脉冲磁场对Al-6.15Zn-1.41Mg-1.45Cu合金双级时效组织和性能的影响

将Al-6.15Zn-1.41Mg-1.45Cu合金在477℃固溶1 h后,基于脉冲磁场对Al-6.15Zn-1.41Mg-1.45Cu合金进行双级时效处理,通过改变时效时间,且与常规双级时效组织和性能对比分析,研究脉冲磁场对Al-6.15Zn-1.41Mg-1.45Cu合金时效过程中析出相和力学性能的影响,并结合动力学分析Al-6.15Zn-1.41Mg-1.45Cu合金在脉冲磁场双级时效过程中析出相加速析出的扩散机制。采用SEM观察Al-6.15Zn-1.41Mg-1.45Cu合金析出相和拉伸断口形貌,并进行力学性能测试。结果表明,脉冲磁场在Al-6.15Zn-1.41Mg-1.45Cu合金经时效过程中,提高扩散系数,提高析出相的形核率,使得时效后,基体中出现弥散细小的析出相。经脉冲磁场双级时效处理(121℃×90 min+177℃×60 min)后,抗拉强度为495.43 MPa,硬度为156.3 HV5,相比于常规的双级时效处理,抗拉强度提升20.83%,硬度提升17.89%,时效保温时间缩短87.5%。     

Zr添加及热处理对Al-Zn-Mg-Cu合金组织与性能的影响

分别制备了Al-4.9Zn-1.4Mg-0.08Cu和Al-4.9Zn-1.4Mg-0.08Cu-0.18Zr两种合金,并对两种合金分别实施了T6、T73和RRA热处理,利用拉伸机测试含Zr合金和无Zr合金热处理前后的屈服强度和抗拉强度,利用显微硬度仪测试含Zr合金和无Zr合金热处理前后的硬度,利用透射电镜(TEM)观察含Zr合金不同热处理状态析出相成分和分布情况,研究了Zr元素的添加对Al-4.9Zn-1.4Mg-0.08Cu合金热处理试样力学性能的影响。研究表明,Zr元素的添加使得Al-4.9Zn-1.4Mg-0.08Cu合金平均晶粒尺寸减小一半,同时促进了合金中溶质原子的固溶强化及析出强化作用,使含Zr合金的硬度和强度提高较大;经T6或RRA热处理的含Zr合金中的强化相主要为η'相,且与基底保持整合的方向关系,析出强化效果较好;经T73热处理的含Zr合金中的η'相转变为η相,造成基底晶格应变减少,析出强化效果较差;因细晶和析出强化共同作用促进了含Zr合金力学性能提高,使该合金的屈服强度超出Hall-Petch公式预测的增加量。     

Mn含量对铸造Mg-Zn-Cu合金组织和性能的影响

采用电磁感应熔炼制备了Mg-8Zn-0.5Cu-xMn系列合金,探究了Mn含量对合金组织和性能的影响。结果表明,铸态合金组织主要为α-Mg+MgZn_2和MgZnCu相,经过固溶处理后大部分Zn元素被固溶进基体,在晶界处残留少量Mg(Zn,Cu)_2相,经双级时效处理后第二相分布更为致密。随着Mn含量提高,合金晶粒尺寸明显细化。随着Mn含量增加至1%,合金中Mn元素团聚成富Mn颗粒。时效态的Mg-8Zn-0.5Cu-0.5Mn合金表现出良好的综合性能,其屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为130MPa、228MPa和6.8%。     

基于模糊PID控制的新型镁合金铸造性能研究

对Mg-8Al-0.6Zn-0.4V和Mg-8Al-0.6Zn-0.5Zr两种镁合金进行了常规铸造和模糊PID控制铸造下的力学性能和磨损性能的测试与分析。结果表明:与常规铸造相比,模糊PID控制时Mg-8Al-0.6Zn-0.4V合金的抗拉强度、屈服强度分别增大22、23 MPa,断后伸长率仅减小0.3%,磨损体积减小27.59%;Mg-8Al-0.6Zn-0.5Zr合金的抗拉强度、屈服强度分别增大24、23 MPa,断后伸长率减小0.4%,磨损体积减小28.13%。模糊PID控制有助于提高两种铸造镁合金的力学性能和耐磨损性能。     

