Cu含量和Sc添加对高锌Al−Zn−Mg−Cu合金淬火敏感性和显微组织的影响

根据7085合金成分,调整7xxx铝合金中Zn、Cu和Sc的含量;研究Zn、Cu含量及Sc添加对7xxx铝合金显微组织、硬度和淬火敏感性的影响。在距淬火端3 mm处,高Zn和Sc添加合金的硬度值高于7085合金的。在距淬火端120 mm处,η和T相的密度随Zn和Cu含量的增加而增加,Sc添加导致形成Y相和更多的η相。与7085合金相比,高Zn高Cu和Sc添加合金具有更高的淬火敏感性。增加Zn含量并降低Cu含量可在提高7085合金硬度的同时降低其淬火敏感性。     

微量Sc对7085铝合金淬火敏感性的影响

采用末端淬火实验、光学显微镜、差热分析、能谱仪和透射电镜研究微量Sc对7085铝合金淬火敏感性的影响。结果表明:在7085铝合金中添加Sc会提高该合金的淬火敏感性。添加Sc后,会在基体中形成弥散分布的Al3(Sc,Zr)粒子,该粒子能够稳定亚晶,强烈抑制再结晶,增加晶界数量;在淬火过程中,随着冷却速度的降低,粗大的平衡η相以Al3(Sc,Zr)粒子为异质形核核心析出,同时也在亚晶界上大量析出长大;η相的析出,降低了基体固溶体的过饱和度,提高了合金的淬火敏感性。     

含钪7085铝合金的热处理工艺

采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、拉伸试验、剥落腐蚀试验等分析方法,研究了不同固溶、时效处理制度对含钪7085铝合金(Al-7.5Zn-1.5Mg-1.4Cu-0.15Zr-0.15Sc)强度和剥落腐蚀性能的影响。结果表明:与常规固溶处理和双级固溶处理相比,强化固溶可使合金中粗大相溶解更充分,晶粒细化,同时提高合金强度和剥落腐蚀性能;在T6、T76、回归再时效3种时效状态下,T76时效后合金的强度和剥落腐蚀抗性最好,这与形成的粗大不连续的晶界析出相有关。含钪7085铝合金最佳固溶时效制度为:强化固溶(450℃×1 h+460℃×2 h+475℃×2 h)+T76时效(120℃×5 h+160℃×7 h)处理。     

Zn元素及时效工艺对2056铝合金局部腐蚀行为的影响

通过晶间腐蚀(IGC)、剥落腐蚀(EXCO)实验及透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)分析,研究Zn元素及时效工艺对2056铝合金抗晶间腐蚀性能和抗剥落腐蚀性能的影响。结果表明:2056铝合金在T6(175℃)时效态下,随着时效时间的延长,其晶间腐蚀与剥落腐蚀敏感性逐渐降低;在T8(155℃)峰时效态和T3(室温)时效态下,合金的抗晶间腐蚀及抗剥落腐蚀性能均有所提高,且在T3态下2056铝合金的抗腐蚀性能最好;在T6峰时效态下,不添加Zn的2056铝合金比添加Zn的2056合金的抗腐蚀性能差。合金发生局部腐蚀与晶界及其附近区域的特征紧密相关,当晶界析出相(S(S′)相)呈链状分布且晶界无沉淀析出带(PFZ)较宽时,合金晶间及剥落腐蚀敏感性大;晶界析出相尺寸越大,分布越不连续,PFZ越窄,合金晶间及剥落腐蚀敏感性越小;当晶界无析出相和PFZ时,合金晶间及剥落腐蚀敏感性最小。     

热处理对Al-11Zn-2.4Mg-2.1Cu-0.1Zr合金组织和性能的影响

制备了新型高Zn含量的Al-11Zn-2.4Mg-2.1Cu-0.1Zr高强铝合金,分析了淬火温度、深冷处理及时效工艺对合金微观组织与力学性能的影响。结果表明,随着淬火温度降低,淬火冷却速度与过饱和固溶体的固溶度连续增加,时效相变驱动力大幅提升,沉淀强化相的析出尺寸不断减小,晶内与晶界析出的强化相数量与析出密度大幅提升,抗拉强度随之提高。深冷处理的作用机制主要为预时效机制,受构件的体积和尺寸影响较大;与135℃×16h时效工艺相比,合金经120℃×24h时效处理后,晶内与晶界均析出了大量细小弥散分布的GP区与η'沉淀强化相,合金时效强化效果最佳,其平均抗拉强度、屈服强度与伸长率分别为716 MPa、702 MPa与8.9%。     

