含稀土铒元素Al-Zn-Mg-Cu合金微观组织及力学性能的研究

采用金相观察、扫描电镜与能谱分析、显微硬度和力学性能测试等方法,研究了不同含量稀土元素Er对Al-Zn-Mg-Cu合金组织与性能的影响。结果表明,在Al-Zn-Mg-Cu合金中添加Er元素后二次枝晶臂间距减小,枝晶网胞变薄。Er元素主要以Al8Cu4Er相形式存在于晶界,少量固溶于铝基体中。此外,Er元素能有效抑制Al-Zn-Mg-Cu合金发生再结晶,细化再结晶晶粒,提高合金时效强化效果。当Er含量超过0.3%时,脆性Al8Cu4Er相数量增多,导致合金力学性能变差。     

微量稀土Er对Al-5Mg合金组织与性能的影响

采用铸锭冶金法,制备含不同量稀土元素Er的Al-5Mg合金。利用拉伸力学性能测试、OM、XRD、SEM、TEM及EDS分析等分析测试手段,研究微量Er对Al-5Mg合金微观组织与力学性能的影响。结果表明:Er可以明显提高Al-5Mg合金的强度,添加0.4%Er(质量分数)的Al-5Mg合金的冷轧态屈服强度(σ0.2)提高了81MPa,而延伸率变化不大;Er的加入还能减少Al-5Mg合金的枝晶偏析,并可显著细化合金的晶粒组织;Er对晶粒的细化机理与其添加量有关,当Er含量较低时,符合传统的稀土细化机理;当Er含量较高时,由于在熔体中形成了初生Al3Er质点,在结晶形核时可以作为非均质形核核心,从而可显著细化晶粒组织;Er对合金的强化效应主要来自于晶粒细化及在晶内形成的细小二次Al3Er质点。根据实验结果可知,添加0.4%Er可使合金具有较为优异的综合性能。     

Sc和Zr复合微合金化对Al-Zn-Mg-Cu合金组织与性能的影响

采用水冷铜模一激冷铸造法，制备了三种Sc和Zr含量不同的Al-Zn-Mg-Cu合金薄板材，测试了合金经120℃时效不同时间后的拉伸性能，利用光学显微镜和透射电子显微镜观察了合金的显微组织。结果表明：采用Sc和Zr复合微合金化可明显细化合金的铸态晶粒组织，抑制合金的再结晶，大大提高合金的强度；Sc含量越高，晶粒细化效果越好，合金强度提高也越大；微量Sc和Zr在Al-Zn-Mg-Cu合金中主要以Al3（Sc，Zr）质点的形式存在，初生Al3（Sc，Zr）粒子是在合金凝固过程中形成的，主要起非均质形核的作用，次生Al3（Sc，Zr）粒子是合金在均匀化处理和后续热处理中析出的，起亚结构强化和直接析出强化作用。     

挤压Mg-12Zn-1.5Er镁合金的微观组织演变及力学性能

研究铸造及挤压Mg-12zn-1.5Er合金的显微组织及力学性能.结果表明:铸造Mg-12zn-1.5Er合金中的I相在挤压过程中被破碎,并且动态再结晶伴随着挤压过程发生,导致合金组织进一步细化.合金的晶粒为等轴晶,其平均晶粒尺寸为2～5μm;并且观察到大量的纳米级颗粒在动态再结晶晶粒中析出;与铸造合金相比,挤压合金的力学性能明显提高,这是因为组织细化、准晶强化及纳米级颗粒的析出强化;挤压合金的抗拉强度、屈服强度分别为359 MPa和318 MPa.     

