7050铝合金板在固溶过程中微结构与织构的演变

采用光学金相(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和织构材料(ODF)分析等研究7050铝合金热轧板在逐级升温固溶过程中微结构与织构的演变。结果表明:在固溶温度不超过490℃的条件下,板材中长条形再结晶晶粒平行于轧向分布,固溶板材与热轧板材的织构组态相似,均含有少量{001}100织构,晶粒取向主要聚集在β-取向线和α-取向线上;具有{124}211和{112}111取向的形变长条形组织由于回复和连续再结晶使其取向逐渐趋同,取向密度增强;最后经(475℃,12h)处理的样品中残留有Al2CuMg和Al7Cu2Fe相;而经(490℃,4h)处理的样品中,Al2CuMg相全部溶入基体,Al7Cu2Fe相仍然存在。     

Al-6.4Zn-2.3Mg-2.1Cu超高强铝合金厚板固溶过程的组织演变

采用金相显微分析、扫描电镜和能谱分析等手段,研究了80 mm厚超高强Al-6.4Zn-2.3Mg-2.1Cu铝合金热轧板经第一级470℃以及第二级480℃固溶处理前后的相和组织的演变。结果表明,该合金热轧板中主要存在粗大块状的Al2Cu Mg相、长棒状Al7Cu2Fe相及含Zn Mg Cu的细小析出相等,经470℃固溶处理5 min后,Zn Mg Cu析出相基本溶入基体,90 min后完全溶入基体。经470℃1.5 h+480℃5 h双级固溶处理后存在极少量未溶Al2Cu Mg相,板材组织仍为部分再结晶组织,晶粒总体轮廓与热轧态的相似;随第一级470℃及第二级480℃固溶时间的延长,该合金厚板晶粒形态变化较小,沿轧制方向伸长且部分晶粒中存在细小亚晶组织,亚晶尺寸随固溶时间延长而缓慢长大。     

7075铝合金的热处理工艺与组织性能研究

研究了固溶和时效热处理对锻态7075合金显微组织、硬度和拉伸力学性能的影响,并对断口形貌进行了观察。结果表明,锻态7075合金中的第二相主要为Al7Cu2Fe、η(Mg Zn2)和S(Al2Cu Mg)相;经过固溶处理后,晶界处η(Mg Zn2)相已经回溶至基体中;固溶温度为480℃时组织中存在Al7Cu2Fe相,而η(Mg Zn2)和S(Al2Cu Mg)相消失;随固溶温度升高,合金显微硬度先上升后减小,在470℃时显微硬度最高;随固溶时间延长,显微硬度先上升后降低,在240 min时硬度最大;延长时效时间,合金抗拉强度和屈服强度都有所提高,而断后伸长率略有降低;7075合金经470℃×240 min固溶以及125℃×24 h时效后可以获得良好的强度和塑性。     

均匀化处理对DC铸造7X50铝合金显微组织和力学性能的影响（英文）

采用SEM、TEM、EDS、DSC、XRD和拉伸实验研究铸态7X50合金及其均匀化处理过程的组织演变。结果表明,铸态7X50合金相组成主要有S(Al2CuMg)、T(Al2Mg3Zn3)、Mg Zn2和少量的Al7Cu2Fe和Al3Zr相。均匀化处理过程中枝晶网和残留相逐渐减少,经(470°C,24 h)+(482°C,12 h)均匀化处理时,T相消失,S相有微量残留,Al7Cu2Fe相几乎没有变化。铸态合金的DSC曲线中在477.8°C处有一较强吸热峰,经470°C、1 h均匀化后合金的DSC曲线在487.5°C处出现一个新的吸热峰,而经482°C、24 h均匀化处理后合金在487.5°C处的吸热峰基本消失。在XRD谱中未出现T(Al2Mg3Zn3)相,这和T相与S(Al2CuMg)及Mg Zn2相相关的结论相吻合。预均匀化处理制备的板材中再结晶晶粒分数明显降低,抗拉强度和断裂韧性相对常规均匀化处理制备的板材分别提高约15 MPa和3.3 MPa·m1/2。     

