预时效制度对Al-Mg-Si-Cu合金组织与性能的影响

通过TEM及拉伸性能试验研究了较宽的预时效工艺参数(80~200℃,2~30 m in)下,A l-Mg-S i-Cu合金的组织及性能演变规律。研究表明:实验合金在80~200℃进行预时效处理,能够抑制自然时效的不利影响。在80℃×(2~30 m in)进行预时效后,材料烘烤硬化效应提高有限;在120~160℃预时效5~10 m in后,材料的烘烤硬化效应得到较大的提高,且材料烤漆前的屈服强度较低,有利于冲压成形;在更高的温度如200℃进行预时效时,材料烤漆前屈服强度过高,但此时材料的烘烤硬化效应提高尤为显著。T4P下GP区的尺寸对材料烘烤硬化效应的提高至关重要。     

Zn添加对预时效处理的Al-Mg-Si-Cu合金原子团簇行为和烤漆硬化响应的影响

本文通过显微硬度、透射电镜和三维原子探针表征测试手段,研究了Zn添加对Al-Mg-Si-Cu合金原子团簇行为和烤漆硬化响应的影响。结果表明,经100°C/3h预时效处理后,含Zn和不含Zn合金中均形成了Mg-Si原子团簇。然而,与不含Zn的合金相比,含Zn合金中Mg-Si原子团簇数量更多,表明Zn添加促进了Mg-Si原子团簇的形成。经185°C /25min烤漆处理后,两个合金在预时效过程中形成的Mg-Si原子团簇转变为具有明显增强效果的β″相,对应的烤漆增量也明显增加。由于预时效后的含Zn合金中Mg-Si原子团簇数量更多,这为烤漆过程中β″的形成提供了更多的形核核心。因此,含Zn合金β″相的尺寸更小,分布更致密,相对应的烤漆硬化响应速率也得以增强。     

Sr对Al-Mg-Si-Cu合金时效析出动力学及拉仲性能的影响

试验研究了微量Sr对Al-Mg-Si-Cu合金时效析出动力学及力学性能的影响.结果表明,当w(Sr)=0.033%时,合金中的两种时效相的激活能最低,而力学性能最好.Sr的加入导致了合金中原有热平衡的变化,从而影响了时效相的析出过程,继而使力学性能发生变化.     

一种Al-Mg-Si-Cu合金的铸态组织研究

采用金相显微镜（OM）及扫描电子显微镜（SEM），研究了Al-0．44Mg—1．15Si-0．32Cu-0．11Fe-0．11Cr-0．07Mn合金的铸态、均匀化组织，并对合金在凝固过程及均匀化退火后形成的相进行了分析。结果表明：合金的铸态组织中主要存在α—Al、Mg2Si、Si、β-Al5FeSi、α-Al（MnCr）FeSi、CuAl2和Al5Cu2Mg8Si6（Q）等相。均匀化退火后，Mg2Si、CuAl2和Q相消失，Si相聚集分布在晶界处。同时针状的β-Al5FeSi转变为颗粒状α-Al（MnCr）FeSi相，材料的组织得到改善。     

Al-Mg-Si-Cu合金的热处理工艺

通过力学性能测定以及金相显微组织观察,对一种新型A l-Mg-Si-Cu合金(A l-1.2%Mg-0.9%Si-0.6%Cu)的热处理工艺进行了研究。结果表明,该合金较为理想的热处理制度是550℃×2h固溶处理后水淬,人工时效制度为双级时效185℃×2h+200℃×1h。热处理后,试样抗拉强度可达到340MPa以上,硬度可达到105HB以上,伸长率在12%以上,析出相呈细小弥散状分布,对合金有很高的强化效果。     

微量S c对Al-Mg-S i-Cu合金组织和性能的影响

通过添加微量Sc,研究了Sc对Al-Mg-Si-Cu合金组织和性能的影响。试验结果表明,Sc 添加量为0．2％（质量分数）时合金的性能最好,铸态抗拉强度达到188 MPa,比未添加 Sc 的合金提高了44．6％,断后伸长率为8％,显微硬度达到85．8 HV1。此外,加钪合金的晶粒尺寸为10μm,比未添加Sc的合金的晶粒明显细小。     