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。     

含Er和Zr元素的Al-Mg-Si合金板材时效析出与强化行为

通过研究热处理工艺对Al-Mg-Si-Zr-Er合金组织与性能的影响,确定了合金板材的峰时效热处理工艺,探讨了合金的析出与强化行为。研究结果表明:540℃固溶1 h后,合金板材的析出相得到充分溶解,再结晶组织也未发生明显粗化;时效时,合金的析出相主要为Mg2Si、Al Cu Mg Si(Q相)和Cu Al2等;Er和Zr元素的加入促进了β″相析出,并使β″相变得更为细小弥散,从而缩短了时效时间,提高时效强化效果;合金的峰时效工艺为540℃固溶1 h,180℃时效5 h;合金的时效强化是位错切过机制和绕过机制的综合作用;合金的较高强度源于合金凝固组织细化、Al3(Er,Zr)粒子的弥散强化以及Er和Zr元素的加入促进β″相析出细化等共同作用的结果。     

SCR成形Al-3Mg-0.4Sc合金线材的组织与性能

采用电子拉伸实验机、金相显微镜、扫描电镜及透射电镜，研究了单辊搅拌冷却技术（Shearing-Cooling-Rolling，简称SCR）成形Al-3Mg-0．4Sc合金线材的组织与性能。结果表明：经SCR成形的合金线材晶粒组织非常细小，Sc主要以初生Al3Sc粒子和次生Al3Sc粒子存在。初生Al3Sc粒子是在SCR成形中凝固形成的，作为非均质晶核细化合金晶粒。次生Al3Sc粒子是合金在热处理过程中沉淀析出的，有效钉扎位错和亚晶界，抑制合金再结晶。d5．9mm合金线材320℃时效2h的抗拉强度为425MPa，延伸率为19．8％。SCR成形Al-3Mg-0．4Sc合金具有较高强度的主要原因有两个：1）SCR成形单辊剪切细化晶粒和初生Al3Sc粒子作为非均质晶核细化晶粒共同作用所产生的细晶强化；2）适当热处理过程中沉淀析出的细小、弥散的Al3Sc强化相粒子的沉淀强化。     

Er对铸态Mg-Al-Zn-Mn合金组织与力学性能的影响

通过熔炼铸造法制备了不同Er含量的铸态Mg-9．0Al-0．8Zn-0．15Mn合金。采用X射线衍射、金相观察、扫描电镜及拉伸性能测试，研究了Er的添加对合金的显微组织与力学性能影响。结果显示，基体合金中添加Er后，显微组织主要由α-Mg相、Mg17Al12相及Al3Er相组成。添加Er元素能有效细化铸态合金的晶粒，使其平均晶粒尺寸从57μm降低到21μm；同时Er的添加改善了基体合金中Mg17Al12相的形态与分布，最终使基体合金的室温抗拉强度得到提高。     

稀土铒(Er)改性6063铝合金铸态微观组织与性能

通过成分设计,铸造出不同稀土Er含量的6063铝合金.采用光学显微镜、扫描电镜(SEM、EDS)、XRD、维氏硬度计等手段研究了稀土Er铝合金铸态微观组织与性能,从理论上分析了Er的作用机理.结果表明,当Er的含量为0.4%时合金的晶粒细化效果最明显,硬度增幅达到最大值,而当含量超过0.4%时,细化效果减弱,硬度值逐渐降低.在6063铝合金熔铸凝固过程中,大部分Er偏聚于合金的晶界处,形成粗大的金属间化合物物Al3,Er相,有强化晶界、阻止晶粒长大作用;小部分Er与Al生成次生金属间化合物,弥散分布于基体中,产生弥散强化作用,并在形核时充当形核剂,从而可细化晶粒.     

Er对Al-Mg-Si-Zr-Er合金(T4态)板材性能的影响

通过常温拉伸性能测试、硬度测试、ODF图、OM、SEM、TEM及EDS等分析，研究了Er对Al-Mg-Si-Zr-Er合金(T4态)组织和性能的影响，并解释了Er的作用机制。结果表明，随着Er含量增加，合金强度和硬度均增加，伸长率降低，平面各向异性降低，晶粒细化，织构强度变弱，再结晶形核机制改变；Al-Mg-Si-Zr-Er合金(T4态)主要织构为Brass{110}<112>织构；Er的加入起到了细晶强化、抑制再结晶、降低铝合金层错能及减弱合金变形时的平面滑移所引起的局部应变集中的作用。     

Effect of trace rare earth element Er on Al-Zn-Mg alloy

1 Introduction Remarkable effects of rear-earth elements on aluminium alloys, such as eliminating impurities, purifying melt, refining as-cast structure, retarding recrystallization and refining precipitated phases, have been widely researched for a long…     

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 ,…     

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.     

