3003-H16铝合金卷材生产过程中的组织演变

利用热分析仪、光学显微镜、扫描电镜和能谱仪等方法研究了3003-H16铝合金卷材生产过程中的组织演变。结果表明,晶粒尺寸、二次枝晶间距和金属间化合物尺寸从铸锭心部至铸锭表层逐渐减小。当均匀化温度为590 ℃时,α-Al晶体内析出细小颗粒状的Al₆Mn;随均匀化温度的提高,颗粒状析出相不断溶解并促进针棒状析出相长大;当均匀化温度为640 ℃时,针棒状析出相开始溶解,至650 ℃时完全溶解。金属间化合物Al₆(Fe,Mn)和Al₆Mn随均匀化温度的升高而变得圆滑球化,部分Al₆(Fe,Mn)在均匀化过程中转变为Al(Fe,Mn)Si。3003铝合金热轧卷材的晶粒组织在厚度方向上存在不均匀性,冷轧和中间退火后有所改善。3003铝合金卷材中的化合物沿轧制方向成行排列,具有明显的方向性,其中大尺寸化合物的比例随加工率的增大逐渐降低。均匀化可以改善3003铝合金的成分和组织均匀性,改善合金的塑性。变形加工在提高3003铝合金强度的同时降低了合金的塑性。中间退火过程中纤维状的变形组织转变为再结晶组织,消除了硬化现象,合金的塑性得到改善。     

均匀化退火对3003铝合金冷轧板组织的影响

利用OM、SEM及EDS等手段,研究了均匀化退火对电解铝液直接铸轧3003铝合金冷轧板显微组织的影响。结果表明,均匀化退火前的3003铝合金冷轧板组织中存在较多粗大的针片状FeAl3相,少量圆颗粒状(Fe,Mn)SiAl相及短棒状(Fe,Mn)Al6和MnAl6相;均匀化退火后,Mn从过饱和固溶体中析出,置换FeAl3中的部分Fe而形成大量(Fe,Mn)Al6相,针片状FeAl3相明显减少,同时在晶间析出大量圆颗粒状(Fe,Mn)SiAl及短棒状MnAl6相。     

5059铝合金均匀化金属间相的演变

利用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电镜（TEM）、能谱分析（EDS）、差示扫描量热法（DSC）、X射线衍射（XRD）等手段研究了5059铝合金均匀化热处理过程中金属间相的演变。结果表明：5059铝合金铸锭中枝晶偏析严重,大量难溶金属间相在晶界处呈连续网状分布。难溶金属间相由富含 Zn、Cu 元素的非平衡β（Al3Mg2）相、Fe元素富集的Al6Mn共晶相以及Mg2Si平衡相组成。在均匀化热处理过程中,难溶金属间相发生回溶,并析出大量弥散的β（Al3Mg2）相和短棒状的Al6Mn粒子。根据实验观测及均匀化动力学方程计算结果,得到合金的最佳均匀化热处理制度为（450°C,24 h）。     

细晶粒铝合金板材的机械性能和成形性能

以Al—Fe—Si、Al—Fe—Mn或Al—Ni—(Fe、Mn)为基的铝合金,经过铸锭轧制和适当的加工处理使其具有细小而规则的弥散金属间化合物时,能够提供很细小的晶粒组织,并且在板材延伸时有极好的强度和塑性配合。本文介绍含Fe1.4％、Mn0.4％的、用直接水冷铸造的AA8014 Al—Fe—Mn合金铸锭生产的板材的成形性能。     

5356铝合金半连续铸锭显微组织及力学性能

采用半连续铸造工艺成功制得质量合格的5356铝合金铸锭,并通过金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、力学性能测试等手段,对均匀化退火前后铸锭的显微组织及力学性能进行了分析。结果表明,5356铝合金铸态组织主要由α-Al+β-Al3Mg2+其他杂质相组成;Al3Mg2相除沿晶界呈网状分布外,还会以颗粒状在晶内析出;大块相呈不规则多边形,数量较少,主要化学成分为Al、Mg、Ti、Cr;小块相呈鱼骨状,数量相对较多,主要成分为Al、Mg、Fe、Mn;5356铝合金铸锭经均匀化退火后抗拉强度达到315.9 N/mm2,断后伸长率达到30.7%,比均匀化前分别提高了10.4%和27.4%。     

退火工艺对3003铝合金板微观组织与力学性能的影响

研究了退火工艺对3003铝合金板微观组织与力学性能的影响。试验结果表明,3003铝合金板退火后第二相粒子主要为Al₆(Mn, Fe)、Al₆Mn以及在位错或者亚晶界等缺陷处形成的α-Al(Fe, Mn)Si相。随退火温度升高和保温时间延长,第二相粒子发生粗化,并出现了少量的弥散第二相。当退火温度为450 ℃时,第二相又重新固溶到基体。随退火温度升高,3003铝合金板硬度稳定在31.0 HV0.5 左右,抗拉强度整体上呈下降趋势,伸长率呈增加趋势。     

