热处理对Al-5.12Mg合金组织与性能的影响

采用电子背散射衍射(EBSD)测试、杯突试验等方法,研究退火热处理对Al-5.12Mg合金冷轧带材组织与性能的影响。研究结果表明:带材在250~450℃范围退火1 h,300℃时发生回复,保留纤维组织的同时形成部分细小的再结晶晶粒,存在强烈的冷轧织构;350℃时发生不完全再结晶,冷轧织构取向密度降低,并出现较多Goss织构,综合性能最佳,其抗拉强度、断后伸长率(δ)、应变硬化指数(n)和杯突值(IE)分别为344.8 MPa,19.8%,0.27和7.10 mm。在350℃下延长保温时间,带材发生完全再结晶,形成的以Cube织构为主的再结晶织构对晶粒长大有阻碍作用,保温3 h时平均晶粒尺寸最小,为5.88μm;随退火时间增加,带材强度先降低后保持不变,δ总体上先增大后减小,n增大至0.35后保持稳定,IE稍有下降。经退火处理的Al-5.12Mg合金带材的深冲成形性能、力学性能和氧化着色性能,均可满足金属钮扣生产和使用要求。

室温停放时间对Al-Zn-Mg合金组织与性能的影响

采用显微硬度测试、室温拉伸试验,电导率测试和透射电镜等方法,对不同室温停放时间经过人工时效后的Al-Zn-Mg合金的力学性能、电导率和透射微观组织进行研究。结果表明:Al-Zn-Mg铝合金不经过室温停放时性能最优,强度、伸长率和硬度可以达到502.71 MPa、10.20%和173.20 HV;不同的室温停放时间Al-Zn-Mg合金的晶内析出相尺寸、数量以及晶界析出形貌和无沉淀析出带(PFZ)的宽度不同,室温停放3~6 h合金的综合性能优良,强度均能达到450 MPa以上,晶内析出相为亚稳相η′和平衡相η,晶界分布着断续的平衡相,PFZ宽度约为40~50 nm;室温停放的时间会影响后续人工时效GP区的形核。

含Ni变形锌铝合金的耐蚀性能研究

为开发耐腐蚀的高强变形锌铝合金,采用极化曲线、阻抗谱、扫描电镜和能谱微区分析等方法,研究了Ni元素的添加对挤压态和稳定化热处理态ZAT10变形锌铝合金在3.5%NaCl溶液中腐蚀行为的影响。结果表明:挤压态ZAT10-xNi(x=0,0.3,0.5,0.7)在3.5%NaCl溶液中表现出明显的钝化现象,钝化后随着电极电位继续增加至失效电位,电流密度再次开始快速上升,合金电极处于过钝化状态,过钝化使合金表面出现局部溶解,造成点蚀。稳定化热处理可以减弱ZAT10-xNi合金的钝化现象,降低合金的腐蚀速率。与ZAT10、ZAT10-0.3Ni和ZAT10-0.7Ni相比,在3.5%NaCl溶液中挤压态、热处理态的ZAT10-0.5Ni均表现出最好的耐蚀性能。添加适量的Ni和稳定化热处理可以改变ZAT10合金在3.5%NaCl溶液中腐蚀产物的形貌、分布,使其尺寸减小、分布更加均匀,但没有改变腐蚀产物的主要化学成分。

采用火法工艺去除二次铝灰中的氮化铝

为了促进二次铝灰的再生利用,采用添加冰晶石并高温焙烧二次铝灰的火法工艺以去除其中的氮化铝。采用响应面法进行实验设计和参数优化。结果表明,添加适量冰晶石可以有效促进二次铝灰中氮化铝的氧化,但是过量的冰晶石会降低这种促进作用。相比于保温时间,焙烧温度和冰晶石质量分数对脱氮率的影响较为显著(p<0.0001)。脱氮率的预测值与实验值吻合较好(R^(2)=0.9894,R_(adj)^(2)=0.9775),验证了模型的有效性。根据二次模型,确定了最佳工艺参数为焙烧温度750°C,保温时间194 min,冰晶石质量分数17.7%。在此条件下,最大实际脱氮率达到94.71%,二次铝灰中氮化铝质量分数仅为0.55%。以处理过的二次铝灰为主要原料,制备的免烧砖抗压强度达到18.62 MPa(GB/T 2542−2012)。

Zn-Cu-Ti合金搅拌摩擦焊与激光焊接头组织与性能对比研究

通过金相显微镜、扫描电镜和显微硬度测试等分析手段,研究了Zn-Cu-Ti合金搅拌摩擦焊接头与激光焊接头的组织和性能.结果表明,Zn-Cu-Ti合金搅拌摩擦焊接头主要分为母材区、热机影响区、焊核区,其显微组织分别为纤维组织、拉伸弯曲变形组织、细小的晶粒;接头各区域硬度分布为:母材区>热机影响区>焊核区;接头的抗拉强度153.8MPa,延伸率为6.7%,发生偏向脆断的准解理断裂.激光焊接头主要分为母材区、熔合区、焊缝区,焊缝区中心位置上下表面有凹坑,其内部有多条排列规则且形状近似抛物线的熔合线,并存在较明显的夹杂;接头各区域硬度分布为:母材区<熔合区<焊缝区;接头的抗拉强度为110.3MPa,延伸率仅为4.7%,发生脆性断裂.