Al-Mg-Mn和Al-Mg-Mn-Sc-Zr合金的再结晶

研究了Al-Mg-Mn和Al-Mg-Mn-Sc-Zr合金冷轧后在不同退火温度下合金的组织和性能的变化.结果表明,与不添加钪和锆的合金相比,复合添加0.4%Sc(质量分数)和Zr能使Al-Mg-Mn合金的再结晶开始温度提高120℃左右.添加微量Sc和Zr合金没有明显再结晶终了温度,在接近熔点时显微组织仍是加工态纤维组织.Sc,Zr复合添加形成的纳米级的二次Al3(Sc,Zr)相质点,对位错和亚晶界有强烈的钉扎作用,再结晶难以形核和长大,从而有效地抑制冷轧后退火过程中的再结晶.     

微量Sc和Zr对Al-Zn-Mg合金组织与性能的影响

采用铸锭冶金法制备了Al-6.2Zn-2.0Mg-0.25Sc-0.12Zr和Al-6.2Zn-2.0Mg合金,测试不同处理态的拉伸力学性能,利用金相显微镜和透射电子显微镜研究其不同处理态的显微组织。结果表明：添加微量Sc和Zr可明显细化合金的铸态晶粒,并显著提高 Al-Zn-Mg合金的力学性能,其作用机理主要为Al3（Sc,Zr）造成的细晶强化、亚结构强化和弥散强化。     

微量Sc和Zr对Al—Az—Mg合金组织与性能的影响

采用铸锭冶金法制备了Al-6.2Zn-2.0Mg-0.25Zr和Al-6.2Zn-2.0Mg合金,测试不同处理态的拉伸力学性能。利用金相显微镜和透射电子显微镜研究其不同处理态的显微组织,结果表明：添加微量Sc和Zr可明显细化合金的铸态晶粒,并显著提高Al-Zn-Mg合金的力学性能,其作用机理主要为Al3(Sc,Zr)造成的细晶强化,亚结构强化和弥散强化。     

微量钪在Al-Cu-Li-Zr合金中的存在形式和作用

通过显微组织观察和室温拉伸实验,研究了微量Sc在Al-Cu-Li-Zr合金中的存在形式和对合金微观组织和拉伸性能的影响.结果表明:微量Sc在Al-Cu-Li-Zr合金中主要以初生Al3(Sc,Zr)和次生Al3(Sc,Zr)两种形式存在.初生的Al3(Sc,Zr)是合金凝固过程中形成的,可成为有效的非均质形核中心,显著细化铸态晶粒组织,具有细晶强化和增塑作用;次生Al3(Sc,Zr)是合金在热加工过程中析出的,对位错和亚晶界起钉扎作用,稳定亚结构并有效抑制合金再结晶,具有亚结构强化和直接析出强化作用.因此,加入微量Sc的Al-Cu-Li-Zr合金的强度和塑性大大提高.     

复合微合金化对Al-Mg合金组织与性能的影响

研究了Sc和Ti复合微合金化对Al-Mg合金显微组织与拉伸性能的影响.结果表明:Sc和Ti复合微合金化可以显著提高Al-Mg合金的强度,并可细化铸态合金的晶粒组织.微量Sc和Ti的加入可使合金中形成大量细小弥散的球形Al3(Ti,Sc)粒子,这些Al3(Ti,Sc)粒子对位错和亚晶界具有强烈地钉扎作用,因而能强烈抑制合金的再结晶.Sc和Ti复合微合金化的Al-Mg合金的强化作用主要来源于Al3(Ti,Sc)粒子的析出强化和亚结构强化以及细晶强化.     

微量钪Sc对5A01合金性能与显微组织的影响

研究了在5A01合金基础上添加0.2%Sc和0.3%Sc后合金的显微组织、力学性能、腐蚀性能及焊接性能.结果表明,微量Sc的加入,初生Al3Sc或Al3(Sc,Zr)粒子可成为有效的非均质晶核,细化合金的铸态晶粒,次生Al3Sc或Al3(Sc,Zr)粒子能有效地钉扎位错和亚晶界,稳定亚结构并强烈抑制合金的再结晶.因此,微量Sc加入使5A01合金基体强度提高,腐蚀性能和焊接性能与5A01合金相当甚至更好.     

