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。     

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.     

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.     

热处理对Al-5.12Mg合金组织与性能的影响

采用电子背散射衍射(EBSD)测试、杯突试验等方法,研究退火热处理对Al-5.12Mg合金冷轧带材组织与性能的影响。研究结果表明:带材在250～450℃范围退火1 h,300℃时发生回复,保留纤维组织的同时形成部分细小的再结晶晶粒,存在强烈的冷轧织构;350℃时发生不完全再结晶,冷轧织构取向密度降低,并出现较多Goss织构,综合性能最佳,其抗拉强度、断后伸长率(δ)、应变硬化指数(n)和杯突值(IE)分别为344.8 MPa,19.8%,0.27和7.10 mm。在350℃下延长保温时间,带材发生完全再结晶,形成的以Cube织构为主的再结晶织构对晶粒长大有阻碍作用,保温3 h时平均晶粒尺寸最小,为5.88μm;随退火时间增加,带材强度先降低后保持不变,δ总体上先增大后减小,n增大至0.35后保持稳定,IE稍有下降。经退火处理的Al-5.12Mg合金带材的深冲成形性能、力学性能和氧化着色性能,均可满足金属钮扣生产和使用要求。     

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.     

喷射沉积Al-20Si-5Fe-3Cu-1Mg合金的微观组织与力学性能

利用喷射沉积技术制备了Al－20Si－5Fe－3Cu-1Mg合金,借助扫描电镜（SEM）,X-射线衍射和拉伸试验等手段研究了喷射沉积合金的微观组织和力学性能,分析了Fe对合金挤压和热处理后的组织变化．拉伸试验结果表明,喷射沉积Al－20Si-5Fe-3Cu-1Mg合金具有比粉末冶金Al-20Si-3Cu-1Mg合金更高的高温（300℃）强度．     

Mg-6Al-1Sn合金板材的微观组织与力学性能

通过对Mg-6Al-1Sn合金(AT61)进行挤压以及后续的单道次大应变量轧制变形,获得了高强塑性的新型变形镁合金板材.组织分析表明AT61合金中主要析出相为Mg17Al_(12)相和Mg2Sn相,挤压态合金经轧制之后晶粒都被细化,合金强度显著提高.随着应变量的增加,晶粒尺寸先显著降低后有所上升,屈服强度变化规律与晶粒尺寸变化规律一致.经过250℃下的单道次约56%大应变量轧制变形后晶粒尺寸细化最明显(约为4.18μm),合金的屈服强度约为196 MPa,抗拉强度约为294 MPa,延伸率约为26.7%,表现出最优的综合力学性能.     

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.     

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%.     

晶粒细化对Al-3.2Si-0.8Mg合金组织性能的影响

采用Al-5Ti-1B合金细化剂对Al-3.2Si-0.8Mg合金进行晶粒细化,采用金相显微镜、激光导热仪和拉伸试验机等研究晶粒细化对Al-3.2Si-0.8Mg合金微观组织、铸造流动性、力学性能与导热系数的影响.结果表明：随着Al-5Ti-1B合金细化剂添加量的增加,Al-3.2Si-0.8Mg合金的α-Al晶粒逐渐细化,铸造流动性、抗拉强度和伸长率逐渐升高,但导热系数略有下降.当Al-5Ti-1B合金细化剂的质量分数增加到0.5%时,Al-3.2Si-0.8Mg合金的晶粒被细化至平均直径约为90.9 μm,铸造流动性试样长度为867 mm,抗拉强度为234 MPa,伸长率为10.1%,导热系数为182.7 W·m^-1·K^-1.     

变质处理对ZA84合金显微组织的影响

研究了Al5TiB、RE对Mg 8Zn 4Al 0.3Mn铸造镁合金显微组织的影响.结果表明:Mg 8Zn 4Al 0.3Mn铸造镁合金的显微组织主要由Mg相、(Al2Mg5Zn2)相和τ(Mg32(Al,Zn)49)相组成.加入Al5TiB、RE变质剂,合金晶界上三元相的形态由半连续网状改变为颗粒状,三元相的分布逐渐变得弥散而均匀,且可以显著细化合金的铸态组织,晶粒大小由120～130μm减少到30～50μm.     

添加LaB_6对超细晶WC-Ni_3Al合金的组织与力学性能影响

通过球磨与低压烧结方法,制备超细晶WC-Ni3Al硬质合金。采用X线衍射、扫描电镜及力学性能测试方法,研究La B6掺杂对超细晶WC-Ni3Al合金的组织与力学性影响。研究结果表明:添加适量La B6可以提高烧结体的致密度和断裂韧性,减少WC颗粒的反常长大,抑制基体合金中的脱碳相Ni3W9C4的生成,但当加入过量的La B6后合金中出现另一种脱碳相Ni2W4C。在1 500℃烧结后,添加质量分数为0.096 7%La B6到WC-Ni3Al硬质合金中,合金的断裂韧性从13.1 MPa·m1/2提高到15.6 MPa·m1/2,而抗压缩强度达到3 500 MPa。     

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。     

注射成形Ti-6Al-4V合金的显微组织和力学性能

采用金属注射成形方法制备Ti-6Al-4V合金坯体,然后利用溶剂脱脂和热脱脂工艺脱除坯中粘结剂,研究了合金在真空烧结和热等静压烧结条件下的显微组织和力学性能.结果表明:真空烧结Ti-6Al-4V合金具有典型的魏氏体组织,其初始的β晶粒粗大,β晶粒内为次生片状α和薄β相片,空隙较多,合金的强度和塑性较低;合金经热等静压处理后,组织明显细化且均匀,空隙很少或几乎没有,从而强度和塑性都有所提高.     