固溶+时效态Al-8Zn-2.5Mg-1.5Cu(-0.15Y)合金的室温和低温拉伸性能

通过在室温和-20℃下进行拉伸试验,主要研究了时效时间对Al-8Zn-2. 5Mg-1. 5Cu(-0. 15Y)合金室温和低温拉伸性能的影响。试验结果表明,添加0. 15%的元素Y可以有效提高固溶+时效(T6)态Al-8Zn-2. 5Mg-1. 5Cu合金室温及低温下的抗拉强度和屈服强度。在5～30 h时效时间内,随时效时间的延长,T6态Al-8Zn-2. 5Mg-1. 5Cu(-0. 15Y)合金的抗拉强度屈服强度先上升后下降,断后伸长率则呈先下降后上升的趋势;与室温下的拉伸性能相比,T6态Al-8Zn-2. 5Mg-1. 5Cu(-0. 15Y)合金在-20℃的抗拉强度和屈服强度较高,而断后伸长率略低。室温拉伸时,T6态Al-8Zn-2. 5Mg-1. 5Cu合金呈现典型的韧性断裂特征,而T6态Al-8Zn-2. 5Mg-1. 5Cu-0. 15Y则呈现韧脆混合断裂特征;当拉伸试验温度为-20℃时,T6态Al-8Zn-2. 5Mg-1. 5Cu(-0. 15Y)合金的断口上均可观察到沿晶断裂特征,表现为韧脆混合断裂。     

水热环境下Al-9.2Zn-2.4Mg-1.5Cu铝合金挤压板的固溶时效行为

对挤压后的Al-9.2Zn-2.4Mg-1.5Cu合金进行固溶时效处理,其中时效处理在水热环境下完成。采用光学显微镜、扫描电镜、显微硬度计和万能材料试验机等研究了各状态下合金的微观组织和力学性能。结果表明,Al-9.2Zn-2.4Mg-1.5Cu铝合金挤压板经固溶后合金未发生再结晶,晶粒仍呈纤维状,但晶内出现大量亚晶结构,且随着固溶温度的升高,亚晶结构数量也在增加。其次,由于合金Zn含量较高,均匀化后仍残留较多低熔点T相,挤压后低熔点T相沿挤压方向呈链状分布,固溶后部分低熔点T相回溶。当合金固溶温度为475℃时,水热环境下随着时效时间的增加,合金的抗拉强度先增加随后减小,水热时效时间10 h时达到峰值,其抗拉强度为733.53 MPa,屈服强度为694.83 MPa,伸长率为13.00%。     

挤压铸造Al-6.8Zn-2.6Mg-2.3Cu的组织和性能

采用金相、扫描电镜和DSC热分析仪研究了挤压铸造Al-6.8Zn-2.6Mg-2.3Cu合金的显微组织、铸造性能和力学性能,并与Al-5.5Si-4.0Cu合金进行了对比研究。结果表明,熔体温度为720℃和740℃时,Al-6.8Zn-2.6Mg-2.3Cu合金的流动性能比Al-5.5Si-4.0Cu合金分别提高了10.9%和2.9%;挤压压力从0.1MPa增加到75.0MPa时,铸态Al-5.5Si-4.0Cu合金的抗拉强度和伸长率都略高于Al-6.8Zn-2.6Mg-2.3Cu合金,但经过T6热处理后,Al-6.8Zn-2.6Mg-2.3Cu合金的抗拉强度增幅比Al-5.5Si-4.0Cu合金高100MPa以上,这主要是因为Al-6.8Zn-2.6Mg-2.3Cu合金具有更强的时效强化效果。     