淬火温度对超高强Al-Zn-Mg-Cu合金组织和与性能的影响

强度接近800MPa的超高强Al-Zn-Mg-Cu合金在航空工业上拥有广阔的应用前景,对结构轻量化具有重要意义,但较差的耐蚀性能限制了该合金的应用。本文通过控制淬火用的水介质温度（简称淬火温度）,在超高强Al-Zn-Mg-Cu合金晶间形成淬火析出相来调控耐腐蚀性能。研究对比了经不同温度淬火后的峰时效态微观组织、拉伸力学性能、晶间腐蚀性能以及剥落腐蚀性能,发现：提高淬火温度有助于形成晶内与晶间淬火析出相,促进时效析出相断续分布,并提高了晶间析出相中Cu元素含量;当淬火温度升高至80℃,室温拉伸强度性能仅下降了1.4%,但晶间腐蚀深度降低了约50%,剥落腐蚀由ED级优化为PC-EA级,但继续增加淬火温度则降低耐蚀性能。分析认为,淬火温度在60-80℃之间时,晶界区域形成的淬火析出相提高了晶界电位,阻断了腐蚀扩展通道,同时由于晶内淬火析出相的数量较少,在不显著降低力学性能的前提下提高了耐腐蚀性能。     

双级时效对7085铝合金组织和性能的影响

采用硬度、电导率、力学拉伸、慢应变速率拉伸试验及透射电镜等测试分析方法,研究双级时效对7085铝合金组织和性能的影响。结果表明:预时效热处理主要析出相为GP区和η′相,预时效时间对合金硬度和电导率的影响较小。随着第二级时效时间的延长,合金的抗拉强度和屈服强度先增大后减小,电导率和抗应力腐蚀性能提高,晶界析出相由连续分布变为非连续分布。第二级时效温度越高,合金强度随时效时间的延长,降低得越显著。采用(110℃,6 h)+(160℃,12 h)双级时效热处理,合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率及电导率分别为515MPa、487MPa、11.7%、38%(IACS)。     

热变形温度和淬火速率对7085铝合金组织和性能的影响

采用力学性能测试、光学显微镜、扫描电镜和透射电镜,研究热变形温度和淬火速率对7085铝合金组织和力学性能的影响。结果表明:随着热变形温度降低,再结晶体积分数显著增加,合金的力学性能先提高后降低;随着淬火速率的降低,晶界析出相粗化,晶界无沉淀析出带宽化,合金的力学性能降低。合金热变形温度越低,其淬火敏感性越高,这是由于在缓慢冷却的过程中,再结晶引起的大角度晶界和非共格的Al3Zr粒子成为MgZn2相的有利形核位置,降低合金的时效强化效应。     

热处理对含钪6061铝合金组织和力学性能的影响

研究了Sc含量以及固溶、时效热处理对6061铝合金组织和力学性能的影响。结果表明,添加Sc可以有效细化铸态6061铝合金晶粒尺寸,提高力学性能,Sc的最佳添加量为0.2 mass%。固溶+时效可以进一步提高6061铝合金的力学性能,不含Sc的6061铝合金最佳热处理工艺为570℃×1 h固溶+175℃×8 h时效,含0.2 mass%Sc的6061铝合金为570℃×1 h固溶+185℃×5 h时效,时效过程中析出的与基体存在共格关系的β″(Mg_5Si_6)针状相、Al_3Sc纳米颗粒起强化作用。     

