多级淬火工艺对7050铝合金组织及性能影响

利用金相显微观察、X射线衍射物相分析以及力学性能试验,分别研究了不同级淬火工艺条件对铸态7050铝合金的显微组织、第二相以及力学性能的影响规律。结果表明:经不同级淬火工艺处理7050铝合金的显微组织及力学性能有明显的不同。未淬火的铝合基体晶粒粗大,晶界处出现的细小晶粒及第二相组织较少,力学性能较低。淬火处理后,晶界处出现明显的细小晶粒以及较多的第二相组织;同时,随淬火次数的增多,晶界处析出的第二相组织及细小晶粒数量明显增多,且力学性能逐渐提高;当对7050铝合金采用三级淬火工艺时,晶界处析出的第二相组织及细小晶粒数量最多,且该工艺条件下力学性能最高。     

深冷处理对7A04铝合金组织及耐蚀性影响

对挤压态7A04铝合金进行不同时间深冷处理,利用金相显微镜、X-ray衍射仪以及腐蚀介质为3.5%Na Cl水溶液分析研究了不同深冷时间条件下的显微组织、物相种类以及耐腐蚀性。研究结果表明:不同深冷时间条件下,挤压态7A04铝合金组织中不同程度析出第二相组织,同时耐腐蚀性有较大差异,其中,深冷时间为4 h时,在晶界处弥散分布着大量的第二相,耐腐蚀性最高,当深冷时间达到6 h时,分布在晶界处的第二相明显减少,并且耐蚀性变差。     

不同深冷处理时间对AZ31镁合金组织及性能的影响

在相同的固溶和时效条件下对铸态AZ31镁合金进行了不同时间的深冷处理。通过金相显微分析、极化腐蚀以及摩擦试验分析了不同深冷时间对显微组织、耐腐蚀性以及耐磨性的影响。结果表明:在不同时间深冷处理时,AZ31镁合金的晶粒尺寸、第二相数量、耐腐蚀性以及耐磨性具有较大差异。当深冷处理时间为1 h时,基体晶粒粗大,第二相的数量较少;随着深冷处理时间延长,基体晶粒发生细化,第二相数量逐渐增多,同时耐腐蚀性能以及耐磨性能逐渐提高;当深冷处理时间达到12 h时,晶粒发生明显的细化,第二相数量最多,且耐腐蚀性能以及耐摩擦性能最高。     

固溶温度对Mg-Al-Zn系镁合金组织及耐蚀性影响

对轧制态Mg-Al-Zn系镁合金进行不同温度固溶处理,之后对其进行相同工艺的人工时效。通过金相显微分析、XRD物相分析以及极化腐蚀等试验分析了不同固溶温度对显微组织、物相种类以及耐腐蚀性的影响。分析结果表明:不同固溶温度条件下的Mg-Al-Zn系镁合金晶界处的细小晶粒数量、第二相组织及耐腐蚀性有较大不同,当固溶温度为400℃时,合金基体晶界处出现大量的细小晶粒,同时在晶内及晶间弥散分布着大量的第二相,且耐腐蚀程度最高,当固溶温度较低或者较高时,晶界处的细小晶粒较少,并且耐蚀性较差。     

杂质元素含量对7075铝合金组织和性能的影响

研究了Si含量变化对7075铝合金显微组织、显微硬度和拉伸性能的影响。结果表明,Si的加入使7075铝合金第二相粒子增多;Si主要以杂质相形态弥散分布在晶粒内或位于晶界处;随着Si含量增加,7075铝合金表面显微硬度增加,拉伸强度和伸长率先增加后减小;Si含量为0.2%时,7075铝合金拉伸强度达到621.3MPa,伸长率为14.5%,拉伸性能达到最佳。     

7050超高强铝合金的强韧化工艺研究

对7050铝合金不同温度进行固溶处理,研究了固溶温度对显微组织、力学性能以及耐磨性能的影响规律。结果表明,不同固溶温度条件下,7050铝合金的晶粒尺寸、第二相数量、力学性能以及耐摩擦性具有较大差异。当固溶温度较低时,基体晶粒粗大,第二相数量较少,同时力学性能和耐磨性较低。在一定温度范围内,随着固溶温度的提高,基体晶粒发生细化,第二相数量逐渐增多,同时力学性能及耐磨性能逐渐提高。当固溶温度为400℃时,晶粒发生明显细化,第二相数量最多,且力学性能及耐磨性能最佳。当固溶温度为450℃时,晶粒粗化,力学性能及耐磨性降低。     