汽车用6082铝合金热处理工艺研究

针对挤压态6082铝合金性能无法达到企业汽车零件加工标准要求的问题,通过OM、SEM、XRD、硬度测试等手段与方法,研究了热处理过程中固溶和时效处理对6082铝合金组织和性能的影响。研究表明:铸态6082铝合金组织主要由Al基、Mg2Si强化相以及α-(Al Mn Fe Si)夹杂相组成,Mg2Si强化相、α-(Al Mn Fe Si)夹杂相大量聚集在晶界处,挤压处理后组织中的金属间化合物发生破碎,沿着挤压方向排列。6082铝合金适宜热处理工艺为:530℃×4 h固溶、水淬+170℃×10 h时效,此工艺下,6082铝合金组织中强化相颗粒弥散析出、均匀细小,硬度值达到104 HBS,达到企业使用标准要求。     

Al-0.8Mg-1.0Si-0.7Mn合金均匀化热处理工艺

采用光学显微镜、差热分析、扫描电镜、能谱分析,研究了Al-0. 8Mg-1. 0Si-0. 7Mn合金的铸态组织以及铸锭经不同均匀化制度处理后的微观组织。结果表明,试验合金的铸态组织中主要存在Mg2Si相和Al(Fe Mn) Si相,同时存在少量的Al Cu MgSi相和Al Mn相;铸锭过烧温度为589℃;铸锭经560℃保温24 h均匀化处理后,组织中Mg2Si相回溶充分,含Fe相发生了球化,同时在均匀化过程中析出了一种含Mn相。工业化生产条件下,宜采用560℃保温24 h的均匀化处理工艺。     

均匀化退火保温时间对3003铝合金组织和性能的影响

对相同配料结构、相同熔铸制度、相同规格的3003铝合金扁锭采用同一台均匀化退火炉,采用相同的升温速率,进行不同保温时间的均匀化处理的对比试验。试验结果表明,铸锭均匀化退火升温23 h达到610℃后,分别保温5 h和保温7 h,对3003铝合金铸锭及用它们生产的板带材的组织、性能无明显影响。     

2219铝合金铸锭均匀化热处理工艺

通过对常规铸造与超声铸造2219铝合金铸锭进行分级均匀化处理,利用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析和X射线衍射等方法分析对比了其铸态与均匀化态的成分及显微组织。结果表明：超声铸造工艺的采用可以显著降低铝熔体枝晶和成分偏析程度,并达到细化晶粒的效果;由于铸造组织晶界处存在Al2Cu非平衡相的偏聚,导致合金元素Cu、Mn、Fe在组织内分布不均匀。经455 ℃×20 h+530 ℃×20 h均匀化处理后,2219铝合金组织中的非平衡相（Al2Cu）逐渐溶解,但是合金中难溶AlCuMn、AlCuMnFe相的含量基本没有变化;且超声铸锭均匀化程度更高。     

复合热处理对再生3104铝合金组织的影响

利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)等方法研究了不同复合热处理(深冷处理+均匀化处理)工艺对再生3104铝合金的微观组织影响。XRD图谱表明,深冷处理使3104铝合金基体(200)晶面衍射峰相对强度升高甚至超过(111)晶面成为最强峰。经均匀化处理后,粗大析出相逐步溶入基体,部分最终呈粒状断续分布在晶界上,基体中也出现大量片状Al6Mn析出相。经先深冷处理后均匀化处理的再生3104铝合金中Al6Mn相尺寸最小,为(3.25±1.18)μm,在基体中分布也更加均匀,这主要是由于在深冷处理过程中产生大量位错,为析出相的扩散、形核提供了通道和形核核心。     

均匀化后冷却方式对大规格2219铝锭组织与性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、硬度和电导率测试等方法,研究了均匀化后不同冷却方式对2219铝合金铸锭组织与性能的影响。结果表明,铸态2219铝合金存在严重晶界偏析,晶界处的共晶组织呈蜂窝状;均匀化后共晶组织减少,沿晶界分布的主要为球状、块状的Al_2Cu相和针状的Al_7Cu_2(Fe,Mn)相;均匀化后直接水冷,晶粒内部基本没有析出物;随着出炉温度降低,晶内第二相含量增加、尺寸粗化,经时效后硬度下降,电导率上升。     

合金元素及制备工艺对1XXX系铝合金组织及性能的影响

通过直接激冷铸造（DCC）与双辊铸轧（TRC）方法生产了具有不同Fe、Si、Cu和Mn含量的1XXX系铝合金坯料,随后通过均匀化、热轧、冷轧和退火等加工工艺制备了厚度为13 μm的铝箔。结果显示,铸造工艺对铝箔强度影响较小,双辊铸轧引入的较细第二相有利于铝箔塑性。在580 ℃以上进行均匀化处理可细化直接激冷铸造铸锭的粗大晶界金属间化合物,并使其在后续热轧中破碎为小颗粒。因Cu溶质原子可提高加工硬化速率,添加Cu元素的效果优于添加Fe、Si和Mn元素。中间退火时铝箔厚度对力学性能有显著影响,这和厚度与晶粒尺寸之间的比值有关。室温储存会导致较薄铝箔的力学性能下降,这与大应变后发生的回复机制有关。     