Al-Zn-Mg-Cu-Zr-0.12Ce合金铸锭的均匀化退火及组织演变

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)、波谱分析(WDS)、X射线衍射(XRD)以及差示扫描量热仪(DSC)等技术对Al-Zn-Mg-Cu-Zr-0.12Ce合金铸态组织及均匀化退火过程中的组织演变进行研究。结果表明:该合金铸态组织存在严重的枝晶偏析,主要由α(Al)基体、α(Al)+Mg(Zn,Al,Cu)_2非平衡共晶组织以及少量的θ(Al_2Cu)相、Al_8Cu_4Ce相、Al_7Cu_2Fe相构成;均匀化退火过程中,大量层片状共晶组织溶入基体,同时转变生成Al_2Cu Mg相;合金的过烧温度为474.87℃;合金的最佳单级均匀化退火工艺为465℃、40 h,这与均匀化动力学方程测算结果接近;合金经(435℃,8 h)+(470℃,32 h)双级均匀化退火处理后,回溶效果更好,主要残留相为难溶的Al_2CuMg相,少量含Fe杂质相以及Al_8Cu_4Ce相。     

固溶-时效对Al-Zn-Mg-Mn-Zr合金挤压板材组织和性能的影响

采用硬度测试、金相(OM)、背散射(BSM)、透射电镜(TEM)等分析方法,试验研究了固溶-时效处理对Al-ZnMg-Mn-Zr合金挤压板材组织和性能的影响。结果表明,Al-Zn-Mg-Mn-Zr合金挤压态组织除固溶基体外,还包括亚微米级的Al Zn Mg(Cu)平衡相和α-Al Fe(Cr)Si夹杂相;固溶处理过程中,亚微米级的Al Zn Mg(Cu)平衡相溶解而α-AlFe(Cr)Si夹杂相仍然保留下来;随着固溶温度升高,时效后合金板材的抗拉强度和屈服强度呈先升高后降低的趋势,470℃固溶情况下强度达到峰值;时效处理过程中,合金表现出明显的时效硬化效应,GP区的形成是合金强化的主要原因。Al-Zn-Mg-Mn-Zr合金板材合适的固溶-时效制度为470℃1 h固溶、水淬后,120℃24 h时效。在此条件下,合金板材的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为445 N/mm2、350 N/mm2和15.3%。     

高Zn含量Al-Zn-Mg-Cu合金均匀化过程中显微结构演变研究（英文）

对一种高Zn含量Al-Zn-Mg-Cu合金进行均匀化处理,通过光学显微镜(OM)、差热分析(DSC)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)研究合金的显微结构演变。使用扩散动力学模型推导均匀化动力学方程,用于确认最佳均匀化参数。结果表明:合金的铸态组织中存在严重偏析,非平衡共晶结构包含α(Al)、Mg(Zn,Cu,Al)_2、S(Al_2CuMg)、θ(Al_2Cu)和富Fe相。当前研究表明均匀化过程中没有发生Mg(Zn,Cu,Al)_2相向S(Al_2CuMg)相的转变,Mg(Zn,Cu,Al)_2相直接回溶。随着均匀化的进行,θ(Al_2Cu)相溶入基体。均匀化后富Fe相仍残留,但随着保温时间的延长,富Fe相中的Zn、Mg元素逐渐减少或消失。最佳均匀化参数为440℃/12 h+468℃/24 h,这与均匀化动力学的分析相一致。     

高Zn含量Al-Zn-Mg-Cu合金的热力学计算(英文)

采用相图计算方法对高Zn含量Al-Zn-Mg-Cu系高强铝合金进行相分数以及凝固路径的热力学计算,并采用X射线衍射(XRD)、差示扫描量热法(DSC)和扫描电镜(SEM)方法对Al-9.2Zn-1.7Mg-2.3Cu合金进行组成相分析。结果表明,η(MgZn2)受Zn和Mg含量的影响,在Zn含量分别为9.6%,9.4%,8.8%的Al-xZn-1.7Mg-2.3Cu合金中η(MgZn2)含量分别为10%,9.8%,9.2%,同时通过计算得到了θ(Al2Cu)+η(MgZn2),S(Al2CuMg)+η(MgZn2)和θ(Al2Cu)+S(Al2CuMg)+η(MgZn2)相的Mg合金成分区间。Al-9.2Zn-1.7Mg-2.3Cu-Zr合金依次非平衡地析出Al3Zr、α(Al)、Al13Fe4、η(MgZn2)、α-AlFeSi、Al7Cu2Fe、θ(Al2Cu)、Al5Cu2Mg8Si6和β-AlFeSi。组织分析结果表明,合金主要由α(Al),η(MgZn2),θ(Al2Cu)和Al7Cu2Fe组成,计算结果可以预测合金中存在的主要析出相。     

