自然时效对Al-Zn-Mg合金型材抗应力腐蚀性能的影响

采用电导率实验与慢应变速率拉伸实验研究自然时效对Al-Zn-Mg合金型材应力腐蚀断裂的影响,通过扫描电镜、透射电镜等显微组织分析揭示其性能变化的机理。结果表明:Al-Zn-Mg合金型材的电导率随着自然时效时间的延长呈下降趋势,停放至28 d左右基本达到稳定状态,稳定后合金的内、外表层电导率分别为32.20(IACS)%与31.50(IACS)%。自然时效后再进行人工时效((90℃,12 h)+(169℃,11 h)),Al-Zn-Mg合金型材的抗拉强度(R_m)随自然时效时间的延长而显著降低,但合金的抗应力腐蚀性能明显提高;自然时效后,合金内晶界无沉淀析出带变宽(PFZ),晶界析出相尺寸与间距变大。     

时效工艺对7A85铝合金力学和晶间腐蚀性能的影响

采用拉伸试验、晶间腐蚀实验、透射电镜观察等方法,研究时效工艺对7A85铝合金显微组织、力学性能和晶间腐蚀行为的影响。结果表明:7A85铝合金的T6态晶内分布着大量细小而弥散的GP区和少量η′相,晶界上析出相(η相)连续分布,无明显的无沉淀析出带(PFZ);T73态晶内析出相尺寸和间距都变大,晶界析出相长大粗化、呈不连续分布,PFZ带宽化,具有良好的抗晶间腐蚀性能,但强度略低;回归再时效处理后的7A85铝合金具有与T6态相似的晶内组织和与T73态相似的晶界组织,合金的抗拉强度及电导率分别为731.7MPa和36.5%(IACS),即合金同时具有较好的强度和抗腐蚀性能。合金的晶间腐蚀敏感性与晶界析出相和无沉淀析出带有关,晶界析出相尺寸越大,分布越不连续,PFZ越宽,合金腐蚀敏感性越小。     

单级时效对7050铝合金力学性能及晶间腐蚀性能的影响

采用硬度测试、恒温浸泡方法、金相和透射电镜技术研究不同温度不同时间的单级时效处理对7050铝合金的力学性能和晶间腐蚀性能的影响.结果表明:当时效温度由120℃升高至180℃时,合金时效硬化响应速度明显加快,合金进入过时效状态所需的时间缩短.合金在120℃峰时效时,随时效时间的延长,析出相的粗化、晶界的宽化和无沉淀析出带出现缓慢,合金的硬度能长时间维持在较高水平.合金的晶间腐蚀敏感性与晶界析出相和无沉淀析出带(PFZ)的特征有关;晶界析出相呈链状分布时合金的腐蚀敏感性强,晶界析出相大,分布不连续,PFZ的宽化,则合金的腐蚀敏感性低.     

固溶-时效对Al-Zn-Mg-Sc-Zr合金板材组织与性能的影响

采用力学性能、电导率测试、金相和电子显微分析技术,研究固溶-时效处理对Al-Zn-Mg-Sc-Zr铝合金板材组织与性能的影响。结果表明:Al-Zn-Mg-Sc-Zr合金板材的最佳热处理制度为(470℃,1 h,水淬)+(120℃,24 h);在此条件下,合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率、硬度和电导率分别为587 MPa、564 MPa、8.95%、155HB和34.5%(IACS);固溶过程中,适当提高固溶温度或延长固溶时间,合金中过剩相逐渐减少,基体过饱和程度增加;时效过程中,固溶体析出η′(MgZn2)和η(MgZn2)相,随时效时间延长,晶内析出相η′粗化,晶界上平衡相也粗化,与此同时,晶界无析出带宽化;合金的高强度来源于微量Sc、Zr引起的亚晶强化、Al3(Sc,Zr)粒子和η′相的析出强化。     

时效处理对喷射成形7075合金晶间腐蚀的影响

采用拉伸试验、电镜观察和晶间腐蚀(IGC)试验,研究回归再时效(RRA)处理对喷射成形7075合金组织形貌、力学性能和晶间腐蚀性能的影响,并与T6峰值时效、T73过时效进行对比分析。结果表明:经T6处理后,晶内大量细小弥散的η′相使合金的抗拉强度达到760 MPa,但晶界处连续分布的η相和窄小的晶界无析出带(PFZ)使合金抗晶间腐蚀性能变差,晶间腐蚀深度达131.4μm;经T73处理后晶界η相断开及PFZ大幅增宽可改善合金的耐蚀性,晶间腐蚀深度仅为2.0μm,但晶内η′相粗化及体积分数的减小使合金抗拉强度大幅下降,仅为676MPa;采用(120℃,24 h)+(200℃,10 min)+(120℃,24 h)的RRA处理后合金晶内η′相再次大量析出,致使抗拉强度达758 MPa,略低于T6态的抗拉强度,而晶界处断续分布的η相和宽度略增的PFZ使合金抗晶间腐蚀性能也显著改善,晶间腐蚀深度为16.8μm,与经T73处理后的接近。     