7085合金淬火过程中剥落腐蚀敏感性的研究

以7085铝合金为研究对象,通过淬火及浸泡试验研究其剥落腐蚀的敏感性,分析了淬火速率对该合金显微组织的影响。结果表明,7085铝合金的剥落腐蚀受到结晶程度、晶粒尺寸及析出相等因素的共同作用;随着淬火速率的减小,合金材料的耐剥落腐蚀性能逐渐降低,腐蚀等级从EA级降为EB级,且晶界η相的尺寸和无沉淀析出带的宽度增加,加剧了合金的淬火敏感性。     

固溶热处理对AA7085铝合金组织与性能的影响

采用拉伸试验、电导率测试、剥落腐蚀试验、金相观察及透射电镜分析等方法,研究了不同固溶热处理工艺(包括常规固溶、高温预析出固溶与部分重固溶)对AA7085铝合金的强度、剥落腐蚀性能及显微组织的影响。结果表明,采用部分重固溶工艺并时效处理后,合金的抗拉强度降低,但电导率与抗剥落腐蚀性能明显得到提高。其原因是通过部分重固溶处理并时效处理后,合金中的晶界析出细小且非连续分布的η析出相,从而提高了AA7085铝合金的抗腐蚀性能。     

固溶-大变形-时效下7085铝合金的强化机理

以固溶—时效和固溶—大变形(压缩、ECAP)—时效加工的7085铝合金为实验对象,分别采用拉伸试验机、X射线衍射仪(XRD)和晶体微区取向分析技术(EBSD)对7085铝合金的拉伸性能、内部的位错密度、单元边界(小角度晶界)和晶粒边界(大角度晶界)进行研究,结合拉伸试验测得的屈服强度,定量计算强化项对不同状态下铝合金的强化贡献。结果表明,相比常规固溶—时效工艺,固溶—大变形—时效工艺加工的7085铝合金的拉伸强度从381.2MPa分别提升到475.6和543.3 MPa;位错强化显著提高,从零分别提高到107.4和180.6 MPa;小角度强化显著提高,从10.4 MPa分别提高到89.1和116.4 MPa。7085铝合金强度提高来源于材料内部的位错和小角度晶界;固溶后的大变形加速了时效,降低了时效沉淀强化。并且发现强烈塑性变形加工(ECAP)的强化效果高于传统塑性变形加工(压缩变形)的效果。     

淬火速度对7085铝合金显微组织和应力腐蚀的影响(英文)

采用力学性能测试、慢应变速率拉伸实验,结合扫描电镜和透射电镜及电化学测试等方法,研究淬火速度对7085铝合金组织和应力腐蚀性能的影响。结果表明,随着淬火速度的降低,合金晶界析出相的尺寸和间距增大,晶界析出相的Cu含量降低;合金的抗应力腐蚀性能随着淬火速度的减少先增强后减弱。晶界析出相的尺寸和分布以及Cu含量是影响合金抗应力腐蚀性能的主要因素。     

淬火介质及工艺对Al-Zn-Mg-Cu合金腐蚀性能的影响

采用晶间腐蚀、剥落腐蚀、扫描电镜、透射电镜等方法,研究了不同的淬火方式对Al-6.5Zn-2.65Mg-2.2Cu-0.3Sc-0.13Zr锻造态铝合金的腐蚀性能及显微组织的影响.结果表明,空气中自然冷却淬火严重降低了T6时效态合金的抗腐蚀性能.而采用室温水淬的T6时效态合金比室温油淬的时效态合金具有更好的抗剥落腐蚀性能.当预先采用80 ℃×30 s水淬或80 ℃×30 s油淬再室温水淬时,相应T6时效态合金的抗腐蚀性能得到明显改善.预先80 ℃淬火能提高时效态合金的抗剥落腐蚀性能的主要原因是晶界析出相的大小与分布发生了明显的改变.     

