喷射成形7055铝合金热处理工艺与力学性能的研究

主要研究了喷射成形7055铝合金经过反挤压成型以及热处理后的金相显微组织和力学性能.对挤压态合金进行固溶处理和时效处理后得到了时效硬化曲线并进行了力学性能测试.结果显示:480℃×2h的固溶制度为最佳固溶制度;通过测试硬度值确定最佳单级时效制度为120℃×18h,其硬度可达209HV.抗拉强度为692.12MPa,伸长率为3%.为了进一步提高该合金的伸长率,又对固溶处理件进行双级时效处理(120℃×3h 160℃×4h),其硬度为205HV,抗拉强度为683MPa,伸长率为9.5%.     

粉末热挤压Al-Zn-Mg-Cu系合金的热处理工艺

通过XRD衍射分析、光学和透射电镜观察以及力学性能测试,研究了固溶和时效处理对粉末热挤压法制备的Al-Zn-Mg-Cu高强铝合金组织性能的影响.结果表明:挤压态合金中析出大量MgZn_2相;合金适宜的T6热处理制度为460℃×2.5h水冷+120℃×24h空冷;在此条件下合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为731MPa、670MPa和6.2%;晶粒细化是合金T6组织与铸锭挤压Al-Zn-Mg-Cu合金回归再时效(RRA)组织类似的主要原因.     

固溶处理对7150铝合金组织和力学性能的影响

通过OM、SEM、X射线衍射、DSC差热分析和室温拉伸性能测试,研究固溶处理对7150铝合金挤压板带组织和力学性能的影响。结果表明:合金固溶处理温度越高,时间越长,粗大第二相溶解越多;合金在480℃进行固溶处理时,出现过烧组织,双级固溶处理制度没有提高本合金开始出现过烧组织的温度;随着合金固溶处理时间的延长,组织出现粗化和再结晶的趋势;本合金适合采用475℃,2h的单级固溶制度,经(475℃,2h)+(120℃,24h)固溶-峰时效处理后,合金抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为650MPa、600MPa和13.5%。     

固溶时效对2524合金板材组织和性能的影响

采用金相显微镜(OM)、差热分析(DSC)、X射线衍射(XRD)、拉伸试验机等,研究了固溶时效处理对大应变轧制2524铝合金板材显微组织及力学性能的影响。研究表明,轧制态2524铝合金中轧制面组织呈纤维状且存在大量的Al_2Cu和Al_2CuMg相。合金在455～495℃之间,固溶处理温度越高,时间越长,粗大的第二相溶解越充分。2524铝合金经495℃×60min固溶处理后,析出相基本溶解,2524铝合金的抗拉强度,屈服强度和伸长率分别为412.6 MPa、350.7 MPa和17.9%,合金经505℃固溶处理后,出现过烧组织特征,力学性能降低。合金经时效处理后强化相均匀析出,合金性能得到强化。合金经190℃×6h时效处理后,2524铝合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为464.6MPa、395MPa和22%。     

固溶处理对Al-Zn-Cu-Mg-Zr-Ce合金组织性能的影响

利用金相显微镜、扫描电镜及拉伸试验机等，研究了固溶处理对Al-7.5Zn-1.5Cu-1.5Mg-0.12Zr-0.1Ce铝合金组织和性能的影响。结果表明，在460～480℃温度范围，保温30～120 min固溶处理工艺下，经470℃×2 h单级固溶处理后，试验合金出现了再结晶，且第二相大部分溶解到基体中，相比其它单级固溶处理工艺，固溶效果最好，时效处理后综合力学性能良好。经450℃×1 h+475℃×1 h双级固溶处理时，因在低温时释放了形变能，再结晶程度低，固溶效果比单级固溶处理效果好，时效处理后合金的综合力学性能更佳。     

