7075-T73511铝合金热处理工艺研究

通过正交试验分析不同的热处理制度对7075铝合金力学性能及电导率的影响规律,解决了7075铝合金热处理后力学性能与电导率难以同时满足标准的问题。研究结果表明,二次固溶时间对7075合金的电导率影响最大。在满足标准的前提下,最佳处理工艺为:预应变1%+二次固溶462℃×150 min+双级时效(105℃×8 h+175℃×10 h),此时屈服强度为488MPa,抗拉强度为552 MPa,伸长率为16.5%,电导率为39.5%IACS。     

热处理形变对Cu-0.40Cr-0.15Zr合金性能的影响

研究了Cu-0．49Cr-0.15Zr合金，在950℃固溶1h，淬火后，然后拉拔至3mm，460℃时效，时效时间对材料的力学性能和导电性能的影响。根据试验结果，分析了在460℃时效时，Cu-0．40Cr-0．15Zr合金的强度、延伸率、导电率的变化。结果表明在经过固溶冷加工变形后在460℃时效2h，Cu-0．40Cr-0．15Zr合金的抗拉强度、延伸率、电导率分别达515MPa，22％，81％IACS，满足高强高导Cu-Cr-Zr合金的应用要求。     

热处理工艺对Cu-Ni-Si合金组织与性能的影响

采用3种不同的工艺(直接在450℃下进行时效处理;80%冷轧,然后在450℃下进行时效处理;600℃/8 h高温预时效+80%冷轧+780℃/2 min+450℃/16 h终时效)对固溶处理后的Cu-2.0Ni-0.34Si-Mg合金进行形变热处理,研究形变热处理工艺对该合金的组织与硬度及电导率的影响。结果表明:采用第3种工艺对合金进行形变热处理,由于其中的短时高温预处理可以获得溶质原子充分固溶的过饱和固溶体,因此终时效后的合金具有最佳的综合性能,显微硬度为180 HV,相对电导率为49.8%IACS,伸长率为13%。合金的平均晶粒尺寸约为20μm,主要析出强化相为δ-Ni2Si。     

烧结温度与时效工艺对Cu@Fe复合粉末制备Cu-Fe合金组织与性能的影响

采用化学镀铜法制备Cu包覆Fe的50Cu@50Fe复合粉末,粉末经过模压成形和850～1 050℃氢气气氛烧结,得到50Cu-50Fe合金,然后对合金进行冷轧变形和固溶及时效热处理,研究烧结温度以及时效温度和时效时间对50Cu-50Fe合金组织、抗拉强度及电导率的影响。结果表明,用50Cu@50Fe复合粉末制备的Cu-Fe合金组织均匀,合金的相对密度和抗拉强度随烧结温度升高而提高。在1 050℃烧结1 h的50Cu-50Fe合金相对密度达到95.5%,抗拉强度为392 MPa。烧结态合金经冷轧变形和固溶处理,相对密度提升到99.4%,抗拉强度为422MPa,电导率为18.11IACS%。再经过450℃时效4h后,Cu基体中析出大量弥散分布的球形富Fe相颗粒,合金的抗拉强度达到492 MPa,电导率为39.11IACS%。当时效温度高于450℃时,富Fe相颗粒在Cu基体的晶界处聚集长大,导致50Cu-50Fe合金力学性能降低。经过550℃/4 h时效后,50Cu-50Fe合金的抗拉强度为422 MPa,电导率为45.22 IACS%。     

Cu-Cr-In合金形变热处理过程的组织与性能演变研究

对Cu-0.70Cr-0.15In合金在形变热处理过程中的显微组织及电导率、抗拉强度等演变规律进行了研究。合金铸态组织中,在α相周围不连续分布着(α+Cr)共晶体,In均匀分布于α基体相中;合金在低于500℃时效,依然能清晰保持着时效前冷变形组织形貌,550℃时效120 min后可观察到少量的再结晶组织。结果表明,在经过1000℃×60 min的固溶处理及应变ε为80%的冷变形工艺后,合金在450℃×60min时效后具有最优的电导率和抗拉强度综合性能,其电导率和抗拉强度分别达到81.41%IACS和544 MPa,延伸率δ为13%。合金时效后再经过45%的冷变形,其抗拉强度得到迅速提升,达到641 MPa,电导率和延伸率分别仍可维持在81.2%IACS和4.5%。软化温度测试结果表明,合金时效态和"时效+冷变形"态的软化温度分别为525和440℃。     

