新型Al-Mg-Si-Cu合金的热变形行为及力学性能

采用热模拟研究一种新型Al-Mg-Si-Cu合金的热变形行为,制定该合金的低温快速挤压工艺和在线热处理制度,利用电子万能实验机、光学显微镜、扫描电镜对合金的力学性能和组织进行分析。结果表明:新型Al-Mg-Si-Cu合金为正应变速率敏感材料;该合金的热压缩变形流变应力行为可用双曲正弦形式的本构方程来描述,也可用Zener-Hollomon参数来描述,其变形激活能为189.82kJ/mol;随着热变形温度的升高和应变速率的减小,合金的主要软化机制逐步由动态回复转变为动态再结晶;合金低温快速挤压后,经过在线风淬停留3h,然后200℃人工时效3h,其抗拉强度达到305MPa,屈服强度达到265MPa。     

预时效制度对Al-Mg-Si-Cu合金组织与性能的影响

通过TEM及拉伸性能试验研究了较宽的预时效工艺参数(80~200℃,2~30 m in)下,A l-Mg-S i-Cu合金的组织及性能演变规律。研究表明:实验合金在80~200℃进行预时效处理,能够抑制自然时效的不利影响。在80℃×(2~30 m in)进行预时效后,材料烘烤硬化效应提高有限;在120~160℃预时效5~10 m in后,材料的烘烤硬化效应得到较大的提高,且材料烤漆前的屈服强度较低,有利于冲压成形;在更高的温度如200℃进行预时效时,材料烤漆前屈服强度过高,但此时材料的烘烤硬化效应提高尤为显著。T4P下GP区的尺寸对材料烘烤硬化效应的提高至关重要。     

预时效对A357合金组织与力学性能的影响

研究了低温预时效对含钪A357合金组织与力学性能的影响。结果表明,较理想的合金预时效工艺为120 ℃×4~6 h;120 ℃×4 h+175 ℃×5 h双级时效工艺使合金抗拉强度增至362 MPa,伸长率增至6%,分别较单级时效提高4.6%和7.1%。低温预时效能促进细密、弥散GP区的形成,有利于二次时效获得高密度、弥散分布的细小强化相Mg₂Si,从而提高合金力学性能。     

Sr对Al-Mg-Si-Cu合金时效析出动力学及拉仲性能的影响

试验研究了微量Sr对Al-Mg-Si-Cu合金时效析出动力学及力学性能的影响.结果表明,当w(Sr)=0.033%时,合金中的两种时效相的激活能最低,而力学性能最好.Sr的加入导致了合金中原有热平衡的变化,从而影响了时效相的析出过程,继而使力学性能发生变化.     

预变形对2197铝锂合金显微组织和力学性能的影响

通过力学性能测试,扫描电镜、透射电镜观察等手段,研究了固溶淬火后不同程度预变形对2197铝锂合金力学性能及显微组织的影响.结果表明:随着预变形量的增加,合金的时效响应加快,其强度达到峰值的时间逐渐缩短,且峰值强度明显提高.预变形的加入显著促进了基体中T1相的均匀、弥散析出,θ″/θ′相和δ′相析出受到抑制.     

预变形对汽车用Al-Mg-Si-Cu合金析出行为的影响

采用力学性能测试、DSC及TEM研究了预变形对Al-Mg-Si-Cu合金析出行为的影响.结果表明,在慢速率升温过程中,预时效态合金GP区溶解速率均随预变形量的增加而降低,利用Avrami-Johnson-Mehl方法求得经0,5%和15%预变形后合金的GP区溶解激活能分别为137.1,189.5和141.3 k J/mol;若合金经不同预变形后直接进行185℃,20 min烤漆硬化,预变形可有效促进沉淀相析出,提高烤漆硬化增量,最高达160 MPa,不过预变形量大于10%时合金烤漆硬化增幅减缓;此外,经预变形处理后烤漆态合金的GP区溶解速率在一定温度下均较低,但高于某一温度后,相应的GP区溶解速率均高于未经预变形处理,最终获得的ln[(d Y/d T)f/f(Y)]-1/T曲线甚至会出现高激活能向低激活能转化现象;不过随预变形量增加,β″相析出激活能不断降低,析出速率不断增加.     