非等温回归再时效对7055铝合金中厚板的厚向组织及性能均匀性的影响

通过力学性能测试、腐蚀性能测试、透射电镜(TEM)观察和动力学计算研究回归加热、冷却速率的匹配对回归再时效(RRA)态7055铝合金中厚板析出组织均匀性及厚向性能的影响。结果表明:固定回归加热速率,合金的强度、断裂韧性和耐腐蚀性能的均匀性及厚向析出组织的均匀性随着回归冷却速率的降低而提高。但是慢速回归降温增加合金析出相的粗化程度,导致合金强度下降。综合考虑性能及均匀性,建立的包含空冷降温处理以补偿7055铝合金中厚板厚向组织均匀性的"非等温回归再时效"制度为(105℃,24 h)+(190℃,70 min)(升温速率3℃/min,70 min包含加热时间)+(空冷25 min至120℃)+(120℃,24 h)。经非等温回归再时效处理后,7055铝合金板材心层的抗拉强度、断裂韧性及剥落腐蚀等级分别为619 MPa、24.7 MPa?m1/2和EB-,其强度的厚向均匀性比常规回归再时效处理的提高约50%。     

固溶处理对7B04铝合金冷轧板组织性能的影响

在实验室中制备了试验用7B04铝合金,经铸造-均质化退火-热轧-中间退火-冷轧后制得7B04铝合金板材,并对合金板材进行了后续固溶时效处理,研究了固溶处理对其组织和性能的影响。结果表明,470 ℃×1 h固溶+120 ℃×21 h时效处理铝合金冷轧板材再结晶明显,有少量晶粒处于伸长状态,除粗大第二相粒子外,未发现细小第二相粒子,综合力学性能较好,抗拉强度为596 MPa,屈服强度为537 MPa,伸长率为14.88%。固溶温度达到480 ℃时,合金再结晶明显,但保温时间不能超过0.5 h,否则合金强度和塑性下降。     

7085铝合金的热处理工艺

采用金相显微镜、扫描电镜、电子万能试验机等分析手段对在实验室熔铸的7085铝合金的铸态组织、均匀化退火组织、固溶处理后的组织、固溶时效后的力学性能及断口形貌进行了检测分析。结果表明,采取430℃×12 h+475℃×24 h的双级均匀化退火处理能够完全消除枝晶偏析,Zn原子完全溶解到基体中;在470℃固溶处理时,除少部分粗大第二相外,大部分第二相均回溶到基体中,固溶效果最好; 470℃×120 min固溶+120℃×24 h时效处理后合金的力学性能最佳,屈服强度、抗拉强度、伸长率分别为541 MPa、592 MPa、13. 85%,断口形貌为以穿晶断裂为主的混合型断裂。     

固溶-单级时效处理对7055铝合金力学和电学性能的影响

采用硬度测量、拉伸力学性能测试、电导率测定、显微组织结构分析方法，研究了不同固溶、单级时效处理条件下7055铝合金的力学性能、电学性能和显微组织结构。结果表明，7055合金有很强的时效强化效应，时效初期，合金硬度和强度迅速上升，时效4h即接近硬度和强度峰值，达到峰值后合金的硬度和强度仍维持在很高的水平；时效过程中，固溶体分解析出η′(MgZn2)相，随时效时间延长，析出相增加；7055合金适宜的固溶—单级时效处理工艺为480℃ 1h，水淬，120℃ 24h时效。在此条件下，合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率、布氏硬度和电导率分别为513N／mm^2、462N／mm^2、9．5％、HB172和29％IACS。     

热处理对SPS烧结Ti-24Nb-4Zr-8Sn合金显微组织和力学性能的影响

利用放电等离子烧结技术制备生物医用Ti-24Nb-4Zr-8Sn合金,研究固溶时效处理对合金显微组织和力学性能(强度、塑韧性及弹性模量)的影响。结果表明:合金经850℃固溶处理后主要由β相、少量初生α相及淬火马氏体α″相组成;在450℃时效处理后,合金基体β相内析出大量细小无规则的针状次生α相,随着时效时间从4 h延长到48 h,次生α相趋于定向析出,含量和尺寸逐渐增大;与烧结态相比,固溶时效处理后合金抗压强度和弹性模量增大,而塑韧性呈先提高后降低趋势;经优化后固溶时效处理制度为(850℃,1.5 h,WQ)+(450℃,4 h,FC),此时合金抗压强度、屈强比和弹性模量分别为1701 MPa、0.69 GPa和42.8 GPa。     

