一种7×××铝合金铸锭均匀化处理工艺改进

通过分析一种7×××铝合金的化学成分,结合热处理原理和企业生产要求,对该合金铸锭均匀化处理工艺进行改进,利用金相分析、能谱分析等方法分析了不同的均匀化处理工艺效果。结果表明,对该铝合金铸锭采用460℃10 h+475℃24 h的二级均匀化退火工艺,在保证均匀化效果的同时能够节省时间14 h;采用420℃8 h+465℃10 h+475℃12 h的三级均匀化退火工艺,可节省时间20 h,提高了生产效率。     

大规格铸态7050铝合金的双级均匀化处理工艺

采用同步热分析仪、扫描电镜、图像分析软件及布氏硬度计研究了双级均匀化工艺对大规格7050铝合金铸锭显微组织结构及硬度的影响。结果表明:铸态7050铝合金的共晶相随着均匀化处理的进行逐渐溶解,而硬度则相反,随均匀化处理的进行而逐渐提高。在465℃×6 h+480℃×24 h均匀化处理工艺下,共晶相组织已完全回溶入基体中,仅残留有极少量的含Fe杂质相,残留化合物相的总面积分数从铸态的25.8%降低至1.9%,而硬度则从铸态的56.1 HBW提高到134.7 HBW,工业化生产大规格铸态7050铝合金较合理的均匀化处理工艺为465℃×6 h+480℃×24 h。     

2219铝合金铸锭均匀化热处理工艺

通过对常规铸造与超声铸造2219铝合金铸锭进行分级均匀化处理,利用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析和X射线衍射等方法分析对比了其铸态与均匀化态的成分及显微组织。结果表明：超声铸造工艺的采用可以显著降低铝熔体枝晶和成分偏析程度,并达到细化晶粒的效果;由于铸造组织晶界处存在Al2Cu非平衡相的偏聚,导致合金元素Cu、Mn、Fe在组织内分布不均匀。经455 ℃×20 h+530 ℃×20 h均匀化处理后,2219铝合金组织中的非平衡相（Al2Cu）逐渐溶解,但是合金中难溶AlCuMn、AlCuMnFe相的含量基本没有变化;且超声铸锭均匀化程度更高。     

6063合金铸锭中结晶相及其均匀化

采用金相、扫描电镜及能谱分析等方法,研究了6063合金半连续铸锭中的结晶相及铸态和均匀化态的显微组织,确定了6063合金的最佳均匀化制度。结果表明:6063合金半连续铸锭中存在大量非平衡凝固共晶体,其共晶相为Mg_2Si相、AlFeSi相、Al1_3Fe_4相;经570℃×7h均匀化后,非平衡共晶相基本回溶,基体组织均匀;570℃×7h为最佳均匀化制度。     

Al-0.8Mg-1.0Si-0.7Mn合金均匀化热处理工艺

采用光学显微镜、差热分析、扫描电镜、能谱分析,研究了Al-0. 8Mg-1. 0Si-0. 7Mn合金的铸态组织以及铸锭经不同均匀化制度处理后的微观组织。结果表明,试验合金的铸态组织中主要存在Mg2Si相和Al(Fe Mn) Si相,同时存在少量的Al Cu MgSi相和Al Mn相;铸锭过烧温度为589℃;铸锭经560℃保温24 h均匀化处理后,组织中Mg2Si相回溶充分,含Fe相发生了球化,同时在均匀化过程中析出了一种含Mn相。工业化生产条件下,宜采用560℃保温24 h的均匀化处理工艺。     

分级均匀化对7055铝合金组织和力学性能的影响

采用差热分析、X射线衍射分析、光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和常温拉伸等方法研究分级均匀化工艺对7055铝合金显微组织、枝晶偏析、Al3Zr粒子析出行为和力学性能的影响。结果表明:合金经(468℃、24h)+(473℃、4 h)的分级均匀化处理后,消除了铸锭晶界上的非平衡凝固共晶组织;铸锭先于264℃保温最有利于获得尺寸细小、均匀弥散分布的Al3Zr粒子;在单级均匀化基础上增加473℃的短时高温均匀化,能够提高合金基体中溶质原子的固溶度,增强时效强化效果,提高综合性能。     

