Mg-Gd-Nd合金中晶界无析出带的电子显微镜研究

本文研究了高频感应炉熔炼的Mg-Gd-Nd合金在200℃等温时效过程中晶界无析出带(PFZ)的形成和生长。通过透射电镜观察并结合能谱分析发现,晶界PFZ形成初期受空位损耗控制。随着时效时间的延长,晶界析出相粗化,晶界PFZ的宽度增加,PFZ的成长逐渐转变为受溶质损耗影响。当PFZ中稀土溶质原子浓度近似达到200℃合金中该元素的平衡含量时,PFZ宽度最终达到其极限值,约为275nm。

2091Al－Li合金晶界无析出带的形成及其对应力腐蚀的影响

用慢应变速率拉伸试验研究不同冷却介质淬火并时效的２０９１合金的应力腐蚀敏感性．用透射电镜观察合金的微观组织．结果表明，晶界无析出带（ＰＦＺ）随淬火速度的提高而变窄；而时效过程中，随着晶界沉淀相的形核和长大，ＰＦＺ逐渐宽化．这说明，时效初期，ＰＦＺ是由空位贫化机制形成的；而伴随时效过程的进行，ＰＦＺ又以溶质贫化机制产生宽化．ＰＦＺ宽度越大，合金应力腐蚀敏感性越大．

铝合金无沉淀析出带的研究进展

综述了过去50年来铝合金中无沉淀析出带(PFZ)的研究,重点论述了PFZ的主要形成机理、影响因素及其对合金性能(主要为力学性能和耐腐蚀性能)的影响,系统介绍了PFZ在形成机理及对合金性能上所持的不同观点及其相关理论。最后,提出了对铝合金中PFZ方面存在的难点以及重点研究方向。

淬火介质对7055铝合金晶界析出行为的影响

采用透射电镜研究了淬火介质对7055铝合金晶界析出相及无沉淀析出带的影响。结果表明,空气淬火时,合金冷却过程在晶界上析出η平衡相。合金经室温水淬及沸水淬火合金时效后,晶界析出相尺寸差别小,呈链状连续分布;晶界无沉淀,析出带较窄,平均宽度分别约为33nm和43nm。空气淬火合金时效后晶界析出相尺寸差别较大,呈不连续分布;晶界无沉淀,析出带很宽,约102nm。对其原因进行了分析和讨论。

7150铝合金时效时晶界析出行为的研究

本文采用透射电子显微镜(TEM)、能谱分析(EDAX)对人工时效条件下晶界无析出带(PFZ)的演变规律进行研究。实验选用同一投影方向测量PFZ的宽度,结果表明PFZ的宽度对时效温度的敏感性远远高于对时效时间的敏感性。时效温度越高PFZ越宽,而在同一时效温度下PFZ的宽度并不随时效时间的延长而宽化。PFZ的宽度与相邻两个晶粒之间的取向差有关系,在相同处理条件下,小角度晶界附近PFZ宽度小于大角晶界。能谱分析显示PFZ内为贫溶质原子区,Zn元素缺失尤为明显。

5052铝合金板析出相表征

铝合金在轧制变形过程中第二相的析出直接影响其力学性能。使用TEM观察了不同热轧工艺下5052铝合金的析出相特征。结果表明,经过不同轧制工艺以及退火处理的两种板材,其析出相的分布以及形貌具有明显的不同。发现伸长率较小的样品中存在较大颗粒的FeAl_(3)、金属氧化物Al_(2)O_(3)等;较大颗粒的(CrFeMn)Al混合相以在凝固过程析出的FeAl_(3)为形核质点,在热轧过程通过合金元素的富集而长大;热轧动态再结晶过程因Mg溶质贫化而导致形成晶界无沉淀析出带,其形貌特征在冷轧后退火过程遗传下来。

Li含量对Al-Mg-Si合金时效析出行为的影响

采用透射电镜研究Li含量对Al-3.0Mg-0.6Si合金时效析出行为的影响,分析不同Li含量合金在170℃人工时效过程中析出相的演化与分布。结果表明:Li元素的添加改变了Al-3.0Mg-0.6Si合金的时效析出行为。添加2.15%(质量分数,下同)Li的合金,球状的δ′-Al_(3)Li相成为晶内优先析出相,而针状的β″-Mg_(2)Si相在时效后期阶段才逐渐析出,并在时效192 h后形成了明显的球状δ′相加针状β″相的双相析出。而添加3.12%Li的合金在所观察的时效阶段内均未发现有β″相析出。另外,未发现含Li合金晶界位置有析出相存在,晶界附近是无沉淀析出带(δ′-PFZs)和δ′相。在时效100 h后发现添加2.15%Li的合金在δ′-PFZ区域有针状β″相析出。添加2.15%Li的合金δ′-PFZ的半宽尺寸和增长速率均大于2.68%,3.12%Li添加量的合金。

退火时间对细晶高强IF钢二相粒子析出行为的影响

以细晶高强IF钢为研究对象,在退火温度850℃,不同退火时间下对实验钢进行了退火实验。采用OM观察实验钢的显微组织,采用TEM,EDX对钢中析出的二相粒子进行微观形貌观察和成分分析,得到细晶高强IF钢在退火过程中第二相粒子的析出规律。实验结果表明:细晶高强IF钢在罩式退火过程中析出大量的NbC,Nb(C,N)第二相;随着保温时间的延长,钢中析出的二相粒子有长大的趋势;不同保温时间下细晶高强IF钢的铁素体晶界附近都可以观察到PFZ的存在,PFZ的宽度随着保温时间的延长而增大。

