Al和Li含量不同的时效态Mg-Gd-Zn-Zr-Ag合金的组织和力学性能

研究了铝和锂元素含量不同的Mg-12Gd-1Zn-0.5Zr-0.5Ag(质量分数,%)合金经T6热处理后的组织演变和力学性能。结果表明,T6热处理后,有新的Mg3Gd颗粒从Mg-12Gd-1Zn-0.5Zr-0.5Ag合金中析出,且Mg-12Gd-4Al-3Li-1Zn-0.5Zr-0.5Ag和Mg-12Gd-6Al-5Li-1Zn-0.5Zr-0.5Ag合金中的大多数Al2Li3相变得更细小,分布更均匀。时效态Mg-12Gd-4Al-3Li-1Zn-0.5Zr-0.5Ag和Mg-12Gd-6Al-5Li-1Zn-0.5Zr-0.5Ag合金中的晶粒尺寸和c/a比值相比时效态Mg-12Gd-1Zn-0.5Zr-0.5Ag合金有显著的减小,这有利于提高抗拉强度和塑性。时效态Mg-12Gd-6Al-5Li-1Zn-0.5Zr-0.5Ag合金具有最佳的抗拉强度、弹性模量和塑性匹配,其抗拉强度为210 MPa,弹性模量为50.7 GPa,延性率为24.8%。     

Al和Li含量不同的时效态Mg-Gd-Zn-Zr-Ag合金的组织和力学性能（英文）

研究了铝和锂元素含量不同的Mg-12Gd-1Zn-0.5Zr-0.5Ag (质量分数,%)合金经T6热处理后的组织演变和力学性能。结果表明,T6热处理后,有新的Mg3Gd颗粒从Mg-12Gd-1Zn-0.5Zr-0.5Ag合金中析出,且Mg-12Gd-4Al-3Li-1Zn-0.5Zr-0.5Ag和Mg-12Gd-6Al-5Li-1Zn-0.5Zr-0.5Ag合金中的大多数Al2Li3相变得更细小,分布更均匀。时效态Mg-12Gd-4Al-3Li-1Zn-0.5Zr-0.5Ag和Mg-12Gd-6Al-5Li-1Zn-0.5Zr-0.5Ag合金中的晶粒尺寸和c/a比值相比时效态Mg-12Gd-1Zn-0.5Zr-0.5Ag合金有显著的减小,这有利于提高抗拉强度和塑性。时效态Mg-12Gd-6Al-5Li-1Zn-0.5Zr-0.5Ag合金具有最佳的抗拉强度、弹性模量和塑性匹配,其抗拉强度为210 MPa,弹性模量为50.7 GPa,延性率为24.8%。     

铸态及挤压态Mg-11Li-3Al-xZr合金的组织及性能

通过真空感应熔炼及挤压变形制备了铸态及挤压态的Mg-11Li-3Al-xZr(x=0、0.1)合金,采用OM、XRD、SEM、EDS观察并分析了合金的显微组织,测试了不同状态合金的力学性能。结果表明,Mg-11Li-3Al-xZr合金均含有β-Li、α-Mg、θ-MgLi_2Al、AlLi相,Mg-11Li-3Al-0.1Zr合金中还存在Al_3Zr相。铸态合金晶粒粗大,挤压变形过程中发生动态再结晶使晶粒细化。Zr的添加能明显细化晶粒,尤其在挤压后Mg-11Li-3Al-0.1Zr合金晶粒尺寸仅为Mg-11Li-3Al合金的1/4左右。铸态时两种合金力学性能相近,Mg-11Li-3Al-0.1Zr合金伸长率略低;挤压变形后两种合金伸长率较高,而且由于加工硬化和细晶强化作用,强度明显提高,Mg-11Li-3Al-0.1Zr合金的强度达到194 MPa,较铸态提高32.8%。     