AlCuMgFeNiSc（Zr）系铝合金再结晶过程与退火行为的研究

在2618铝合金的基础上,添加Sc,Zr,降低Cu量,配制实验合金,采用金相,X－射线衍射,透射电镜,硬度测量等手段,研究了实验合金冷轧板材经不同温度退火组织性能的变化,探讨了Sc对实验合金再结晶过程与退火行为的影响规律,结果表明,Al3(Ac,Zr)质点钉扎位错,稳定亚结构,迟滞以亚晶聚合与长大为主的再结晶形核,同时也阻碍晶粒长大,因此,2618铝合金中添加Sc,Zr合金化可以提高再结晶温度;并细化再结晶组织,但Sc,Zr不宜过量,否则不利于稳定未再结晶组织,降低Cu量,虽然合金硬度下降,但是可能防止W相生成,要增添Sc,Zr含量,进一步推迟再结晶过程,提高再结晶温度。     

含钪Al-Cu-Li-Zr合金的组织与性能

为了研究微量Sc对Al-3.5Cu-1.5Li-0.12Zr合金组织与性能的影响,采用铸锭冶金法,制备了4种不同Sc含量的Al-3.5Cu-1.5Li-0.12Zr合金.采用室温拉伸力学性能实验、金相显微镜和透射电镜研究了微量Sc对Al-3.5Cu-1.5Li-0.12Zr合金微观组织和拉伸性能的影响.结果表明:添加0.1%Sc能消除铸态合金的枝晶组织,有效地抑制了再结晶的发生,具有一定的强化作用和明显的增塑效应;添加O.15%Sc和0.25%Sc能显著细化合金铸态的晶粒组织,但添加0.15%Sc不能抑制合金固溶过程中再结晶;添加0.25%Sc会促进合金固溶过程中的再结晶,从而降低合金的强度.合金中较适宜的Sc加入量为0.10%～0.15%,此时合金既具有较高的强度,又兼具较好的塑性.     

微量Sc和Zr对Al-Mg合金组织和性能影响的研究

用硬度法，金相显微镜，扫描电镜（SEM）和力学性能检测等方法，研究了微量Sc和Zr对Al-5%Mg合金显微组织，再结晶温度和力学性能的影响。实验结果表明，添加0.17%Sc和0.08%Zr的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；合金的再结晶起始温度约为300℃，比不加Sc和Zr的合金再结晶起始温度提高了约150℃，添加了Sc和Zr的合金没有确定的再结晶终了温度，其再结晶是一种连续，缓慢的过程，一直到575℃合金仍然保留着大量的变形组织；添加了钪和锆后的合金在稳定化退火后的强度提高，特别是高温退火后可以保留较高的强度。     

微量钪对高Cu/Mg比Al-Cu-Li-Mg合金组织与性能的影响

利用金相显微镜、透射电子显微镜和拉伸试验等手段,研究了微量Sc对高Cu/Mg比Al-3.5Cu-1.5Li-0.5Mg-0.12Zr合金组织和拉伸性能的影响.结果表明:在Al-3.5Cu-1.5Li-0.5Mg-0.12Zr合金中加入0.10%Sc消除了合金铸态枝晶组织,有效抑制合金再结晶,明显提高了合金的强度和塑性,但晶粒细化效果不明显;添加0.15%和0.25%Sc显著细化合金铸态晶粒组织,塑性随Sc增加而提高,但添加0.25%Sc促进合金再结晶,合金强度显著降低.     