双级时效对7085铝合金组织和性能的影响

采用硬度、电导率、力学拉伸、慢应变速率拉伸试验及透射电镜等测试分析方法,研究双级时效对7085铝合金组织和性能的影响。结果表明:预时效热处理主要析出相为GP区和η′相,预时效时间对合金硬度和电导率的影响较小。随着第二级时效时间的延长,合金的抗拉强度和屈服强度先增大后减小,电导率和抗应力腐蚀性能提高,晶界析出相由连续分布变为非连续分布。第二级时效温度越高,合金强度随时效时间的延长,降低得越显著。采用(110℃,6 h)+(160℃,12 h)双级时效热处理,合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率及电导率分别为515MPa、487MPa、11.7%、38%(IACS)。     

时效制度对含钪超高强铝合金晶间腐蚀和剥落腐蚀的影响

通过晶间腐蚀、剥落腐蚀和电化学腐蚀试验,结合扫描电镜和透射电镜等分析手段,研究了含钪Al-Mg-Zn-Cu-Zr合金在不同时效状态下的的晶间腐蚀和剥落腐蚀行为。结果表明,合金抗晶间腐蚀和剥落腐蚀能力随着时效时间的延长而提高,在4.0mol/L NaCl+0.1mol/L HNO3+0.4mol/L KNO3(EXCO)溶液中测试的极化曲线也表现出相同的趋势。透射电镜观察表明,晶界析出相和晶界无沉淀析出带(PFZ)是影响合金腐蚀性能的主要因素。随着时效时间的延长,非平衡相η′和S′相逐渐向平衡相η和S相转变,晶界析出相粗化并呈链状分布,PFZ变宽。晶界粗大平衡相的不均匀分布和PFZ阻断了腐蚀的阳极通道,使合金的腐蚀敏感性降低。     

第二级时效工艺对7E49铝合金组织性能的影响

研究了第二级时效工艺对7E49铝合金硬度、导电率、拉伸性能和抗剥落腐蚀性能的影响，分析了合金时效析出相与断口形貌的演变规律。研究结果表明：随着第二级时效温度的升高或时间的延长，合金析出相以η′相和η相为主，晶内析出相尺寸增大，晶界析出相呈现断续分布，相间距增大，晶界无析出带(PFZ)变宽；合金强度降低但抗剥落腐蚀性能提高，韧性和塑性增强，断裂模式由脆性断裂演变成韧性断裂。第二级时效工艺分别为150℃(8～48)h、160℃(6～36)h和170℃(2～16)h时，合金屈服强度都在450 MPa以上，剥落腐蚀评级EA级以上，能够满足产品性能需求。     

热锻对喷射成形7055铝合金组织性能的影响

利用喷射成形技术制备了7055高强铝合金。借助拉伸性能测试,电化学工作站、金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM) 等手段研究了热锻对挤压合金显微组织和性能的影响。结果表明：挤压合金的纵向抗拉强度达到642 MPa,屈服强度达到598 MPa,而锻造合金的抗拉强度和屈服强度却下降了,但延伸率、电导率和硬度有所上升,断口形貌均体现为韧性断裂;合金的主要元素在晶界和晶内的分布没有明显差别,但有所波动,且锻造后合金元素波动更明显;合金经过时效后晶内都均匀分布着GP区和η＇析出相,晶界η析出相则是断续的点状分布,但锻造后晶内析出相粗化,晶界析出相变多;锻造合金的耐蚀性比挤压合金有所提升。     