Y对Al-Zr合金微观组织与性能的影响

研究了不同Y含量(0.02%,0.05%,0.10%)对Al-0.16Zr合金铸态、轧制态和时效态的微观组织、硬度和电导率的影响。结果表明,Y含量为0.05%和0.10%时,能显著的细化合金晶粒。随着Y含量增加,晶粒细化效果逐渐增强。铸态Al-0.16Zr合金在350℃时效过程中,Y添加具有显著的时效强化效果,Y含量越高,达到峰值时效所需时间越短。但是由于共格Al3Zr沉淀相的析出,点阵失配畸变场的存在将导致合金电导率降低。而在轧制态合金的时效过程中,位错密度的降低引起退火软化,但是Y的添加仍明显提高了合金的硬度。综合考虑,轧制态Al-0.16Zr-0.10Y合金经350℃×30h时效后具有最优的硬度和电导率。     

Si对Al-Zr-Y合金时效析出行为的影响

通过显微硬度与导电率测试,结合扫描电镜、透射电镜等组织观察,研究了Al-Zr-Y-Si合金时效析出行为,揭示了合金元素Si在时效析出过程中的作用。结果表明:添加少量Si的Al-Zr-Y-Si合金时效强化效果显著提高,400℃等温时效100 h后,Al-0.25Zr-0.03Y-0.10Si合金的硬度比Al-0.25Zr-0.03Y合金提高约45%。Si元素能明显加快沉淀相析出,Al-Zr-Y-Si合金在400℃等温时效的孕育期从6 h缩短为2 h,合金在时效过程中形成更加细小弥散的L12结构析出相,但过量Si元素导致沉淀相过早粗化,降低合金的耐热性能。Al-0.25Zr-0.03Y-0.10Si合金表现出最佳综合性能,对于高性价比耐热铝合金的研发具有重要意义。     

Si、Er对Al-Zr合金时效析出行为的影响

本文采用传统铸锭冶金的方法制备不同Si和Er含量的Al-Zr合金,研究Si和Er对Al-Zr合金时效析出行为的影响.结果表明:Si的添加促进了Al-Zr合金的时效硬化响应,Si大大降低第二相Al3Zr的析出温度.Al-0.25Zr-0.30Si合金在325℃等温时效时获得最佳时效强化增量,最高硬度值达到57.1HV,较...     

Ca和Mn微合金化对Mg-14Li-3Al-0.5Y合金微观组织和力学性能的影响

通过在强度较高而塑性不足的Mg-14Li-3Al-0.5Y合金基础上分别添加微量Ca、Mn元素,以研究Ca和Mn微合金化对铸态合金微观组织和力学性能的影响。结果发现,添加微量Ca使合金中生成了分布于β-Li晶界的半连续网状Al_2Ca相,消耗了具有固溶强化效果的Al元素,β-Li显著细化。微量Mn的加入使合金中生成了弥散分布于β-Li基体的含Mn相和Al_2Mn_3相,显著抑制了β-Li的长大。开发了具有超低密度(1.36 g/cm~3)、高伸长率(11%)的新型Mg-14Li-3Al-0.5Y-0.2Mn合金,其屈服强度和抗拉强度分别达到144 MPa和175.5 MPa。     

元素Cu、Mn及热处理对Al-20Si合金组织及力学性能的影响

在Al-20Si合金中添加含Cu、Mn元素的中间合金,熔炼得到Al-20Si-0.2Cu-0.3Mn、Al-20Si-0.6Cu-0.5Mn、Al-20Si-1Cu-0.7Mn和Al-20Si-1.4Cu-0.9Mn的Al-Si合金。采用金相显微镜、拉伸试验机、布氏硬度计等对铸态及固溶处理+人工时效(T6)热处理态的不同Cu、Mn含量的Al-20Si合金的微观组织及力学性能进行研究。结果表明:Cu、Mn元素可以细化Al-20Si合金中的初生硅和共晶硅,使其组织均匀化,并提高Al-20Si合金的抗拉强度和布氏硬度。Cu、Mn元素的合理添加量分别为1wt%和0.7wt%,此时铸态Al-20Si合金的抗拉强度达到最大值(238 MPa),T6热处理态Al-20Si合金的硬度达到最大值(212 HB)。T6热处理可以改善Al-20Si合金中的Si相,细化初晶硅和共晶硅,消除枝晶,并形成固溶强化。     