Sc元素对ZL205A合金组织和力学性能的影响EI北大核心CSCD

利用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜等手段,研究Sc含量对砂型铸造ZL205A合金的组织和力学性能的影响规律。结果表明,Sc含量低于0.12%(质量分数,下同),未发现晶粒细化效果;Sc含量为0.06%,热处理态的合金晶界出现残留颗粒状W(AlCuSc)相,随Sc含量增加,W相由颗粒状转变为连续条带状;ZL205A合金热处理后弥散析出少量Al 3(Zr x,Ti 1-x)相,添加Sc后弥散相转变为Al 3(Zr x,Ti y,Sc 1-x-y)相,弥散相的数量随Sc含量的增加而增加;由于弥散相数量的增加,Sc含量为0.06%时,合金的时效响应速率和硬度峰值均略有增加,合金的屈服强度提高了4%;Sc含量为0.12%时,晶界残留相增加,Cu在α(Al)中的浓度降低,θ′相密度明显降低,合金的时效响应速率、硬度峰值以及力学性能各项指标均大幅下降;ZL205A合金中添加0.06%的Sc,即可明显地抑制θ′相的长大。     

多级均匀化处理对Al-Cu-Li-Sc-Zr合金微观组织与性能的影响EI北大核心CSCD

通过DSC测定Al-Cu-Li-Sc-Zr合金中Al_(3)(Sc,Zr)弥散相的析出温度,为确定Al_(3)(Sc,Zr)弥散相粒子析出的保温温度与保温时间,制定四种三级均匀化制度。随后将四种均匀化样品经过热轧、固溶、时效等处理后进行室温拉伸对比其力学性能,并通过样品的时效硬化曲线计算表观激活能,采用SEM与EDS分析均匀化后样品的第二相形貌与成分,EBSD表征固溶后样品的晶粒取向特征。结果表明:多级均匀化处理过程中第二阶段温度为460℃的均匀化制度相比于410℃的均匀化制度更利于Al_(3)(Sc,Zr)弥散相粒子的析出,在细化晶粒组织、抑制再结晶的同时,也促进后续时效处理过程中含Li强化相的析出,通过晶界强化、织构成分以及析出相的复合作用提升合金力学性能。另外,由于Al_(3)(Sc,Zr)弥散相粒子的析出,热变形退火后合金中大量亚晶微观组织得以保留,合金在室温拉伸过程中变形均匀,伸长率提高。     

The effects of trace Sc and Zr on microstructure and internal friction of Zn–Al eutectoid alloy

The damping properties of Zn–22 wt.% Al alloys without and with Sc (0.55 wt.%) and Zr (0.26 wt.%) were investigated. The internal friction of the determined by the microstructure has been measured in terms of logarithmic decrement (δ) using a low frequency inverted torsion pendulum over the temperature region of 10–230 °C. An internal friction peak was separately observed at about 218 °C in the Zn–Al alloy and at about 195 °C in Zn–Al–Sc–Zr alloy. The shift of the δ peak was found to be directly attributed to the precipitation of Al₃(Sc, Zr) phases from the alloy matrix. We consider that the both internal friction peak in the alloy originates from grain boundary (GB) relaxation, but the grain boundary relaxation can also be affected by Al–Sc–Zr intermetallics at the grain boundaries, which will impede grain boundary sliding. In addition, Al–Sc–Zr intermetallics at the grain boundaries can pin grain boundaries, and inhibit the growth of grains in aging, which increases the damping stability of Zn–22 wt.% Al alloy.     

添加Sc、Zr和退火对Al-Si合金铸态力学性能的影响

使用OM、TEM、SEM、显微硬度和室温拉伸等手段研究了Sc和Zr的复合添加对Al-5.5Si合金铸态的组织和性能的影响,以及在不同温度退火后其性能的变化规律。结果表明,Sc、Zr的添加使Al-5.5Si合金的硬度提高了33%、抗拉强度提高了38%、屈服强度提高了52%、延伸率基本上不变。在Al-5.5Si合金中复合添加Sc、Zr使α-Al的平均晶粒尺寸从203 μm减小到130 μm,在α-Al基体中析出大量的Al₃(Sc_1-xZr_x)纳米粒子(10~15 nm),并使共晶Si内的层错或微孪晶的密度显著提高。退火温度对铸态合金的性能有较大的影响：在较低温度(低于160℃)退火时合金的硬度呈上升趋势,而在较高温度(高于280℃)退火时合金的硬度呈显著下降趋势。这些结果与二次析出的纳米Si相密切相关。     

