Sc对7050铝合金耐腐蚀性能的影响

在7050铝合金标准成分的基础上添加微量Sc,制备了三种钪含量的7050铝合金,对比研究了Sc对7050铝合金的耐腐蚀性能的影响。结果表明,7050铝合金中加入微量Sc,合金的晶间腐蚀、剥落腐蚀和应力腐蚀敏感性均明显下降,且随着钪含量的增加,合金的耐腐蚀性能有增强的趋势。     

微量Sc对2A14铝合金轮毂组织与性能的影响

采用铸锭冶金及等温复合锻造方法,制备了含Sc的2A14铝合金轮毂锻坯,研究了Sc对锻坯组织与性能的影响。结果表明,Sc含量提高至0.3%时,2A14铝合金的晶粒得到明显的细化,大部分晶粒呈等轴晶状态。添加Sc提高了2A14铝合金的伸长率,但其抗拉强度明显降低,使其低于400MPa,原因在于添加Sc后,大量消耗2A14铝合金中的Cu元素,导致强化相θ′-Al2Cu体积分数减少。但Sc能有效抑制合金中的再结晶,减小轮毂锻坯各部位的性能差异,并提高合金的耐热性能。     

Sc对7028铝合金铸态组织和性能影响研究

7028铝合金具有良好的力学性能,本文研究了稀土元素Sc对7028铝合金铸态组织和性能的影响。结果表明:与不加Sc的7028合金铸锭相比,添加0.05%～0.08%稀土Sc铸锭中的夹杂得到了改善,铸锭的抗拉强度、屈服强度、断后延伸率、冲击韧性等力学性能得到了提高,铸态组织的晶粒度从3级提升至4级。Sc元素主要起到净化熔体和细化晶粒的作用。     

含Sc镁基合金的研究现状及进展

钪作为一种在铝合金中已得到广泛应用的稀土元素,在镁合金中的应用正引起国内外的关注和重视。综述了含Sc镁基合金的研究现状及最新进展,尤其是微量Sc对镁合金组织和性能的影响以及新型含Sc镁合金的研究开发现状,指出了目前存在的问题,并展望今后的发展。     

钪含量对7050铝合金组织与力学性能的影响

通过光学显微镜、扫描电镜对不同Sc含量的7050铝合金进行了组织分析,并研究了其力学性能。结果表明:Sc元素细化晶粒、抑制枝晶偏析与再结晶现象非常显著;0.17%Sc的铝合金的比不含Sc的铝合金的硬度、抗拉强度与伸长率分别提高13.3 HV、40.4 MPa、2.4%;随着Sc含量的增加,晶粒更加细化,但Sc含量为0.34%的合金比0.17%合金的性能略有下降。     

2024、2524合金和含微量Sc、Zr的2524铝合金板材的组织和性能

制备了含微量Sc、Zr的2524铝合金板材,采用拉伸力学性能测试、金相、X射线衍射和透射电子显微分析技术,比较研究了2024、2524合金和含微量Sc、Zr的2524铝合金板材的组织和性能.结果表明,微量Sc和Zr在2524铝合金中主要以次生的Al3(Sc,Zr)粒子形式存在,这种粒子与基体共格,钉扎位错和亚晶界,高温固溶处理过程中仍然能够部分抑制合金的再结晶.在T3状态下,含Sc、Zr的2524铝合金的塑性与2524铝合金的相当,而屈服强度提高了18 N/mm2.微量Sc、Zr对Al-Cu-Mg合金的强化作用主要来源于添加微量Sc、Zr引起的细晶强化、亚结构强化和析出强化.     

含钪A356铝合金半固态浆料的制备及组织分析

采用近液相线浇注法,通过在A356铝合金中加入Al-Sc中间合金得到了含Sc的A356铝合金半固态浆料。研究了Sc含量、保温时间以及浇注温度对A356铝合金半固态组织的影响;探索了Sc含量对共晶Si相形貌的影响。研究结果表明,A356铝合金加入0.2%的Sc在625℃保温10 min可制备具有近球状、细小、均匀颗粒的半固态浆料;随着Sc含量的增加,共晶Si的形貌由板条状逐步转变为纤维状,分析认为这与Sc在Si晶粒中诱发的孪晶有关。Sc和Al的共晶化合物Al3Sc在基体组织中弥散分布,促进了A356半固态组织的细化。     