淬火水温对7050铝合金组织性能的影响

固溶处理是常见的提升7050铝合金综合性能的热处理手段,但由于7050合金存在一定的淬火敏感性,淬火水温是影响其性能的一个重要因素,不同的淬火水温会影响合金获得的固溶体饱和度和析出相尺寸,进而影响合金性能。研究了固溶处理时,冷却水温度对7050铝合金组织性能的影响。结果表明,随着淬火水温的升高,通过EBSD分析得出合金的大角度晶界比例逐渐提升,位错主要集中在大角度晶界和晶界密集的区域,合金中晶界处不断产生析出相并长大,合金硬度呈现先增加后降低的趋势,耐腐蚀性能随着淬火水温的升高持续变差。50 ℃水温淬火时合金具有良好的综合性能,显微硬度为1707.16 MPa,腐蚀电位为?0.927 V。     

第二级固溶温度对7050铝合金组织和性能的影响

为了研究双级固溶、双级时效处理下的固溶温度对7050铝合金的影响,采用常温拉伸、晶间腐蚀等方法研究了双级固溶、双级时效热处理制度下第二级固溶温度对7050铝合金组织和性能的影响。结果表明,随着第二级固溶温度的升高合金晶粒尺寸逐渐长大,残余第二相不断固溶。495℃时的S相基本固溶,残余第二相体积分数为0.19%,晶粒尺寸较小,合金屈服强度R_(eL)为655 MPa,抗拉强度R_m为694 MPa,伸长率A_(50 mm)为14.40%,综合力学性能最好。温度过高时合金发生过烧,性能减弱。晶间腐蚀从合金外部晶界开始向内部扩展,耐晶间腐蚀性能随着残余第二相的逐渐固溶而增强。     

固溶时效处理对7005铝合金冲击性能的影响

采用光学显微镜、SEM和冲击试验机研究了固溶时效处理后的7005铝合金的冲击性能。结果表明,7005铝合金铸态组织中晶界比较宽大,并且在晶内存在大量的非平衡析出相,经固溶时效处理后晶粒内的颗粒析出相的数量大量减少。铸态合金晶界上析出相含有较多的Zn、Mg、Mn元素,固溶时效后在合金晶粒内部存在的析出相主要为η(MgZn₂)平衡相,在晶界上仍然残留有部分AlZnMg(Mn)析出相,该析出相具有较好的热稳定性,无法完全回溶。固溶时效后,合金晶粒内的颗粒状析出相大部分溶入基体,使固溶度增加而使合金强度增高,改善了7005铝合金的冲击性能。     

预处理对汽车用Al-Mg-Si合金组织和晶间腐蚀行为的影响

采用拉伸试验、晶间腐蚀试验、电化学测试、光学显微镜、透射电镜等方法手段研究了Al-Mg-Si合金在不同预处理条件下经烤漆处理后的微观组织与晶间腐蚀行为的演变规律。结果表明,随着预变形量的增加,试验合金晶界析出相的数量密度和尺寸相应地减小,而晶内析出物(β″相)的析出数量增加,尺寸减小,以致不同的预处理试验合金具有不同的综合性能。由预应变和预时效组成的预处理工艺有利于提高Al-Mg-Si合金的综合性能,其晶间腐蚀抗力和烘烤硬化性能都得到显著提高,这主要归因于合金在烤漆过程中不产生无析出区,形成的晶界析出物数量少而不连续,以及基体强化相β″相通过消耗大量溶质原子而充分地析出。     

Zn与Mg质量比对热挤压Al-Zn-Mg-Sc显微组织及力学性能的影响

制备了Al-2Mg-0.4Sc、Al-5Mg-0.4Sc、Al-5Mg-2Zn-0.4Sc和Al-5Zn-2Mg-0.4Sc等4种合金并在350℃进行热挤压,通过光学显微镜(OM),X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM)、室温拉伸测试,研究了Zn/Mg比对于Al-Zn-Mg-Sc合金组织与力学性能的影响。结果表明,Zn/Mg比的提高对于铸态晶粒具有细化作用,挤压后发生动态再结晶,晶粒尺寸显著减小,但挤压态晶粒尺寸并未随Zn/Mg比的提高而减小。另一方面,Zn/Mg比的提高使Mg32(Al,Zn)49第二相数量增加,且呈现更明显的网状结构。挤压态Al-Zn-Mg-Sc合金屈服强度随Zn/Mg比的提高而提升,主要由于大量Al3Sc粒子与碎化的第二相呈网状分布于晶界,使第二相强化起到主导作用。