非等温回归再时效工艺对7055铝合金组织与性能的影响

文章以7055铝合金为研究对象,通过TEM、力学性能测试、耐腐蚀性能测试等实验手段,探究非等温回归过程中升温速率对合金组织与性能的影响规律,回归升温速率设为40℃/h、60℃/h、600℃/h,升温截止温度为180℃。结果表明,当非等温回归再时效工艺为(120℃×24 h)+(60℃/h→180℃)+(120℃×24 h)时,7055铝合金获得了高于T6态的强度,抗拉强度680 MPa,屈服强度641 MPa,延伸率14%。60℃/h升温速率下回归再时效后,晶内析出相细小弥散分布,晶界析出相断续排列,晶界无沉淀析出带(PFZ)明显,剥落腐蚀性能评级为EA,耐腐蚀性能优异。

重固溶再时效对2040铝合金组织和性能的影响

在制动产生的高温环境下,飞机轮毂用2040合金性能会逐渐衰减。本文提出一种重固溶再时效的热处理方法用以恢复合金的性能,实现合金的回收再使用。首先,采用热暴露(200℃/100 h)方式来模拟制动过程中轮毂服役的高温环境,使合金失效;其次,设置未进行热暴露处理的合金作为对照,将2组合金一同进行重固溶再时效处理(510℃/1.5 h+165℃/15 h);最后,通过金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、电化学和晶间腐蚀等测试方法探究合金组织与性能的变化。研究结果表明:重固溶再时效处理使晶粒略微增大,晶内粗大的强化相消失,Ω相数量增多且分布均匀,失效的合金力学性能(313 MPa)恢复至原始T6态(448 MPa);重固溶处理使部分金属间化合物粒子(Al2Cu相和Al2CuMg相)发生回溶,减少了其周围溶质贫乏的腐蚀敏感区域;无沉淀析出带(PFZ)宽度变窄,减少了腐蚀裂纹扩展的通道。飞机轮毂用2040合金因受热失效后,重固溶再时效处理能够有效恢复合金的力学性能,同时还增强了耐腐蚀能力。

回归再时效对7050铝合金强度和断裂韧性的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、常温拉伸及断裂韧性实验研究回归温度及回归时间对7050铝合金力学性能和断裂韧性的影响。结果表明:回归过程中,一部分GP区回溶进入基体,另一部分长大转变为η′相,同时η′相转变为η相,η相则不断粗化。随着回归时间的延长,合金的强度先下降至一谷值然后上升至一峰值再单调下降;再时效态合金强度先增大后减小,再时效态合金强度大于对应回归态合金强度。在190℃回归时,回归及再时效7050合金(RRA)的断裂韧性均随回归时间的延长而不断增大;然而,在170和150℃回归时,回归及再时效7050合金的断裂韧性先增大至一峰值然后下降至一谷值再增大。回归态合金的断裂韧性大于对应再时效态合金的断裂韧性。随着回归时间的延长,合金的断裂模式由沿晶断裂向穿晶韧窝断裂过渡。

回归再时效(RRA)处理对7050铝合金的影响

采用TEM和维氏硬度计研究了回归再时效 (RRA)处理对 70 5 0铝合金的影响 ,对处理后合金试样的强度和伸长率进行了测试 ,并对试样断口在SEM下进行了观察。研究发现 ,当回归温度为 45 3K ,在回归曲线上 ,随着回归时间的延长 ,硬度值下降 ,在 36 0 0s达到硬度最低值 ;继续延长回归时间 ,硬度值上升 ,在 72 0 0s硬度值达到最大值 ,随后硬度值下降 ;在RRA曲线上 ,随着回归时间的延长 ,硬度值上升 ,在 36 0 0s达到硬度峰 ,随后硬度值下降。当回归温度为 473K时 ,虽然与在 45 3K回归和再时效行为的趋势相同 ,但在回归曲线上 ,硬度的谷值和峰值时间都提前 ,并且硬度峰值稍微降低 ;在RRA曲线上 ,硬度峰提前。TEM研究结果表明 ,70 5 0铝合金在T6状态的硬化来自GP区。在回归处理过程中硬度谷值的产生与GP区的回溶有关 ,而峰值的产生与 η′和 η相的沉淀析出有关 ;在RRA处理过程中 ,峰值的产生与 η′和 η相的沉淀析出有关。回归温度对 70 5 0铝合金的影响与GP区、η′和 η相形核和时效沉淀动力学受回归温度影响有关。经过RRA(393K× 2 2h + 45 3K× 1h + 393K× 30h)处理后合金要比T745 1处理后的强度高 19% ,而伸长率稍微降低 ,经过RRA(393K× 2 2h + 473K× 5min + 393K× 30h)处理后合金要比T745

