Al-Zn-Mg合金价电子理论研究

在电子结构上揭示Al-Zn-Mg合金时效强化机理,利用"固体与分子经验电子"理论中的键距差法,计算了Al-Zn-Mg合金中的过饱和固溶体,GP区,η相(MgZn2)以及T相(Al2Mg3Zn3)的电子结构,从而在价电子结构上解释Al-Zn-Mg合金在时效过程中GP区和η(MgZn2)稳定相对合金强化的原因,以及高温过时效时合金强度降低的原因。     

ZnAl13Cu7MgSb合金早期时效特征

用X射线衍射仪及TEM研究了含Al较低的ZnAl13Cu7MgSb合金固溶处理后时效早期的相变特征.结果表明,该合金时效早期先发生过饱和β'相的分解(β'→α'+ε+η),然后更富Al的α'发生调幅分解.调幅分解阶段,波长(λ)基本不变.调幅组织的长大满足λ∝t1/3关系.调幅分解是该合金时效强化的主要原因.     

ZnAl_(13)Cu_7MgSb锌合金时效组织和性能

研究了 Zn Al1 3Cu7Mg Sb锌合金经固溶处理和时效后的组织和性能。结果表明 ,在试验温度范围内 ,时效对该合金有明显的强化效果。时效早期 ,发生α′相的调幅分解 ,导致合金的硬度、σb 达到最大值。继续时效 ,调幅组织粗化和颗粒化 ,使合金的硬度、σb下降。时效后期 ,发生 α+ε→ T′+η反应 ,T′相的出现减缓了合金硬度、σb的下降。     

双级时效对7050铝合金组织和力学性能的影响

以轧制态7050铝合金板材为研究对象,设计不同二级时效温度的双级时效实验,探究其对7050铝合金组织力学性能的影响。结果表明:随时效温度的不断提升,显微硬度值都呈先增大后减小的趋势,在240℃时,达到最大值;二级时效状态下,晶内的组织形态分布较均匀,呈盘状分布,当时效温度过高时,其析出的弥散相部分消失,并呈G.P富集区数量增多及η相逐渐向η″相转变的现象,其显微硬度及力学性能降低;随时效时间的延长,晶内原有的盘状相粗化,晶界由连续晶界变为不连续晶界,合金逐渐软化,其呈过时效状态,显微硬度及力学性能由高变低。     

7A52铝合金原位加热过程中的物相转变与热膨胀系数测量

用原位加热X射线衍射方法测量了7A52合金铸锭在不同温度下的X射线衍射谱,确定不同温度下该合金中存在的物相,精确计算基体在不同温度下的点阵常数和不同温度区间的热膨胀系数。试验结果表明:7A52合金铸锭由基体、少量η(MgZn2)、T(Mg32(Al,Zn)49)相和难熔相Al6Mn组成;随温度升高,合金元素从基体中析出形成η和T相,在300℃左右T相大量析出;T相在高于300℃的温度下逐步回溶入基体,形成单一固溶体。在低于100℃和高于450℃的温度区间内点阵常数变化主要受温度影响,而在介于以上温度的中间区段点阵常数变化平缓,基体点阵常数的变化受温度和相变双重因素影响。采用高温原位X射线衍射方法测量物相的热膨胀系数是可行且精确的。     

二元铝-锂合金组织结构与性能的关系

本文通过对三种二元铝-锂合金在不同热处理条件下的组织结构观察和力学性能实验,研究了其第二相沉淀特征和微观组织与性能的关系。结果表明,525℃固溶1h是这些合金最佳固溶条件。190℃25h是峰值时效条件,此时弥散强化和有序强化作用均最大;相同时间160℃时效为欠时效条件,析出相颗粒较小,强(硬)度较低,220℃25h过时效处理,δ′相粗大,合金变形时位错绕过δ′相,因此,此时无有序强化作用,强(硬)度下降。     

Cu- Ni- Si合金的时效析出贯序研究

利用电阻率变化分析了Cu-Ni-Si合金时效析出机制。发现该合金固溶后在低温时效初期按调幅分解机制析 出;而在高温时效时则直接以形核长大方式析出。合金在450℃时效时经历的三个贯序为:溶质富集区一半共格Ni2Si相 一非共格Ni2Si相。计算与透射电镜观察表明,维持与基体半共格界面的析出物最大临界直径约12 nm。     