新能源汽车含钒钛镁合金的挤压温度优化

在不同挤压温度下进行了新能源汽车用含钒钛镁合金Mg-6Al-1Zn-0.8Ti-0.4V的挤压实验,并进行了合金的显微组织和力学性能测试与分析。结果表明:随挤压温度升高(300～400℃),合金的显微组织先细化后粗化,力学性能先提高后下降。当挤压温度为375℃时,试样具有最佳强度,此时抗拉强度和屈服强度分别达到310、212 MPa。与300℃挤压温度相比,采用375℃挤压时Mg-6Al-1Zn-0.8Ti-0.4V镁合金的抗拉强度增大8.8%,屈服强度增大15.2%,断裂方式由解理断裂变为韧性断裂。新能源汽车用含钒钛镁合金Mg-6Al-1Zn-0.8Ti-0.4V的挤压温度优选为375℃。     

冷轧预变形对新型铝锂合金的时效析出与力学性能影响

采用大气熔炼铸造及热变形方法制备了Al-4.5Cu-1Li-0.7Mg-1Zn-0.3Ag-0.3Mn-0.2Zr新型铝锂合金板材。通过维氏硬度、拉伸性能、扫描电镜、透射电镜等方法,研究了固溶后不同冷轧预变形量对显微组织和力学性能影响。结果表明,时效前的冷轧预变形量有效促进了新型铝锂基体合金中T1(Al2CuLi)相的析出与均匀分布,减少了θ′(Al2Cu)相的体积分数。冷轧预变形量的增加,缩短了峰时效时间,晶界析出相由连续析出变为非连续析出,无沉淀析出区宽度变小。当冷轧预变形量为15%时,时效态合金的屈服强度与抗拉强度分别达到了668 MPa、690 MPa,延伸率保持在7.9%。     

Ca和Mn微合金化对Mg-14Li-3Al-0.5Y合金微观组织和力学性能的影响

通过在强度较高而塑性不足的Mg-14Li-3Al-0.5Y合金基础上分别添加微量Ca、Mn元素,以研究Ca和Mn微合金化对铸态合金微观组织和力学性能的影响。结果发现,添加微量Ca使合金中生成了分布于β-Li晶界的半连续网状Al_2Ca相,消耗了具有固溶强化效果的Al元素,β-Li显著细化。微量Mn的加入使合金中生成了弥散分布于β-Li基体的含Mn相和Al_2Mn_3相,显著抑制了β-Li的长大。开发了具有超低密度(1.36 g/cm~3)、高伸长率(11%)的新型Mg-14Li-3Al-0.5Y-0.2Mn合金,其屈服强度和抗拉强度分别达到144 MPa和175.5 MPa。     

时效前冷变形对Al-15Zn-0.5Mg-0.5Sc合金组织及力学性能的影响

对热轧态Al-15Zn-0.5Mg-0.5Sc合金进行固溶+时效和固溶+冷轧+时效处理,利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和万能力学试验机等研究了各状态合金的微观组织及力学性能。结果表明,冷轧可使饱和Al-Zn固溶体分解,并动态析出Zn相,同时冷轧还促使合金晶粒细化以及位错增殖。人工时效可使合金内析出高密度η′相,而冷轧所导致的高密度位错促进了析出过程并加速了η′相向η相的转变。时效前冷轧可明显优化Al-15Zn-0.5Mg-0.5Sc合金的力学性能,Al-15Zn-0.5Mg-0.5Sc合金经固溶+冷轧+70 ℃人工时效后,其屈服强度和极限抗拉强度分别为413和462 MPa,其强化机理包括细晶强化、位错强化和析出强化。而120 ℃时效会加速位错湮灭,从而削弱位错强化效果。     