热处理7090/SiCp铝基复合材料的组织与性能

研究单级固溶及峰值时效处理对多层喷射沉积7090／SICp复合材料显微组织及室温力学性能的影响,观察了挤压态、固溶及时效处理后的显微组织,并对其进行力学性能测试。结果表明：挤压态复合材料的晶粒均匀细小,基体合金中存在大量的第二相颗粒,为富铜相及MgZn2相;经过固溶处理后,复合材料的晶粒尺寸约为3μm,第二相颗粒明显减少,溶入基体合金中;采用475℃,1h固溶处理制度,其抗拉强度为610MPa：经过475℃,1h＋120℃,24h时效处理后,其抗拉强度可达765MPa。     

过时效-重固溶-再时效处理对 7055铝合金组织与性能的影响

采用拉伸试验、电导率测试及透射电镜观察等方法,研究了重固溶温度和过时效处理时间对7055铝合金组织与性能的影响.结果表明,120℃×3h+180℃×8h过时效处理后,经过不同温度(440℃～490℃)重新固溶处理以及120℃/24h再时效后,7055铝合金的电导率随重固溶温度的上升而降低,但强度升高;延长过时效时间(120℃×3h+180℃×4h～20h),470℃×1h重固溶处理后,合金电导率略微上升,而强度逐渐降低.组织观察表明,过时效处理形成的粗大析出相在不同温度重固溶时的重新溶解程度不同,重固溶温度越低,粗大析出相溶解越不充分,从而形成与回归再时效处理相类似的组织结构;同时,过时效及重固溶处理也有利于Fe、Si和Zr等残留固溶原子以化合物的形式充分析出,因此利用该工艺可以在保持强度不降低的前提下,提高合金的电导率,并最终提高合金的抗应力腐蚀性能.     

固溶处理对Al-5.8Cu-0.6Mg-0.6Ag-0.3Nd合金组织和力学性能的影响

通过金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、示差扫描量热法(DSC)和室温拉伸性能测试等方法,研究固溶处理对新型高强耐热铝合金Al-5.8Cu-0.6Mg-0.6Ag-0.3Nd合金组织和力学性能的影响。结果表明:当固溶温度由510℃升高到525℃时,更多的初生相回溶至基体;当固溶温度继续升至530℃时,初生相则未进一步回溶,而再结晶晶粒的尺寸持续加剧,导致合金软化程度增加;合金的力学性能由时效强化和固溶软化共同影响,该合金优化的固溶处理制度为525℃、2 h,经(525℃,2 h)+(185℃,7 h)峰时效处理后,合金抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为608 MPa、587 MPa和10.4%。     

固溶处理对7A55铝合金的组织和力学性能的影响

通过组织观察(光学显微镜和扫描电镜)、力学性能检测、电导率测定,研究了单级固溶和双级固溶对7A55铝合金板材组织和力学性能的影响.结果表明:采用最佳单级固溶制度470℃/0.5h和120℃/24h时效处理,其力学性能σb,σ02和δ分别为635MPa,584MPa,和13.1%.与单级固溶处理制度相比,双级固溶处理在再结晶程度较小的情况下,能较大幅度的提高7A55铝合金板材的固溶度.采用双级固溶处理450℃/1.5h 485℃/40min,120℃/24h时效后的力学性能有较大提升,其σb,σ0.2和δ分别达648MPa,630MPa和11.2%,较单级固溶其σ0.2强度提高了7.8%.     