时效温度对Ti-5Al-4Zr-10Mo-3Cr钛合金微观组织及力学性能的影响

研究了Ti-5Al-4Zr-10Mo-3Cr合金经过β相区固溶(880 ℃)、不同温度时效(540~620 ℃)处理后次生α相(α_s)析出形貌及其对力学性能的影响。结果表明:随着时效温度由540 ℃升高至620 ℃,合金中析出α_s相片层厚度由0.030 μm增加到0.142 μm,屈服强度由1353 MPa降低至1074 MPa,断后伸长率由2.5%升高至11.4%,即时效析出的微米级片层α_s能够显著调控合金的力学性能。此外,时效温度升高使合金的拉伸断裂由沿晶脆性断裂为主转变为韧窝穿晶为主的韧性断裂方式。Ti-5Al-4Zr-10Mo-3Cr合金时效析出的片层状α_s相的厚度大于0.1 μm,合金的断后伸长率≥6%。当时效温度为600 ℃时,合金的硬度为387 HV10,抗拉强度为1182 MPa,伸长率为8.5%,具有良好的强塑性匹配。     

Al5TiB对Mg-8Zn-4Al-0.3Mn合金时效过程的影响

研究了Al5TiB加入量对Mg-8Zn-4Al-0.3Mn铸造镁合金时效过程的影响. 结果表明, 未加Al5TiB的Mg-8Zn-4Al-0.3Mn合金的时效析出过程为 过饱和固溶体→细小弥散析出相→再结晶软化和析出相的聚集长大; 添加Al5TiB的Mg-8Zn-4Al-0.3Mn合金的时效析出过程为 过饱和固溶体→细小弥散析出相→析出相的聚集长大. 固溶处理后, 与未加Al5TiB的合金1#相比, 合金2#、3#、4#显微硬度值分别提高了2.8%、6.8%、9.1%; 人工时效后, 与未加Al5TiB的合金1#相比, 合金2#、3#、4#显微硬度峰值分别提高了9%、11.2%、5.2%. 随着Ti元素在合金中含量的增加, 合金的析出相形成激活能呈先增大而后减小的变化规律.     

合金成分对 Al-Zn-Mg 系合金焊缝时效特性的影响

用测定硬度方法、X 射线小角度散射法及透射电子显微镜对 Al-4.5%Zn-1.2%Mg、Al-3%Zn-3%Mg 及 Al-2%Zn-4%Mg 合金的焊缝时效特性进行了研究。Al-Zn-Mg 系合金的镁含量越高,焊后的焊缝硬度值就越高。将焊缝在室温下或40℃下时效,其硬度值和 G.P.区体积分数,随着锌在 Al-Zn-Mg 系合金中含量的提高而增加。另一方面,在135℃下时效时,高镁含量的 Al-Zn-Mg 系合金具有较高的硬度值。冷却速度对 Al-3%Zn-3%Mg 和 Al-2%Zn-4%Mg 合金焊缝时效特性的影响较 Al-4.5%Zn-1.2%Mg 合金明显。     

氧化硅气凝胶对Al-4Cu-0.1Sn合金组织与性能的影响

采用铸造、冷轧和T6热处理制备了SiO₂气凝胶(SA)增强铝基复合材料。研究了SA含量对Al-4Cu-0.1Sn合金显微组织(铸态与冷轧T6态)与力学性能的影响。结果表明,SA能有效地加入到Al-4Cu-0.1Sn合金中,并以球状形式均匀的分布在晶粒内部。铸态下,随着SA含量的增加,合金的显微硬度呈上升趋势。当SA含量为0.02%时,合金平均硬度(HV)达到最高85,相对于未添加SA的合金提升了49%,但铸态下添加SA的合金拉伸性能略微下降;冷轧T6态下,当SA含量为0.02%时,合金硬度(HV)为138。随着SA增加,合金的屈服强度与抗拉强度先升高后降低,当SA含量为0.04%时,合金屈服强度达到320 MPa,抗拉强度达到401MPa,相比于未添加SA的合金提升了10.3%和10.7%。添加SA能够提高铸态Al-4Cu-0.1Sn合金硬度的机理是其细化了铸态合金的晶粒,并使晶界处第二相由粗大的骨骼状变成细小的非连续状。添加SA提高冷轧T6态强度的机理是细化了Al₂Cu相并消除了Al₇Cu₂Fe相。     