不同处理态Al-Mg-Si铝合金的组织性能

采用扫描电镜、透射电镜、能谱分析和拉伸测试等手段,研究了热处理对Y、Zr微合金化Al-Mg-Si铝合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:添加Y、Zr有助于细化合金铸态晶粒,合金铸态组织在晶界处有明显的偏析,经535 ℃×14 h均匀化处理后偏析现象得到改善。合金经热挤压后,沿挤压方向分布着大量的第二相,随着固溶温度的增加,第二相逐渐溶解在铝基体中。时效处理后,合金中弥散分布着大量的β″相以及其他细小的析出相,起到第二相强化的作用。合金经530 ℃×2 h固溶+180 ℃×8 h时效热处理后的力学性能最佳,抗拉强度达408 MPa,伸长率为14.8%。     

双级固溶处理对7075高强铝合金组织和性能的影响

采用光学显微镜、电子万能试验机、维氏硬度计等对比研究了单级固溶处理与双级固溶处理对7075铝合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:相对单级固溶处理,双级固溶处理7075铝合金中第二相粒子可以更为充分的溶入基体,固溶度更高。7075铝合金经460 ℃×1 h+480 ℃×0.5 h双级固溶处理后,组织中第二相粒子体积分数为0.303%,晶粒均匀细小,固溶效果理想。经460 ℃×1 h+480 ℃×0.5 h+120 ℃×24 h固溶时效处理后,7075铝合金硬度、抗拉强度和伸长率分别达到199 HV5、637 MPa和14.1%,综合性能最佳。     

退火对低温冷轧1060铝合金力学性能的影响

通过细晶强化方式研究了不同退火温度和时间对深冷轧制态1060铝合金显微组织和力学性能的影响。对铸轧态1060铝合金进行六道次深冷轧制,然后对其进行退火处理,退火工艺分别为:在100～300℃保温1 h以及在260℃保温10～80 min。结果表明,深冷轧制态1060铝合金经退火处理后有第二相Al_8Fe_2Si_1出现,在晶粒内部位错发生运动时,对位错起到钉扎作用,有利于晶粒细化。深冷轧制态1060铝合金最佳退火处理工艺为退火温度为260℃,保温50 min,热稳定性能良好,晶粒尺寸理想,晶粒大小约为1. 5μm,硬度为45 HV5,抗拉强度为149 MPa,力学性能均为铸轧态的1. 5倍以上。     

时效温度对轧制态7075铝合金组织及性能的影响

对轧制态7075铝合金采用固溶和时效处理,观察并研究了显微组织、扫描断口。研究发现:不同时效温度下,轧制态7075铝合金晶内和晶界处不同程度析出第二相组织η相,基体晶粒大小有较大差异。其中时效温度为200℃时,晶内和晶界均匀弥散分布着大量第二相,基体晶粒细化;时效温度为220℃时,弥散分布在晶内和晶界的第二相明显减少,并且基体晶粒粗化。时效温度为200℃时,断口韧窝最大最深,表现出典型的韧性断裂。     

搅拌摩擦通道挤压制备碳纳米管增强7075铝基复合材料

搅拌摩擦通道挤压是作者基于搅拌摩擦焊接和等通道转角挤压提出的一种固相状态制备金属基复合材料的新方法。采用搅拌摩擦通道挤压方法，通过添加不同体积分数的碳纳米管（CNTs）(0%、2%和4%)，制备了碳纳米管增强7075铝合金基复合材料（CNTs/Al-7075）。通过光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察并分析了CNTs在Al-7075基体中的分布特征，以及复合材料的细晶组织和第二相颗粒特征。采用固溶和时效处理改善CNTs/Al-7075复合材料的组织和力学性能。结果表明，采用搅拌摩擦通道挤压方法可以制备CNTs分布均匀的CNTs/Al-7075复合材料，实现7075铝合金基体晶粒细化，通过引入CNTs增强相可获得更为细小的晶粒组织。随着CNTs体积分数增加，CNTs/Al-7075复合材料的晶粒更加细化。固溶和时效处理改善了搅拌摩擦通道挤压制备的7075铝合金和CNTs/Al-7075复合材料的第二相析出行为，使材料的显微硬度得到提高。CNTs/Al-7075复合材料的强化机制综合了细晶强化、位错强化、载荷传递和第二相强化，其中以第二相强化为主。     