时效温度对GH2132合金组织与力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、微机控制电子万能试验机等仪器研究了620、650、680、720、750、780 ℃单级时效和720 ℃+650 ℃双级时效对GH2132合金显微组织及力学性能的影响。结果表明:双级时效的抗拉强度和剪切强度高于单级时效的抗拉强度和剪切强度,抗拉强度达到1130 MPa,剪切强度达到720 MPa。且在620~780 ℃的温度范围内进行单级时效时,随着时效温度的提高,合金的抗拉强度和剪切强度呈现先升高后降低的趋势,在720 ℃时抗拉强度达到最大值1065 MPa,剪切强度达到最大值685 MPa。     

Al-Mg-Si-Cu合金的热处理工艺

通过力学性能测定以及金相显微组织观察,对一种新型A l-Mg-Si-Cu合金(A l-1.2%Mg-0.9%Si-0.6%Cu)的热处理工艺进行了研究。结果表明,该合金较为理想的热处理制度是550℃×2h固溶处理后水淬,人工时效制度为双级时效185℃×2h+200℃×1h。热处理后,试样抗拉强度可达到340MPa以上,硬度可达到105HB以上,伸长率在12%以上,析出相呈细小弥散状分布,对合金有很高的强化效果。     

冷轧预变形对新型铝锂合金的时效析出与力学性能影响

采用大气熔炼铸造及热变形方法制备了Al-4.5Cu-1Li-0.7Mg-1Zn-0.3Ag-0.3Mn-0.2Zr新型铝锂合金板材。通过维氏硬度、拉伸性能、扫描电镜、透射电镜等方法,研究了固溶后不同冷轧预变形量对显微组织和力学性能影响。结果表明,时效前的冷轧预变形量有效促进了新型铝锂基体合金中T1(Al2CuLi)相的析出与均匀分布,减少了θ′(Al2Cu)相的体积分数。冷轧预变形量的增加,缩短了峰时效时间,晶界析出相由连续析出变为非连续析出,无沉淀析出区宽度变小。当冷轧预变形量为15%时,时效态合金的屈服强度与抗拉强度分别达到了668 MPa、690 MPa,延伸率保持在7.9%。     

时效工艺对Al-Li-Cu-Mg合金组织及力学性能的影响

通过金相显微镜、透射电镜微和室温拉伸等手段,研究了热处理制度对新型Al-Li-Cu-Mg合金微观组织演变和力学性能的影响.结果表明,该合金主要存在四种第二相:立方AlCu2 Mn相、棒状AlxCuxMnx、球状δ’相和片层T1相.前两相为高温结晶相,对合金沉淀强化贡献较少,后两相分别为自然时效和人工时效主要强化相.随着时效温度的升高和时间的延长,合金中G.P.区、球状δ’相等溶解,针状T1相析出,并在温度达到160℃时T1相析出速度明显高于δ '相的溶解,并与δ '相形成对合金的复合强化;180℃后在晶界处发生回复和再结晶.合金的强度随微观组织的变化显著,在90～150℃时,随着时效温度升高和时间延长,合金的硬度和强度先降低后提高;高于160℃时,合金强度和硬度随时效进行迅速增高,20 h即达到时效峰值;高于180℃后,时效达到峰值后随时间延长因发生再结晶而使合金强度和硬度降低.初步判定合金时效强化理想工艺应为(160 ～ 170)℃×20 h.     

Zn添加对预时效态Al-Mg-Si-Cu合金自然时效和烘烤硬化性的影响

以含Zn和不含Zn的2种Al-Mg-Si-Cu合金为研究对象,研究了Zn添加(0.64%,质量分数)对预时效态Al-Mg-Si-Cu合金的自然时效行为和烘烤硬化响应的影响,并利用三维原子探针(3DAP)技术揭示了相关微观机理。结果表明,含Zn合金在80℃下预时效15 min后的自然时效过程中原子团簇的Zn含量增加,原子团簇的稳定性改变,与不含Zn合金相比,含Zn合金原子团簇生长得更快。含Zn和不含Zn合金在预时效后的自然时效过程中屈服强度增加,含Zn合金因为具有更小的原子团簇间距和更大的原子团簇剪切模量,其屈服强度始终高于不含Zn合金。预时效后自然时效不同时间后在170℃下进行30 min模拟烤漆处理,原子团簇向GP区和β"相的转变随着自然时效时间的延长而减弱,因此含Zn和不含Zn合金的烘烤屈服强度降低。Al基体中的Zn具有促进析出相转变的作用,因此含Zn合金的烘烤屈服强度始终高于不含Zn合金。     

预变形对2519铝合金组织与力学性能的影响

通过拉伸测试、显微硬度测试、透射电镜及扫描电镜分析等手段研究了预变形对2519铝合金组织与力学性能的影响.结果表明:预变形降低了合金于180℃时效第一阶段的硬化效果,提高了合金峰值硬度及强度,缩短了峰值时效时间.预变形合金强度、硬度的提高是由于θ′相的数目增加和尺寸减小.细小弥散的θ′相有利于阻碍位错的运动,提高了合金的强度,同时也降低了合金的塑性.综合考虑合金的强度和塑性,2519铝合金时效前的预变形以15%为宜.     

