Al-3.7Cu-0.8Mg-0.7Mn合金应力腐蚀性能研究

通过慢应变速率拉伸测试法(SSRT),研究了Al-3.7Cu-0.8Mg-0.7Mn合金在不同温度、不同腐蚀介质中的应力腐蚀开裂(SCC)行为,利用金相显微镜观察断口侧面的腐蚀形貌,借助SEM分析断口形貌。结果表明,在3.5%的NaCl溶液中,合金的应力腐蚀敏感性随着温度升高而增大,断口形貌呈现典型的沿晶断裂;25℃下,合金分别在3.5%的NaCl,3.5%的NaCl+0.5%的H_2O_2,3.5%的NaCl+1.0%的H_2O_2腐蚀介质中的应力腐蚀指数(ISSRT值)分别为3.17%、8.83%、14.4%,表现出很强的应力腐蚀敏感性,容易发生断裂。     

Al-0.8Mg-1.0Si-0.8Cu-0.3Mn-0.5Fe-0.15Zr合金铸态组织研究

通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)和金相(OM)分析,研究了Al-0.8Mg-1.0S-0.8Cu-0.3Mn-0.5Fe-0.15Zr合金的铸态组织,探讨了合金在均匀化退火前后析出相变化。结果表明:电磁搅拌铸锭的晶粒多呈等轴晶、析出相主要为Al2FeSi、Al9Fe0.84Mn2.16Si及Al4Cu2Mg8Si7,以及极少量的Mg2Si相和β-Si,但未观察到Al3Zr相。均匀化退火后,第二相质点分布均匀,Mg2Si相、Al4Cu2Mg8Si7相溶解消失,Mn元素替代了部分Fe元素,使(AlFeMnSi)相增多,针状β-Al2FeSi相转变为颗粒状α-Fe1.7Al4Si相,出现了Al3Zr相。     

Al-5Mg-0.8Mn合金的凝固组织研究

通过重熔-凝固试验,研究了接近AA5083合金成分的Al-5Mg-0.8Mn合金的凝固组织。结果表明:Fe和Si元素对Al-5Mg-0.8Mn有重大影响,促进了金属间化合物Al_6(Fe,Mn)和Mg_2Si的形成。当Fe、Si含量很低时,Al-5Mg-0.8Mn合金的凝固组织非常简单,只是在α-Al基体上零星散落着一些细小的Al_6(Fe,Mn)共晶相。当Fe、Si含量较高时,合金中不但出现了大量粗大的Al_6(Fe,Mn)和Mg_2Si共晶相,而且,共晶相Al_6(Fe,Mn)呈现多种不同的形态,而Mg2Si相主要呈汉字状。     

555℃均匀化时间对Al-0.9Mg-0.9Si-0.8Cu-0.5Mn合金显微组织和性能的影响

本文以Al-0.9Mg-0.9Si-0.8Cu-0.5Mn合金为研究对象,研究了555℃均匀化工艺中不同保温时间下合金显微组织和性能的变化规律。研究表明,对合金在555℃条件下进行均匀化热处理,随着均匀化保温时间的延长,合金中的Q-AlCuMgSi相及Mg₂Si相逐渐回溶至基体中,AlFeMnSi相逐渐断续化,电导率减小、硬度增加;当保温时间超过16 h后,电导率和硬度数值变化较小,说明Al-0.9Mg-0.9Si-0.8Cu-0.5Mn合金适宜的均匀化工艺为555℃×16 h,此时合金的电导率为25.1 MS/m,实验合金的硬度为69 HV0.1,该制度与均匀化动力学方程得到的结论基本一致。     

快速凝固Al-21Si-0.8Mg-1.5Cu合金时效析出行为

利用单辊旋转甩带法制备快速凝固过共晶Al-21Si-0.8Mg-1.5Cu合金条带,并对其进行时效处理,采用扫描电镜、透射电镜及XRD技术对快速凝固组织特征进行了表征,研究了时效温度对合金组织及硬度的影响.结果表明:在快速凝固条件下,试验合金中初生硅相的形核和析出受到抑制,α相领先析出,合金元素Cu、Mg全部固溶在过饱和α-Al固溶体中;大量的Si过饱和固溶于α中,其余部分以羽毛针列状共晶形式析出,形成微纳米级亚稳的亚共晶结构.时效处理时,随着时效温度的升高,硅元素从基体中脱溶析出并逐渐聚集长大,形成微小颗粒弥散基体之上;试验合金的显微硬度也发生了变化,出现时效硬化现象.     