含Sc超高强Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金的回归再时效处理制度

采用透射电镜分析、力学拉伸性能测试和电导率测试,研究不同回归再时效(RRA)处理制度对含Sc超高强Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金组织与性能的影响。结果表明:采用120℃,24h预时效+180℃,30min回归处理+120℃,24h终时效的RRA处理工艺,可以使合金获得理想的力学性能和抗应力腐蚀性能;与T6态相比,该工艺获得的合金强度仅略微下降,而电导率则大大提高;含Sc超高强Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金经RRA处理后,晶内含大量均匀细小的η′相和少量的η平衡相,合金晶界处的平衡相粗化明显,呈现断续、孤立分布;与T6态处理的合金相比,无沉淀析出带变宽;其晶内析出相与T6峰值时效态的类似,晶界组织与双级过时效态的组织类似。

铝合金回归再时效状态的超峰时效强度行为分析

3种Al—Zn—Mg—Cu合金经过100℃或者120℃预时效24 h,并在200℃分别回归一定时间后再时效,均显示出超过该合金预时效状态的强度,甚至高于相同温度单级时效的峰值强度,最高达到795 MPa,且显示出较好的延伸率．显微组织分析及微区成分分析表明,较短时间的回归处理所引起的晶界无析出带经过再时效后变窄甚至消失。对应的晶内组织也非常弥散．而峰时效状态下虽然晶内组织弥散,但都显示出明显的晶界无析出带组织特征．铝合金回归再时效(RRA)状态的超峰值时效强度的原因可以归结为,再时效使回归时产生的晶界无析出带变窄或消失,使晶界强度提高;与此同时,晶内仍然保持和获得更加弥散的组织状态及更高的析出强化效应．

强变形诱导析出相回归后的再时效行为

利用透射电镜和硬度测量实验手段,研究了强变形诱导析出相回归后的合金在再时效过程中的组织、性能变化。发现:多相合金Al Zn Mg Cu经固溶、时效处理后,析出相粒子在强变形过程中破碎细化并可重新回归于基体内。强变形导致回归后的合金在再时效处理时可再次沉淀析出第二相粒子,但析出相的析出顺序与强变形后合金的晶粒尺有相关,当晶粒细化到某一临界尺寸以下时,析出顺序发生改变,非均匀形核的平衡相可抑制GP区、η′亚稳相等前期粒子的析出。

二次回归再时效对Al-Zn-Mg-Cu组织、强度及剥蚀性能的影响(英文)

采用硬度、拉伸和剥落腐蚀测试手段,结合透射电镜和扫描电镜观察以及能谱分析,研究二次回归再时效对组织、力学和剥蚀性能的影响。二次回归再时效处理保持了类似一次回归再时效处理的晶内析出相,得到比T76过时效更粗大且离散的晶界析出相。与T76相比,二次回归再时效处理的晶界析出相具有更高的铜含量和更低的锌含量。因此,二次回归再时效处理保持了一次回归再时效处理的强度,同时得到了比T76过时效处理更高的剥蚀抗力。

强变形诱导析出相回溶后的Al-Cu合金再时效行为

采用透射电镜观察与分析,探讨含析出相的Al-Cu合金经多向压缩变形诱导析出相回溶后形成的过饱和固溶体的再时效行为。研究结果表明:Al-Cu合金由强塑性变形诱导析出相回溶形成的过饱和固溶体,在变形停止后再时效时显著加速时效析出过程;析出相的析出顺序与加热温度、变形量及变形后的晶粒尺寸有关;若加热温度足够消除强变形产生的高应力,则析出顺序为过渡相→稳定相;若加热温度不能消除变形产生的高应力,且晶粒超细化,则再析出时过渡相被抑制,直接生成稳定相。

