Al-4Cu-Mg-Er合金均匀化制度研究

通过扫描电镜观察、XRD物相定性分析,研究了Al-4Cu-Mg-Er合金相组成及其均匀化制度.结果表明:Er元素主要以Al8Cu4Er相形式存在于铸态合金中;Al8Cu4Er相与Al2Cu相在合金铸态组织中共生于晶界,形成典型的枝晶偏析;Al8Cu4Er相在合金晶界凝固时比Al2Cu相优先析出,生长为典型的枝晶组织.与Al2Cu相相比较,Al8Cu4Er相的熔点较高,为难溶相,成为该合金均匀化制度的制约因素.经400℃×6h+495℃×24h均匀化处理后,Al8Cu4Er相回溶至基体,合金晶界变薄,均匀化效果明显.     

Al-Cu-Mg-Ag-Er合金晶界相组成及生长方式

研究了Al-4.0Cu-0.45Mg-0.4Ag-0.25Er合金铸态晶界相的组成及其生长规律.结果表明:稀土Er在合金中主要以Al8Cu4Er相的形式存在,Mg和Ag固溶于α-Al.合金铸态组织由α-Al固溶体、Al8Cu4Er相和Al2Cu相组成.Al8Cu4Er相和Al2Cu相共生于α-Al固溶体晶界,形成离异型共晶组织.凝固过程中,Al8Cu4Er相优先依附于先共晶相α-Al形核,并且分别以枝晶生长和平面生长这2种方式有选择的进行生长,形成α-Al、Al8Cu4Er相和Al2Cu相的三元共晶组织.     

Er对Al-Mg-Si-Cu合金铸态和均匀化组织的影响

通过DSC差热分析、光学显微镜、扫描电镜和EDS能谱分析研究了不同含量Er(铒)对Al-Mg-Si-Cu合金的铸态、均匀化组织的影响。结果表明:Er可以明显细化Al-Mg-Si-Cu合金的铸态组织。添加w(Er)=0. 4%,合金的晶粒细化效果较好;添加w(Er)0. 4%时,合金的初熔温度和熔化温度没有明显变化;添加w(Er)=0. 6%时,合金的初熔温度和熔化温度分别提高8℃和6℃。均匀化过程中析出了大量十分细小的析出相,均匀分布在晶内。Al-MgSi-Cu合金均匀化组织中晶界残留相主要为Al Cu Si相和Cu Al2相。添加w(Er)=0. 6%后,合金均匀化组织中晶界残留相主要是Er Al3相和Al MnFeSi相。     

Al-Cu-Li合金均匀化处理参数优化和微观组织演化

摘 要：对Al-Cu-Li铸态合金进行单级和双级均匀化处理,通过光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、能谱分析（EDS）、X衍射（XRD）和差热分析（DSC）研究合金元素分布和微观组织演化,结果表明：Al-Cu-Li合金铸态组织存在严重枝晶偏析,由晶内到晶界Cu元素分布十分不均匀,Mg、Zn、Mn和Ag变化不明显。晶界处存在大量的非平衡共晶相,主要包括Al2Cu、含有少量Mg元素的Al2Cu相,以及Al2CuMg相。经双级均匀化（495℃×24h 515℃×24h）处理后,大部分非平衡共晶相和部分第二相（Al2CuMg和Al2CuLi）溶解到合金基体,但仍有部分富-Fe和富-Mn相残留在晶界不能回溶。Al2CuMg相的熔点低于Al2Cu相,两者分别在495℃和515℃先后溶解。通过均匀化动力学分析,确定Al-Cu-Li铝锂合金最佳的均匀化制度为495℃×24h 515℃×24h,该双级均匀化制度与动力学分析结果一致。     

2D70铝合金铸态及均匀化态的显微组织演变

采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射物相分析(XRD)、差示量热法(DSC)等方法,研究了2D70铝合金铸态组织的相组成,对比观察了该合金铸态、常规均匀化态、高温均匀化态的显微组织.研究结果表明,该合金铸态组织由Al2CuMg、Al2Cu、Al9FeNi、Al7Cu2Fe、Al7Cu4Ni等相组成.DSC和XRD分析表明,单级均匀化处理后可使Al2CuMg基本熔入合金基体中,然而合金中仍存在部分高熔点共晶相,但其起始溶解温度已提高,这为双级均匀化创造了条件.合金铸锭经双级均匀化后高熔点的共晶相回溶的更充分.铸锭中的Al9FeNi、Al7Cu2Fe、Al7Cu4Ni等相在均匀化处理过程中基本不变.     