Er元素添加对Al-7.7Li合金时效强化及显微组织的影响

通过显微硬度测试及三维原子探针(3DAP)分析对Al-0.03Er、Al-7.7Li、Al-0.03Er-7.7Li (at%)合金的时效强化与显微组织进行了研究。结果表明,Al-0.03Er合金在350℃等温时效10 min达到峰时效硬度38HV,相比固溶态硬度提升了12 HV。Al-7.7Li合金在190℃等温时效24 h达到峰时效硬度98 HV,相比固溶态提升了56 HV。Al-0.03Er-7.7Li合金经350℃/1 h+190℃/8h双级时效后,硬度达108 HV,相比固溶态提升了66 HV,其强化效果为Al-0.03Er、Al-7.7Li合金强化效果的叠加。对此状态的Al-Er-Li合金显微组织进行分析,结果表明,合金中有3种析出相:Al_3Er、Al_3Li及以Al_3Er为核、Al_3Li为壳的Al_3(Er,Li)相,说明先析出的Al_3Er能作为Al_3Li异质形核的核心,从而促进了Al_3Li的析出,使Al-Er-Li合金强度高于Al-Li合金的强度。     

Al含量对Cu-Be-Ni合金组织和性能的影响EI北大核心CSCD

通过添加其他合金元素部分取代Be,是低成本高性能铍铜合金的研究热点之一。研究了0~0.2%Al(质量分数)对Cu-0.3Be-2.0Ni合金组织和性能的影响规律及其作用机理。结果表明,随着Al含量的增加,铸造试样的晶粒尺寸逐渐减小、析出相含量逐渐增大,当Al含量为0.1%和0.15%(质量分数)时,形成晶内针状Ni3Al析出相,主要集中分布在树枝晶间区域;当Al含量增加到0.2%(质量分数)时,在晶内析出大量针状析出相的同时,在晶界形成呈链状分布的棒状Ni3Al析出相。添加Al元素提高了试样的弹性模量,Al含量由0增加至0.2%(质量分数),试样的弹性模量从115 GPa提高到127 GPa,提高了10%,Al与Ni形成的具有高弹性模量的Ni3Al相是合金弹性模量提高的主要原因。常规时效后含0.2%Al(质量分数)的Cu-0.3Be-2.0Ni合金峰值硬度和导电率分别为238HV和44%IACS;与不加Al的合金硬度(225HV)相比,硬度提高了6%,抗过时效能力有所提高,导电率下降了6%IACS。     

少量Sc对Al-Mg-Cu-Li-Zr合金组织与性能的影响

通过显微硬度测试、拉伸试验、SEM、TEM及能谱等方法研究了添加少量Sc对Al-4.0Mg-1.5Cu-1.0Li-0.12Zr合金微观组织与性能的影响.结果表明,Sc的加入能显著提高合金硬度、强度和塑性;促进时效初期δ'(Al3Li)相的均匀析出,形成尺寸细小的δ'相和尺寸较大的Al3Li/Al3(Sc,Zr)复合相,并延缓了δ'相的长大;Sc的添加还促进过时效阶段S'相的弥散析出,延缓软化进程.Z相的形成与时效温度密切相关,而与Ag的添加并无直接关系.     

车身构件用Cr、Ce微合金化Al-Mg-Si合金的热处理

用添加微量Cr、Ce的方法制备了Al-0.6Mg-0.9Si-0.1Cr-0.2Ce合金,对该合金的固溶时效热处理工艺进行了研究,分析了预时效对时效硬化效果的影响。结果表明,Al-Mg-Si-Cr-Ce合金适宜的固溶处理制度为540℃保温1 h;预时效可有效缩短Al-Mg-SiCr-Ce合金自然时效时间,且可提高合金人工时效及模拟烘烤后的硬度。经自然时效+模拟烘烤及预时效+自然时效+模拟烘烤后,合金硬度分别达54.0、57.0 HRB,是人工时效处理硬度的97.1%、96.9%,模拟烘烤可代替人工时效。     

