铸造Al-Si-Cu-Mg合金多级时效工艺参数优化

将ZL111合金分别进行单级时效及不同工艺参数的多级时效热处理工艺,利用万能试验机、布氏硬度测试(HB)、光学显微镜(OM)及扫描电子显微镜(SEM)等方法系统地研究不同时效热处理工艺后的力学性能、硬度、微观组织及断口情况的变化规律。采用正交试验法梳理了多级时效工艺参数对ZL111合金力学性能的影响程度,并筛选出对抗拉强度、屈服强度、延伸率及硬度影响最大的参数。结果表明:与单级时效工艺相比,多级时效工艺可显著改善ZL111合金的伸长率,最高可达单级时效的2.86倍,对抗拉强度、屈服强度及硬度改善能力相对较弱。固溶时效处理后α-Al基体与共晶体分布均匀,共晶硅为点状,且存在一定量的富铁相;拉伸断口无明显颈缩现象,裂纹源生成于断口表面,第二相质点多为球状及棒状,空洞在第二相处形成,在正应力作用下形成等轴韧窝。与单级时效相比,多级时效后析出相尺寸较小,数量较多,分布较均匀;此外,韧窝较深,综合尺寸较大。

重固溶再多级时效处理对7175铝合金组织和性能的影响

采用拉伸试验、电导率测试及电镜观察等方法,研究了重固溶制度后高温-低温-高温(HLH)再多级时效制度对7175铝合金组织与性能的影响。结果表明,经过HLH处理以后,材料的综合性能有所提高。经过480℃×2h重固溶、180℃×1h+110℃×6h+180℃×5h三级时效处理后,7175铝合金能得到最佳的综合性能。

多级时效对7075铝合金组织及性能影响

采用金相显微镜、冲击试验机、扫描电镜(SEM)及电化学腐蚀仪等试验设备研究了不同时效工艺处理下轧制态7075铝合金的显微组织、断口形貌以及耐腐蚀性。结果表明:在不同时效工艺条件下,7075铝合金的组织形貌、断口形貌及耐腐蚀性差异较大。当单级160℃低温时效时,晶粒组织大小均匀性较差,断裂面中的断裂韧窝较少、较浅且耐腐蚀性较低;当双级200℃中温时效时,晶粒组织大小均匀性较好,同时断裂面中的韧窝较多、较深且耐蚀性较高;当三级240℃高温时效时,晶粒发生粗化,同时断裂韧性变差且耐腐蚀性降低。

多级时效处理对7175铝合金组织和性能的影响

采用拉伸试验、电导率测试及电镜观察等方法,研究了重固溶后再经低温-高温-低温(LHL)多级时效处理对7175铝合金组织与性能的影响。结果表明,经过LHL处理以后,材料的性能有所提高。经过480℃×2h+85℃×12h+160℃×90m+130℃×9h处理后,能得到最佳的综合性能。当7175铝合金晶内析出相为更多更细小的GP区和小尺寸的η′相,晶界析出相尺寸较大且间距越大时,材料将对应着良好地综合性能。

多级时效处理对Al-Zn-Mg-Cu合金GP区形成及力学性能的影响（英文）

通过拉伸性能和疲劳裂纹扩展试验研究Al-Zn-Mg-Cu合金的拉伸性能和疲劳性能。拉伸试验结果显示,与利用峰时效温度的传统回归再时效(RRA)相比,较低时效温度的RRA处理能够提高合金的伸长率,但是降低了合金的强度。但是,在前面改良的RRA处理基础上,在再时效之前增加自然时效,可以同时提高合金的强度和塑性。疲劳测试结果显示,两条改良的工艺路线都可以降低疲劳裂纹扩展速率。尤其是采用较低再时效温度改良的RRA工艺获得最低的疲劳扩展速率。自然时效处理提高了GP区的形核速率。大量的GP区都能够被位错切割。因此该状态合金拥有最高的强度和伸长率,以及较低的疲劳裂纹扩展速率。