锌镁含量对Al-Zn-Mg-Cu高强铝合金组织和性能的影响

采用硬度测试、室温拉伸性能测试、光学显微镜、扫描电镜及透射电镜等方法研究了锌镁元素含量对Al-3Zn-4.5Mg-1Cu、Al-4Zn-3.5Mg-1Cu和Al-4.5Zn-3.5Mg-1Cu 3种高强铝合金挤压棒材的显微组织、时效硬化行为和力学性能的影响。结果表明,Al-4.5Zn-3.5Mg-1Cu合金的时效硬化效果最显著,经120℃×24 h时效后维氏硬度达183 HV3,抗拉强度达617 MPa,屈服强度为590 MPa,伸长率为10.2%。Zn元素含量或Zn/Mg比值升高增加了时效时沉淀强化相的密度,减小了其尺寸,从而提高了强化效果。     

固溶时效对Mg-2Y-1Zn-0.4Zr生物镁合金组织和力学性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEMEDS)、X-射线衍射仪(XRD)及万能力学试验机等研究了固溶时效对Mg-2Y-1Zn-0.4Zr合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:铸态Mg-2Y-1Zn-0.4Zr合金主要由α-Mg基体和沿晶界呈半连续状分布的Mg3YZn6准晶相组成;经固溶时效处理后,大部分第二相以细小的颗粒状均匀分布在基体和晶界处,同时生成部分的孪晶;T6处理后合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为258 MPa、144 MPa和15%,相比于铸态分别提高了6.6%、6.7%和8.4%。     

Sc对Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金挤压铸造组织性能的影响

采用电阻炉熔炼了Al-7.2Zn-2.2Mg-1.8Cu-0.2Zr和Al-7.2Zn-2.2Mg-1.8Cu-0.2Sc-0.2Zr两种铝合金,在700~720℃挤压铸造成形,并经过465℃×24h+475℃×8h水淬+120℃×24h时效热处理。结果表明,Sc、Zr的复合添加能明显细化α-Al基体和晶间第二相;通过多级固溶和时效处理,显著提高了合金的力学性能,铸件的抗拉强度达到613MPa,屈服强度达到528 MPa,伸长率为6%。     

Al5TiB对Mg-8Zn-4Al-0.3Mn合金时效过程的影响

研究了Al5TiB加入量对Mg-8Zn-4Al-0.3Mn铸造镁合金时效过程的影响. 结果表明, 未加Al5TiB的Mg-8Zn-4Al-0.3Mn合金的时效析出过程为 过饱和固溶体→细小弥散析出相→再结晶软化和析出相的聚集长大; 添加Al5TiB的Mg-8Zn-4Al-0.3Mn合金的时效析出过程为 过饱和固溶体→细小弥散析出相→析出相的聚集长大. 固溶处理后, 与未加Al5TiB的合金1#相比, 合金2#、3#、4#显微硬度值分别提高了2.8%、6.8%、9.1%; 人工时效后, 与未加Al5TiB的合金1#相比, 合金2#、3#、4#显微硬度峰值分别提高了9%、11.2%、5.2%. 随着Ti元素在合金中含量的增加, 合金的析出相形成激活能呈先增大而后减小的变化规律.     

Mg-2.6Sm-1.3Gd-0.6Zn-0.5Zr镁合金显微组织和力学性能研究

研究了不同固溶处理工艺对Mg-2.6Sm-1.3Gd-0.6Zn-0.5Zr合金显微组织和力学性能的影响。合金的铸态显微组织主要由α-Mg和(Mg,Zn)3(Sm,Gd)1共晶相组成。510℃,4 h为最佳固溶处理条件,晶界附近的共晶相几乎全部溶于镁基体中,合金固溶态的室温抗拉强度为246 MPa,延伸率为11.3%。合金200℃时效析出序列为Mgssss→β’’(D019)→β’(bct)→β(fcc),峰时效态合金的屈服强度和抗拉强度达到185 MPa和282 MPa,延伸率为6.1%。     