微量Sr对Al-Mg-Si-Cu合金板材织构的影响

应用取向分布函数(ODF)研究和分析了微量Sr对Al Mg Si Cu合金板材织构的影响。结果表明:Al Mg Si Cu合金板材主要存在{100}<011>旋转立方织构,另还存在{112}<111>铜织构,{111}<110>、{111}<112>黄铜R织构。加入微量Sr可以改变织构组分含量。当加入0.093%Sr时,降低了其旋转立方织构的含量。其原因是Sr的加入引起基体晶格变化,降低铝合金板材的层错能,阻碍了交滑移的进行,造成织构类型的转变。     

Mn和Zr对新型Al-Mg-Si-Cu合金组织与性能的影响

研究了Mn和Zr对新型Al-Mg-Si-Cu合金的显微组织和机械性能的影响，并采用XRD，EDAX和TEM分析了合金中析出相的类型和成分。结果表明：单独添加Zr，合金的强度降低，塑性提高；复合添加0.3％Mn和0．08％Zr，合金-T6的组织中出现了大量的粒状或条状AlCrMnFeSi相，合金的强度和塑性均有所提高；继续增加Mn和Zr的含量，由于合金中时效强化相——Mg2Si数量的显著减少和粗大AlCrMnFeSi相的增加，造成合金性能下降。     

利用EBSD研究轧间退火对铝镁硅铜合金板材织构的影响

应用背散电子衍射技术,通过分析Al-Mg-Si-Cu合金板材轧间不同退火处理后的织构变化,研究了轧间退火对该合金板材织构的影响。结果表明:轧制时的中间退火制度不同,各试样中的织构类型及强度有较大变化。没有进行轧间退火处理的试样中存在较强的偏转G取向、Q取向及残留轧制铜C取向。经350℃×1 h轧间退火处理的试样中存在很强的G取向、Q取向及R/S取向。经510℃×1 h轧间退火处理的试样中存在较弱的偏转G取向、R/S取向。每个试样中都含有{111}面织构,经过轧间退火处理的试样中该织构含量较多。     

Mn和Cr对Al-Mg-Si-Cu合金组织及性能的影响

通过金相观察、拉伸性能测试、X射线衍射、扫描电镜及能谱分析,研究了Mn、Cr对Al-Mg-Si-Cu铝合金微观组织及拉伸性能的影响。结果表明：添加Mn和Cr均能促进Al-Mg-Si-Cu合金铸锭形成粗大结晶相化合物,并且添加Mn的合金中形成的结晶相更多;均匀化过程中Mn和Cr均能促进结晶相由Al5FeSi型向Al8Fe2Si型转变,并且同时添加Mn和Cr的促进作用更加显著;添加Mn、Cr均能抑制变形晶粒在固溶处理时发生再结晶和晶粒长大,并且由单独添加Cr、单独添加Mn到同时添加Mn和Cr,抑制作用逐渐增强;添加Cr对合金强化作用有限,而添加Mn能显著提高合金强度。     

Cu含量对Al—Mg—Si合金析出及烤漆硬化行为的影响

采用DSC、硬度测试及TEM研究A16016铝合金中Cu含量对淬火及淬火预时效样品的人工时效析出和硬化行为的影响。结果表明,微量Cu有利于形成较大且稳定性较好的GPI,能在随后的人工时效过程中进一步向GPII转化,从而提高合金的烤漆硬化能力。但是,当Cu含量为0．3％时,烤漆硬化能力没有得到显著增加。对于含Cu合金,预时效热处理也能有效地抑制合金的自然时效行为。     

新型Al-Mg-Si-Cu铝合金的均匀化处理工艺

采用光学显微镜、DTA分析、X射线衍射,研究了新型Al-1Mg-0.8Si-xCu合金的均匀化处理工艺。结果表明,添加0.5%Cu元素合金的理想均匀化处理工艺为450℃×4 h＋550℃×12 h,该工艺适用于元素含量不大于1.05%Cu的成分合金。     

