微量Sc、Zr及形变热处理对Al-Mg-Si合金组织与性能的影响

采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)观察和硬度、导电率、力学性能检测等方法,研究了微量Sc、Zr及形变热处理对Al-Mg-Si合金组织与性能的影响。结果表明:添加质量分数分别为0.22%Sc和0.05%Zr的Al-Mg-Si合金铸态组织得到显著细化,枝晶组织基本得到消除;在350℃时效过程中,有大量的次生Al3(Sc,Zr)沉淀相析出,强烈地阻碍了位错运动和亚晶界迁移,显著强化了合金;在150℃时效过程中,有Mg2Si强化相析出,进一步强化合金;经600℃固溶+350℃时效+90%轧制变形+150℃时效的形变热处理工艺后,新型Al-Mg-Si-Sc-Zr合金的抗拉强度、硬度和导电率分别达到312 MPa、99 HV0.5和55.4%IACS,综合性能良好。     

Zr元素对耐热铝合金导线组织和性能的影响

采用显微组织观察、力学性能测试、热保持性能测试、导电性能测试等方法,研究了Zr含量对Al-0.1Er合金导线显微组织和性能的影响。结果表明:Al-0.1Er合金中Zr添加量较少时(≤0.15wt%),Zr以固溶原子形式存在。随着Zr含量的增加,试样的强度和热保持性能逐渐升高,伸长率和导电率逐渐降低。当Zr含量达到0.2wt%时,Al_3Zr相析出,晶粒细化,试样强度继续增强,热保持性能下降,伸长率和导电率回升。经过210℃×4 h时效处理后,Al-0.1Er-0.05Zr合金导线导电率达到了60.13%IACS,耐热性能在280℃条件下,强度保存率在90%以上,达到超耐热铝合金导线导电性能和耐热性能要求。     

时效工艺及镁硅含量对Al-Er-Zr-B合金性能的影响

试验研究了在Al-Er-Zr-B合金中加入不同含量Mg、Si元素及时效工艺对其性能的影响。结果表明,随着添加的Mg、Si总量的增加,合金的抗拉强度提高而导电率下降;提高时效温度会使合金的强度显著下降、导电率上升。210℃以下时效试样经热保持后,由于β″相转变为β'相或β相导致强度热保持率低;继续提高时效温度后这种转变带来的影响减弱,并且热保持过程中由于再结晶受到Zr B2和含Er相的抑制,热保持率已接近90%。时效温度为210℃时Mg、Si总质量分数为0.8%的试样抗拉强度和导电性匹配很好。     

Nd含量对Mg-6Gd-2.5Y-0.5Zr合金显微组织和力学性能的影响

通过金相观察、X射线衍射、透射电镜、硬度测试和拉伸性能测试等实验方法,研究添加不同含量的Nd元素对Mg-6Gd-2.5Y-0.5Zr合金的显微组织、时效硬化行为以及峰值时效下力学性能的影响。结果表明:随着Nd含量的增加,铸态合金中第二相Mg_5(Gd/Y)和Mg_(24)(Gd/Y)_5的含量显著增加,合金经固溶淬火后,时效强化现象越来越显著,峰值时效时间缩短,峰值时效硬度明显增加。当Nd元素的含量为1.0%(质量分数),合金的力学性能最佳,Mg-6Gd-2.5Y-1Nd-0.5Zr的抗拉强度为289 MPa,屈服强度为241 MPa。时效硬化行为和峰值时效力学性能得到改善,其主要是因为加入Nd元素后,在α-Mg基体中形成大量的β′相,且β′相明显细化,β′相的形貌也发生改变。     

化学成分对Al-Mg-Si合金组织及性能的影响

研究了合金化学成分对Al-Mg-Si合金导体材料微观组织和性能的影响。结果表明:对于Mg、Si含量不同的Al-Mg-Si导体材料,在时效过程中,其析出相的含量和尺寸不同。当Mg/Si原子比在1.5附近时,时效时析出更加完全,析出相含量最高,同时表现为强度、电学性能更加优异。对于Fe含量不同的导体材料,含Fe高的材料析出较快,析出相呈针状,在时效初期含量较高;但是含Fe较少的材料析出较慢,析出相呈棒状,在时效初期析出相含量很少。含Fe较少的样品在时效过程中强度较高;并且在时效后期导电率也比较好。     