深冷处理对超低温轧制2524铝合金板材组织及性能的影响

采用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和电子万能试验机等研究了深冷处理对超低温轧制2524铝合金轧制板材显微组织和力学性能的影响。结果表明，深冷处理后2524铝合金中第二相主要沿晶界分布，数量增多，主要为S-Al₂CuMg相和θ-Al₂Cu相。与轧制板材相比，深冷处理后板材的织构极密度均有提升，呈现先增加后降低的趋势，在深冷处理9 h时达到了峰值。经深冷处理6 h后板材的抗拉强度和伸长率分别为490 MPa和6.35%。同时该深冷条件下，试样的断裂模式主要表现为韧性断裂。     

热处理对汽车用7075铝合金组织和性能的影响

对7075铝合金进行了固溶和单级时效处理,研究了单级时效对铝合金组织和性能的影响。结果表明,铝合金经单级时效后纤维组织消失,在晶界处生成第二相粒子。铝合金显微硬度的峰值时效温度为120℃,时间为16 h,硬度为220 HV。120℃/24 h时效后合金的峰值强度为680.5 MPa。     

高温短时时效对TP347HFG钢组织和力学性能的影响

为探究高温短时时效处理后TP347HFG钢组织、性能的变化特点,采用金相显微镜、扫描电镜观察、布氏硬度测试、拉伸测试等试验手段研究了720℃下48、72、96和120 h时效处理后的试样。结果表明,和未时效的相比,时效后材料强度和硬度有明显的提高,变化趋势是随时效时间增加先增加后降低,在72 h时达到最大值。72 h时效处理后,原始粗大的未溶解第二相消失,基体中弥散析出的细小第二相(主要是NbC)逐渐增多,晶界也有少量第二相(主要是Cr_(23)C_6)析出,晶粒大小变化不明显,平均尺寸维持在30μm左右;时效96 h后晶界处第二相数量增多,开始聚集、熔合、粗化,有一部分晶粒异常长大,至时效120 h时晶界处可见大量粗大的第二相,晶粒的平均尺寸约为35～40μm。说明时效处理后TP347HFG的性能的改变与时效后组织的变化(第二相的析出、晶粒的长大)有关。     

回归温度对冷轧态3104铝合金组织及性能影响

通过对冷轧态3104铝合金试样进行不同温度回归处理,利用金相显微分析及力学性能试验研究了回归温度对其显微组织及力学性能的影响规律。结果表明:不同回归温度条件下,3104铝合金的组织形貌、第二相组织数量、分布及力学性能有较大的差异。在一定温度范围内,随回归温度的升高,晶界逐渐明显,析出的第二相组织数量逐渐增多且分布均匀,同时力学性能逐渐提高。当回归温度达到180℃时,晶内及晶间弥散分布着大量的第二相组织,力学性能较高,当回归温度达到210℃时,第二相的析出量大量减少,力学性能明显降低。     

深冷处理对TC4钛合金退火过程中微观组织和力学性能的影响

采用液氮直冷法在-196 ℃下分别对10%、20%和40%压下量的TC4双相钛合金进行12 h的深冷处理并进行500 ℃不同时间退火处理。利用光学显微镜对晶粒尺寸进行表征;利用扫描电镜(SEM)对α相和β相体积分数进行表征;利用维氏硬度仪、电子万能试验机分别对硬度和拉伸性能进行表征。通过晶粒尺寸以及α相和β相组织结构的变化,来分析材料的硬度和拉伸性能的变化原因。结果表明,随着退火时间的延长,深冷退火试样晶粒尺寸呈先下降后上升的规律,β相的体积分数逐渐减少,转变为α相。深冷12 h轧制态TC4钛合金经过1 h的退火处理后,晶粒尺寸出现小幅度的下降,这与退火过程中产生的较小晶粒有关,并且材料在轧制后继续深冷使得材料的变形能更高,在退火过程中容易产生更多的小晶粒,同时更有利于促进β相向α相转变,材料在500 ℃退火1 h时综合力学性能表现优异。当退火时间超过1 h后,材料内α相和β相两相体积分数的变化逐渐趋于平缓,并且随着退火时间的延长,晶粒粗化现象比较明显。因此,材料的强度和硬度均低于退火1 h时的强度和硬度。冷轧变形的TC4合金经12 h深冷后在500 ℃退火1 h较为理想,可获得较好的综合力学性能。     