AZ91镁合金的SIMA法半固态组织特征

研究了挤压态AZ91镁合金的SIMA法半固态组织演变.结果表明:挤压合金为以α-Mg再结晶等轴晶为主相,与极少量细粒状成串分布于α-Mg基体上的Mg17Al12颗粒组成的两相组织,基体中存在大量的大角度亚晶及高密度的位错缠结.在二次加热过程中,原子扩散通道多,晶界液化及颗粒球化所需的加热温度低,等温时间短.565℃等温5min,即可获得固相率为57%,颗粒平均直径为58 μm、形状圆整、分布均匀的半固态组织.等温5 min后,半固态颗粒发生长大,其长大机制为Ostwald熟化.     

TC11钛合金搅拌摩擦焊接头微观组织和力学性能

本文在不同转速下开展了TC11钛合金搅拌摩擦焊试验,分析了接头的微观组织和力学性能,建立了焊接工艺、接头组织与性能之间的内在联系。接头SZ为完全的β转变组织,其细小晶界α相和晶内片层状α+β相以及针状α′相的双重强化作用,致使SZ硬度最高。HAZ和TMAZ均由残余初始α相和β转变组织组成,但后者具有一定的流变特征,且距SZ越近,转变组织占比越大,强化效果越明显。随着转速的上升,SZ中晶界α相和晶内片层状α+β相的尺寸增加,晶内针状α′相的含量降低,这引起了其硬度的降低。与硬度规律相同,各转速下接头拉伸均断裂在BM,且各转速下SZ抗拉强度明显高于BM,并随转速上升而下降。此外,SZ中细小的晶界α相和晶内片层状α+β相,也导致各转速下SZ延伸率高于BM,使其展现出良好的塑性,且随着转速上升,因晶界α相和晶内片层状α+β相尺寸增加,SZ延伸率有所降低。     

Effect of pre-aging on microstructure and properties of 2000 series aluminum alloy for automotive body sheets

The effect of pre-aging treatment on the tensile properties, formability and microstructures of 2036 aluminum alloy for automobile body sheets were investigated through the tensile tests, DSC analysis and TEM observation. The results show that the alloy was softened, which was pre-aged at 180℃ within 20 min and then natural aging, namely T4P. However, the yield strength decreases first and then rises. The yield strength of the alloy after T4P （10 min） reach the minimal 202.3 MPa, but the elongation and strain hardening exponent arrive at the maximum, 25.5% and 0.26 respectively, which can improve its formability effectively. In the early stage of T4P, GP zones dissolve, and generate some θ＂ nuclei, so that the strengthening effect is restrained during the natural aging following the pre-aging. With the increment of pre-aging time, the θ＂ phases are formed. The number of the θ＂ phases grows, and the strength increases sharply during the paint-bake treatment. In contrast with the 6000 series aluminum alloy for automobile body sheets, the paint-bake hardenability of the 2036 alloy is lower and its yield strength before the paint bake is accordingly higher, which will add the difficulty of forming for the sheet.     

Al-Cu-Li-Mn-Zr-Ti合金在均匀化过程中的组织演变

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDX)和差示扫描热分析法(DSC)研究 Al?Cu?Li?Mn?Zr?Ti 合金在均匀化过程中的组织转变。结果表明,实验合金的铸态组织中存在严重的枝晶偏析,晶界处存在大量的共晶相,主要合金元素沿枝晶区域呈周期性分布。合金中的主要未溶相为Al2Cu相,过烧温度为520°C;均匀化过程中,随着温度的升高和时间的延长,晶界处的第二相逐渐溶入基体中,晶界逐渐变得稀疏;合金的均匀化过程可以用一指数方程描述;实验合金适宜的均匀化制度为(510°C,18 h),这与采用均匀化动力学方程计算的结果基本吻合。     

Microstructural characteristics of near-liquidus cast AZ91D alloy during semi-solid die casting