Si及热处理对Al- Zn- Mg- Cu合金显微组织和腐蚀行为的影响

采用慢应变速率试验研究了不同Si含量及热处理条件下Al-Zn-Mg-Cu合金的应力腐蚀开裂(SCC)行为,并使用透射电子显微镜和统计分析确定晶界微观结构.研究表明,Si含量和时效程度的增加都能改善合金的抗应力腐蚀性能.晶界析出相(GBP)面积分数是评估SCC敏感性的重要参数.对于不同时效程度的Al-Zn-Mg-Cu-0.16Zr-0.04Si合金,当GBP的面积分数相对较低时,SCC的主导机制是氢脆;对于峰时效状态下的Al-Zn-Mg-Cu合金和Al-Zn-Mg-Cu-0.16Zr-0.02Si合金,当GBP的面积分数足够高时,阳极溶解主导SCC行为.     

添加Al_2O_3对95W-Ni-Fe合金微观组织与力学性能的影响

针对钨合金作为预制破片战斗部穿甲后的易碎性,研究了添加不同粒径Al2O3对95W合金微观组织与性能的影响.结果表明,随着添加的Al2O3粒径的减小,钨合金中钨颗粒的平均直径尺寸减小 获得的新型95W合金的静态抗拉强度和延伸率均低于传统95W合金,并且新型95W合金的强度和延伸率随着添加Al2O3初始粉末粒径的降低而增加 添加Al2O3初始粉末粒径的减小增大了新型95W合金的抗压强度 新型钨合金由于Al2O3的存在引发了大量初始裂纹并在承受冲击载荷时导致应力集中,微裂纹迅速连结并扩展后形成裂纹.     

热处理工艺对Al-12.7Si-0.6Mg合金焊接接头组织性能的影响

采用ER5356焊丝对厚度为6 mm的T6态Al-12.7Si-0.6Mg合金进行平板对接试验,使用交流脉冲TIG单面双道焊缝成形工艺,获得了良好的焊缝成形并且对焊接后材料分别进行了T5和T6态热处理。研究表明:热处理前,焊接接头热影响区内存在软化现象,接头抗拉强度为157.58 MPa,经T5态和T6态热处理后,焊接接头强度分别增至265.34 MPa和308.09 MPa;焊后热处理使熔合区析出的Si颗粒重新固溶到基体中,形成Al-Si固溶体及细小的α-Al枝晶组织,与焊缝区的等轴晶过渡良好,热影响区的显著硬度提高,使断裂位置由热影响区转移至熔合区,接头的抗拉强度和屈服强度大幅度提高。     

振动对Zn-27Al-Si合金组织性能的影响

在变质Zn-27Al-Si合金液的凝固过程中给予振动，使生长在初晶硅球表面的条状共晶硅机械碎断而成为短杆状和蠕点状，从而减少了对基体的割裂作用，使合金的力学性能得到明显提高。试验表明，在振动条件下，钠仍可牢固地吸附在硅的孪晶台阶上，从而改变了硅晶体的生长方式，使初晶硅生长成球团状。同时还分析了锌铝硅合金的结晶凝固过程及组织特点，并对变质条件下初晶硅、共晶硅的生长机理以及振动对试验合金的组织与力学性能的影响机理进行了探索。     

金属Sc对Ti-6Al-4V合金组织演变与性能的影响

采用真空电弧熔炼技术制备了含Sc(质量分数)为0,0.1%,0.3%,0.5%的4种Ti-6Al-4V合金,并利用X射线衍射技术、光学金相显微镜和SHIMADZU HMV硬度计对铸态合金的相组成、等温退火后进行淬火的合金的显微组织和显微硬度进行研究.研究结果表明:在合金的铸态组织中存在大量的类魏氏组织,添加金属Sc减小了魏氏组织的含量与尺寸;经过等温退火及淬火处理后,在合金组织中存在细针状的马氏体组织和少量的类魏氏体组织,同时,随着退火温度的降低,组织中针状马氏体尺寸减小,金属Sc对合金组织起明显的细化作用;在铸态合金中存在的相为Ti3Al,添加金属Sc使α-Ti在低角度的衍射峰强度变弱,在高角度的衍射峰强度变强;添加金属Sc导致Ti-6Al-4V合金片层组织的显微硬度大幅度提高,当Sc含量在0.1%～0.3%时,其显微硬度最适宜;退火态合金的显微硬度比铸态合金的显微硬度提高了很多;金属Sc对α-Ti的固溶强化效果最明显.     

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.