Al-22Si-1.5Ni-1.5Cu-0.8Fe-0.8Mn合金用P-Ce-Sr复合变质处理

采用L^9（3^4）正交表安排P、Ce和Sr对铝-硅合金进行复合变质处理试验。正交试验表明最佳变质剂配方为w（P）2％（CaH2PO4＋2CaSO4）＋w（Ce）0．3％＋w（Sr）0．3％。方差分析结果表明：P对初晶硅影响较显著,而Ce和Sr对初晶硅无影响;Sr对共晶硅影响显著,P对共晶硅影响较显著,Ce无影响。拉伸断口扫描电镜分析表明所有试样均为韧窝状断口。未变质处理的试样拉伸断口上有许多较粗的初晶硅,容易产生应力集中,使抗拉强度降低。复合变质处理的试样断口中的硅相为均匀细粒状,减少了应力集中;复合变质处理使该合金中硅相细化,使布氏硬度提高50％,硬度可达HB84．9;抗拉强度比未经变质的提高20％．Rm=320N／mm^2。     

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。     

Al-5Mg-0.8Mn合金(AA5456)的挤压极限

符号表 a、b、c=实验关系式中的常数; A=流动应力和Zener-Hollomon关系式的常数; D_B=锭坯直径;     

Al-6.3Zn-2.4Mg-2.3Cu合金的均匀化处理工艺

通过分析了铝合金成分,结合热处理原理和企业生产要求,对均匀化热处理工艺进行了改进,利用金相分析、能谱分析等方法分析了不同的热处理工艺效果。结果表明,采用460℃×10 h+475℃×24 h的二级均匀化退火工艺,保证均匀化效果的同时能够节省时间14 h;采用420℃×8 h+465℃×10 h+475℃×12 h的三级均匀化退火工艺效果最佳,晶界处的粗大组织完全消失,只有Al、Cu和少量杂质Fe元素,同时可节省时间20 h,提高生产效率。     

Sr对Mg-7Al-2Ca-2Si-0.8Zn-0.4Mn铸造合金热裂倾向性的影响

为了考察Sr对Mg-7Al-2Ca-2Si-0.8Zn-0.4Mn铸造合金热裂倾向性的影响,利用等长度金属型制备了含Sr分别为0、0.5％、1.0％和1.5％四组,每组八个尺寸的圆柱试样,采用热裂棒临界直径尺寸和热裂敏感系数评价合金的热裂倾向性.借助光学显微镜(OM),扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDX)分析合金的组织、热裂行为和相成分.结果表明,Sr的添加改善了合金的流动性,细化了合金的组织.在Sr含量为1.0％时,热裂棒临界直径尺寸和热裂敏感系数均最低,同时α-Mg枝晶的断裂面积为零,共晶相的断裂面积为100％.共晶相在裂纹形成过程中,具有向裂纹富集的趋势,形成了可以填充裂纹缝隙的能力,从而使合金的热裂倾向性降低.试棒在热裂倾向较低时,对应较高的拉伸强度.     

Mg-(6～8)Al-1Zn-0.7Si-0.25Mn镁合金的DSC分析

采用DSC差热分析方法,研究了Sb和RE复合添加以及Al含量变化对Mg-（6～8）A1-1Zn-0.7Si-0.25Mn合金DSC曲线的影响。结果表明：同时添加0.4%Sb和0.25%RE,Mg-6A1-1Zn-0.7Si-0.25Mn合金的凝固峰值温度、凝固开始温度和凝固结束温度下降,凝固温度范围扩大,而对于添加了0.4%Sb和0.25%RE的Mg-（6～8）A1-1Zn-0.7Si-0.25Mn合金,随Al含量增加,合金的凝固开始温度和凝固结束温度下降,凝固温度范围扩大,但凝固峰值温度变化不大。     