3003铝合金箔制备过程中的组织演变

通过硬度、电阻测试,X射线衍射分析,以及光学显微镜、扫描电镜、透射电镜观察,研究了3003铝合金箔制备过程中的组织演变,探讨了Fe、Si杂质元素对3003铝合金组织及性能的影响。结果表明,随（Fe＋Si）含量升高,Mn的固溶度降低,且α-Al（Fe,Mn）Si相增多;3003铝合金冷轧后在300℃和500℃退火时有大量含Mn粒子析出,300℃退火时析出受到冷轧变形量的影响,而在500℃退火时的析出与冷轧变形量无关;此外,Fe／Si含量比高的3003铝合金箔可获得大量细小且均匀分布的第二相粒子。     

箔材用3003铝合金的热处理和性能

采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜和拉伸试验机等研究了预回复退火、一段中间退火和两段中间退火后箔材用3003铝合金的显微组织和力学性能。结果表明:随着退火温度的升高,3003铝合金的电导率先上升后下降,锰原子的固溶度先减小后增大; 450℃退火的3003铝合金的电导率最高、锰原子固溶度最小、析出相密度最高; 3003铝合金退火过程中的析出相主要为针状Al_6Mn相、粒状Al_(12)(Fe,Mn)_3Si相和块状Al_6(Fe,Mn)相。预回复退火有利于中间退火后的3003铝合金形成细小的等轴晶粒。一段中间退火和两段中间退火后3003铝合金的塑性应变比各向异性Δr值分别为0. 31和0. 03,即450℃×5 h+525℃×15 h两段中间退火有助于消除3003铝合金板的平面各向异性,从而有效避免3003铝合金板在深冲成箔材的过程中产生制耳。     

硅含量对3104铝合金组织及性能的影响

对不同硅含量的3104铝合金经铸造、均匀化、轧制和退火后的组织性能进行了观察和测试。结果表明,Si元素的增加会降低Mn在Al中的溶解度,促进α相的生成,增大第二相金属化合物的尺寸,并使析出相粗化,最终降低材料的物理性能;同时,增加Si降低晶界的熔点,过高的均火温度会造成金属化合物粗化及产生过烧现象。     

轧制复合铝/不锈钢界面金属间化合物的生长动力学

对轧制复合铝合金/不锈钢双层复合材料进行不同温度和时间的退火,借助Zeiss Ax10金相显微镜、Quanta-200型扫描电镜、EDAX能谱仪和D-max X射线衍射仪对复合界面结合区进行金相组织观察、元素成分线扫描分析、界面化合物EDS分析及XRD物相鉴定,研究复合界面上金属间化合物的生长行为。结果表明:复合界面金属间化合物(IMC)主要为Fe2Al5相,当退火温度达773 K时,Fe2Al5已在界面上生成;随退火时间的延长,Fe2Al5的增厚符合抛物线法则;界面金属间化合物Fe2Al5的生长激活能为162.3 kJ/mol,并获得其生长动力学模型,通过此模型可对化合物层厚度进行初步计算。     

车用铸态7055铝合金的均匀化退火组织特性分析

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)以及差示扫描量热仪(DSC)等技术对车用铸态7055铝合金组织及均匀化退火过程中的组织演变进行研究。结果表明:均匀化退火后铝合金枝晶间距明显缩小,晶粒细化。部分金属间化合物以及许多非平衡共晶组织出现在晶界部位,呈现网状片层的连续分布结构,在铸态组织内生成了具有较高Zn、Cu、Mg含量的共晶相。MgZn_2相随着均匀化退火时间增加发生回溶现象。将均匀化退火时间增加到40 h,表现出明显的均匀化效果。确定465℃下处理40 h作为最优的单级均匀化条件。     

Al-1.4Mn-0.5Si-0.8Fe合金铸锭均匀化工艺研究

为满足板翅式换热器用铝合金翅片箔承压能力的要求,设计开发了Al-1. 4Mn-0. 5Si-0. 8Fe合金。该合金是在3003铝合金的基础上加入了少量的Zr、Cr、V、Ti等微合金元素;试验研究了生产翅片箔用的该合金铸锭的均匀化退火工艺,该合金铸锭适宜的均匀化退火工艺为610℃7 h。     

铸锭均火冷却速度对6061铝合金组织与性能的影响

采用光学显微镜、扫描电子显微镜观察组织,常温拉伸力学性能、布氏硬度和电导率等测试方法,试验研究了6061铝合金铸锭均匀化后冷却速度对其显微组织、力学性能和电导率的影响。结果表明,与均匀化后风冷冷却的铸锭相比较,均匀化后随炉冷却的铸锭晶界处有明显的粗大化合物,尺寸可达15μm,该粗大化合物在后续挤压生产中难以破碎溶解;均匀化后随炉冷却的铸锭相比于风冷却铸锭生产的挤压型材强度值与硬度值较低,但断后伸长率与电导率较高。