影响快速凝固Cu-Cr合金时效效果的因素分析

研究快速凝固Cu-0.8Cr合金的时效处理,发现在500℃时效时,该合金的电导率和显微硬度可同时得以显著提高。依据马基申定则推导电导率和析出相体积分数间的关系,并借助于Avrami经验方程建立电导率与时效时间的模拟关系,该关系与试验结果很好吻合。在此基础上,对该合金的强化机制分析表明,在时效初期,析出相体积分数是影响合金电导率和显微硬度的主要因素;而在时效的中期和后期,析出相颗粒半径和颗粒间距则成为影响合金强化效果的主要因素。     

Al-Cu-Mg-Mn(-Ag)合金的时效析出与力学性能研究

通过铸锭冶金工艺,制备不同Ag含量的Al-Cu-Mg-Mn合金。采用显微观察与拉伸测试,研究其时效析出与力学性能。结果显示,Ag的添加改变了基体合金的时效析出过程,使合金的室温强度从470MPa增大到572MPa,300℃时的抗拉强度从95MPa增大到217MPa。含Ag合金在峰时效下的强化析出相由与基体共格的片状O相及少量θ′相组成。微量Ag促进Al-Cu-Mg-Mn合金强化的原因在于Ag的固溶强化和O相的沉淀硬化,其高强耐热性能主要是由于O相比θ′相具有更好的热稳定性。     

Al-2.3Li-3.6Zn-0.1Zr合金显微组织与力学性能

本文研究了Al-2.3L1-3.6Zn-0.1Zr合金的固溶处理、时效析出特征及力学性能。结果表明,合金的时效硬化与δ′相的析出与粗化有关。433K 16h为实验合金的峰值时效制度;过时效时,合金晶界析出平衡相δ及含Zn相(A),晶内含Zn析出相(B)依赖δ′颗粒消失而长大。各时效制度下合金均以穿晶断裂为主,从峰值时效到过时效状态,沿晶开裂的成份增加。时效前的冷变形处理对合金的强度影响不大。     

Inconel718合金组织的电镜观察

用透射电镜分别观察了改型和标准Inconel 718合金的析出相组织。在760℃时效,前者可以得到典型的包覆组织,使合金的热稳定性大大提高,长期时效包覆组织长大不显著;后者长期时效后γ’’相出现异常长大现象。改型Inconel 718合金包覆组织四周存在较大的异于基体的衬度区,这种衬度区对包覆组织随后长大及热稳定性具有一定的影响作用。     

温度对Ni-Al-Cr合金沉淀影响的微观相场模拟

基于三元微观相场动力学模型,结合原子图像和体积分数等手段模拟了Ni75Al6Cr19合金在不同温度下的沉淀行为。结果表明:随着时效温度从873 K升高至1 023 K,Ni75Al6Cr19合金由DO22和L12两相共存组织转变为DO22单相组织;受弹性畸变能影响,有序相颗粒沿[100]和[010]方向排列,且时效温度升高,择优取向性愈发显著。平衡时,先析出DO22相的体积分数大于后析出L12相的体积分数。     

回复再时效对8090Al-Li合金拉伸和抗应力腐蚀性能的影响

将回复再时效(RRA)工艺应用到Al-Li合金中,研究了RRA对8090Al-Li合金拉伸和抗应力腐蚀性能的影响。结果表明,峰时效后经回复处理,硬度下降,此时,δ＇相回溶,晶界沉淀相增多,经再时效后,δ＇相重新析出并长大,硬度大大提高。经T6+325℃,1.5min回复+T6处理后,基本保持了T6时的拉伸强度,抗应力腐蚀性能大幅度提高,达到了拉伸和抗应力腐蚀性能的较佳配合。     

强化固溶对7075铝合金组织与冲击性能影响

用金相显微镜、扫描电镜和冲击试验机研究了强化固溶对7075铝合金组织和冲击性能的影响。结果表明：传统固溶处理后仍有1.5～5μm的析出相粒子未固溶;这些析出相粒子在内应力作用下会成为裂纹源,恶化合金性能。含较多Fe、Cu、Zn的析出相粒子热稳定性较高,若回溶基体需强化固溶热处理。强化固溶后,绝大部分粗大的析出相固溶进基体,减少了形成裂纹源和应力集中的可能。同时强化固溶使基体内的溶质原子含量增高,在时效过程中可促进更多弥散相的析出,提高了合金的抗冲击性能。     

