T6态热挤压Al-5Cu-0.8Mg-0.15Zr-0.2Sc-0.5Ag合金的低周疲劳行为

为了揭示经过T6处理的热挤压Al-5Cu-0.8Mg-0.15Zr-0.2Sc-0.5Ag合金在不同温度下的低周疲劳变形与断裂行为,对T6态热挤压合金进行了室温和200℃条件下的低周疲劳实验。结果表明:在室温和200℃下合金塑性应变幅与载荷反向周次之间服从Coffin-Manson公式,而弹性应变幅与载荷反向周次之间服从Basquin公式;合金在室温和200℃下低周疲劳变形时,在较低外加总应变幅下疲劳变形机制主要为平面滑移,而在较高外加总应变幅下疲劳变形机制主要为波状滑移;室温和200℃下合金的疲劳裂纹均萌生于疲劳试样表面并以穿晶方式扩展。

Mg、Si含量对Al-Cu-Mg-Ag-Si合金析出相的影响

研究了Mg、Si元素含量对Al-Cu-Mg-Ag-Si合金实际析出相种类及性能的影响。结果表明,Al-Cu-Mg-Ag-Si合金中高Mg含Si合金析出了大量S相和粗大的第二相;低Mg低Si合金中析出了常见的θ相和Ω相;低Mg含Si合金中出现了6系铝合金中常见的σ相和β″相等多种析出相,且具有非常细小弥散的θ相,为合金提供了良好的强化效果。Si和Mg的存在均极大地改变了合金的析出序列,无法通过增加Mg含量抵消Si的作用。Si的加入显著抑制了Ω相的析出,而大幅增加Mg含量则会促进S相的析出。

铬含量对Al-Cu-Mg-Ag合金微观组织和热暴露性能的影响

研究了Cr含量对Al-Cu-Mg-Ag合金微观组织和热暴露性能的影响。结果表明,随着Cr含量增加,合金室温强度呈先上升后下降的变化趋势,含0.2%Cr的合金表现出优异的室温力学性能。透射定量计算结果表明,向合金中添加0.2%Cr,促进了热暴露后合金中Ω相的析出,提高了Ω相的抗粗化性能。Cr添加量超过0.3%后,合金晶界处析出(Al,Cr,Mn,Ti)富集相,导致晶粒粗大。

Al-Cu-Mg-Ag轮毂锻件的热稳定性

以峰时效态的Al-Cu-Mg-Ag轮毂锻件为研究对象,研究锻件不同热暴露温度和热暴露时间的室温拉伸性能和高温拉伸性能,并对锻件在不同温度下的热稳定性进行对比和分析,结果表明:Al-Cu-Mg-Ag锻件具有良好的热稳定性,在150℃暴露1~100 h后,室温拉伸性能和高温拉伸性能无显著变化;在150~200℃短时间热暴露1 h不会降低综合性能,但随着热暴露温度的升高和热暴露时间的延长,Al-Cu-Mg-Ag锻件强度产生不同程度的下降;在200℃和250℃暴露100 h后,室温屈服强度分别剩余61.1%和37.2%,室温抗拉强度分别剩余77.8%和60.8%,高温屈服强度分别剩余61.6%和42.8%,高温抗拉强度分别剩余67.5%和47.6%;Al-Cu-Mg-Ag锻件的主要析出相为Ω相和θ′相,在Kt=1和R=0.1的实验条件下,200℃/10 h热暴露后的室温疲劳极限为278 MPa,相比热暴露前的疲劳极限311 MPa降低了10.6%。

Zr对Al-Si-Mg-Mn合金凝固过程、时效组织和性能的影响

通过模拟计算、组织观察以及力学性能测试,研究了不同Zr含量对铸造Al-Si-Mg-Mn合金凝固过程、时效组织及力学性能的影响。结果表明,随着Zr含量增加,合金凝固路径存在显著差异,晶粒由初期树枝晶逐步演变为等轴晶;175℃时效7 h条件下,Zr的加入显著提高合金硬度。Zr的加入促使析出相在更低时效温度析出,这可能是Zr细化了晶粒从而提高了扩散效率。峰值时效时合金主要析出相为β″相和Q′相。