含银7055铝合金回归再时效过程中的组织与性能变化

研究了回归温度(180℃,200℃,220℃)及预时效时间(12h,18h,24h)对含Ag的7055铝合金回归再时效后的强度和微观组织的影响。结果表明,由于微量Ag的添加,120℃,18h预时效处理后180℃回归再时效的强度稳定性较高,而随着回归温度的提高,再时效强度下降较快,这种现象归因于Ag的添加提高了GP区和h 相的稳定性,使得GP区溶解温度升高,因而180℃回归时只发生GP区和h 相的缓慢粗化,而200℃和220℃回归时发生GP区的溶解并促进h 相快速粗化形成h相;实验结果显示,预时效时间对回归再时效后的强度也有较大的影响预时效时间较长或较短时(12h,24h),再时效强度随回归时间的变化较大,而经18h预时效,再时效强度稳定性较高。这种差别是由于预时效后析出相的种类和体积分数不同所致。

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%。

再时效处理对2219-T6铝合金叉形环显微组织和力学性能的影响

通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和室温拉伸性能测试等分析方法,研究再时效处理对2219-T6铝合金叉形环显微组织与力学性能的影响。结果表明:在170℃下再时效12 h时,构件抗拉强度达到406 MPa,屈服强度达到314 MPa,伸长率为8%,其力学性能和成形性的综合效果最佳。延长时效时间,与(170℃,12 h)时效态相比,第二相粒子出现明显的团聚现象,晶界无析出带(PFZ)宽度增加,合金中析出相长宽比减小,θ″相含量下降,大部分转变成亚稳相θ′,部分生成粗大的平衡相θ,其力学性能明显下降。

7A55铝合金预拉伸板材的回归再时效处理

采用拉伸性能测试、慢应变速率拉伸测试、DSC分析、电导率测试及透射电镜观察,研究不同回归再时效(RRA)处理制度对7A55铝合金淬火预拉伸(W51)板材显微组织、拉伸性能和抗应力腐蚀(SCC)性能的影响。结果表明:采用120℃、24 h预时效,180℃、60 min回归处理和120℃、24 h终时效的RRA工艺,可使7A55合金获得与T6态相当的强度,而电导率大大提高,抗应力腐蚀性能接近T73态水平。7A55合金经适当的RRA处理后,晶内保持类似于T6状态的显微组织结构,为细小、弥散的η′相和极少量的η相;同时使晶界析出物的大小和分布特征与T73状态类似,为呈断续、孤立分布的粗化平衡相。

喷射成形7075合金回归再时效处理的组织和抗应力腐蚀性能

喷射成形7075铝合金是典型的时效强化合金,通过T6处理可得高强度,但其抗应力腐蚀开裂(Stress corrosion cracking,SCC)等性能较差;T7处理虽可改善抗SCC性能,但合金的强度却损失严重。为此,采用常温拉伸测试、电导率测试和透射电镜观察等手段,研究4种回归再时效(Retrogression and re-ageing,RRA)处理对喷射成形7075铝合金显微组织及抗SCC性能变化的影响,分析探讨RRA处理与合金性能变化之间的关系。结果表明,合金经200℃/10 min回归和再时效处理,抗拉强度和电导率均较好,分别是748 MPa和22.8 MS/m;随着回归处理的进行,基体中的GP区和η′相逐渐回溶,当200℃回归处理超过10 min,合金晶粒内再次析出η′相,使合金强度小幅上升;回归过程中η′相先回溶再析出,因此不同回归状态下RRA处理后的合金晶内组织形貌差异较大。RRA处理后晶内大量再析出的η′相与晶界处粗化并断开的η相可以在保持合金高强度的基础上显著改善其抗SCC性能。

喷射成形Al-Zn-Mg-Cu合金回归再时效过程的XRD分析

采用拉伸测试、电导率测量,X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)分析以及点阵常数测量等方法对喷射成形7075铝合金回归过程中的拉伸性能、导电性能以及溶质元素与强化析出相的析出程度和演变过程进行研究。结果表明,在回归再时效处理过程中,采用合适的回归温度与时间,可有效改善合金的力学和导电性能。经120℃预时效16 h后的喷射成形7075铝合金,通过200℃高温回归8 min及再时效处理,其抗拉强度、屈服强度、伸长率和电导率分别为791 MPa、736 MPa、8.5%和22.6 MS/m,合金综合性能良好。通过XRD分析及α-Al基体晶格常数的精确测量,能更好地表征溶质元素与析出相的回溶和析出,以及回归与再时效后析出相的回溶和析出程度,指导7075合金回归处理制度的优化和选择。