等离子净化Al-Zn-Mg合金时效组织与性能研究

对净化前、后合金氢含量和力学性能进行测试,并采用TEM对等离子净化后的Al-Zn-Mg合金时效组织进行分析。结果表明:Al-Zn-Mg合金氢含量由0.17 mL/100 g Al降低到0.11 mL/100 g Al;经460℃×120 min固溶、130℃×16 h时效处理后,晶内的析出相细小弥散,晶界上析出相连续分布,GP区起主要的强化作用;Rm达到590 MPa,Rp0.2达到510 MPa,断后伸长率达到8.5%,硬度达到160HB。     

热处理对7003铝合金GTAW焊缝组织与性能的影响

对7003铝合金实施钨极氩弧焊(GTAW),并分别进行焊后AA和T6热处理。利用拉伸机、硬度仪和透射电子显微镜(TEM)研究热处理对焊缝抗拉强度、显微硬度和析出相的影响。结果表明,与AA热处理相比,T6热处理可有效促进焊缝中Zn和Mg元素由高浓度区域向低浓度区域扩散,且扩散较均匀,可起到较好的析出强化作用,从而有效提升母材和焊缝区硬度,减小母材和焊缝区之间的硬度差异,分别使焊缝区和母材硬度提升41%和24%。经T6热处理的焊缝出现30nm宽的无沉淀析出带,且基底分布着细小的η′相析出物,阻碍位错滑移,焊缝抗拉强度较大,达到348 MPa。     

引线框架材料Cu-3.5Ni-0.75Si-0.15Co合金组织性能研究

采用铸造、热轧、固溶、冷轧和时效的方法制备了Cu-3.5Ni-0.75Si-0.15Co合金,研究了合金硬度、电导率在制备过程中的变化及相应的组织演变规律。结果表明:铸态合金晶粒粗大,热轧过程中发生完全动态再结晶,固溶过程中Ni3Si2相充分溶解,冷轧造成了晶粒拉长和滑移带的出现,时效过程中主要沉淀相为Ni2Si相,有明显的层状结构;合金的硬度和电导率在固溶过程中明显下降,电导率在时效过程中逐渐上升,时效温度越高,合金电导率越高,在时效过程中硬度先快速升高后缓慢下降,温度越高,硬度下降速度越快;合金的抗拉强度在500℃时效2.5 h可以达到814 MPa,对应的电导率为26.1 MS/m。     

固溶-时效处理对7B04合金组织和性能的影响

通过拉伸力学性能、微观组织观察、X射线衍射物相分析及晶格常数精确测量等方法,研究固溶-单级时效处理条件对7B04合金组织和性能的影响。实验结果表明:采用合适的固溶-时效温度和时间,能使合金的力学性能得到明显的改善,经过470℃×60 min+120℃×24 h处理后,合金的拉伸性能分别达到σb=568 MPa,σ0.2=542 MPa,δ=12%;通过XRD衍射物相分析及α(Al)基体晶格常数的精确测量,能更好地表征溶质相的回溶以及时效后第二相的析出程度,指导合金固溶-时效热处理制度的选择。     

T2/2A12复合材料扩散焊接头组织与性能的研究

利用真空电阻炉对T2紫铜和2A12硬铝进行真空扩散焊接,利用光学金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)和显微硬度计对结合区的组织形貌和成分以及显微硬度进行表征与测试,研究焊接工艺对T2/2A12双金属复合材料组织与性能的影响。结果表明:当扩散温度为700℃、保温60 min时,制备的T2/2A12复合材料结合区宏观界面清晰,未见明显焊接缺陷,出现Cu_3Al_2、Cu_9Al_4、Cu Al金属间化合物,金属间化合物对结合区的强化作用使其硬度显著升高;溶解层随扩散温度的升高和保温时间的延长而增厚,晶粒逐渐粗大,γ_2相在δ相区的溶解量增加。     

Al含量对Inconel 718合金中δ相组织演变的影响

采用扫描电子显微镜和Thermo-Calc热力学计算等方法,研究3种不同Al含量的Inconel 718合金在标准热处理和不同保温时间下δ相的形貌特征、溶解行为及3种合金中δ相含量的变化。结果表明:Al含量低的合金中δ相溶解特征主要表现为沿针状δ相的长度方向断开,在短时间内溶解为短棒状及颗粒状;Al含量高的合金中δ相溶解优先从晶内开始,其晶界上的δ相溶解缓慢,对抑制晶界迁移,控制奥氏体晶粒长大有重要作用;Inconel 718合金中δ相含量随溶解温度的提高而降低,Al含量提高使合金中δ相的溶解速度减慢,溶解温度提高。