时效工艺对Al-Zn-Mg-Cu挤压棒材组织和性能的影响

研究了时效工艺对Al-Zn-Mg-Cu挤压棒材组织和性能的影响。结果表明,合金经双级+再时效、回归再时效和非等温时效处理后,均获得了优于T73时效处理的抗晶间腐蚀性能,最大腐蚀深度由70μm分别降至19、48和30μm。合金经过双级+再时效处理后,获得了与回归再时效和非等温时效处理样品相近的抗拉强度和屈服强度,而抗晶间腐蚀性能明显优于回归再时效和非等温时效。合金经T73、双级+再时效、回归再时效和非等温时效处理后,晶界析出相平均尺寸分别为27.7、39.2、31.6和25.5 nm,基体沉淀相平均尺寸分别为8.1、10.2、10.9和11.0 nm。

非等温时效对含银Al-Mg-Si合金多层摩擦表面显微组织和腐蚀行为的影响

研究非等温时效对添加不同银含量Al-Mg-Si合金多层摩擦表面显微组织和腐蚀行为的影响。通过在耗材棒横截面上钻孔的方式添加4%、8%和13%(质量分数)的银。采用光学显微镜和电子显微镜研究涂层的显微组织,采用显微硬度和拉伸实验研究涂层的力学性能,采用电化学测试研究样品的耐腐蚀性。结果表明,随着银添加量从4%(质量分数)增加到13%(质量分数),摩擦堆焊表面层的晶粒尺寸从(1.5±0.3)μm减小到(1.0±0.3)μm。铝基体中的溶质银能够加速Al-Mg-Si合金的析出动力学。经非等温时效处理后,含银涂层的屈服强度和抗拉强度分别比不含银涂层高50.6%和43.5%。经非等温时效处理后,材料的腐蚀电流密度降低,含银和不含银样品的耐腐蚀性均提高,含银涂层的耐蚀性比无银镀层提高了96.5%。

高强Al-Mg-Si-Cu铝合金的时效工艺研究

目的研究时效工艺参数对高强Al-Mg-Si-Cu铝合金微观组织和力学性能的影响规律,以得到Al-Mg-Si-Cu铝合金时效后最优的性能和微观组织。方法在不同时效处理工艺参数条件下,通过对Al-Mg-Si-Cu铝合金时效处理后的硬度、电导率、室温力学性能进行测试与对比分析,并结合微观组织观察实验,分析了不同时效温度及时效时间对Al-Mg-Si-Cu铝合金时效强化相及力学性能的影响规律。结果在不同时效温度条件下,经不同时效时间的时效处理后,Al-Mg-Si-Cu铝合金的电导率随时效温度的升高和时间的延长而增大,当时效温度为170、180、190℃时,硬度和力学性能在时效时间为16、12、8h时达到峰值。同时,当时效时间为8、12、16 h时,Al-Mg-Si-Cu铝合金的时效强化相分别是β''相、β'相和Q'相;在峰值时效和过时效工况下,Al-Mg-Si-Cu铝合金的析出相均存在Q'相,该相对合金的强度具有明显的贡献。在过时效阶段,Al-Mg-Si-Cu铝合金强化相明显初化,力学性能和硬度均有明显降低。结论经淬火处理+180℃/12 h时效处理后,高强Al-Mg-Si-Cu铝合金的力学性能最优,抗拉强度和屈服强度分别为404 MPa和388MPa,硬度为136HV。

时效温度和Ag对Al-Zn-Mg合金力学性能与微观结构的影响

本文研究了在不同时效温度条件下Ag对Al-Zn-Mg铝合金力学性能与微观结构的影响。结果表明,随着时效温度的提升,Ag对合金硬度的影响增大,合金晶界无析出带宽度明显减小。时效温度为120℃时,含Ag和不含Ag的Al-Zn-Mg铝合金均以η系列相析出为主,但含Ag合金的晶内析出相分布更为细小弥散,尺寸减小的同时径厚比增大。当时效温度升高至160℃和180℃,Ag对合金峰值硬度的提升作用显著增加。此时,Al-Zn-Mg合金主要强化相由η系列相转变为T系列相,同时尺寸明显增大,而含Ag合金中主要强化相类型与120℃时相同,仍然为η系列相,且尺寸并未明显增大。