多级时效热处理对7056铝合金析出组织与耐蚀性的影响

利用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、力学性能测试、电导率测试以及剥落腐蚀、慢应变速率拉伸应力腐蚀(SSRT)、Tafel循环极化曲线等手段研究多级时效热处理对7056铝合金析出组织及耐蚀性的影响。结果表明:过时效再时效热处理后溶质原子二次析出,晶内析出相体积分数增大,晶界析出相粗化断开,无沉淀析出带宽化。与120℃/24h相比,采用120℃/6h预时效工艺有利于晶内细小析出相回溶和粗大相长大。再时效热处理可提高过时效合金的强度和电导率,与峰时效和回归再时效相比,合金的抗拉强度损失不大,电导率明显提升。过时效再时效热处理后,合金晶界处连续阳极溶解被有效避免,抗剥落腐蚀和抗应力腐蚀性能增强。

多级时效对ZL114A合金组织和拉伸性能的影响

研究了多级时效对ZL114A合金组织和拉伸性能的影响。研究结果表明,采用热处理工艺545℃×12h+55℃水淬+155℃×8h+175℃×8h,ZL114A合金材料试样的强度和塑性最好。因为此时,α-Al晶粒等轴化程度更高,晶粒度更小;同时使得共晶硅析出更充分,共晶硅晶粒圆化程度更高,多呈圆状和颗粒状,颗粒大小较一致,连续性和弥散性较好。

多级时效对新型高强铸造铝合金组织和性能的影响

本文主要讨论多级时效工艺对新型高强铸造铝合金微观组织和力学性能的影响。试验结果表明:在100℃×10 h+120℃×10 h+140℃×25 h多级时效条件下,该新型合金的性能相当稳定,平均抗拉强度σb=485 MPa、延伸率5δ=8.4%。

多级时效对低压铸造A356.2轮毂力学性能的影响

研究了多次人工时效对低压铸造A356.2铝合金轮毂力学性能的影响。结果表明,T6处理后,再经过3次人工时效,合金的抗拉强度、屈服强度、硬度有所提高,但伸长率有所下降;随人工时效次数的继续增多,力学性能变化幅度渐小,组织结构趋于稳定;轮辐部位的晶粒较轮缘部位的晶粒粗,二者屈服强度和硬度的差别不大,但轮辐部位的抗拉强度和伸长率比轮缘部位低。

Al-Li-Cu-X系铝锂合金多级时效强韧化工艺

中国专利CN201110376994.3本发明介绍了一种Al-Li-Cu-X系铝锂合金多级时效强韧化工艺,其主要特点在于人工强制时效工艺为:90~145℃/10~72h+150~195℃/4~20h。本发明采用145℃以下长时时效,最长达72 h,使GP区与δ′相充分析出,增强材料早期析出强化效果,为降低150℃以上时效保温时间奠定基础;150℃以上采用较短保温时间,控制了T1相及θ相析出。

多级时效荷载下双裂隙砂岩变形与破裂特征试验研究

实际工程中,岩体在进入最终应力状态前会经历多级时效荷载的作用。为研究该荷载下裂隙岩体强度、裂纹扩展和变形特征等的变化规律,以通过对砂岩切割并充填水泥砂浆制备的裂隙试样为对象,开展多级时效荷载下的三轴压缩试验。试验结果表明:多级时效荷载下,3种不同裂隙组合试样的强度较常规压缩均有一定程度的降低,陡缓和陡陡裂隙岩体的强度均在起裂强度σci和扩容应力σcd之间。裂纹扩展特征方面,在相同应力路径下,随着围压的增大,裂隙岩体的破坏呈现更强的剪切性质;缓缓裂隙组合岩体的破坏形式主要受裂隙本身的分布形态所控制,受应力水平和加载路径的影响较小,在试验中均以裂隙岩桥直接贯通发生破坏;相同围压条件下,陡缓和陡陡裂隙组合岩体在时效荷载作用下的破坏较常规压缩下的破坏表现出更强的张拉性质。利用Burgers蠕变损伤模型分析各岩体间的关系,指出岩体间变形的差异主要由裂隙特征导致的初始损伤差别和岩体处于不同强度区间而导致的不同时效损伤引起,为建立岩体时效损伤模型的进一步研究提供了参考。