人工时效对Al-Mg-Si铝合金导线导电性能和力学性能的影响

设计了不同Si、Mg含量的中强度Al-Mg-Si合金导线,研究了人工时效对中强度铝合金导线导电性能、力学性能和显微组织的影响。研究表明:人工时效后,Al-Mg-Si合金中析出Mg_2Si强化相和β-Al_9Fe_2Si_2相,β-Al_9Fe_2Si_2相使Mg_2Si形状得到钝化,降低了因应力集中导致的晶间腐蚀,从而降低电阻率,提高了抗拉强度。含Mg0.6%,Si0.4%,Cu0.6%,Fe0.13%的准4 mm铝合金导线,经过200℃×6 h时效处理后,导电率达到60.1%IACS,抗拉强度达到230MPa,均优于当前应用的准4 mm的中强度铝合金导线。     

挤压比对6201铝合金半固态连续挤压成形组织和性能的影响

研究了挤压比对6201合金线材的微观组织、力学性能和导电性能的影响.结果表明:随着挤压比的增大,T6态合金的强化相β'(Mg2Si)弥散质点的尺寸减小,弥散程度增加,合金线材的抗拉强度,延伸率和电阻率增大,其增大的趋势随着挤压比的进一步增加而逐渐减小;当挤压比一定时,随着在线固溶温度与时效温度的升高,线材的力学性能下降,导电性能升高.当挤压比为16.5～29.7,线固溶温度为520～540℃,时效温度为150～160℃时,合金力学性能和导电性能分别为:σb=310～328 MPa,δ=8.5%～10.3%,ρ=0.032 2～0.032 8nΩ·m,较好地满足Al-Mg-Si导线标准要求.采用合理的挤压比,可直接生产性能良好的铝合金导电线材.     

Mg-12Gd-2Y-Sm-0.5Zr合金抗蠕变性能

研究了时效态Mg-12Gd-2Y-Sm-0.5Zr合金显微组织和抗蠕变性能。结果表明:合金时效态组织由α-Mg,β'相和Mg_(41)Sm_5相组成;合金具有较好的高温力学性能和抗蠕变性能,在(200~250℃)/50MPa蠕变条件下,合金的蠕变激活能为113 k J/mol,在(250~300℃)/50MPa时合金蠕变激活能为162 k J/mol。     

微合金化对Al-Cu-Li-Zr合金拉伸性能和微观组织的影响

通过拉伸测试和TEM观察研究了Mg、Zn、Mn微合金化对Al-Cu-Li-Zr合金力学性能和微观组织的影响。结果表明:与基础合金相比,Mg、Zn、Mn微合金化的Al-3.1Cu-2.1Li-0.1Zr合金T6时效时的强度较高,峰值强度提高约40 MPa,且在低温T8时效时的时效响应速率明显加快,同时具有较低的各向异性。Al-Cu-Li-Zr合金的析出相为大量δ'相、T1相和少量θ'相。T6时效时,微合金元素的添加显著增大δ'相、T1相和θ'相的析出密度,且出现少量S'相。低温T8时效时,微合金元素的添加有效促进δ'相和T1相细小弥散地析出。     

化学成分对高强Al-Mg-Si合金组织和性能的影响

通过电子拉伸试验机、扫描电镜、透射电镜等研究了5种不同合金成分对高强Al-Mg-Si合金组织和性能的影响。结果发现,5种 Al-Mg-Si合金微观组织、力学性能以及导电性能都强烈依赖于合金中Mg和Si含量。随着Mg、Si含量的增加,合金的抗拉强度增加,同时导电率呈现下降的趋势。Al-0.7Mg-0.5Si和Al-0.6Mg-0.6Si相比,虽然两种合金的Mg、Si原子总量相当,但是由于Mg/Si比不同,导致二者微观组织明显不同,性能存在明显的差异。Ce微合金化使Al-0.7Mg-0.6Si-0.2Ce合金的力学性能和电学性能获得良好的匹配,175 ℃时效4 h的抗拉强度达到325 MPa,同时导电率达到56.2%IACS。     