新型Er、Zr微合金化Al-Zn-Mg-Cu合金在均匀化中的显微组织演变（英文）

通过使用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜及X射线衍射等手段研究一种新型Er、Zr微合金化Al-Zn-Mg-Cu合金在均匀化过程中的显微组织演变。结果表明:铸态合金组织存在严重的偏析,此时合金中含有大量的T(AlZnMgCu)、S(Al_2CuMg)和Al_8Cu_4Er相,这些初生相大量偏聚于晶界。随着在465°C单级均匀化处理的进行,第二相含量大幅度降低,可熔的T相和S相会逐步地熔入基体,但Al8Cu4Er相不能完全消除,仍有少量残留。相对于单级均匀化工艺,合金在双级均匀化处理时不仅能够消除铸态合金偏析组织,而且能够析出大量细小弥散分布的L1_2结构的Al_3(Er,Zr)相。结合均匀化动力学分析,可以得出合金合理的均匀化热处理制度为(400°C,10 h)+(465°C,24 h)。     

510℃均匀化对Mg-5Gd-3Y-2Nd-0.5Zn-0.5Zr合金微观组织的影响

采用OM、SEM和XRD对Mg-5Gd-3Y-2Nd-0.5Zn-0.5Zr合金铸态和510℃均匀化处理过程中的微观组织变化进行了系统研究。结果表明:铸态合金的微观组织主要由α-Mg基体、晶界上灰黑色的不规则块状相、灰白色的骨骼状相和晶界附近细小的针状LPSO相组成;铸态合金的相结构为α-Mg、Mg3(RE,Zn)和Mg5(RE,Zn);510℃均匀化处理过程中,不但晶界上的共晶组织发生回溶,而且晶界附近的细小针状LPSO相也发生了回溶。均匀化处理48 h后,晶界上仍然存在少量共晶组织。     

微量Er在高强Al-Zn-Mg-Cu合金中的存在形式及其“遗传效应”

采用铁模铸造制备Al-Zn-Mg-Cu及Al-Zn-Mg-Cu-0.15% Er两种合金铸锭。利用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）及能谱分析（EDS）、差热分析（DSC）、透射电镜（TEM）、X射线衍射分析（XRD）和常温拉伸等方法研究了Er元素在Al-Zn-Mg-Cu合金铸态组织、均匀化态组织、变形组织以及时效态组织中的存在形式、作用机理以及其对合金室温拉伸性能的影响。研究结果表明： 微量Er元素对Al-Zn-Mg-Cu合金铸态组织有一定细化作用,但这种作用较为有限。Er在合金中主要以三元Al8Cu4Er相的形式存在,该相在合金凝固过程中形成并偏聚在晶界附近,常出现在共晶网状结构之间。此外,还有少量的Er生成了细小Al3Er粒子。Al8Cu4Er相熔点约为573.8°C,为难溶硬脆第二相,在合金变形过程中易破碎从而会导致裂纹萌生或成为粒子诱发再结晶形核的核心,最终会对合金的综合力学性能产生不利的影响。     

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。     

7175铝合金铸锭均匀化工艺及组织分析

采用DTA热分析仪、光学显微镜和扫描电镜(SEM)等分析仪器,研究了7175铝合金铸锭组织及均匀化工艺。结果表明,7175合金的铸态凝固组织由α(Al)+S相+T相非平衡共晶相组成;当均匀化温度在440℃时,合金中枝晶组织部分消失,低熔点相溶解不充分,当均匀化温度在460℃时出现过热组织。调整为阶段均匀化440℃×12 h+460℃×8 h处理后,合金晶界处的共晶组织基本消除,第二相尺寸降低至30μm以下,含铜相基本全部回溶,均匀化效果良好。     

Er元素对定向凝固Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金微观组织和共晶相形貌的影响

采用定向凝固方法制备了Al-Zn-Mg-Cu-Zr-xEr（x=0,0.1,0.2,0.5,质量分数,%）4种合金棒。利用光学显微镜（OM）、电子探针（EPMA）、能谱分析（EDS）和其他方法研究了铸态合金的微观组织和第二相形貌。结果表明：Er元素能增加Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金定向凝固组织的枝晶数量,并能减小合金的一次枝晶臂间距和二次枝晶臂间距。适量Er元素能减少合金第二相的含量并有利于形成圆形第二相。生成的Al₈Cu₄Er相会降低T相（AlZnMgCu）中的Cu含量,起到圆润T相边界的作用,改变了T相的形貌和内部结构,并且Al₈Cu₄Er相能充当T相的形核位置,使得一部分T相围绕该相生长。Er的添加会提高合金的显微硬度。     

微量Er对高强铝合金组织与性能的影响

借助力学性能测试和光学金相（OM）、X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）与能谱（EDS）的观察和分析，研究了微量Er对高强铝合金Al-6Zn-2Mg的力学性能、微观组织结构、时效硬化特性及再结晶行为的影响。结果表明：Er能非常显著地细化合金的晶粒组织，这是因为初生Al3Er作为非均质形核核心，能提高形核率，从而有效地细化晶粒；Er能够较大幅度地提高合金的拉伸力学性能，细晶强化与析出强化是合金的主要强化机制；Er可加快合金的时效进程，提高时效强化效果；同时，Er可以抑制合金再结晶，提高再结晶温度，这是由于细小的二次Al3Er质点钉扎位错和亚晶界而引起的。     

Al_3Er相在Al-Er合金中的存在形式

采用金属型水冷模铸造制备了不同Er含量的Al-Er二元合金,通过对铸态及均匀化处理后的Al-Ex合金的金相观察、电子探针以及透射电镜分析,研究了对不同含量的Er在Al-Er合金中的存在形式及固溶Er在纯铝中的固溶度.结果表明,在本试验条件下Er主要以过饱和固溶体形式以及以Al3Er化合物的形式分布在晶界上,另外Er在铝基体的最大固溶度为w(Er)=0.1%.     