Near-liquidus cast ingot was reheated to semi-solid firstly, and then a bracket of motor was prepared by die casting the semi-solid ingot into mould. The microstructural characteristics of AZ91D alloy in these processes were investigated. In the process of near-liquidus casting, primary α-Mg grains tend to be rosette-like because of the increase of plentiful quasi-solid atom clusters in molten alloy with the decrease of pouring temperature. These rosette-like α-Mg grains in ingots fabricated by near-liquidus casting are fused off and refined into near-globular structure owing to the solute diffusion mechanism and the minimum surface energy mechanism during reheating. After semi-solid die-casting, α-Mg grains, located in biscuit, impact and connect with each other; α-Mg grains, located in inner gate, congregate together; while α-Mg grains, located in component, distribute uniformly and become into globularity or strip. Because the inner gate limits the flowing of semi-solid slurry, and the pressure acted on the semi-solid slurry decreases gradually along the filling direction of semi-solid slurry in cavity, microstructural segregation of unmelted α-Mg grains appears along this direction. Shrinkage holes in casting are caused by two different reasons. For biscuit, the shrinkage holes are caused by the blocked access of feeding liquid to the shrinkage zone for the agglomerated unmelted α-Mg grains. For component, the shrinkage holes are caused by the lack of feeding of liquid alloy.     

Al-Mg-Si-Cu合金时效状态对疲劳过程及断裂特征的影响

采用疲劳测试、拉伸试验、金相显微电镜、扫描电镜和透射电镜技术研究不同时效处理状态的Al-Mg-Si-Cu合金在循环载荷作用过程中力学性能的演变和疲劳断口特征。结果表明:过时效合金的疲劳寿命最长,峰值时效合金的疲劳寿命最短;欠时效和峰值时效合金的屈服强度在疲劳过程中出现下降,且欠时效合金表现得尤为显著,欠时效合金的伸长率随循环次数的增加而增加;过时效合金的强度在疲劳过程中得到提高,而伸长率在疲劳寿命后期出现大幅下降。疲劳裂纹在样品表面萌生后倾向于沿晶界增殖并形成裂纹源区,过时效合金在射线状裂纹增殖区与瞬断区之间还出现了沿晶扩展区。     

AM60镁合金与铜合金及铝合金偶接后的大气腐蚀行为

研究了AM60铸造镁合金与H62铜合金、LY12铝合金组成的电偶对在北京地区室外曝晒3个月和6个月后的大气电偶腐蚀行为及规律.结果表明:镁合金始终是电偶对中的阳极,当其与H62铜合金和LY12铝合金偶接时,其腐蚀速率增加1～7倍;镁合金与H62铜合金偶合后,其大气电偶腐蚀效应大于其与LY12铝合金组成的电偶对的大气电偶腐蚀效应;在6个月的实验周期内,随着曝晒时间的延长,镁合金在北京地区大气环境中的电偶腐蚀效应呈上升趋势;试样表面润湿时间短是造成AM60镁合金在北京曝晒第一个实验周期(2003.12～2004.2)的电偶腐蚀低于第二个由实验周期(2004.3～2004.5)的主要原因;北京地区高自然降尘量对镁合金电偶腐蚀将起到加速的作用.     

Al-Mg-Si-Cu合金的热处理工艺

研究了一种新型Al-Mg-Si-Cu合金热处理工艺参数对其力学性能的影响.经微合金化、熔炼铸造和挤压加工后的合金进行不同固溶、时效延迟和时效处理,并对热处理工艺进行了优化.用金相显微镜、维氏硬度计、扫描电镜及电子万能试验机对合金微观组织和力学性能进行检测分析.结果表明,Al-0.41Mg-0.36Si-1.0Cu合金的过烧敏感温度为620℃,在(520～580)℃×(40～120)min范围内固溶处理后综合性能较佳.合金最佳热处理制度为520℃×(40～120)min固溶,然后165℃×10 h时效.Al-0.41Mg-0.36Si-1.0Cu合金固溶处理后时效延迟时间对硬度的影响较6082合金小,延迟时间应控制在3 h之内.