均匀化制度对6014铝合金显微组织的影响

借助光学显微镜的明暗场像、差示扫描量热法、扫描电镜及透射电镜等手段,研究了不同均匀化制度对6014铝合金的组织、富铁相转变、元素分布和弥散相均匀性的影响。结果表明,6014铝合金铸锭中存在枝晶偏析现象和非平衡共晶组织,合金元素含量波动较大,晶粒为等轴晶。铸锭中的第二相含量明显高于单级和双级均匀化态,由于第二相形态和分布不同,可分为α-AlFeMnSi、β-AlFeSi、Mg₂Si和Q-AlCuMgSi相。采用560℃×4 h+540℃×6 h双级均匀化处理制度时,网状枝晶并未全部断裂,延长560℃一级均匀化保温时间至12 h时,较多的β-AlFeSi相转变为α-AlFeMnSi相。采用560℃×19 h单级均匀化处理时,枝晶基本由网状形态转变为链状形态。采用580℃×4 h+540℃×6 h双级均匀化制度时,弥散相α-AlFeMnSi分布较为均匀,延长580℃一级均匀化保温时间至12 h时,组织发生过烧,弥散相尺寸增大且在晶界周围富集。     

7A04铝合金均匀化退火工艺研究

研究了7A04铝合金Φ405 mm铸锭经两种制度单级均匀化退火后第二相的变化。研究结果显示：(460±5)℃12 h(随炉冷却)均匀化退火后，仍存在大量的小尺寸灰白色Al₇Cu₂Fe相以及大尺寸亮白色T(AlZnMgCu)相，冷却过程中析出的第二相粗大且数量多。(475±5)℃12 h(机械风冷)均匀化退火后，残留的可溶T(AlZnMgCu)相明显减少，合金中只有少量的剩余含Fe相，冷却过程中析出的第二相细小且数量少。采用(475±5)℃12 h(机械风冷)均匀化退火的铸锭挤压的棒材的力学性能比(460±5)℃12 h(随炉冷却)的提高8 MPa,伸长率可增加约1%。7A04铝合金单级均匀化退火最优工艺为(475±5)℃12 h(机械风冷)。     

2E12合金均匀化处理工艺对微观组织的影响

采用SEM、DSC测试等手段研究了2E12合金铸锭的均匀化处理工艺以及微观组织在均匀化过程中的演变规律。结果表明:合金铸锭的晶界处连续分布着粗大的α+θ+S共晶组织,主要合金元素存在不同程度的偏聚。其中,Cu元素偏聚最为严重,而Mn元素偏聚程度较为轻微。在490~500℃均匀化时,合金粗大相的溶解速率对温度十分敏感,随着温度的升高粗大相的溶解速率迅速增加。当均匀化温度达到495℃以上时,合金容易出现过烧现象。采用485℃/24 h+495℃/8 h的双级均匀化处理制度,合金粗大相的溶解效率较高且不存在过烧迹象。     

Al-6.3Zn-2.4Mg-2.3Cu合金的均匀化处理工艺

通过分析了铝合金成分,结合热处理原理和企业生产要求,对均匀化热处理工艺进行了改进,利用金相分析、能谱分析等方法分析了不同的热处理工艺效果。结果表明,采用460℃×10 h+475℃×24 h的二级均匀化退火工艺,保证均匀化效果的同时能够节省时间14 h;采用420℃×8 h+465℃×10 h+475℃×12 h的三级均匀化退火工艺效果最佳,晶界处的粗大组织完全消失,只有Al、Cu和少量杂质Fe元素,同时可节省时间20 h,提高生产效率。     

Al-4.5Cu-3.5Zn-0.5Mg铸造铝合金的均匀化工艺及组织演变

对Al-4.5Cu-3.5Zn-0.5Mg铸态合金进行不同双级均匀化处理,采用扫描电镜、电子探针显微分析仪、差示扫描量热仪和光学显微镜等,研究了该合金的铸态组织及其在均匀化过程中的组织演变。结果表明:铸态组织主要由α-Al、粗大Al₂Cu相以及少量AlZnMgCu、Al₇Cu₂Fe相组成,合金元素枝晶偏析严重。经470 ℃×12 h均匀化处理后,AlZnMgCu相已基本回溶至基体;第二级均匀化温度由490 ℃逐渐升高到520 ℃或者延长保温时间,Al₂Cu相逐渐回溶至基体,合金元素分布趋于均匀。合金过烧温度为520 ℃,最佳双级均匀化制度为470 ℃×12 h+510 ℃×32 h,该制度与均匀化动力学计算结果基本一致。     