Al-Zn-Mg-Cu-Zr-0.2Sc合金的淬火敏感性

采用透射电镜组织观察、DSC分析和硬度测试,研究了室温水、沸水和空气3种淬火冷却介质对Al-9.0Zn-2.5Mg-2.0Cu-0.15Zr-0.2Sc铝合金硬度和微观组织的影响。结果表明,采用室温水冷淬火T6时效后合金硬度最高、晶内细小弥散析出相最多、粗大平衡相最少,晶界无析出带(PFZ)基最窄;采用空冷淬火,T6时效后合金硬度最低、晶内析出的粗大平衡相最多,其周围约有50 nm宽的PFZ,合金的晶界PFZ最宽。Sc对合金淬火敏感性的影响取决于其抑制合金再结晶程度与Al3(Sc,Zr)粒子的分布。     

淬火速率对含Sc(Zr)高强韧Al-Zn-Mg-Cu合金微观组织和力学性能的影响

通过末端淬火实验(JEQ)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)研究一种热挤压Al-Zn-Mg-Cu-Sc-Zr棒材的淬火敏感性。结果表明:随着距离淬火端越远,冷却速率从1800℃/min下降至111℃/min,合金硬度从150 HB下降至133 HB,抗拉强度从430 MPa下降至375 MPa。当冷却速率为131.2℃/min时,合金的硬度为135 HB,合金淬透深度约为93mm。随着冷却速率的降低,端淬时远离淬火端位置,平衡η相先后在晶界、晶内处析出、长大、粗化;时效后,析出的η′强化相的数量减小;时效后,合金内出现无沉淀析出带(PFZ),晶界的PFZ变宽,宽化至160 nm。     

Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金型材的回归再时效析出行为研究

采用拉伸试验、硬度测试、电导率测试和透射电镜分析等方法研究了Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金型材在180℃回归再时效阶段的析出行为。结果表明,合金在回归处理开始阶段,大部分的GPI区和部分尺寸细小的η’相迅速回溶到基体,合金的强度和硬度值降低至最小值;随着回归时间的延长,晶内析出了高温稳定性更好的η’相和GPII区,合金的强度和硬度值升高;进一步延长回归处理时间,合金中部分的η’相开始转变为η相,合金的强度和硬度值略有下降。再时效阶段,合金在较低的温度继续析出GPI区和较小尺寸的η’相,合金的强度和硬度值小幅增大。     

含Sc超高强Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金的回归再时效处理制度

采用透射电镜分析、力学拉伸性能测试和电导率测试, 研究不同回归再时效(RRA)处理制度对含Sc超高强Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金组织与性能的影响.结果表明:采用120 ℃,24 h预时效+180 ℃,30 min回归处理+120 ℃,24 h终时效的RRA处理工艺,可以使合金获得理想的力学性能和抗应力腐蚀性能;与T6态相比,该工艺获得的合金强度仅略微下降,而电导率则大大提高;含Sc超高强Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金经RRA处理后,晶内含大量均匀细小的η'相和少量的η平衡相,合金晶界处的平衡相粗化明显,呈现断续、孤立分布;与T6态处理的合金相比,无沉淀析出带变宽;其晶内析出相与T6峰值时效态的类似,晶界组织与双级过时效态的组织类似.     

单级时效制度对7150铝合金组织和性能的影响

通过硬度测试、电导率测试、室温拉伸性能测试和显微组织观察(TEM),研究了7150铝合金在单级时效处理过程中时效温度和时效时间对其合金组织和性能的影响.结果表明,7150铝合金有很强的时效强化效应,时效初期,合金硬度迅速上升;单级时效处理的温度越高,合金达到峰时效所需的时间越短.120℃时效时,28 h合金达到硬度峰值;140℃时效时,合金12 h达到硬度峰值;合金在120℃和140℃时效时,过时效现象不明显;电导率随时效时间的延长而不断上升,时效温度越高,电导率的增长速率越快;120℃峰时效时合金基体内有大量细小相析出,晶界析出相呈连续分布;在120℃进行过时效处理,合金粗大析出相数量明显增加,晶界析出相呈不连续分布,但合金的硬度、抗拉强度和屈服强度下降不大,伸长率有所下降.     

时效工艺对7150铝合金组织和性能的影响

采用力学性能试验、硬度测试、光学显微镜、透射电镜等研究了7150铝合金分别经120℃初级时效和160℃二级时效处理后的显微组织和力学性能。结果表明:在120℃初级时效4 h后,合金具有明显的强化效应,强度达到620 MPa,硬度达到193 HV1,随后趋于稳定。时效时间延长至24 h,强度略有降低,硬度增加不大,合金晶内的析出相细小且弥散,晶界析出相连续分布。160℃二级时效12 h后,强化效果更优,强度达到670 MPa,硬度达到209 HV1,晶界析出相呈断续状分布;当二级时效时间延长至24 h,晶内及晶界处的析出相均长大,强度略微降低。     

