金的抗拉强度和硬度逐渐增大,延伸率有所下降;当Cu加入量为2.5%时,Al-12.6Si-2.5Cu-0.3La合金的抗拉强度为241.4MPa,延伸率为4.82%,硬度为83.9HV,与Al-12.6Si合金相比这些力学指标分别提高了58.1%,41.8%和30.9%,合金的力学性能...     

Al-6.6Zn-1.7Mg-0.26Cu合金挤压材焊接接头的组织与性能

采用光学显微镜、透射电子显微镜、维氏硬度计和拉伸试验机,研究了Al-6.6Zn-1.7Mg-0.26Cu合金挤压材熔化极惰性气体保护焊接接头的显微组织和力学性能。结果表明：焊缝中心区为枝晶,靠近母材侧的焊缝熔合区为柱状晶,母材为等轴晶,但靠近焊缝熔合区的母材晶粒发生了长大。焊接接头的硬度以焊缝为中心呈对称分布,从母材到焊缝中心,硬度先下降后上升再下降。焊缝中心区的硬度最低,为86～105（HV）。焊接接头的抗拉强度为309 MPa,屈服强度为237 MPa,伸长率为4.75%,挤压材的焊接强度系数为0.76。     

挤压温度对Mg-3Zn-2.5Al-2.5Ca合金的微观组织和力学性能的影响

采用金相分析、扫描电镜分析、X射线衍射分析和拉伸测试等方法研究了不同挤压温度对Mg-3Zn-2.5Al-2.5Ca(ZAC333)合金的微观组织和力学性能的影响.结果表明,铸态组织的平均晶粒尺寸为185μm;随着挤压温度从623K降低到523K,由于发生了明显的动态再结晶,合金的平均晶粒尺寸从6.32μm减小到3.36μm.ZAC333铸态合金中沿着晶界分布的半连续Al_2Ca和连续Ca_2Mg_6Zn_3第2相在热挤压过程中也发生了明显的破碎而沿着挤压方向分布.与铸态合金的力学性能相比,挤压态ZAC333合金的力学性能有明显的提高.挤压态合金的抗拉和屈服强度分别从176 MPa和284 MPa提高到292 MPa和334 MPa,而延伸率从18%降低到9%.ZAC333合金性能的改善主要归功于热挤压过程中的动态再结晶细晶强化和第2相粒子破碎而产生细化弥散强化的共同作用.     

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.     

热处理对Cu合金电接触材料的显微组织和电学性能影响

对电接触铜合金材料作固溶、时效的不同热处理,对铸态、固溶和时效三种不同金相组织下进行电学性能对比分析。结果发现:1160℃×8 h固溶+500℃×4 h时效处理后,合金具有良好的电学性能并保持较高使用次数,同时此材料的导电性能和机械强度有良好配合,这种处理工艺有望使此功能材料获得替代银氧化镉的实际应用。     

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.     

Al-7.8Zn-1.6Mg-1.8Cu合金铸锭及其均匀化的微结构研究

采用光学金相(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X线衍射(XRD)、差示扫描量热(DSC)等技术研究Al-7.8Zn-1.6Mg-1.8Cu(7085型)合金铸锭及其均匀化的微结构。研究结果表明:该铝合金铸锭中主要结晶相为分布在晶界的网状Mg(Zn,Al,Cu)2相,晶内有少量微米量级球状和纳米量级条状的Al2Cu结晶相,此外,还有纳米量级Al2Cu和Fe-rich析出相;在均匀化过程中,Al3Zr粒子析出,Mg(Zn,Al,Cu)2相溶解消失,且部分转化成Al2CuMg相;当均匀化温度升高到470℃时,除Fe-rich相和Al3Zr粒子外,其他第二相都溶入基体;于400℃/12h+470℃/12h双级均匀化比于470℃/12h单级均匀化更有利于提高Al3Zr粒子析出的数量和改善其分布均匀性。     

热处理对Mg-4.0Zn-1.0Ca-0.6Zr组织和性能的影响

采用铸造-均化-轧制工艺制备了Mg-4.0Zn-1.0Ca-0.6Zr合金,研究了不同热处理工艺对合金微观组织和力学性能的影响.结果表明:合金板材硬度值与抗拉强度都是随时效时间的延长先上升后下降,在12h时达到最大值,分别为71.2HV和320MPa;延伸率时效8h时最大,达19.2%,随时效时间的延长,逐渐下降.合金板材时效后力学性能的提高是由于在晶粒内部析出了大量的Mg6Ca2Zn3和MgZn强化相所致.     