纳米碳化硅增强7075铝合金的微观组织及力学性能研究

通过高能球磨法制备不同含量纳米碳化硅质量分数(0、0.25wt%、0.50wt%、1.00wt%、1.50wt%,2.00wt%)的7075铝合金复合粉末,经热压烧结成型后,对合金粉末进行固溶/时效处理并制成样品。通过金相显微观察、电子显微镜形貌观察、XRD衍射分析、力学性能测试研究不同质量分数纳米碳化硅对7075铝合金显微组织及力学性能的影响规律。研究表明:随着纳米碳化硅含量的增加,细小的纳米碳化硅颗粒以聚集态存在于被增强相晶界周围,对7075铝合金基体产生强化作用。当纳米碳化硅质量分数为0.50wt%时,增强7075铝合金获得最佳的综合力学性能。     

深冷处理对Al-7Si-2Cu-0.3Mg合金组织与力学性能的影响

采用光学显微镜(OM)、拉伸试验、硬度测试、SEM断口分析等研究了不同时间深冷处理对Al-7Si-2Cu-0.3Mg合金组织及力学性能的影响。结果表明:对铸态Al-7Si-2Cu-0.3Mg合金进行520℃×6 h固溶+-196℃不同时间深冷+160℃×6 h时效处理试验,随着深冷时间的增加,合金的抗拉强度和硬度逐渐增加,伸长率逐渐降低,抗拉强度和硬度在深冷22 h前提升明显。固溶+22 h深冷+时效处理合金的抗拉强度、硬度分别为351.2 MPa、135.5 HB,比固溶+时效处理合金分别提高了10.1%和8.4%。随着深冷处理时间的增加,合金晶粒尺寸先减小后增大,固溶+22 h深冷+时效处理合金的晶粒较为均匀细小,深冷处理有效改善了合金的组织。     

脉冲磁场处理对7075铝合金性能及组织的影响

采用脉冲磁场对7075铝合金进行了磁处理,并使用室温拉伸、SEM、TEM和XRD等测试手段对比研究了7075铝合金脉冲磁场处理前后的力学性能及显微组织。研究发现,峰值强度为2 T和3 T的脉冲磁场会增大合金的微观应变,促进晶粒择优取向由(200)晶面转变为(111)晶面,但脉冲磁场对合金的拉伸性能无明显影响;峰值强度为1 T的脉冲磁场能够显著促进合金内部小尺寸第二相的回溶,减弱晶界沉淀相的连续性,增加晶界无沉淀析出带的宽度,可在不降低7075铝合金材料强度的情况下提高该材料的塑性。     

旋转摩擦挤压7075铝合金组织及第二相形貌

采用旋转摩擦挤压法(RFE)加工T6态7075铝合金,对挤压后的7075铝合金进行热处理,观察了7075铝合金的显微组织和第二相变化,测试了加工后材料的显微硬度。结果表明,RFE态的7075铝合金为未完全再结晶的细小等轴晶,平均晶粒尺寸约为15μm。经热处理后,铝合金中未发生再结晶的晶粒继续完成再结晶,晶粒尺寸进一步细化均匀,约为8μm。RFE加工使7075铝合金中保留的初生金属间化合物尺寸变小,原沉淀析出的第二相(MgZn_2相)在RFE加工过程中大部分发生重溶,未重溶的MgZn_2相发生粗化,经热处理后7075铝合金中析出的MgZn_2相尺寸细小,呈弥散分布。RFE态7075铝合金显微硬度低于基材,但经T6热处理后,其硬度为177.5HV,高于基材,7075铝合金中第二相对基体的强化效果较细晶强化作用更显著。