Ag和Zr对Cu-Ag-Zr合金组织和性能的影响

用中频熔炼-铁模激冷铸造-热轧-冷轧-热处理工艺,制备了Cu-3Ag、Cu-0.2Zr和Cu-3Ag-0.2Zr三种成分的中强高导电铜合金.通过硬度、拉伸性能和电导率测试、金相与电子显微分析等方法,研究了固溶-时效工艺对上述合金力学性能、导电性能及其组织结构的影响和变化规律.结果表明,Ag和微量Zr的添加以及时效前的预冷变形能较显著提高铜的力学性能而不明显降低其导电性;Cu-Ag-Zr合金的高强度来源于Ag的固溶强化、β-Ag与铜锆化合物粒子的析出强化;高导电性则来源于合金在时效过程中大部分Ag和Zr分别以β-Ag与铜锆化合物粒子的形式析出,合金基体接近为高导电性纯铜.     

Al-(0.2-x)Si-xYb-0.04Zr合金的时效行为和导电性

利用Yb部分替换Al-0.2Sc-0.04Zr合金中Sc,通过对其室温硬度、拉伸性能和电阻率测试,研究了Al-(0.2-x)Si-xYb-0.04Zr合金的力学性能和导电性能。结果表明,合金具有明显的时效强化行为。Yb含量为0.05%、0.10%和0.15%的合金峰时效温度在330℃附近,而不含Sc的Al-0.2Yb-0.04Zr合金峰时效温度在280℃;相应的峰时效态抗拉强度分别为155、140、104和85 MPa。Yb(部分)替代Sc虽然降低了Al-0.2Sc-0.04Zr合金的力学性能,但提高了其导电性。综合力学、电学性能,尤其是成本因素发现,Al-0.1Sc-0.1Yb-0.04Zr合金在耐热导电材料领域最具应用前景。     

Sc元素对Al-Mg-Si架空导线的组织及性能影响北大核心CSCD

在6201号Al-Mg-Si合金中添加微量的Sc元素,经过固溶时效处理后,研究了Sc元素对其组织结构、力学性能和电导率等性能的影响。结果表明:微量的Sc元素能显著细化Al-Mg-Si合金的晶粒,对合金的力学性能有很大的提升和优化,Sc含量为0.15%时,合金的抗拉强度增加到301 MPa,提高了49%,而导电率仅降低6.9%,同时Sc元素的添加也改善了合金的耐蚀性。     

Mg-xGd-2.5Nd-0.5Zr合金组织和性能研究

通过OM、XRD、TEM、SEM和电子拉力试验机,研究了时效态Mg-(4,7,11)Gd-2.5Nd-0.5Zr(质量分数,%)合金显微组织和力学性能。结果表明:时效态合金组织由α-Mg基体、β'相和颗粒状的方块相组成。方块相主要分布在晶界处,分析确定此方块相为GdH_2的化合物。随着钆含量增加,合金的屈服强度及高温抗拉强度显著提高。同时,随着温度的升高,合金的抗拉强度具有反常的温度效应。     

Cu-Te-Zr合金的预变形与时效特性

研究预变形及时效过程对Cu-0.5Te-0.2Zr合金的力学性能、导电性能及组织结构的影响。结果表明:Cu-0.5Te-0.2Zr合金具有较强的时效强化效应;经70%预冷变形+(450℃,4h)时效处理,Cu-0.5Te-0.2Zr合金获得最佳的综合性能,此时其抗拉强度和屈服强度分别达到405和339MPa,伸长率为11%,电导率为95%IACS。合金的力学与导电性能主要由时效过程中过饱和固溶原子的析出、基体的回复与再结晶控制,其中析出相对合金的力学性能与导电性能有最重要的影响。     