Al-Mg合金电子束填丝焊接头的显微组织与力学性能

采用ER5183焊丝作为填充材料,对厚度为2 mm的Al-Mg合金进行真空电子束填丝焊接,并对焊接接头的微观组织及力学性能进行分析测试。结果表明,在合适的焊接工艺条件下,获得的Al-Mg合金接头焊缝成形良好。微观分析显示,接头熔合区为柱状晶和等轴状枝晶组织,主要由α(Al)基体相和β(Al₃Mg₂)强化相组成,焊缝中存在大量的缠结位错和第二相粒子。力学性能测试表明,与母材区的硬度相比,接头熔合区的硬度有所降低。在最佳工艺条件下获得接头的抗拉强度为311.2 MPa,达母材抗拉强度的96.9%。接头拉伸断口表面分布的韧窝数量较多,呈明显的韧性断裂特征。      

Bi对Mg-3Al-3Nd合金显微组织和力学性能的影响

使用扫描电子显微镜(SEM)和光学显微镜(OM)观察、X-射线衍射(XRD)分析以及力学性能测试等手段研究了Bi含量对Mg-3Al-3Nd合金的显微组织和力学性能的影响。结果表明：添加Bi元素可细化Mg-3Al-3Nd合金的组织。当Bi含量(质量分数)为1%时晶粒最小,晶粒尺寸从1854±58 μm减小到890±64 μm;Mg-3Al-3Nd合金由呈网状分布在晶界的Al₁₁Nd₃相和分布在晶内的颗粒状Al₂Nd组成;随着Bi含量的提高Al₁₁Nd₃相和Al₂Nd相的数量减少,晶内的BiNd相数量增加;Bi能明显改善Mg-3Al-3Nd合金室温和高温力学性能,Bi含量为1%时其室温和高温力学性能最佳。室温抗拉强度和延伸率分别为167±2.3 MPa和(16.1±0.3)%,高温抗拉强度及延伸率分别为136±1.7 MPa和(19.3±0.3)%。     

Zr含量对铸造AlSi7Mg0.4合金力学性能的影响

研究了添加Zr元素的重力铸造AlSi7Mg0.4合金的微观组织和力学性能.结果 表明,在含Zr的铸态合金中生成了(Al,Si)3(Zr,Ti)和π-Fe相,Zr的添加使合金的晶粒尺寸减小;经过T6热处理后富Fe相中的Mg和少量粗大的(Al,Si)3(Zr,Ti)相重溶到基体中,减小了金属间化合物的尺寸,生成了与基体有共...     

Al-Mg-Sc-Ti合金中Al3(Scx,Ti1-x)粒子的析出行为

用激冷铸造法制备Al-5.5Mg-0.25Sc-0.04Ti合金,研究了在不同温度退火后其硬度随时间的变化,并用金相显微镜(OM)和透射电镜(TEM)研究了这种合金中Al₃(Sc_x,Ti_1-x)第二相粒子的存在形式和形成机制。结果表明：用急冷铸造法制备的Al-5.5Mg-0.25Sc-0.04Ti铸态合金中Sc和Ti原子主要以固溶的形式存在于α(Al)基体中,在电镜下很难观察到这些粒子。铸态合金在较低温度(低于250℃)下退火时其硬度提高得比较慢,退火较长时间才能出现硬度的峰值;而在比较高的温度(高于350℃)退火硬度提高得非常快,很快出现峰值。但是,硬度出现峰值后继续退火则大幅度降低;在300℃退火硬度的热稳定性比较高。硬度的变化,与次生Al₃(Sc_x,Ti_1-x)粒子的析出密切相关。在较低温度下次生Al₃(Sc_x,Ti_1-x)粒子的析出不充分且粒径较小,对晶界、亚晶界和位错的钉扎作用较弱;而在过高的温度下Al₃(Sc_x,Ti_1-x)粒子发生粗化,使合金的性能降低。