高纯Al-Cu-Mg合金铸态组织的研究

采用X射线衍射仪及扫描电镜对一种高纯Al Cu Mg合金的铸态组织进行了观察及表征,并对铸态组织中的第二相进行了能谱分析.研究结果表明,合金的铸态组织中主要存在α Al、Al2CuMg(S)、Al2Cu(θ)以及Al7Cu2(Fe,Mn)相.根据Cu、Mg含量及其质量比对Al Cu Mg系合金相组成和力学性能的影响,对Al Cu Mg系合金的成分设计进行了讨论.     

2D70耐热铝合金显微组织均匀化热处理

利用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析、差示扫描量热、X射线物相分析研究2D70耐热铝合金半连续铸锭的结晶相及合理的均匀化热处理制度。结果表明:合金半连续铸锭中枝晶偏析严重,存在大量非平衡共晶相,其成分为α(Al)+θ(Al2Cu)+S(Al2CuMg),其初始熔化温度为505.4℃;在530℃温度以下进行均匀化时,合金中的难溶相Al7Cu2Fe、Al7Cu4Ni、Al9FeNi含量基本没有变化;合金合理的均匀化热处理制度为(490℃,16 h)+(520℃,16 h)。     

高Zn超强Al-Zn-Mg-Cu系合金的铸态及均匀化态组织

利用Thermo-cale软件计算及OM、SEM、XRD、DTA等分析手段,对比研究几种高Zn型超强Al-Zn-Mg-Cu系合金的铸态与均匀化态组织。结果表明:高Zn低Cu含量的7037、7056、7097铝合金铸态组织中主要存在a(Al)+Mg(Zn,Cu,Al)_2共晶组织,经多级均匀化热处理后非平衡结晶相基本溶解;高Zn高Cu含量的7095铝合金沿晶界呈网状分布的粗大凝固组织主要由a(Al)、Mg(Zn,Cu,Al)_2相、T(AlZnMgCu)相以及少量的θ(Al_2Cu)相组成,经均匀化热处理后,仅存在少量AlZnMgCu相;高Zn低Cu含量合金凝固及均匀化组织中非平衡结晶相少的主要原因是合金成分远离极限固溶度曲线。     

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.     

4种铸造Al-7Si-xCu-0.5Mg合金的多元共晶相及其固溶特性

通过示差量热(DSC)和背散射SEM-EDX分析,考查了4种铸造Al-7Si-xCu-0.5Mg (x=1.5,2.5,3.5,4.5)合金中多元低熔点共晶相与Cu含量的关系及其随固溶温度、时间变化的溶解特性.结果表明,在非平衡结晶条件下,4种铸造Al-7Si-xCu-0.5Mg合金在510℃及525℃处都会发生多元共晶反应,富Cu相主要为Al2Cu相;Cu含量分别为1.5%、2.5%合金的多元共晶反应和Cu含量为3.5%的合金在510℃的四元共晶反应均属不稳定共晶反应,经500～505℃,一定时间初级固溶处理后,这些不稳定共晶富Cu相均可溶入基体,使合金熔化温度分别升至542、525、521℃.研究表明,采用提高二次固溶温度的分级固溶处理能够提高Cu含量为1.5%～3.5%合金的固溶处理效果.     

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。     

2A70耐热铝合金铸态组织分析及均匀化工艺研究

本文采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热(DSC)及X射线衍射分析仪(XRD),分析2A70耐热铝合金的铸造组织,研究其合理的均匀化热处理制度。同时,采用Thermo-Calc热力学计算软件,模拟Al-2.4Cu-1.5Mg-1.1Fe-1.1Ni合金的非平衡凝固路径,分析2A70合金在凝固过程中的析出相种类,并计算该合金低熔点共晶组织的转变温度,为研究2A70合金的铸态组织及均匀化工艺提供理论依据。结果表明：模拟计算所得2A70合金在凝固过程中主要析出α-Al、Al2CuMg、Al2Cu、Al9FeNi、Al7Cu4Ni及Al7Cu2Fe,与实验分析结果一致,且计算所得低熔点共晶组织转变温度可近似替代实验结果;该合金合理的均匀化热处理制度为490℃?2~16h 520℃?2h,在高温长时均匀化过程中非平衡共晶组织得到较彻底的回溶,Al9FeNi、Al7Cu4Ni及Al7Cu2Fe难溶相未发生明显变化。     