热处理对砂型铸造Mg-4Sm-0.6Zn-0.4Zr合金显微组织和力学性能的影响

本文研究了热处理对砂型铸造Mg-4Sm-0.6Zn-0.4Zr合金显微组织和力学性能的影响,并运用光学显微镜、X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜以及力学实验设备对该合金进行了表征与分析。结果表明:铸态合金主要有α-Mg和Mg3Sm组成;固溶处理之后,Mg3Sm相完全溶入到基体且晶粒并未发生明显长大。250℃峰时效合金中主要的析出相为基面γ″沉淀相。峰时效态合金展示了最好的力学性能,其抗拉强度、屈服强度和断后伸长率分别为210 MPa、153 MPa和4.0%。根据峰时效态合金的强化机制的定量分析结果,发现峰时效态合金主要的强化效果来自于弥散分布的细小的γ″的沉淀强化,其对屈服强度的贡献为120MPa,约占总屈服强度的80%。     

固溶-时效对新型高强高淬透性热挤压Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金组织与性能的影响

采用力学性能测试、金相观察（OM）、X射线衍射（XRD）、透射电子显微分析（TEM）研究了固溶-时效工艺对Al-6. 6Zn-1. 8Mg-0. 24Cu-0. 23Mn-0. 21Zr（wt%,7046A）合金挤压板带显微组织与力学性能的影响。结果表明:合金适宜的固溶-时效工艺为470℃×1 h固溶随后120℃×24 h人工时效。在此条件下,合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为570 MPa、532 MPa和10. 9%。T6态合金的物相组成为Al基固溶体、含Mn和Zr的初晶相以及3～5 nm的η’（MgZn₂）析出相,与此同时,晶界上析出η（MgZn₂）平衡相。合金的强化机制为固溶强化、亚结构强化和时效强化。      

固溶处理对Al-0.9Mg-0.6Si-0.7Cu合金组织与性能的影响

采用铸锭冶金法制备了Al-0.9Mg-0.6Si-0.7Cu合金,通过电导率测试、显微组织观察、力学性能测试、XRD物相分析以及α(Al)基体点阵常数的计算等方法研究了固溶温度(525~570℃)对该合金微观组织、力学性能和断口形貌的影响。结果表明,实验合金最佳的固溶时效工艺为555℃×45 min固溶水淬,185℃×5.5 h时效;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396 MPa、377 MPa、19.5%和38.9%IACS。XRD物相分析表明,合金主要由α-Al基体和Mg2Si等合显微组成;通过基体点阵常数的精确计算,能较好地表征合金的固溶程度。固溶处理后残留的析出相粒子和再结晶程度是影响合金拉伸断口形貌的主要因素。     

Al-Mg-Zn-Cu合金时效过程中的显微组织、力学性能及其强化机制EI北大核心CSCD

新型T-Mg_(32)(Al,Zn,Cu)_(49)相强化的Al-Mg-Zn-Cu合金表现出优异的力学性能,本文以Al-4.39Mg-2.78Zn-0.42Cu合金为研究对象,对合金时效过程中的显微组织和力学性能进行研究,并揭示Al-Mg-Zn-Cu合金的强化机制。结果表明:随着第二阶段140℃时效时间的增加,合金的显微组织由尺寸细小的Guinier-Preston(GP)区逐渐析出T相,析出相的尺寸不断增大,数量密度逐渐降低。拉伸测试结果表明:时效过程中合金的强度先升高后降低;在峰时效(90℃,48 h)+(140℃,16 h)状态下,合金的屈服强度为338 MPa。强化机制分析表明:T相析出强化以及Mg溶质原子的固溶强化和细晶强化分别对合金屈服强度贡献了284.8 MPa、55.6 MPa、12.2 MPa,说明了Al-Mg-Zn-Cu合金的主要强化机制为析出强化。