多级时效对汽车用Al-Mg-Zn-Cu-Sn合金微观组织和性能的影响

采用拉伸试验、TEM、SEM等测试手段,研究了不同多级时效热处理下汽车轻量化用Al-Mg-Zn-Cu-Sn铝合金的力学和组织性能。研究结果表明:合金基体中存在白色的粗大第二相组织,主要存在AlZnMgCu相与Al7Cu2Fe杂质相。二级时效处理后在晶粒中形成了许多细小析出相,合金晶界析出η相。对合金进行时效处理时生成强化相沉淀的顺序是先转变为α过饱和固溶体,再进入GP区,之后形成η’相,最终转变为η相。对合金进行二级时效处理后,产生众多GP区与η’相,起到明显的强化效果。采用二级时效方法进行处理后,合金拉伸强度与屈服强度达到641. 05 MPa与596. 42 MPa,伸长率12. 16%。在合金的断口区域形成了沿晶断裂与穿晶韧窝断裂,经过二级时效处理后形成许多韧窝状的穿晶断口;经过三级时效处理后有些韧窝深度与外径都较大。

多级形变时效对Cu-Cr-Zr合金组织和性能的影响

采用力学性能和电导率测试及透射电镜观察等方法,研究了不同时效工艺对Cu-1.0Cr-0.2Zr合金组织和性能的影响。结果表明:合金在一级时效工艺(960℃固溶2h+60%冷变形+450℃时效4h)下有很强的时效强化效应,抗拉强度和屈服强度分别为527.0MPa和487.0MPa,伸长率为12.3%,导电率为82.0%IACS,软化温度为520℃;采用二级时效工艺(960℃固溶2h+60%冷变形+450℃时效4h+60%冷变形+450℃时效5h),合金保持较高的电导率的同时,合金的强度及软化温度得到较大提高,抗拉强度和屈服强度分别为565.4MPa和524.1MPa,伸长率为9.8%,电导率为80.1%IACS,软化温度为560℃。显微组织分析表明,高强度主要来源于预冷变形引起的亚结构强化和弥散相的析出强化。二级时效工艺细化了析出相的尺寸,析出的弥散质点对基体的回复和再结晶阻碍作用强烈,使合金具有很高的软化温度。

高纯Al-Cu-Mg-Ag合金的多级断续时效工艺研究

采用拉伸力学性能测试、透射电镜微观组织分析、扫描电镜断口分析等方法,研究高纯Al-Cu-Mg-Ag合金多级断续时效工艺对合金力学性能及微观组织的影响。结果表明,二级时效温度为室温和65℃时,合金强化效果主要来源于固溶强化和GP区,时效时间对合金强度影响很小。二次时效温度高于100℃时,合金的主要强化相由θ′相逐渐转变为Ω相。适当延长时效时间可使合金获得最大的强化效果。与T6I4和T6I6热处理工艺相比,采用185℃,20min预时效后水淬+150℃/25～50h的多级断续时效工艺极大缩短热处理周期并简化工序,同时合金的强度水平与T6态相当,而塑性获得显著改善。