预变形对Al-Cu-Mg-Ag合金时效组织及性能的影响

为分析预变形对Al-Cu-Mg-Ag合金时效过程中析出相的影响,本文利用Digital Micrograph软件对透射电子显微镜(TEM)观察的析出相直径尺寸及数量密度进行了定量统计,结果表明,20%预变形时效态合金析出相密度增加,直径减少。为探究不同预变形对时效态Al-Cu-Mg-Ag合金力学性能的影响,利用维氏硬度计测得四种变形量(0%、10%、20%、30%)预变形样品在185℃时效0~24h的硬度,结果表明,预变形提高了合金硬度,且当变形量为30%时合金峰值硬度最高(153HV)。为探究不同预变形对T6态Al-Cu-Mg-Ag合金耐蚀性能的影响,本文进行了循环极化曲线测试和晶间腐蚀实验,结果表明,Al-Cu-Mg-Ag合金存在最佳变形量预变形(20%)使得耐蚀性能最佳。

超声振动对Al-Zn-Mg-Cu合金时效组织和性能的影响

基于自制的超声振动装置对Al-Zn-Mg-Cu合金进行超声振动时效,采用室温拉伸试验、显微硬度测试、电导率测试、金相显微镜和扫描电子显微分析(SEM)等手段,采用单因素实验设计研究超声振动时效时间和时效制度对Al-Zn-Mg-Cu合金组织与性能的影响。结果表明:施加超声振动促进析出相的生长,随着超声振动时效时间的延长,合金电导率逐渐升高,硬度和抗拉强度逐渐降低,伸长率略微增加。金相分析表明超声振动的激振应力切割粗大的第二相粒子,使得黑色颗粒变小,最后溶解或消失。施加超声振动对晶粒大小、形状和数量无明显影响。同时激振应力使得位错塞积开通,降低位错密度,降低残余应力。通过SEM显微镜对拉伸断口观察发现随着施加超声振动时间的延长,韧性断裂的特征更明显,韧窝数量显著增多,韧窝尺寸变大,深度变深。

微量Ag,Mg对Al-Cu-Li合金时效特性和显微组织的影响

研究了微量Ag,Mg对Al-Cu-Li合金显微组织和时效特性的影响。结果表明:单独加Ag对Al-Cu-Li系2197合金的固溶强化效果很小,但有较强的时效强化作用,Ag含量不同,时效强化效果也不同;Ag,Mg共同加入提高了T1相(Al2CuLi)的析出速率和析出密度,使合金具有较大的固溶强化效果及最强烈的时效响应和时效强化效果。Ag,Mg的添加对合金的不同影响可通过溶质原子与空位、溶质原子与溶质原子之间的相互作用来解释。

Al-Cu-Mg-Ag-Zr铝合金热稳定性能研究

研究了Al—Cu—Mg—Ag—Zr合金高温短时拉伸和热暴露行为及其微观组织。高温拉伸试验结果表明，在150～250℃范围内，高温强度下降比较平缓，且250℃下的拉伸强度达到270MPa；在250～300℃范围内，高温强度迅速下降。热暴露试验结果表明，在相同时间的条件下，暴露温度从室温至150℃合金的强度和伸长率几乎没有变化，从200～300℃合金强度下降，但在200℃热暴露后的拉伸强度仍保持386MPa。透射电镜分析表明，合金欠时效状态由大量细小分布的Ω相及极少量的θ＇相组成，随着暴露温度的提高，Ω相长大并粗化，至250℃热暴露后Ω相大幅度减少，无析出带（PFZ）宽化。研究表明，短时高温拉伸条件下，Ω相在250℃下仍能保持稳定，而长时间（100h）热暴露时，Ω相只能在200℃下维持稳定。

Al-4.8Cu-0.5Mg-0.3Ag-0.15Zr合金的热变形研究

采用Gleeble-1500热模拟机进行恒温和恒速压缩变形实验，变形温度范围为400—460℃，应变速率为0．001～0．1s^-1。研究了Al-Cu—Mg-Ag—Zr合金在高温塑性变形过程中流变应力的变化规律，确定了合金的变形激活能Q和应力指数n。结果表明：流变速率和变形温度对合金流变应力的大小有显著影响，流变应力随变形温度的升高而降低，随应变速率的提高而增大。可用包含Arrhenius项的Zener-Hollomon参数描述该合金高温塑性变形时的流变行为。