GH3625镍基合金的铸态组织及均匀化处理工艺研究

利用光学显微镜、扫描电镜和电子能谱仪研究了700℃超超临界发电机组缸体用GH3625镍基合金真空感应熔炼电极锭的铸态组织及均匀化处理工艺,得出GH3625真空感应熔炼电极锭的均匀化热处理工艺应为1200~1220℃保温32 h。     

高合金化Al-9Zn-2Mg-2Cu-0.3Ce合金均匀化过程中的组织演变

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子探针显微分析(EPMA)、X射线衍射(XRD)以及差示扫描量热仪(DSC),研究了一种高合金化Al-9Zn-2.0Mg-2Cu-0.3Ce(质量分数,%)合金的铸态微观组织,以及其均匀化过程中微观组织的演变,获得了较优的单级均匀化工艺。结果表明:铸态时,合金晶粒内部枝晶网络发达,Zn、Mg、Cu元素偏聚严重,合金中主要的非平衡凝固相为T(AlZnMgCu) 相和θ(Al₂Cu)相。经过470 ℃×48 h均匀化热处理后,合金中的枝晶网络基本消除,凝固相T逐渐回溶至基体中,主要的残留相为耐高温相Al₂CuMg、Al₈Cu₄Ce和Al₇Cu₂Fe。扩散动力学分析表明,470 ℃退火48 h的单级均匀化工艺足以使合金中的非平衡相回溶至基体中。     

Microstructural evolution of high strength 7B04 ingot during homogenization treatment

The evolution of the microstructure and phases of the direct chill semicontinuous casting ingot of 7B04 super-high strength aluminum alloy during homogenization treatment was studied with metallographic analysis, scanning electron microscopy（SEM）, energy spectroscopy and differential scanning calorimetry（DSC）. The results show that a considerable amount of non-equilibrium eutectics containing AI, Zn, Cu and Mg exist in the direct chill semicontinuous casting ingot of 7B04 super-high strength aluminum alloy, and their melting point is 478℃. During homogenization treatment at 470℃, these eutectics dissolve into the matrix partly, coarsen and also transform into Al2CuMg phase whose equilibrium melting point is 490℃ in the alloy. Moreover, the homogenization treatment at 470℃ for 72 h results in the disappearance of the non-equilibrium eutectics though Al2CuMg phase can not dissolve completely.     

Overheating temperature of 7B04 high strength aluminum alloy

The microstructure and overheating characteristics of the direct chill semicontinuous casting ingot of 7B04 high strength aluminum alloy, and those after industrial homogenization treatment and multi-stage homogenization treatments, were studied by differential scanning calorimetry(DSC), optical microscopy(OM) and scanning electron microscopy with energy dispersive X-ray spectroscopy(SEM-EDX). The results show that the microstructure of direct chill semicontinuous casting ingot of the 7B04 alloy contains a large number of constituents in the form of dendritic networks that consist of nonequilibrium eutectic and Fe-containing phases. The nonequilibrium eutectic contains Al, Zn, Mg and Cu, and the Fe-containing phases include two kinds of phases, one containing Al, Fe, Mn and Cu, and the other having Al, Fe, Mn, Cr, Si and Cu. The melting point of the nonequilibrium eutectic is 478 ℃ for the casting ingot of the 7B04 alloy which is usually considered as its overheating temperature. During industrial homogenization treatment processing at 470 ℃, the nonequilibrium eutectic dissolves into the matrix of this alloy partly, and the remainder transforms into Al2CuMg phase that cannot be dissolved into the matrix at that temperature completely. The melting point of the Al2CuMg phase which can dissolve into the matrix completely by slow heating is about 490 ℃. The overheating temperature of this high strength aluminum alloy can rise to 500-520 ℃. By means of special multi-stage homogenization, the temperature of the homogenization treatment of the ingot of the 7B04 high strength aluminum alloy can reach 500 ℃ without overheating.     