稀土Ce对Al-7Si-0.7Mg-0.2Fe合金组织和性能的影响

以Al-7Si-0.7Mg-0.2Fe铝合金为研究对象,利用金相显微镜、扫描电镜和拉伸试验机,研究了不同含量的稀土Ce对Al-7Si-0.7Mg-0.2Fe合金组织与性能的影响。结果表明:稀土Ce可以细化α-Al晶粒,减小二次枝晶臂间距(SDAS)。同时,还可以减小共晶Si的尺寸,使Si形貌由板条状向纤维状转变,具有良好的细化变质效果。此外,Ce还可以细化β-Fe相,改善β-Fe相形态,提高合金的力学性能。特别地,当稀土Ce含量为0.1%时,晶粒尺寸与SDAS最小,分别为82μm、17μm;合金T6热处理态抗拉强度、屈服强度和伸长率均达到峰值,分别为344 MPa、311 MPa、3.77%。随着Ce含量的增加,拉伸断口呈现韧性断裂特征,裂纹主要沿晶界扩展;当Ce含量达到0.3%时,出现大量粗大的含Ce金属间化合物,造成脆性断裂。     

热压缩变形对Al-1Mg-1.0Si-0.5Cu-0.2Zr合金组织的影响

利用Gleeble-1500热模拟机对Al-Mg-Si-Cu合金进行高温压缩变形模拟实验,分析了变形温度、应变速率和应变量对显微组织的影响。结果表明:在应变速率和应变量一定时,变形温度较低时(380、430℃),合金变形带中未出现明显的再结晶晶粒,且有大量的位错杂乱的缠结在第二相粒子周围,形成位错塞积;变形温度较高时(480、530℃),变形带间出现了许多动态再结晶晶粒,晶粒的数量随着温度的升高而增加同时位错数量显著减少。在合金变形温度为480℃、应变量0.76时,再结晶晶粒随着应变速率升高,其数量有所增加而平均尺寸有所减小,再结晶程度增强。当合金在较低温度、较高应变速率和较小应变量下变形时,Al-Mg-Si-Cu合金主要软化机制为动态回复;在变形温度较高,应变速率较低,应变量较大时,合金的动态软化机制主要是动态再结晶。     

稀土镧对Al-0.6Mg-0.7Si-0.2Mn汽车板材机械及腐蚀性能的影响

采用SEM、OM、拉伸试验（常温/高温）、弯曲试验和晶间腐蚀试验等测试方法,对添加不同含量稀土元素镧的Al-Mg-Si-Mn合金组织、机械性能及耐腐蚀性能等进行研究,分析稀土元素镧对合金机械和腐蚀性能的影响。结果表明,随La元素的添加,合金的铸态组织逐渐细化,第二相形貌得到了改善,同时减薄了该合金型材粗晶区厚度,提高了Al-Mg-Si-Mn合金的机械性能和耐腐蚀性能。当La添加量为0.2 wt.%时,晶粒细化效果最好,型材粗晶区最薄;La含量大于0.2 wt.%时,过量的La形成的初生相与合金晶粒细化剂中的Ti相互作用,减少了异质形核核心的数量,导致晶粒粗化现象,恶化合金的机械性能和耐腐蚀性能。     

Bi对Al-5Mg-2Si-0.6Mn合金的组织及力学性能的影响

研究了Bi含量对Al-5Mg-2Si-0.6Mn合金铸态组织、相结构和成分、力学性能和断口形貌的影响。结果表明,当Bi含量为0.3%时,具有最明显的变质效果。Bi富集在共晶Mg_2Si生长界面前端产生成分过冷,减小了液相的实际过冷度,使共晶Mg_2Si的生长速度被限制,共晶Mg_2Si相从变质前的粗纤维状转变成细小的点状纤维。合金的力学性能显著提高,抗拉强度、伸长率分别由未变质的205 MPa、2.8%增加至240 MPa、5.3%,分别增加了17.1%、89.3%。     