冷轧变形对CuNiCoSi合金组织和性能的影响

为通过形变热处理进一步提高CuNiCoSi合金的力学性能，对去应力热处理后1.0 mm厚的Cu-1.6Ni-1.2Co-0.6Si（质量比）合金带材分别进行了不同变形量的冷轧、固溶、时效和进一步冷轧，研究了固溶前和时效后冷轧对合金组织和性能的影响。结果显示：固溶前的冷轧变形量越大，固溶后晶粒组织越细，且这种晶粒组织可在时效后、时效+轻度冷轧后保留，从而提高合金强度，但韧化效果不明显。时效后冷轧可进一步提高CuNiCoSi带材的强度，对电导率影响不大，但塑性明显降低。通过冷轧-短时固溶-时效-冷变形组合处理，预期可获得屈服强度≥850 MPa、电导率≥40%IACS（国际退火铜标准）的CuNiCoSi合金带材。     

热处理对热加工态TB2钛合金显微组织及力学性能的影响

研究了常规固溶+时效、双时效及固溶+预时效+时效处理对热加工态TB2钛合金显微组织及力学性能的影响。显微组织研究表明:通过增加低温预时效工艺,可以使经热处理后的TB2钛合金中析出的次生α相较经常规固溶+时效处理后的更加均匀、细小。力学性能分析表明:经常规固溶+时效处理后,TB2钛合金的塑性较好,但强度偏低;双时效处理可以提高TB2钛合金的强度,但塑性较差;固溶+预时效+时效处理后,TB2钛合金的强度与塑性匹配良好。进一步热处理工艺研究表明:经780℃×1 h/AC+350℃×6 h/AC+560℃×8 h/AC热处理后,TB2钛合金的强度与塑性达到最优匹配,抗拉强度为1 190 MPa,延伸率为14%。     

IC引线框架用高强高导Cu-Cr-Zr合金时效特性研究

利用力学性能测量和透射电镜观察分析等手段，研究了固溶、时效热处理制度对Cu-Cr-Zr合金组织和性能的影响，讨论了合金强化和高电导的机制。结果表明：Cu-0．55Cr-0．15Zr（ω／％）合金经固溶淬火、70％冷轧、450℃ 4h时效后，σb=495MPa、σ2=420MPa、δ=17．5％、相对电导率81％IACS，合金高强高导。     

Al-5.87Zn-2.07Mg-2.42Cu合金形变热处理过程的组织与性能演变

通过维氏硬度试验、力学性能试验以及透射电镜观察,研究了Al-5.87Zn-2.07Mg-2.42Cu合金在最终形变热处理(固溶—预时效—变形—终时效)过程中的组织演变和力学性能,并优化出最适宜的工艺制度。结果表明,Al-5.87Zn-2.07Mg-2.42Cu合金最适宜的形变热处理工艺为480℃/1 h+100℃/8 h+30%+120℃/10 h。100℃/8 h预时效处理后,合金基体内弥散析出大量细小的沉淀相。经30%冷变形引入位错后进行120℃/10 h终时效处理,析出相数量增多且尺寸增大。最终形变热处理后合金的硬度、抗拉强度和屈服强度分别为200 HV、645 MPa和621MPa,分别比T6态合金的增加了19 HV、67 MPa和110 MPa。     

不同处理工艺对Cu-Cr-Zr-Mg合金组织与性能的影响

用拉伸性能、硬度、电导率测量以及金相、XRD物相分析和电子显微分析技术研究了固溶—时效和固溶—冷轧变形—时效两种工艺条件下Cu—Cr—Zr—Mg合金组织和性能的变化。结果表明，固溶后时效，固溶体分解析出单质Cr粒子，合金有很强的时效强化效果；固溶—冷轧变形后再时效，除时效析出外，固溶体基体上还存在位错亚结构，合金的硬度、强度大幅度提高，电导率仍保持在较高的水平，但合金的塑性明显降低。在固溶后450℃，6h时效条件下，固溶后40％的冷轧变形使合金的硬度、抗拉强度、屈服强度和电导率分别提高了42．5％，47．7％，87．7％和6％，但延伸率下降了62％。     

双级时效制度对7150铝合金微观组织和性能的影响

采用拉伸测试、电导率测试和透射电镜等手段研究了双级时效制度对7150铝合金的力学性能、电导率和微观组织的影响。结果表明:在本研究范围内,第一级时效制度对合金的力学性能和电导率影响不大;合金经过120℃/8h+160℃/6h,可以达到与单级峰时效处理相当的抗拉强度,并且电导率有明显提高;第二级时效温度为168℃时效时,相比在160℃进行第二级时效,合金在具有同等电导率水平时,损失的强度相对较多,但时效时间明显变短;120℃/8h+160℃/32h双级时效后,合金的抗拉强度为560MPa,屈服强度为520MPa,延伸率为11.5%,电导率22.7MS.m-1,晶内沉淀析出相以η′和η为主,晶界析出相完全断开。     