固溶时间对2219铝合金组织和力学性能的影响

通过力学性能测试、扫描电镜(SEM)、示差扫描量热法(DSC)和XRD分析等方法,研究固溶时间对2219铝合金组织和力学性能的影响。结果表明,当固溶温度为535℃,固溶时间不超过1.5 h时,随着固溶时间的延长,基体中含Cu结晶相回溶至基体,且不发生偏聚,提高了基体的过饱和度,有利于合金力学性能的提高;当固溶时间超过2 h时,含Cu结晶相发生偏聚长大,导致合金的力学性能特别是伸长率下降。因此,当固溶温度为535℃时,该合金适宜的固溶时间为1.5 h,之后经过(175℃×18 h)时效处理后,合金的抗拉强度R_m、屈服强度R_p0.2和断后伸长率A分别为393.5 MPa、305.9 MPa和8.7%。     

固溶处理对喷射沉积超高强铝合金组织与性能影响的研究

对挤压态喷射沉积7055铝合金进行固溶处理,研究了固溶处理对挤压态喷射沉积7055铝合金组织与力学性能影响,通过观察固溶处理后微观组织及性能的变化,确定该合金最佳单级固溶处理工艺参数为480℃×3h。     

固溶处理对Al-Zn-Mg-Cu系超强铝合金组织与硬度的影响

利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及维氏硬度计等研究了不同固溶处理参数对Al-Zn-Mg-Cu系超强铝合金7050固溶态组织与固溶时效态硬度的影响。结果表明:锻态7050铝合金组织中含有粗大块状初生相和针状、点状的η(MgZn₂)相。随着固溶温度的升高和固溶时间的增加,合金组织中的未溶相减少,再结晶组织体积分数增高。经过470 ℃×4 h固溶+120 ℃×24 h时效处理7050铝合金的硬度值达到最大,为189 HV0.2。     

Al-12Si-6Cu-1.5Ni-0.3Cr-0.2La-0.8Ce合金双级固溶处理工艺研究

以Al-12Si-6Cu-1.5Ni-0.3Cr-0.8Ce-0.2La铸造耐热铝合金为研究对象,对其进行双级固溶处理,以及人工时效。通过OM、SEM观察以及拉伸性能测试等手段,研究不同二级固溶温度和时间对合金显微组织和力学性能的影响。结果发现,随二级固溶温度升高和固溶时间延长,合金初生Si相钝化,共晶Si和网状相溶断成颗粒状或块状,室温和高温抗拉强度呈先增加后降低的趋势,当二级固溶温度达到530℃,时间为2h时综合性能最好。对试样进行200℃×6h的时效处理,并进行室温和高温(300℃)拉伸试验,结果表明,当合金经过490℃×2h+530℃×2h+200℃×6h热处理后,室温抗拉强度达342.0MPa,高温抗拉强度达到159.9MPa。     

热处理工艺对Al-8Zn-2.5Cu-2Mg-0.3Ho合金组织和性能的影响

研究了不同热处理工艺对Al-8Zn-2.5Cu-2Mg-0.3Ho合金组织和性能的影响。结果表明,经过470℃×40 min的固溶处理,合金组织中的第二相溶解相对充分,基体的过饱和度增加,合金的抗拉强度达到320 MPa,硬度为HB111.5;经过470℃×40 min固溶处理和不同温度的时效处理,时效处理工艺为150℃×24 h时合金的力学性能最佳,此时,合金的抗拉强度达到357 MPa,硬度达到HB245.1;相较于铸态,经过时效处理后合金的抗拉强度和硬度分别提高了103%和93%。     

逐步固溶对7050铝合金组织和性能的影响

采用光学金相、扫描电镜、室温拉伸、显微硬度、导电率和晶间腐蚀试验,研究逐步固溶对7050铝合金组织、力学性能和晶间腐蚀性能的影响。结果表明:逐步强化固溶(400℃×4 h+478℃×1 h)+HLA10(190℃×10 min+120℃×24 h)较常规固溶(478℃×1 h)+HLA10(190℃×10 min+120℃×24 h),显著减小合金再结晶数量和晶粒尺寸;EDS分析未溶的第二相为Al7Cu2Fe和Al2Cu Mg相;合金的抗拉强度由530.6 MPa提高到569.1 MPa,伸长率提高了14%,电导率、硬度数值较高;抗晶间腐蚀等级由3级提高至2级。