热处理工艺对含Er压铸Al-Si-Mg合金组织及性能的影响

以含Er的压铸Al-Si-Mg合金为研究对象,通过拉伸性能测试、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)及透射电镜(TEM)分析及定量统计,分析研究了不同固溶、时效工艺对合金组织及性能的影响。结果表明:双级固溶有利于一次相回溶至基体,使合金的塑性提高;固溶温度、时间的提高能够增加固溶到基体中的溶质原子和一次相的数量。Al-Si-Mg合金峰时效时,主要的强化相为β″、β′相,β′相主要表现为长条状及“T”字形。当热处理工艺为(280 ℃×3 h+530 ℃×3 h)固溶+170 ℃×3 h时效时,合金的伸长率达8.5%,具有高塑性; 热处理工艺为(280 ℃×3 h+540 ℃×10 h)固溶+170 ℃×10 h时效时,合金的抗拉强度为344 MPa,屈服强度为312 MPa,合金具有高强度。     

均匀化时间对7085铝合金淬火敏感性的影响

采用末端淬火实验、光学显微镜（0M）、扫捕电镜（SEM）和透射电镜（TEM）研究均匀化时间对7085铝合金淬火敏感性的影响。结果表明,均匀化时间从48h延长至384h,淬火敏感性有所增加,端淬试样经人工时效后硬度的最大差值从5．2％增加到6．9％。均匀化时间延长对晶粒组织没有影响,但促使丁相的溶解,增加Al3Zr弥散粒子的尺寸,减小其密度。慢速淬火时,在晶内的Al3Zr弥散粒子上能观察到一些尺寸较小的淬火析出η相,这降低了时效后的硬度。Al3Zr粒子特征的变化对淬火敏感性影响很小。     

核反应堆用FeCrAl合金板材的试制及其组织性能研究

在对Fe13Cr5AlxNb合金熔炼、锻造、轧制等制备工艺研究的基础上，利用光学显微镜、透射电镜、扫描电镜以及电子背散射衍射研究了合金板材的微观组织演化特征。研究了不同热处理温度（800、850、900、1 000 ℃）下合金板材中第二相的析出特点及对其力学性能的影响规律。结果表明，合金板材在800 ℃保温5~25 h后，其室温力学性能稳定；合金板材在800~1 000 ℃、20 h高温时效后，在800~850 ℃时，其强度稍有降低，而在900~1 000 ℃时，其强度随温度的升高而提升。同时，对不同Nb含量的合金板材常温和高温力学性能进行了测试，Nb质量分数为1.0%~1.5%时，合金板材具有良好的力学性能。     

GH4169合金中laves相初熔温度与升温速率关系研究

利用共聚焦激光扫描显微镜动态原位地观察了GH4169合金在不同升温速率下laves相的初熔过程,研究了laves相的升温速率与初熔温度的关系,得出了一级均匀化过程中适宜的升温速率范围为5~10℃/min,为生产提供科学参考。     

一种新型镍基高温合金组织及性能的研究

GH4742(俄ЭП742)合金属于典型的高合金化难变形镍基高温合金涡轮盘材料，本文通过调整Al、Ti、Nb的成分对GH4742合金进行改进，发明了一种新型镍基高温合金。利用JMatPro模拟得到平衡相图，再利用光学金相显微镜和场发射扫描电镜对合金的晶粒组织、碳化物以及γ′相分布情况进行观察，同时对力学性能进行了检测。结果表明：平衡状态下的合金从1 400 ℃到300 ℃的冷却过程中相转变可概括为L → L+γ → L+γ+MC →γ+MC+γ′ → γ+γ′+MC+μ → γ+γ′+μ+MC+M23C6 → γ+γ′+μ+MC+M23C6+σ，780 ℃下析出γ′相的质量分数为40.88%；锻造变形工艺为γ+γ′双相区变形，1 120 ℃固溶后经过标准双时效处理(850 ℃/6 h/AC＋780 ℃/6 h/AC)后的显微组织明显可见两种不同尺寸晶粒，小晶粒(13 μm)呈项链状分布于大晶粒(100 μm)周围；该合金中的碳化物主要为大尺寸、不规则形状的MC(NbC、TiC、VC)，断续穿晶和沿晶分布；强化相γ′相的分布状态也有大小两种不同尺寸，γ′I相平均直径为600 nm，γ′II相平均直径为150 nm，两种尺寸γ′相强化的良好匹配，使得该合金在具有较高强度的同时又具有较高的塑性，力学性能优异，室温抗拉强度1 478 MPa，尤其是650 ℃/863 MPa下的持久性能为194 h，远远超过GH4742合金650 ℃/823 MPa持久下50 h的标准。