时效制度对工业规格喷射成形7055铝合金组织和性能的影响

采用全自动控制往复喷射成形工艺制备大规格7055铝合金锭坯。锭坯经热挤压和双级固溶处理后,在不同时效工艺条件下进行双时效处理,测定时效态合金的抗拉强度(σb)、屈服强度(σ0.2)、伸长率(δ)、硬度(HRB)和电导率(γ),并观察其微观组织,研究时效制度对合金组织和性能的影响,并与120℃/24 h单级时效的合金样品进行性能对比。结果表明,锭坯经120℃/24 h时效处理后获得最高强度,抗拉强度(σb)高达725 MPa,屈服强度(σ0.2)为685 MPa,伸长率(δ)10.0%,硬度为96 HRB,电导率为30%IACS;双级时效后获得较好的塑性和抗应力腐蚀能力,但强度较低,且随着二级时效温度升高和时效时间延长,合金强度下降,伸长率增加,电导率提高。通过对正交实验结果进行分析,确定最佳双级时效处理工艺为:120℃/8 h+170℃/8 h,其综合性能最佳,σb、σ0.2和δ分别达到659 MPa、630 MPa和11.7%,硬度和电导率分别为95 HRB和39%IACS。与单级时效处理相比,电导率提高30%,抗应力腐蚀性能显著改善。     

人工时效前停放时间对7055铝合金挤压管显微组织与性能的影响

采用维氏硬度试验,室温拉伸试验,电导率测试,慢应变拉伸试验和透射电镜等方法,对人工时效前室温停放不同时间的7055铝合金管材的力学性能、电导率、耐应力腐蚀性能和微观组织进行了研究.结果表明:在人工时效前进行室温停放,7055铝合金的晶内会预先析出GP区,为后续人工时效中的η相和η'相的析出提供形核的核心,从而有效地提高合金的力学性能和电导率.人工时效前室温停放6.5 h,7055铝合金的抗拉强度达到最大值即677.9 MPa,电导率和延伸率分别为29.8 % IACS和14.9 %.继续延长室温停放时间,合金的抗拉强度降低,电导率不断增大.在室温停放48 h时,合金的抗拉强度达到649.7 MPa,延伸率为10.6 %,电导率为36.8 % IACS,此时合金的综合性能达到较优.      

固溶时效对上引拉铸Cu-0.3Cr-0.1Zr组织性能的影响

用扫描电镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、涡流电导率测量仪和万能试验机测试分别测量了上引拉铸拉拔之后固溶时效对Cu-0.3Cr-0.1Zr合金抗拉强度及导电率性能的影响,用金相显微镜观察不同拉拔加工率下固溶的显微组织.并探讨了合金的强化机理.结果表明:上引Cu-0.3Cr-0.1Zr合金铸锭经过75％冷拉变形后固溶其组织和力学性能较好.经时效后的固溶态Cu-0.3Cr-0.1Zr合金,抗拉强度和导电率迅速上升,随着时间时间的延长,其抗拉强度达到峰值后呈下降趋势,而导电率则继续上升.Cu-Cr-Zr合金析出强化的重要因素是大量共格弥散的析出相,以共格强化机制估算的强化值423MPa与实验结果415MPa相近.     

Effect of processing and heat treatment on behavior of Cu-Cr-Zr alloys to railway contact wire

A new series of Cu-Cr-Zr alloys to be used as railway contact wire, Cu-0.26 wt pct Cr-0.15 wt pct Zr, Cu-0.13 wt pct Cr-0.41 wt pct Zr, and Cu-0.34 wt pct Cr-0.41 wt pct Zr, were studied. The results indicated that processing and aging treatment had an effect on the microstructure, tensile strength, and electrical conductivity behavior of the Cu-Cr-Zr alloys. Process I (solution treatment + cold work + aging) was superior to process II (cold work + solution treatment + aging), because precipitation can occur heterogeneously at the dislocations and subcells. An appropriate processing and aging treatment may improve the properties of the alloys due to the formation of fine, dispersive, and coherent precipitates within the matrix. It is demonstrated that the best combination of tensile strength and electrical conducitivity, on the order of 599 MPa and 82 pct IACS (International Annealed Copper Standard), respectively, can be obtained in alloy Cu-0.34 wt pct Cr-0.41 wt pct Zr in the solution-heat-treated, cold-worked, and aged condition. The mechanism of tensile and conductive properties of Cu-Cr-Zr alloy is also discussed.     