钪含量对7055铝合金微观组织及性能的影响

在7055铝合金中添加不同含量的Sc,研究钪含量对不同状态的7055铝合金微观组织、力学性能、耐腐蚀性能的影响规律。研究结果表明:添加Sc后7055铝合金晶粒得到明显细化,树枝晶转变为等轴晶,添加质量分数分别为0. 15%、0. 25%的Sc,晶粒分别由125μm细化到约90μm和45μm。添加w(Sc)=0. 35%和w(Sc)=0. 45%的铸态7055铝合金晶粒尺寸差别不大。Sc在7055铝合金中生成的Al3(Sc,Zr)相可以抑制再结晶和晶粒长大,提高再结晶温度,使含Sc的7055铝合金在固溶、时效之后仍保留大量的变形组织。由于细晶强化、亚结构强化以及第二相强化效应,含Sc的7055铝合金表现出更高的强度及硬度。添加质量分数分别为0. 15%和0. 25%的Sc后,7055铝合金的屈服强度都从601 N/mm2提高到636 N/mm2;抗拉强度分别从630 N/mm2提高到670 N/mm2和672 N/mm2;伸长率下降。添加w(Sc)为0. 35%和0. 45%的Sc后,屈服强度和抗拉强度相比w(Sc)为0. 15%和0. 25%的有所下降,伸长率提高。添加w(Sc)为0. 25%和0. 45%的Sc后,剥落腐蚀等级都由ED级提高到了EA级;晶间腐蚀深度由304. 7μm分别变浅为219. 0μm和261. 4μm,耐腐蚀性能提高。     

高强耐热6×××系铝合金的研究现状及其发展趋势

6×××系铝合金由于其密度低、易成形、耐蚀性好等优点,广泛应用于汽车及建筑领域。随着对6×××系铝合金使用要求的不断提高,人们对该系铝合金的强度及耐热性提出了更高的要求。介绍了微合金元素Mn、Cr、Fe、Zr、Sc等对6×××系铝合金组织及性能的影响,复合微合金化及Al_3(Sc, Zr)等复合粒子对提高6×××系铝合金力学性能的作用。综述了传统的轧制工艺及新型轧制变形工艺对6×××系铝合金组织及性能的影响,国内外对6×××系铝合金耐热性的研究现状,对6×××系铝合金的热处理强化手段进行概述,并对高强耐热6×××系铝合金的发展趋势进行展望。     

金属元素与稀土复合添加对铝合金性能影响的研究进展

金属元素与稀土复合添加是提高导电铝合金性能的有效手段。综述了Zr、B与稀土La、Ce、Sc、Er复合添加对导电铝合金组织及导电性能影响的研究进展。     

Al-Mg-Sc合金的组织和性能

针对飞机战伤抢修和日常维修工作发展的要求，自行研制了具有高的综合力学性能的Al-5Mg-0．3Sc板材，利用金相显微镜、扫描电镜等分析手段研究了Sc对Al-Mg合金组织、性能的影响规律。试验研究表明：添加质量分数为0．3％的Sc的Al-Mg合金铸态组织得到显著细化，枝晶组织在相当程度上得到消除；Al-5Mg-0．3Sc的力学性能和2A12（LY12）的力学性能相当，而Al-5Mg-0．3Sc比2A12有较高的抗海水腐蚀能力；Al-5Mg-0．3Sc板材可以替代2A12板材作为飞机损伤铝合金结构板材的修复材料。     

铝合金细化相Al3(Zr,Sc)的能量和弹性性质的第一性原理研究

微合金化是强化铝合金的重要手段,Sc作为铝合金有效的细化剂而引起广泛关注。实验研究表明,在铝基体中同时添加Zr和Sc,在铝基质中形成Al3(Zr,Sc)细化相,可以实现更好的晶粒细化。本文基于密度泛函理论的第一性原理方法,系统地研究了不同Sc/Zr配比下形成的Al3(Zr,Sc)细化相的能量和弹性性质。结果表明,当Sc/Zr不高于1/3时,Al3(Zr,Sc)相具有较大的形成焓绝对值,细化相将优先于Al3(Zr,Sc)相析出。同时,Sc元素的加入有利于界面的形成,提高界面的结合强度和润湿效果,但高于1/3的Sc/Zr比对界面性能的提高并无积极作用。并且,Zr的加入可以有效提高细化相的弹性性能,并削弱Al3Sc的弹性各向异性特征。此理论研究指出,微合金化Zr和Sc的共同添加时Sc/Zr不高于1/3时,可以保证细化效果并大大降低合金的成本。     

Effect of Sc and Zr on recrystallization behavior of 7075 aluminum alloy

The static recrystallization behavior of 7075 aluminum alloy containing Al₃(Sc,Zr) phase prepared by casting and the relationship between recrystallization behavior and mechanical properties were studied. The addition of Sc and Zr made the Sc–Zr–7075 aluminum alloy remain the most of fibrous structure and high-density dislocations formed in the extrusion process, resulting in the recrystallization fraction of the alloy decreasing from 35% to 22%, and the corresponding fraction of substructure increasing from 59% to 67%. The Sc and Zr effectively inhibited the recrystallization behavior of 7075 aluminum alloy mainly, which was attributed to the fact that the existence of fine and coherent Al₃(Sc,Zr) phase (r = 35 nm, f = 1.8×10⁻³) strongly pined the dislocations and grain boundaries, preventing the dislocations from rearranging into sub-grain boundaries and from developing into high angle grain boundaries, and further hindering the formation and growth of recrystallized core of the alloy.     