多级断续时效对固溶处理7B04铝合金抗剥落腐蚀行为的影响

采用硬度测试、电导率测试、剥落腐蚀试验测试和透射电镜TEM观测等方式研究断续时效制度对固溶处理的7B04铝合金板材抗剥落腐蚀性能的影响。结果表明:与双级时效铝合金7B04相比,多级断续时效处理在基本保持合金硬度和电导率的同时,提升了合金的抗剥落腐蚀能力。第一级时效过程后,其晶界处存在细小且连续分布的点状析出相;第二级低温时效过程后,材料微观组织未出现明显的η相析出特征;第三级160℃时效过程中,棒状η相在晶界处析出长大,逐渐呈断续分布形貌。该阶段对硬度、电导率影响显著。随着时间的延长,硬度在160℃时效1~4 h升至峰值后下降。本研究中固溶淬火态7B04铝合金的最佳断续时效制度为120℃×10 h+自然时效10 d(25℃×240 h)+160℃×18 h,在该工艺条件下,材料的硬度、电导率、48 h剥落腐蚀试评级分别为160.6 HV0.1、21.7 MS/m、EB-。

大型机翼整体壁板时效成形技术

分析了单级时效、双/多级时效、振动时效以及应力位向效应等工艺措施和因素对铝合金机翼整体壁板材料时效成形特性的影响,得到以下结论:应采用双/多级时效处理,以提高成形后壁板材料的综合性能;应采用振动时效应力松弛,以加速应力松弛,降低回弹,并提高成形后壁板材料的抗疲劳性能;对时效过程中存在应力位向效应的铝合金,应设计合适的时间温度曲线与加载曲线,以避免壁板材料因应力位向效应产生各向异性,导致材料屈服强度降低。提出了大型机翼整体壁板时效成形的工艺流程,给出了成形过程中热压罐内的温度时间曲线和气压时间曲线;提出了成形工装的模块化、标准化与柔性化设计以及解决壁板时效成形回弹问题的有限元方法,并对中国研究发展大型机翼整体壁板时效成形技术提出了建议。

时效制度对Al-Cu-Mg-Ag-Zr合金组织和性能的影响

采用硬度、电导率、拉伸性能、撕裂性能等性能测试和差示扫描量热(DSC)、透射电镜(TEM)等分析方法研究单级时效和多级断续时效对高Cu/Mg比Al-Cu-Mg-Ag-Zr合金组织和性能的影响。结果表明:与T6态合金相比,多级断续时效处理在保持合金强度、硬度和电导率同时,显著提高合金的断裂韧性;160℃单级时效过程中,-和θ′相同时析出;断续时效第一级和第三级时效的主要析出相与单级时效的类似,第二级低温时效过程中,θ′相明显析出,未出现明显的-相析出特征。

时效对LCHβ型Ti-44528S合金硬度的影响

研究了时效对LCHβ型Ti-44528S合金硬度的影响,结果表明:经多级时效处理,使合金得到了明显的弥散强化,合金HRC硬度高达50.

长时间热暴露对Al-Cu-Mg-Ag合金微观组织的影响

采用透射电镜观察、能谱分析等手段,研究了经多级断续时效处理后的高纯Al-4.5Cu-0.4Mg-0.4Ag合金在不同热暴露条件下的微观组织演变。结果表明:在不施加应力条件下,晶内主要强化相Ω能够在150℃长期稳定存在,但θ′相有所长大且析出数量明显增加;提高热暴露温度至200℃,Ω相和θ′相均发生明显长大,部分Ω相向平衡相θ转变,同时晶内析出一定数量的新相σ相;在较高热暴露温度200℃施加恒应力200MPa时,将促进θ′相和尺寸较小的Ω相向晶内回溶,并加速尺寸较大Ω相的粗化。此外,平衡相S相在晶内优先析出。

Ti-44528s合金的开发及其在潜水刀具中的应用

Ti-44528s合金是新开发研制的刀具用钛合金,它是一种加入8种合金元素的亚稳态β型钛合金。运用此β型钛合金和多级时效处理工艺制造出的海军潜水刀,锋利无比,且具有耐腐蚀、质量轻等多种优点,其性能为:σb≥1650MPa,σ0.2≥1600MPa,σ5≥4%,HRC≥50。