热处理对TiAl合金显微组织的影响

本研究的目的是探究热处理对γ-TiAl合金显微组织的影响。通过铸造方法制备了两根Ti–47Al–2Cr–2Nb（原子百分比）合金铸锭,并对它们进行了两种类型的热处理。通过光学显微镜和扫描电子显微镜对合金原始铸态以及热处理态的显微组织进行了详细表征,同时也对两根铸锭的化学成分进行了检测。研究结果表明,当在1270–1185°C温度范围内进行热处理时,具有46.36at%较低Al含量的铸锭只能获得片层组织,而具有47.01at%较高Al含量的铸锭既可获得近片层组织,也可获得双态组织。这表明,对Ti–47Al–2Cr–2Nb合金而言,Al含量的微量降低将对热处理后的显微组织类型产生影响。在铸态和热处理态的显微组织中均观察到少量的B2相。当在较高的温度进行热处理时（例如1260°C）, B2相主要分布在晶界上。然而, 当在较低的温度进行热处理时（例如1185°C）,B2相将同时在晶界和片层团内析出。另外,本文也就热处理对晶粒细化和其他显微组织参数的影响进行了分析讨论。     

Cu,Ce对Al-7Si-0.35Mg合金显微组织和力学性能的影响

采用控制变量法,研究了Cu,Ce元素添加对Al-7Si-0.35Mg合金铸态及505℃10h固溶淬火+160℃6h时效热处理后显微组织和力学性能的影响.Cu,Ce元素对热处理态合金的强度、塑性影响显著.热处理态下,Ce含量一定时,添加3.4%~4.0%的Cu元素能使Al-7Si-0.35Mg合金的断裂强度提高50%以上.添加3.6%~3.8%的Cu元素时,合金的抗拉强度超过了390MPa;Ce可以有效改善共晶硅的形态,提高合金的伸长率.当Cu含量一定时,添加0.15%的Ce,Al-7Si-0.35Mg~3.6Cu合金的伸长率从4.2%提高到7.4%.添加过量的Cu,Ce元素,合金中会生成针状的Al9Ce2Cu5Si3四元相.实验结果表明,Al-7Si-0.35Mg合金中同时添加3.6%Cu和0.15%Ce时,材料有良好的综合拉伸性能.     

连续挤压Al-1.1Mg-0.3Cu合金的拉伸性能和加工硬化行为

为了提高Al-1.1Mg-0.3Cu合金线杆的拉伸性能,通过金相、透射电镜、扫描电镜显微组织观察和拉伸试验分别对连续挤压态及拉拔退火态合金的微观组织和拉伸性能进行了研究.结果表明:连续挤压成形工艺有助于进一步改善合金的拉伸性能,与传统拉拔后退火处理工艺相比,通过连续挤压工艺制备的合金组织晶粒细小而均匀,沉淀相和位错密度较少,致使合金的延伸率相对较高而加工硬化率相对较低;此外,相比传统工艺,由连续挤压工艺制备的合金拉伸试样断口形貌中韧窝更深、更细小.     

Y对Mg-5Si合金微观组织和力学性能的影响

针对耐热镁合金的应用需求,以Mg-5Si基础合金为研究对象,采用金属型铸造方法制备Mg-5Si-Y合金。利用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散光谱仪(EDS)、光学显微镜(OM)和ICP光谱仪对合金组织及成分进行分析,利用拉伸试验机和布洛维硬度计对合金的屈服强度、抗拉强度、伸长率及硬度进行测试,探讨了Y含量对Mg-5Si合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:不同Y含量下,初生Mg_2Si相由树枝状变为多边形状,共晶Mg_2Si相由汉字状变为层片状。Y质量分数为0.4%或0.8%时,α-Mg枝晶得到细化。Y质量分数为0.8%时,力学性能最佳。抗拉强度为107 MPa,屈服强度为91 MPa,伸长率为5%,硬度为138HV30.同时,在Y质量分数为1.2%的合金中发现了白色块状的Mg-Y-Si化合物。