一种新型超高强铝锂合金板材的组织与力学性能

研究了课题组开发的一种新型超高强铝锂合金的组织与力学性能。结果表明:该合金具有优异的常规力学性能,典型T8热处理时抗拉强度600 MPa以上,延伸率超过10%。10 mm厚热轧板材及2 mm厚冷轧薄板T8峰时效(150℃)时析出强化相均为T1相(Al_2Cu Li)与θ'相(Al_2Cu),且2种厚度板材中析出相分数和尺寸均相当,但10 mm厚热轧板材T8峰时效抗拉强度比2 mm厚冷轧薄板高50~70 MPa。力学性能的差异主要来源于固溶处理后变形织构分数的不同;经固溶处理后10 mm厚热轧板材变形织构体积分数远高于2 mm厚冷轧薄板。     

高Zn含量Al-Zn-Mg-Cu合金均匀化过程中显微结构演变研究

利用显微镜（OM）、差热分析（DSC）、扫描电镜（SEM）和X衍射（XRD）研究一种高Zn含量Al-Zn-Mg-Cu合金在均匀化处理过程中的显微结构演变,使用扩散动力学模型推导均匀化动力学方程,用于确认最佳均匀化参数。结果表明：合金的铸态组织中存在严重偏析,非平衡共晶结构包含α(Al)、Mg(Zn,Cu,Al)₂、 S(Al₂CuMg)、θ(Al₂Cu)和富Fe相。当前研究表明均匀化过程中没有发生Mg(Zn,Cu,Al)₂相向S(Al₂CuMg)相的转变,Mg(Zn,Cu,Al)₂相直接回溶。随着均匀化的进行,θ(Al₂Cu)相溶入基体。均匀化后富Fe相仍残留,但随着保温时间的延长,富Fe相中的Zn、Mg元素铸件减少或消失。最佳均匀化参数为440 oC×12 h 468 oC×24 h,这与均匀化动力学的分析相一致。     

喷射成形7055铝合金初生相 在“Al3Zr调控热处理”中的演变行为

采用金相(OM)观察、扫描电镜(SEM)观察、透射电镜(TEM)观察以及X射线物相分析(XRD)研究了喷射成形7055铝合金初生相在“形变前预热处理”过程中的演变规律。结果表明：初生相为AlZnMgCu相和Al7Cu2Fe.相，其中晶内相呈小尺寸棒状，晶界相为AlZnMgCu相和Al7Cu2Fe相的共生组织，呈粗大不规则状。低温(≤400°C)调控时，由于合金元素扩散能力弱，初生相少量回溶，但相中Zn元素质量分数明显降低；中温(≤450°C)调控时，小尺寸晶内初生相基本回溶，但是粗大晶界相演变为椭球状的Al2CuMg相(S相)；高温(470°C)调控使晶内晶界初生相完全回溶且避免了Al2CuMg相(S相)的大量出现。单、双级调控效果比较表明，双级调控下初生相的演变规律取决于第二级热处理温度。     

固溶处理对7075铝合金第二相演变和力学性能的影响（英文）

利用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、差示扫描量热仪(DSC)、硬度测试及拉伸测试研究固溶处理工艺对铸造7075铝合金第二相演变和力学性能的影响。结果表明:随着固溶温度和时间的增加,Mg(Zn,Cu,Al)_2相逐渐溶解到基体内,Al_7Cu_2Fe相由于熔点高,其形貌和尺寸基本没有发生变化。继续升高温度和延长时间,则开始出现粗大黑色Mg_2Si颗粒。合金经460°C固溶5 h处理,其显微硬度、抗拉强度和伸长率相比基体合金分别提高55.1%、40.91%和109.1%。这是因为此时共晶相Mg(Zn,Cu,Al)_2基本完全溶解,且基本没有粗大黑色Mg_2Si颗粒出现。     

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。