添加Sc和提高Zn含量对7085铝合金力学性能、淬火敏感性和耐蚀性能的影响

在7085铝合金基础上添加Sc和提高Zn含量制备了3种不同成分的热轧薄板样品,在470℃加热1 h后分别风冷(FC)和水冷(WC)淬火,然后进行120℃×24 h人工时效。再采用室温拉伸和晶间腐蚀试验及光学显微镜和透射电镜观察等试验方法,研究Sc和Zn对7085铝合金力学性能和耐蚀性能的影响。结果表明,添加Sc可以显著细化晶粒、钉扎位错、抑制再结晶、提高形核率、降低晶界无沉淀析出带的宽度及晶界析出相尺寸,从而有利于提高合金的强度与耐蚀性能,淬火敏感性也有所提高。在含Sc的基础上进一步提高Zn含量会使淬火诱导相的析出驱动力增大,晶内析出相和晶界析出相的数量增加,时效后合金的强度进一步提高,淬火敏感性显著增强,耐蚀性能有所下降。     

Cold-Spray processing of a nanocrystalline Al−Cu−Mg−Fe−Ni alloy with Sc

This work describes recent progress in cold-spray processing of conventional and nanocrystalline 2618 (Al−Cu−Mg−Fe−Ni) aluminum alloy containing scandium (Sc). As-atomized and cryomilled 2618+Sc aluminum powder were sprayed onto aluminum substrates. The mechanical behavior of the powders and the coatings were studied using micro-and nanoindentation techniques, and the microstructure was analyzed using scanning and transmission electron microscopy (SEM and TEM). The influence of powder microstructure, morphology, and behavior during deposition on the coating properties was analyzed. This work shows that Al−Cu−Mg−Fe−Ni−Sc coatings with a nanocrystalline grain structure can be successfully produced by the cold-spray process. Inspection of the scientific literature suggests that this is the first time a hardness value of 181 HV has been reported for this specific alloy. The original version of this paper was published in the CD ROM Thermal Spray Connects: Explore Its Surfacing Potential, International Thermal Spray Conference, sponsored by DVS, ASM International, and IIW International Institute of Welding, Basel, Switzerland, May 2–4, 2005, DVS-Verlag GmbH, Düsseldorf, Germany.     

铝合金无沉淀析出带的研究进展

综述了过去50年来铝合金中无沉淀析出带(PFZ)的研究,重点论述了PFZ的主要形成机理、影响因素及其对合金性能(主要为力学性能和耐腐蚀性能)的影响,系统介绍了PFZ在形成机理及对合金性能上所持的不同观点及其相关理论。最后,提出了对铝合金中PFZ方面存在的难点以及重点研究方向。     

Mechanical properties of squeeze-cast Al-7Si-0.3Mg alloys with Sc-modified Fe-rich intermetallic compounds

Iron (Fe) has a low solid solubility in aluminum(Al), and it usually forms Fe-rich intermetallic compounds.Scandium (Sc) is an element that can act as a grain refiner,modify the eutectic silicon and change the morphology of Fe-rich intermetallic compounds at the same time. The present work was conducted to study the effect of Sc on the mechanical properties of Al-7Si-0.3Mg. The alloy was prepared by squeeze casting at two levels of Fe (0.2 and 0.4 wt%) and three levels of Sc (0 wt%, 0.2 wt% and 0.4 wt%). Sc is found to increase the mechanical properties of the alloy, including its hardness, yield strength and ultimate tensile strength. At 0.2 wt%Fe, adding Sc increases the strength while maintaining good elongation.At 0.4 wt%Fe, adding Sc increases the strength but decreases the elongation slightly. The distributions and morphologies of intermetallic compounds and eutectic silicon affect the elongation. Both Fe-rich intermetallic compounds and Sc-rich intermetallic compounds act as crack initiation sites. The 0.2 wt% Fe+0.2 wt% Sc alloy has the lowest amount of these intermetallic compounds,and eutectic silicon is small and fibrous. So, it has the highest elongation.     

稀土元素对铝合金组织与性能影响的研究进展

稀土元素因为其有效、稳定的变质作用,被广泛应用于多种金属材料中。变质处理可以细化合金组织,从而提高合金的力学性能,不同的稀土元素对铝合金的变质效果不同。重点介绍了几种常用稀土元素对铝合金显微组织、力学性能的影响及其变质机理,综述了现阶段国内外稀土铝合金的研究现状,并阐述目前存在的问题,以及对未来研究进行了展望。     

电磁铸造对铝合金铸件力学性能的影响

设计制造了电磁铸造实验装置,应用正交实验方法,研究电磁铸造铝合金铸件力学性能的主要影响因素。结果表明:对ZL104的性能影响程度大小的顺序依次是:磁场强度、电流、循环时间;在电磁场作用下ZL104合金铸件的力学性能有显著提高。研究结果对铝合金电磁铸造技术的应用有重要的意义。