Al-1.3 Si-1.2Mg-0.7Mn-0.6Cu铝合金的回归处理

研究Al-1．3Si-1．2Mg-0．7Mn-0．6Cu合金固溶处理、淬火、室温停放14 d（T4状态）后,再经150℃-262℃,1 min-120 min的回归处理对合金性能和组织的影响。结果指出：T4状态的Al-1．3Si-1．2Mg-0．7Mn-0．6Cu合金,在170℃以下人工时效不超过30 min时,其硬度低于时效前（T4状态）的硬度,欲在30 min之内,获得显著的烤漆硬化效应,烤漆温度不低于170℃。这种合金经T4处理后,再在170℃、190℃、212℃、236℃时效处理,析出具有明显硬化作用的过渡相的时间分别超过60 min、12 min、4 min、2 min。     

铸锭不均匀化处理对Al-1.01Mg-1.11Si-0.38Cu-0.69Mn合金热轧板显微组织的影响

采用金相和SEM/EDS测定分析,对比研究了汽车车身板用DC铸造的Al-1.01Mg-1.11Si-0.38Cu-0.69Mn合金铸锭经常规均匀化处理后再热轧及不经均匀化处理直接加热热轧板材的显微组织。结果表明,DC铸造Al-1.01Mg-1.11Si-0.38Cu-0.69Mn合金铸锭中主要存在AlMgSi、AlCuMgSi和AlFeMnSi三类结晶相。经545 ℃ 24h常规均匀化处理后,黑色AlMgSi相和白亮颗粒状AlCuMgSi相回溶入基体消失,灰色AlFeMnSi相部分溶解收缩、球化、粗化,同时在枝晶晶干内出现大量细小的弥散相粒子。经常规均匀化处理的铸锭及不经均匀化处理的铸锭热轧后结晶相均沿轧向呈碎链状分布,当热轧变形量达到93%时,2.5mm厚热轧板表面及中心层组织大致相同。热轧板再经545 ℃ 2h固溶、水淬处理后结晶相数量均减少且均发生再结晶,然而,与铸锭经均匀化处理后热轧的板材相比,铸锭不经均匀化处理直接热轧的板材中结晶相尺寸更小、数量更多、分布更均匀,板材再结晶不充分。     

固溶处理对Al-0.9Mg-0.6Si-0.7Cu合金组织与性能的影响

采用铸锭冶金法制备了Al-0.9Mg-0.6Si-0.7Cu合金,通过电导率测试、显微组织观察、力学性能测试、XRD物相分析以及α(Al)基体点阵常数的计算等方法研究了固溶温度(525~570℃)对该合金微观组织、力学性能和断口形貌的影响。结果表明,实验合金最佳的固溶时效工艺为555℃×45 min固溶水淬,185℃×5.5 h时效;在此条件下,合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率和电导率分别为396 MPa、377 MPa、19.5%和38.9%IACS。XRD物相分析表明,合金主要由α-Al基体和Mg2Si等合显微组成;通过基体点阵常数的精确计算,能较好地表征合金的固溶程度。固溶处理后残留的析出相粒子和再结晶程度是影响合金拉伸断口形貌的主要因素。     

Mg-3Zn-Mn合金均匀化处理工艺研究

利用差式扫描量热仪(DSC)、金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和显微硬度测试仪,研究了均匀化处理对铸态Mg-3Zn-Mn合金微观组织/显微硬度的影响。结果表明,铸态Mg-3Zn-Mn合金基体上存在一定程度的微观偏析,且均匀分布Mg-Zn相和Al-Mn相。在335℃均匀化处理时,前15 h,合金的微观偏析随均匀化时间增加而逐渐减轻,显微硬度明显降低;15 h后,Mg-3Zn-Mn合金基体上的微观偏析消失,MgZn相也溶入基体,Mg-3Zn-Mn合金的显微硬度变化不大。     

Fe含量对挤压铸造Al-3.5Mg-0.8Mn合金组织性能的影响

采用拉伸和硬度测试、扫描电镜和X射线衍射仪等手段,研究了不同Fe含量对挤压铸造Al-3.5Mg-0.8Mn合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,Fe能改善合金的力学性能,合金中只存在Al₆(FeMn)相。合金的抗拉强度和屈服强度随着Fe含量的增加而增大,伸长率随着Fe含量的增加而降低,原因是随着Fe含量增加,硬脆的Al₆(FeMn)相增多。在挤压压力为75MPa和Fe含量为0.5%时,合金的综合力学性能最佳,其抗拉强度为252MPa,屈服强度为128MPa,伸长率为28%。