预时效对汽车用6082合金性能的影响

采用拉伸试验机、扫描电镜、EDS等分析手段,研究不同预时效制度对6082合金挤压材性能的影响。结果表明,在室温下停放28d,未预时效试样强度提高35MPa左右,而预时效处理后室温停放性能变化不大;室温停放后进行人工时效处理,未预时效试样强度最低,经180℃×5min预时效的试样强度最高。DSC结果显示室温下长时间放置,减少了β″前驱相的形成,故人工时效后强度低。而预时效处理促进β″前驱相的形成,人工时效处理后强度提高幅度大,随着预时效温度的提高,β″相析出温度逐渐降低。     

微量稀土钇对Cu-Cr-Zr合金时效性能的影响

研究了微量稀土钇对Cu-Cr-Zr合金时效后导电率和显微硬度的影响。结果表明:Cu-0.41Cr-0.10Zr合金在950℃固溶1 h后,在480℃时效2h能获得较高的显微硬度和导电率;时效前冷变形可加快第二相的析出,使其性能得到显著提高。固溶后经60%变形后于480℃时效1 h其显微硬度和导电率分别高达154.3HV和81.5%IACS,而固溶后直接时效时仅为110.2HV和65.2%IACS。微量稀土元素Y的加入,使Cu-0.39Cr-0.11Zr-0.041Y合金的显微硬度较Cu-0.41Cr-0.10Zr合金高9HV,而导电率略有降低。     

预时效制度对6016铝合金机械性能和析出相的影响

通过第一性原理计算、硬度测试、拉伸测试、X射线衍射（XRD）以及透射电镜（TEM）等手段研究了预时效处理对6016合金机械性能以及析出行为的影响.结果表明:预时效处理能够抑制自然时效的负作用, 其中110 ℃×10 min预时效处理能够显著抑制板材的自然时效, 使板材保持良好的成形性（σ_0.2: 109.65MPa）; 预时效能够提高烤漆强化效应, 110 ℃×10 min预时效处理的烤漆性能较优（σ_0.2:212.29 MPa）, 且随着预时效时间的增加和温度的升高, 烤漆强化效应降低; 不同预时效处理并不能改变基体中相的成分, 主要为α-Al和Mg₂Si 2种相,且随时间的增加和温度的升高, Mg₂Si相略微增多; 预时效处理后的试样在烤漆之后有更多针状的β"相析出且机械性能更好, 这与第一性原理计算的β序列的理化性质相符合.      

高强导电Cu?3Ti?0.1Mg?0.05B?0.05La合金的微观组织与性能

采用真空熔铸和冷开坯工艺,通过优化形变热处理工艺,调控基体晶粒尺寸、第二相的析出及分布状态,制备出综合性能优异的Cu?3Ti?0.1Mg?0.05B?0.05La合金。结果表明,经过400 ℃/2 h一次时效处理后,Cu?3Ti?0.1Mg?0.05B?0.05La合金的显微硬度可达356 HV,此时导电率为14.5%IACS。透射电镜分析表明,Cu?3Ti?0.1Mg?0.05B?0.05La合金第二相的析出演变规律为富Ti相→颗粒状β′-Cu₄Ti相→颗粒状β′-Cu₄Ti相+片层状β-Cu₄Ti相→片层状β-Cu₄Ti相,其中颗粒状β′-Cu₄Ti相是最重要的强化相,片层状β-Cu₄Ti相会导致合金强度下降,但可以提高导电率。采用二次时效能够进一步优化Cu?3Ti?0.1Mg?0.05B?0.05La合金的综合性能,在合金强度基本不变的条件下,显著提升了合金的导电率。450 ℃/8 h一次时效+50%冷轧+400 ℃/1 h二次时效处理后合金的显微硬度和导电率分别达到了341 HV和20.5%IACS。      

Effect of Natural Aging and Cold Working on Microstructures and Mechanical Properties of Al-4.6Cu-0.5Mg-0.5Ag alloy

This research investigates the effects of natural aging and cold working prior to artificial aging on microstructures and mechanical properties of Al-4.6Cu-0.5Mg-0.5Ag alloy. Mechanical properties relative to microstructure variations were elucidated by the observations of the optical microscope (OM), differential scanning calorimeter (DSC), electrical conductivity meter (pct IACS), and transmission electron microscopy (TEM). The results showed that natural aging treatment has little noticeable benefit on the quantity of precipitation strengthening phases and mechanical properties, but it increases the precipitation strengthening rate at the initial stage of artificial aging. Cold working brings more lattice defects which suppress Al-Cu (GP zone) and Mg-Ag clustering, and therefore the precipitation of Ω phase decreases. Furthermore, more dislocations are formed, leading to precipitate the more heterogeneous nucleation of θ′ phase. The above-mentioned precipitation phenomena and strain hardening effect are more obvious with higher degrees of cold working.