微合金化对Al-Cu-Li-Zr合金拉伸性能和微观组织的影响

通过拉伸测试和TEM观察研究了Mg、Zn、Mn微合金化对Al-Cu-Li-Zr合金力学性能和微观组织的影响。结果表明:与基础合金相比,Mg、Zn、Mn微合金化的Al-3.1Cu-2.1Li-0.1Zr合金T6时效时的强度较高,峰值强度提高约40 MPa,且在低温T8时效时的时效响应速率明显加快,同时具有较低的各向异性。Al-Cu-Li-Zr合金的析出相为大量δ'相、T1相和少量θ'相。T6时效时,微合金元素的添加显著增大δ'相、T1相和θ'相的析出密度,且出现少量S'相。低温T8时效时,微合金元素的添加有效促进δ'相和T1相细小弥散地析出。     

Mn含量对Ti-6Al-4Mo合金显微组织和力学性能的影响

钛合金因其优异的综合性能在各个工程领域都有很大的应用潜力,但较低的弹性模量限制了其在高强度、高刚性材料结构件中的应用。本文以开发综合力学性能良好的高弹性模量钛合金为研究目的,采用冷坩埚悬浮熔炼法制备了Ti-6Al-4Mo-xMn(x=0,1,2,3,4 wt%)合金,研究了Mn含量对合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,Ti-6Al-4Mo-xMn合金由α和β相组成,未出现Ti-Mn相。随着Mn含量的增加,合金的α→β相变温度降低,合金中β相的体积分数增加,合金的组织变细,魏氏组织逐渐增多;合金的硬度从30 HRC增加到46 HRC,抗拉强度从838 MPa增加到1266 MPa,这是因为Mn元素在合金中引起了固溶强化和组织细化;合金的弹性模量呈现先升高后降低的趋势,当Mn含量为1 %时,合金的弹性模量最高,约136 GPa,同时抗拉强度为916 MPa,较Ti-6Al-4V合金分别提高24.0 %和3 %,综合力学性能最好。     

固溶对挤压态Mg-11Li-3Al-xZr合金组织及力学性能的影响

对挤压态Mg-11Li-3Al-xZr(x=0,0.1)合金进行了不同温度的固溶处理,采用金相观察、X射线衍射、扫描电镜观察以及硬度、拉伸测试等手段,研究了固溶处理后合金的显微组织及力学性能。结果表明,挤压态Mg-11Li-3Al合金由β-Li、α-Mg、θ-MgLi2Al、AlLi相组成,450℃固溶处理后θ-MgLi_2Al、AlLi、α-Mg相溶解到β-Li基体中,晶粒尺寸粗化;添加0.1%的Zr后,Mg-11Li-3Al-0.1Zr合金中没有形成新相,450℃固溶处理后同样得到完全的β-Li单相合金,晶粒尺寸未发生明显改变,合金的热稳定性提高。随着固溶温度升高,Mg-11Li-3Al-xZr(x=0,0.1)合金挤压板硬度不断提高,在400～450℃之间达到最大;屈服强度及抗拉强度随固溶温度升高而变大,但伸长率降低。     

Cu添加对Mg-Bi合金铸态组织和沉淀硬化的影响

制备Mg-5Bi-xCu(x=0,0.2,0.5,1.0，质量分数，%)合金铸锭，研究其铸态组织和沉淀硬化行为。结果表明：铸态Mg-Bi-Cu合金主要由α-Mg枝晶、Mg₃Bi₂相、MgCu₂相和Mg₂Cu相组成，Mg₃Bi₂相和α-Mg基体的取向关系为■,Mg₂Cu相和Mg₃Bi₂相之间的取向关系为■。铸态合金硬度随Cu添加量提高先增大后减小，添加0.5%Cu时硬度最高，为(50.9±1.2)HV。固溶态Mg-5Bi-0.5Cu合金硬度为(49.8±0.9)HV。在175℃时效64 h后，硬度达到峰值(56.1±0.7)HV。时效硬度的提高主要是由于高密度Mg₃Bi₂相的沉淀强化作用，且由于Cu元素的添加，长杆状Mg₃Bi₂沉淀相转变为颗粒状和短棒状Mg₃Bi₂