Sc元素对Al-Mg-Si架空导线的组织及性能影响

在6201号Al-Mg-Si合金中添加微量的Sc元素,经过固溶时效处理后,研究了Sc元素对其组织结构、力学性能和电导率等性能的影响。结果表明:微量的Sc元素能显著细化Al-Mg-Si合金的晶粒,对合金的力学性能有很大的提升和优化,Sc含量为0.15%时,合金的抗拉强度增加到301 MPa,提高了49%,而导电率仅降低6.9%,同时Sc元素的添加也改善了合金的耐蚀性。     

钇含量对Mg-xY-1.5LPC-0.4Zr合金的时效硬化和力学性能的影响(英文)

研究钇含量对Mg-xY-1.5LPC-0.4Zr镁合金的时效硬化、显微组织和力学性能的影响(其中LPC代表富镧混合稀土金属)。当将Y加入Mg-1.5LPC-0.4Zr时,随着Y含量的增加,合金的时效硬化反应相应增强,晶粒尺寸变小,强度增加。当将Y添加到Mg-1.5LPC-0.4Zr合金中时,时效析出相发生改变,由Mg-LPC基合金的稳态Mg12RE相转变为Mg-Y基合金的亚稳态β′相,且随着Y含量的增加,β′相的数量也相应增多。在合金晶界上还发现了稳态立方形的β-Mg24Y5相。对于Mg-Y-LPC-Zr合金,拉伸性能的改善主要归功于均匀、弥散分布的β′相,在晶界上的β-Mg24Y5相对合金的晶界也有明显的强化作用。当Y含量达到6%时,合金的拉伸强度最大,合金在室温和250°C的抗拉强度分别是250 MPa和210 MPa。     

时效工艺对2099合金组织性能的影响北大核心CSCD

采用维氏(HV)硬度测试、力学性能测试、透射电镜(TEM)观察等技术手段,研究了双级时效工艺对2099合金组织性能的影响。结果显示,双级时效处理能够显著改善2099合金的综合力学性能指标,合金屈服强度和抗拉强度的增幅分别达144 MPa和98 MPa,而塑性降低0.6%。终时效温度由146℃升高到170℃,达到峰时效态的时间缩短24 h,综合强塑性指标波动较小。时效过程中析出相的演化规律为:预时效态,基体析出相以δ'相为主,T1相较少;峰时效态,以T1相为主,δ'相次之,θ'相很少;过时效态,T1相和δ'相略有粗化,且δ'相数量减少。     

时效工艺对2099合金组织性能的影响

采用维氏(HV)硬度测试、力学性能测试、透射电镜(TEM)观察等技术手段,研究了双级时效工艺对2099合金组织性能的影响。结果显示,双级时效处理能够显著改善2099合金的综合力学性能指标,合金屈服强度和抗拉强度的增幅分别达144 MPa和98 MPa,而塑性降低0.6%。终时效温度由146℃升高到170℃,达到峰时效态的时间缩短24 h,综合强塑性指标波动较小。时效过程中析出相的演化规律为:预时效态,基体析出相以δ'相为主,T1相较少;峰时效态,以T1相为主,δ'相次之,θ'相很少;过时效态,T1相和δ'相略有粗化,且δ'相数量减少。     

合金元素对Al-Mg-Si合金机械性能的影响

以Al-Mg-Si合金为研究对象,借助热力学模拟方法分析了过剩Si、Mn含量对Al-Mg-Si合金挤压制品强度、塑性和韧性等性能的影响。结果表明,过剩Si可促进强化相β″均匀析出,提高了合金的强度。但过剩Si易在晶界处聚集偏析,使晶界脆化,降低了合金的塑性和韧性;在时效过程中,合金中的Mn易与Si形成第二相,消耗了部分Si,从而减少了强化相β″数量,导致高Mn合金时效后的力学性能低于低Mn合金,但Mn的细化作用改善了合金的折弯性能。