Er在Al-Cu-Mg-Ag合金中的存在形式及其均匀化工艺

采用扫描电镜观察、X射线衍射物相定性分析,研究元素Er在Al-Cu-Mg-Ag合金中的存在形式及其均匀化工艺。研究结果表明:Er元素主要以Al8Cu4Er相形式存在于铸态合金晶界,少量固溶于-αAl中;Al8Cu4Er相作为Al2Cu相的形核质点,与Al2Cu相共生于晶界,形成典型的枝晶偏析;与Al2Cu相相比,Al8Cu4Er相为难溶相,使得合金均匀化温度升高,成为均匀化过程中工艺的制约因素;采用420℃×6 h+510℃×24 h+520℃×6 h均匀化制度处理后,Al8Cu4Er相回溶至基体,合金晶界变薄,均匀化效果明显。

Al-Cu-Mg-Ag合金析出相的研究进展

Al-Cu-Mg-Ag合金是在Al-Cu-Mg系合金基础上开发的新型合金。根据成分的不同,该合金的常见析出相有θ′、S′和Ω相,其中在基体{111}面析出的Ω相具有较高的沉淀硬化能力和热稳定性,使得Al-Cu-Mg-Ag成为一种新型中温高强铝合金。在简要介绍该合金研究过程的基础上,回顾该合金强化相的相组成、相的析出序列和热稳定性;同时总结以Ω相为主要强化相的合金体系合金化研究进展;并对该合金的研究方向进行展望。

Al-Cu-Mg-Ag系新型耐热铝合金研究进展

从合金成分设计、合金的微观组织演变及热处理工艺对合金性能的影响等方面,系统阐述近年来国内外对A l-Cu-Mg-Ag系新型耐热铝合金的研究及其进展情况。与第二代超音速飞机的其他备选材料相比,A l-Cu-Mg-Ag系合金具有较好的耐热性能和成本优势,代表了中强耐热铝合金的发展方向。

新型耐热铝合金Al-Cu-Mg-Ag棒材固溶处理温度的研究

采用DTA差热分析、显微组织分析的方法 ,对新型耐热铝合金Al-Cu -Mg -Ag挤压棒材的过烧温度进行了研究 ,确定了该合金的固溶处理温度。对不同温度固容处理后的拉伸性能的研究 。

外加应力对Al-Cu-Mg-Ag合金时效析出行为的影响

采用维氏硬度、光学显微镜、双臂电桥电阻及透射电子显微镜等手段,研究普通时效与应力时效时,外加应力对Al-Cu-Mg-Ag合金时效析出行为的影响。结果表明:外加应力会降低Al-Cu-Mg-Ag合金的时效硬化速率,减小峰值硬度和延长欠时效时间;外加应力能够促进Al-Cu-Mg-Ag合金中θ′相的析出,抑制Ω相的析出和长大;在外加应力的影响下,Ω相产生应力位向效应,且应力位向效应的产生主要在Ω相的形核阶段形成。

Al-Cu-Mg-Ag耐热铝合金的热稳定性

采用力学拉伸性能测试和透射电镜微观组织观察,分析欠时效态和峰时效态Al-Cu-Mg-Ag合金的热稳定性,并研究热暴露温度和时间对合金组织与力学性能的影响。结果表明:在150℃下,欠时效态合金的稳定性能明显优于峰时效态合金的;峰时效态合金的抗拉强度随着热暴露时间的延长逐渐减小,合金中的强化相-相和少量的θ′相逐渐发生粗化;欠时效态合金的抗拉强度随热暴露时间的延长先增大后减小,合金组织中的析出相数量先增多后减少,并发生粗化;热暴露20 h后,欠时效态合金的抗拉强度达到峰值524 MPa,比峰时效态合金的强度高19 MPa;此时,合金组织中的-相呈弥散分布,并且出现大量细小的θ′相;欠时效态合金在150℃下热暴露1 000 h后,其抗拉强度减小为434 MPa,仍能达到峰时效态合金的86%;当热暴露温度升高至200℃时,随热暴露时间的延长,欠时效态合金的抗拉强度减小,伸长率增大;热暴露1 000 h后,其抗拉强度降低到307 MPa;在250和300℃下热暴露时,欠时效态合金的抗拉强度随时间的延长急剧减小,组织中的强化相数量明显减少,并逐步演变成粗大的平衡相θ相。