Effect of trace rare earth element Er on high pure Al

1　INTRODUCTIONAsit swellknown ,Chinaisrichinrareearths ,whoseprovedreservesare 80 %ofthetotalreservesoftheworld ,rankingfirstintheworld .Atpresent,theresearchandapplicationofREinsteel&ironareratherprofoundinChina .ThoughtheapplicationandstudiesaboutREinaluminumanditsalloysbeganearly ,it snotuntillateinthe 1970 sthattheinvesti gationandexploitationbeganonalargescaleandgraduallycametoaclimax[13] .Inthepast ,there searchofREaluminummainlyfocusedontheapplica tionofsomeelementssuchasLa ,…     

稀土元素Er对Al-5Mg合金铸态组织的影响

采用铸锭冶金法制备了含不同量稀土元素Er的Al-5Mg合金。发现稀土Er可以有效细化从Mg铸态晶粒,当Er含量达0．7％时,基本上消除枝晶,且晶粒大小仅为不加Er Al-5Mg合金的1／10。使用硬度测试、金相组织观察、SEM及热分析等方法,研究了稀土元素Er对Al-5Mg合金铸态组织的细化与强化机理。     

微量Er对ZM5镁合金微观组织及腐蚀性能的影响

利用金相显微镜、扫描电镜、能谱分析、X射线衍射分析、失重法及动电位扫描测试法,研究了微量Er对铸态ZM5镁合金显微组织和腐蚀性能的影响.结果表明微量Er可细化ZM5镁合金的铸态组织,提高耐腐蚀性能;在0～0.6％范围内,随着Er含量的增加,合金中的Mg17Al12相由粗大、连续树枝状分布逐渐转变为细小、弥散的颗粒状均匀分布;当Er含量为0.6％时,组织中有Al3Er相生成.随着Er添加量的逐渐增加,ZM5镁合金的平均腐蚀速率逐渐降低;当Er含量为0.6％时,在3.5％NaCl水溶液中浸泡的腐蚀速率为2.125 6 mg/(cm2·d),仅为常规ZM5镁合金的20％.微量Er使得ZM5镁合金在3.5％ NaCl溶液中的自腐蚀电位升高,自腐蚀电流降低.     

含铒铝合金显微组织对疲劳裂纹扩展的影响

对含铒铝合金板材进行了不同的热处理,分析了各板材的显微组织对疲劳裂纹扩展和力学性能的影响。结果表明:晶粒的长/径比越小,板材的疲劳裂纹扩展速率越慢;且随着疲劳裂纹扩展速率的降低,裂纹宽度增加且裂纹路径曲折;稀土元素Er的加入,在合金中形成Al_3(Er,Zr)第二相粒子,其强烈地钉扎位错,阻碍位错运动,以减少位错在晶界处的聚集产生的应力集中,降低板材的疲劳裂纹扩展速率。     

Synergistic Balance of Strength and Corrosion Resistance in Al-Mg-Er Alloys

High-strength,corrosion-resistant,and lightweight Al-Mg alloys perform an important function in harsh coastal service environments.Corrosion resistance is generally inversely correlated with strength;hence,it is difficult to simultaneously optimize both.In this study,a low-magnesium Er-containing Al-based alloy that is stronger and more corrosion resistant than Al-based alloys have been reported.The alloy contains Er,and the precipitation of Al_3 Er within a face-centered cubic matrix is obtained by a series of smelting-casting,heat treatment,and rolling processes.It is presumed that the strengthening phase of Al_3 Er pinning dislocations improves alloy strength.It also increases the recrystallization temperature of cold-rolled matrix and induces the distribution of small-angle grain boundaries,thus allowing the alloy to achieve excellent environmental corrosion resistance.As a result,strength and corrosion resistance are simultaneously improved.     

Er含量对汽车发动机用AM50合金组织与耐蚀性的影响

对汽车发动机用AM50合金进行了Er合金化处理;采用扫描电镜(SEM),X射线衍射仪(XRD),浸泡试验和电化学试验研究了Er含量对AM50合金组织和耐蚀性的影响。结果表明:Er微合金化的AM50合金中除了含有α-Mg相和β-Mg_(17)Al_(12)相外,还形成了Al_7ErMn_5相和Al3Er相;随着Er含量的增加,合金的腐蚀速率总体表现为先降低而后升高的趋势,腐蚀后抗拉强度呈现先增加而后降低的趋势,而强度损失呈现先减小而后增大的趋势;Er添加量为0.5%(质量分数)时,AM50合金具有最佳耐蚀性和拉伸性能。