微量钪对Al-Cu-Li-Mg-Zr合金组织与性能的影响

通过显微组织观察和室温拉伸试验,研究了微量Sc对Al-Cu-Li-Mg-Zr合金组织和拉伸性能的影响。结果表明,在Al-Cu-Li-Mg-Zr合金中加入微量Sc,可消除铸态枝晶组织并显著细化铸态晶粒、有效抑制再结晶,明显提高了合金的强度和塑性。微量Sc引起的强化来源于晶粒细化、次生的Al3（Sc,Zr）相析出和亚结构强化。     

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。     

Microstructures and mechanical properties of Er modified AA7075 alloy

The effect of erbium and homogenization on microstructures and mechanical properties of AA7075 alloy were investigated using optical microscope (LIMI), scanning electronic microscope (SEM) equipped with energy dispersive X-ray detection (EDS) and mechanical testing. It was found that during solidification most of the elements Er and Cu segregated at the grain boundaries in the form of Al₃ErCu or Al₈Cu₄Er and a very small part of Er dissolved in the FCC-Al matrix. The latter is not completely reclaimable for heterogeneous nucleation and refine grain FCC-Al matrix in its as-cast state. Er and Cu- containing phases fragmented into fine particles after extrusion and these led to a slight increase in grain boundary strengthening. The process of homogenizing, extruding and aging the Er containing alloys considerably improved the strength due to precipitation. The analysis of the extruded sample showed that the addition of Er can slightly retard the recrystallizing behavior of AA7075 alloy.     

含钪7xxx系铝合金的再结晶

采用金相显微镜和透射电子显微镜研究了含钪Al-Zn-Mg-Cu-Zr系铝合金组织的再结晶,测试了不同温度下退火1h合金的硬度。结果表明:含0.20%Sc的7xxx系铝合金(冷变形量50%)的再结晶起始温度为475℃,再结晶终了温度为525℃。合金在均匀化以及热加工过程中析出细小、弥散的二次A l3(Sc,Zr)粒子钉扎位错、亚晶界和晶界,使回复过程中的位错运动受阻,保持基体内较高的位错的密度,阻碍加热时位错重新排列呈亚晶界以及更进一步发展成大角度晶界的过程;阻碍了再结晶核心长大过程,阻碍大角度晶界的迁移,从而提高再结晶温度。     

含铒A356合金半固态浆料的制备

采用添加稀土元素铒(Er)变质处理和弱电磁搅拌制备了A356合金的半固态成形浆料。利用微观组织观察、扫描电镜、透射电镜与能谱分析等手段,对制得试样的微观组织进行了研究,并对其形貌演变机理做了分析讨论。结果表明,微量(0.05%)Er元素添加到合金中,可使合金的初生α-Al晶粒从蔷薇花状变成细小的球状。在625℃时对含Er的合金液进行适当的弱电磁搅拌,可以进一步细化合金晶粒,制得半固态成形所需的浆料。     

Er、Zr微合金化5083铝合金的超塑性

针对5E83合金(Er、Zr微合金化5083合金),采用超塑性拉伸试验、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)和透射电镜(TEM),探究了Er、Zr微合金元素、晶粒尺寸、变形温度、应变速率对合金超塑性的影响。通过再结晶退火、空冷和水冷的搅拌摩擦加工(FSP),分别获得了晶粒尺寸为7.4、5.2、3.4μm的完全再结晶组织,作为初始状态进行超塑性拉伸。结果表明,初始晶粒尺寸越细小,超塑性伸长率越高。当晶粒尺寸>5μm时,超塑性变形过程晶粒粗化缓慢,细化初始晶粒可显著提高超塑性;而当晶粒尺寸<5μm时,超塑性变形过程晶粒粗化严重,进一步细化初始晶粒对超塑性的提高有限。不同变形温度、应变速率的超塑性拉伸结果显示在变形温度为450～540℃、应变速率为1.67×10^-4～1.67×10^-1 s^-1,超塑性伸长率随变形温度和应变速率的提高呈现先上升后下降再上升的趋势;变形温度为520℃、应变速率为1.67×10^-3 s^-1条件下,水冷FSP态合金获得最大伸长率330%...