双级时效对AA7050合金组织和性能的影响

研究了双级时效的预时效阶段及高温短时回归时效处理对AA7050合金组织和性能的影响。结果表明,AA7050合金时效硬化效果明显,预时效温度越高,硬化速率越快;在不高于135℃下时效,具有较好的抗过时效能力。135℃下预时效12 h后,晶内组织以GP区为主,且晶界平衡相细小连续,无明显晶界无析出带,合金强度处于亚峰值状态。170℃高温二级时效处理时,随时效时间延长,合金强度先上升后下降;时效2 h时,综合力学性能最佳,晶内主要强化相为GP区和η’相,晶界为不连续的η相,伴随10～20 nm的晶界无析出带,随二级时效时间延长,晶内η’相大量向η相转化,强度迅速下降。     

新型Al-Zn-Mg-Cu合金型材回归再时效处理的组织与性能

采用拉伸、硬度、电导率测试和透射电镜分析等方法研究了不同回归处理工艺对Al-Zn-Mg-Cu合金型材组织与性能的影响。结果表明,采用120℃×24 h+180℃×45 min+120℃×24 h回归再时效处理后,合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率和电导率分别为613.5 MPa、599 MPa、11.1%和39.2%IASC。与T6态相比,合金在抗拉强度和伸长率相当的情况下,屈服强度和电导率显著提高,合金的抗应力腐蚀性能明显改善。合金晶内为细小的η’相和η相,晶界沉淀相断续分布,伴有较窄的晶界无析出带。     

RRA处理对超高强铝合金微观组织与性能的影响

采用硬度、电导率测试、DSC热分析及TEM观察等手段,研究了回归再时效处理对一种新型低频电磁铸造超高强铝合金组织与性能的影响.研究发现:合金在120℃时效24 h后具有较高的硬度和强度水平.合金合宜的回归再时效处理工艺为120℃、24 h预时效,180、60 min回归,之后120℃、24 h再时效.在此条件下,合金的抗拉强度、屈服强度、延伸率和电导率(IACS)分别为721 MPa、700 MPa、8.1%和34.5%.TEM观察表明:回归再时效过程中合金性能的变化与其微观组织的演变密切相关;回归初期,GP区和η相的回溶导致合金硬度下降;随后,η和η相的析出使硬度重新上升至峰值;最后,η相转变成η、以及η相粗化引起硬度单调下降;再时效后析出的η相提高了合金的强度、硬度和电导率.     

时效对Al-Zn-Mg-Mn-Zr-Cr-Y合金挤压材组织与性能的影响

采用硬度和拉伸力学性能测试以及TEM组织观察分析,研究了一种中强可焊Al-Zn-Mg-Mn-Zr-Cr-Y合金的时效制度与组织性能的关系。结果表明,该合金合适的单级时效温度为120℃,且随着时效时间的延长具有二次强化现象,出现峰值的时间分别在24 h和72 h。产生强化的主要原因为GP区的形成和η'相的析出。时效第一峰处合金有较好的综合力学性能,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为445 N/mm~2、350 N/mm~2、15.3%。该合金最佳的双级时效制度为120℃6 h+145℃10 h,经其处理后的抗拉强度、屈服强度、伸长率分别为447 N/mm~2、359 N/mm~2、17.2%,双级时效使合金的伸长率有所提高。合金晶内析出相主要为η'强化相,晶界上出现不连续分布的平衡相和较窄的无析出带(PFZ)。     

7050铝合金淬火特性与微观组织

采用温度数据采集系统采集得到盐浴炉等温保温过程中试样的温度变化曲线,通过硬度和电导率测试测定7050铝合金的时间-温度-性能(TTP)曲线。采用透射电镜和热分析仪对7050铝合金进行显微组织观察和分析。结果表明:合金TTP曲线鼻温大约在320℃,孕育期约为1.7 s。合金的淬火敏感温度区间为230~410℃,且在此温度区间内,合金硬度随时间的延长而迅速下降。等温保温过程中,合金晶内淬火平衡η相主要依附于晶内Al3Zr等弥散相和细小Al2Cu相形核长大;且随着保温时间延长,淬火析出相的体积分数逐渐增加,晶界析出相趋向于连续分布,无析出带逐渐宽化。等温保温合金经时效后,晶内析出GPⅡ区及η-相数量随着等温保温时间的延长逐渐减少,使得合金性能降低,合金表现出一定淬火敏感性。