喷射态7075合金回归再时效工艺研究

针对传统回归再时效(Retrogression and re-aging,RRA)工艺并不能充分发挥合金综合性能的缺点,通过拉伸试验、电导率测试、透射电镜观察等手段,研究适合喷射成形7075铝合金的回归再时效处理工艺。结果表明:120℃,16 h的欠预时效处理更有利于合金晶内析出相在回归处理过程中的回溶,有利于合金再时效后强度的提升;200℃,8 min的回归处理可有效地粗化晶界析出相并使其断开明显,使合金的耐蚀性大幅提升;120℃再时效24 h可再次强化合金的力学性能。采用上述RRA处理工艺可得抗拉强度、屈服强度、伸长率和电导率分别为791 MPa、736 MPa、8.5%和22.9 MS/m的高性能喷射成形7075合金,比传统RRA处理的合金在强度与耐蚀性上均有明显提高。

稀土Y对回归再时效后挤压态7075铝合金微观组织和力学性能的影响

通过反向挤压工艺将添加了0.2%稀土Y的7075铝合金铸锭挤压成棒材,随后进行固溶和回归再时效。通过扫描电子显微镜、X射线能谱仪和电子背散射衍射等技术研究了稀土Y的添加对经过回归再时效处理的挤压态7075铝合金微观组织的影响,分析了合金的力学性能变化。结果表明,Y的添加可以细化合金的晶粒尺寸,提高合金的再结晶程度;Y的添加会影响合金中合金元素的析出与第二相的组成,形成大尺寸的富Fe和富Mn夹杂物。与7075铝合金相比,经过固溶和回归再时效处理的挤压态7075-0.2Y铝合金的硬度为123.20 HV,下降了9.14%;极限拉伸强度为415.15 MPa,下降了11.26%;伸长率为11.91%,下降了2.13%。Y元素与Fe和Mn等元素结合形成金属间化合物,净化了基体,减少了基体中Fe元素对再结晶晶核形成的阻碍作用,提高了合金中再结晶织构的成分。

用SAXS研究1420合金时效-回归-再时效析出δ′相

应用小角X射线散射(SAXS)技术研究1420合金时效-回归-再时效析出δ′相的行为.结果表明,再时效处理5 h后析出的δ′相与基体间存在明显的过渡界面层,再时效48 h后过渡界面层消失,时效80 h和再时效80 h析出δ′相的回转半径分别为9.32 nm和8.27 nm.再时效过程中δ′相粒子的长大速度比回归前慢,随着再时效时间的增加,粒子非均匀长大.

喷射沉积超高强Al-Zn-Mg-Cu合金的回归再时效处理

研究了回归及回归再时效处理对高Zn含量(质量分数为11．64％)的喷射沉积Al-Zn-Mg-Cu铝合金的显微组织及 力学性能的影响．通过透射电子显微镜(TEM)观察了回归及再时效合金的显微组织,并对合金进行了力学性能测试．结果表明, 随回归温度的升高及时间的延长,其回归强度曲线呈现下降趋势,再时效强度曲线为抛物线走势;采用峰时效(120℃,24 h)+ 回归处理(180 ℃, 30 min)+再时效(120℃, 24 h)的处理制度,不仅能够获得优于峰时效的抗拉强度,而且细化晶内组 织,是一种理想的回归再时效处理制度．

重固溶-不同温度T8再时效2195铝锂合金的力学性能与显微组织演化

以5.2 mm厚度2195-T8铝锂合金为对象,进行重固溶、4.5%预变形后不同温度(145C^160℃)的T8再时效处理,研究其力学性能与晶内显微组织演化。结果表明:重固溶处理后的晶粒形态与原始2195-T8态晶粒形态一样,仍然保持为拉长的带状晶粒组织。重固溶并经4.5%预变形后,再采用适当的温度和时间进行T8时效处理,2195铝锂合金可以回复到原始T8态的显微组织和力学性能,即2195铝锂合金采用重固溶-T8再时效处理不会明显损害其力学性能。2195铝锂合金的晶内时效析出相包括T1相(Al2Cu Li)、δ′相(Al3Li)、θ′相(Al2Cu)及θ″相(Al2Cu),其中优先析出相为T1相;较低温度及较短时间时效可形成较多δ′相和θ″相;随着时效时间延长,T1相生长,θ″相转化为θ′相并减少,δ′相消失;时效温度提高可促进该转变过程,加快铝锂合金的时效响应速度。