Effect of pre-stretching on microstructure of aged 2524 aluminium alloy

The effects of pre-stretching following solution treatment on the hardness and microstructures of aged 2524 aluminium alloy at 170 ℃ were studied.Ageing hardness values under different pre-stretching conditions were measured,and the corresponding microstructures were characterized by transmission electron microscopy（TEM）.The results show that compared with unstretched samples,the peak hardness is increased and the time to reach the peak hardness is reduced with the increase of pre-strain;the number density of S（Al2CuMg） phases is increased and the length is shortened in pre-stretched alloy.Additionally,the number density of GPB zones is decreased with the increase of pre-strain in peak-aged samples.When the pre-strain is up to 5%,S phases play the predominant contribution to the peak hardness.Fine and uniformly distributed S phases lead to a higher hardness than GPB zones together with S phases existing in conventionally aged 2524 alloy.

Effect of stress on microstructures of creep-aged 2524 alloy

Microstructures of creep-aged 2524 （A1-4.3Cu-1.5Mg） aged at 170 ℃ with various stresses （0, 173 and 250 MPa） were studied on a creep machine. Ageing hardness curves under various stresses were plotted and the corresponding microstructures were characterized by transmission electron microscopy （TEM）. The results show that the value of peak hardness is increased, while the time to reach the peak hardness is reduced under an external stress. Meanwhile, the length of S（Al2CuMg） phase is shorter and the number density of S phases is larger in the creep-aged alloy. The predominant contribution to the peak hardness can be ascribed to the GPB zones with an elastic stress.

时效对2524铝合金热稳定性的影响

研究了2524铝合金自然时效和高温短时间时效组织的热稳定性.结果表明,2524铝合金自然时效试样的抗拉强度在热暴露过程中有较大的提高,而高温短时人工时效的试样强度几乎不变.2524铝合金自然时效态试样在热暴露中析出S'相的速度较快、数量较多,而高温短时人工时效态试样S'相的析出速度较慢、数量较少.2524铝合金高温短时间人工时效合金中形成的GPB区尺寸大于自然时效合金中的GPB区.而在热暴露过程中尺寸较大的GPB区比尺寸较小的GPB区较难回溶,因此高温短时人工时效获得的GPB组织比自然时效获得的GPB区稳定性更高.

2524铝合金热稳定性研究

通过力学拉伸、DSC热分析和透射电镜观察,研究了150℃不同时间热暴露对2524合金组织与性能的影响。结果表明:经自然时效(T351)和高温短时人工时效处理(170℃×30min)的合金在热暴露过程中,合金强度随热暴露时间的延长先增加后下降,而伸长率逐渐下降。热暴露500h后,高温短时人工时效处理的试样力学性能退化较快。2524合金高温短时人工时效获得的较大尺寸的原子偏聚(GPB)区比自然时效中的GPB区较难回溶,因此形成的S′相尺寸较大,更易粗化。150℃热暴露合金力学性能衰退的主要原因可归结为合金基体主要强化相S′(Al2CuMg)相粗化以及晶界无析出带(PFZ)的宽化。

高温短时人工时效对2524合金疲劳性能的影响

研究高温短时时效对2524合金室温拉伸及疲劳性能的影响,采用3DAP分析、透射电镜等对合金组织进行观察。结果表明:经过高温短时时效试样的抗拉强度与自然时效试样的相当,但是塑性有很大的提高;高温短时时效后试样的疲劳裂纹扩展速率比自然时效试样低。经过高温短时人工时效的2524合金组织中Cu和Mg原子发生强烈偏聚形成圆盘状的GPB区,尺寸较大,这种人工时效组织既能提高应力循环下的裂纹张开扩展阻力,又不影响裂纹闭合,从而降低疲劳裂纹扩展速率。

Al-Cu-Mg合金析出相的原子成键与性能

根据固体与分子经验电子理论(EET),计算Al-Cu-Mg合金时效初期形成的GPB区和S″相的价电子结构。结果表明,GPB区具有较强的共价键络,而S″具有较强的总共价成键能,这两种析出相的主体共价键络都对合金基体具有增强作用。同时从价电子结构层次和析出相中Al原子的总成键能力合理解释了GPB区演化为S和S相的相变机理,并说明了相变对合金的强化作用。

Al-Cu-Mg合金时效初期的价电子结构分析

运用固体与分子经验电子理论(EET),计算了A l-Cu-Mg合金时效初期的偏聚晶胞及其GPB区的价电子结构,并从价电子结构层次分析了A l-Cu-Mg合金时效初期的各种晶胞对合金性能的影响.结果表明:在含有Cu和Mg的偏聚晶胞中,GPB区具有较强的共价键络,能够提高合金的整体强度;在含有空位的偏聚晶胞中,Mg原子的杂阶能级偏低,该晶胞易成为后续析出相的形核胚芽.

Al-Cu-Mg合金界面电子结构计算及其对合金性能的影响

运用固体与分子经验电子理论(EET),计算了Al-Cu-Mg合金时效过程中产生的GPBZ和S"相的价电子结构以及a-Al/GPBZ和a-Al/S"两相之间的界面电子结构。结果表明:亚稳定S"相的总体键强高于GPBZ,对合金基体具有沉淀强化的作用;同时a-Al/S"两相界面非常连续,对合金基体具有界面强化效果。反映了从GPBZ向S"相转变的相变过程,与实验结果一致。