Sc微合金化对Al-Mg-Si-Cu合金组织性能的影响

采用铸锭冶金法制备了Al-0.9Mg-0.6Si-0.7Cu-xSc合金,利用光学显微镜、扫描电镜和拉伸试验机研究了Sc元素对Al-0.9Mg-0.6Si-0.7Cu合金微观组织、力学性能和断口形貌的影响。结果表明,添加微量Sc形成的AlMgSiCuSc析出相可作为异质形核核心,显著细化铸态组织;在Al-Mg-Si-Cu合金中添加0.3wt%Sc,能强烈钉扎位错和亚晶界,有效阻碍固溶处理过程中的再结晶,从而提高合金的抗拉强度、屈服强度和延伸率;且Al-0.90Mg-0.59Si-0.70Cu-0.3Sc合金断口的韧窝数量较多、分布均匀,断口形貌为典型的韧性断裂。     

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。     

拉伸加载下应变速率对Al-Mg-Si-Cu合金力学性能、显微组织及织构的影响（英文）

通过拉伸测试、显微组织和织构表征研究应变速率对Al-Mg-Si-Cu合金力学性能、显微组织及织构的影响。结果表明,应变速率对力学性能和显微组织有一定的影响,但对织构几乎无影响。总的来说,随着应变速率的增加,合金的屈服强度、极限抗拉强度及伸长率均呈先增加、然后保持不变、最后增加的趋势。所有合金断口附近区域的显微组织与应变速率无关,均由轻微拉长的晶粒组成,但晶界角度分布存在一定差异;随着应变速率的增加,小角度晶界先增加后减少。应变速率的变化对断口附近区域的织构几乎无影响。     

结合自然时效和大预变形提升Al-Mg-Si-Cu合金蠕变时效响应研究

通过改变常规冷变形和自然时效顺序,提出一种结合自然时效和大预变形提高Al-Mg-Si-Cu合金蠕变量和力学性能的工艺.通过硬度测试、蠕变时效测试、拉伸力学性能测试和透射电镜观察,对比了常规处理和改进工艺处理的试样在蠕变时效过程中的硬度、蠕变量、力学性能和微观结构的演变规律.结果 表明,改进工艺处理能够有效延长合金蠕变时...     

Ce对汽车用Al-Mg-Si-Cu合金时效析出行为的影响

采用扫描电镜、透射电镜、拉伸试验机、显微硬度测试和能谱分析仪研究了不同Ce含量的Al-Mg-Si-Cu合金的时效析出行为。结果表明,在Al-Mg-Si-Cu合金中加入Ce,产生了新的析出相(CeAlSi),细化了Al(Fe、Mn)Si相。时效析出阶段,Al-Mg-Si系合金的析出序列为过饱和固溶体-Mg/Si原子团簇→G.P.区的形成→针状的β″相→短棒状的β′相→板条状的β相或者Q′相。添加稀土Ce后,Mg/Si原子团簇和G.P.区更加细小和均匀,同时针状的β″相更加细小。Al-Mg-Si-Cu-0.2Ce合金的抗拉强度达到412 MPa, Al-Mg-Si-Cu-0.4Ce合金的抗拉强度达到400 MPa,分别比Al-Mg-Si-Cu合金的抗拉强度提高了11.4%和8%。     

时效和预变形对2195铝锂合金组织与性能的影响

利用透射电镜、拉伸试验等手段,研究了时效温度、时效时间和预变形量对2195铝锂合金显微组织和力学性能的影响,优化了铝锂合金的时效处理工艺。结果表明：T6态和T8态铝锂合金的硬度均会随着时效时间的延长先增加后减小,经过预变形处理后铝锂合金的峰值硬度对应的时效时间缩短;随着时效时间的延长,T6态和T8态铝锂合金的抗拉强度、屈服强度和断后伸长率的变化趋势相同,经过预变形处理的T8态(预变形量5%+175℃/36 h)铝锂合金的峰值抗拉强度、峰值屈服强度和对应断后伸长率较T6态(175℃/48h)铝锂合金分别增加了11.58%、22.97%和17.78%。T6态和T8态铝锂合金中均存在颗粒状δ′相、针状θ′相、类球形δ′/β′复合相和针状T₁相,且后者的T₁相更加细小、数量更多、分布更加均匀。2195铝锂合金适宜的时效工艺和预变形量为175℃/36 h+5%。