联合添加微量Sc、Zr元素对B4C/7075Al复合材料力学性能和腐蚀行为的影响

限制高强度B4C/Al复合材料工程应用的关键为腐蚀问题,添加微量合金元素是提高其耐蚀性的有效措施。采用压力浸渗法制备了B4C/7075和添加微量Sc、Zr元素的B4C/7075-0.15Sc-0.35Zr复合材料,利用扫描电镜、透射电镜、弯曲性能测试、拉伸性能测试、中性盐雾试验和电化学测试对比研究了联合添加Sc和Zr元素对B4C/7075Al复合材料的显微组织、力学性能和腐蚀行为的影响。结果表明:添加Sc和Zr元素后,复合材料的抗弯曲强度和抗拉强度升高,腐蚀速率降低,腐蚀电流密度(Jcorr)下降,耐蚀性增强,这是因为添加Sc和Zr元素后,复合材料的晶界析出相细小且不连续分布,无析出带(PFZ)消失。

Cu含量对Al-Cu-Mg-Ag合金力学性能和耐腐蚀性能的影响

Cu元素是Al-Cu-Mg-Ag合金的主要合金元素之一,对合金性能有重要影响。采用Cu元素质量分数分别为3.08%、3.39%、3.93%的3种Al-Cu-Mg-Ag合金,通过金相显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、常温拉伸力学性能测试和晶间腐蚀试验、电化学试验研究了Cu含量对合金的显微组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响。试验结果表明:随着Cu含量增加,铸态Al-Cu-Mg-Ag合金的晶粒尺寸逐渐减小,T8态处理的合金的屈服强度和抗拉强度提高,延伸率略有下降,合金中Ω相的数量增加;随着Cu含量增加,合金耐腐蚀性能先提升后下降,w(Cu)=3.39%的合金耐腐蚀性能相对较好。

Al-Zn-Mg-Cu合金加工过程组织演变研究

通过Jmatpro热力学计算、光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)及透射电子显微镜(TEM)研究了7175合金在加工过程中的组织演变。结果表明:7175铝合金热力学平衡相由Al Cr Mg Mn相、Mg2Si相、Al6Mn相、Al2Cu Mg相、Mg Zn2相和Al Cu Mg Zn相组成,实际状态下还含有少量的杂质相Al7Cu2Fe相。7175铝合金型材在挤压、固溶后组织主要为纤维状晶粒组织,没有明显的再结晶,在475℃下保温2.5 h后小尺寸的第二相基本回溶,大尺寸的未溶相为Al7Cu2Fe相和Mg2Si相,沿晶界呈链状破碎分布。弥散相Al Cr Mg Mn相在固溶和时效过程中一直存在,时效态晶内沉淀相为弥散分布的圆球状η′相和少量板状η相。晶界析出相MgZn2相断续分布,晶界无沉淀析出带(PFZ)宽度为35~45 nm。

铁心紧固性优良的高强度无取向电磁钢板

获得高强度和紧固强度均优良的无取向电磁钢板,需要在钢板晶界附近形成Cu粒子的无析出带,可使铁心紧固部位成型和加工稳定化,提高了铁心的紧固性。在晶粒内部微细弥散析出Cu粒子,可提高钢板强度。要实现以上目标,需要在冷轧板精退火的冷却过程中分别在较高的“温度域A”和较低的“温度域B”滞留一定的时间,并且使钢板均处在张力负荷中,在“温度域A”使晶界近旁形成无析出带,在“温度域B”使晶粒内析出微细弥散的Cu粒子。

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．

Mg-Gd-Y-Zr合金的高温时效行为研究

通过金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射等手段分析了金属型及砂型铸造Mg-Gd-Y-Zr合金高温下的时效析出行为。结果表明,经高温时效处理后,合金主要由Gd+Y在Mg中的过饱和固溶体、方块相、少量球状的Zr核及β相组成;高温时效处理几乎不影响合金的晶粒尺寸,随着时效温度的提高及高温时效时间的延长,合金的硬度逐渐降低;在晶内析出了呈三角取向或单一平行取向分布的β相,晶界上出现无沉淀析出带;成形条件并不影响高温时效析出相的分布和趋向。

7085-T651铝合金特厚板组织性能的不均匀性

采用拉伸实验、剥落腐蚀实验、显微组织、化学成分、扫描电镜以及透射电镜和差示扫描量热法分析等手段,研究7085-T651铝合金特厚板组织性能的不均匀性。结果表明:110 mm厚7085-T651特厚板不同厚度层显微组织、力学性能和剥落腐蚀性能存在明显的不均匀性;1/4厚度层抗拉强度最低,为540 MPa,抗剥落腐蚀性能最差,腐蚀等级为EB级;心层抗拉强度最高,为580 MPa;表层抗剥落腐蚀性能最好,腐蚀等级为EA级;1/4层再结晶分数最多,约为47.7%,尺寸较大,约为105μm,晶界及晶内均有平衡相析出,时效析出相尺寸较小,因而力学性能及抗剥落腐蚀性能均最差;中心层再结晶分数最少,约为14.8%,存在大量亚晶,残余的Al7Cu2Fe相最多,约为1.43%,晶界平衡相尺寸、时效析出相尺寸及PFZ宽度均较大,因而力学性能较好而抗剥落腐蚀性能较差。

Al-Cu-Mg-Ag新型耐热铝合金的抗腐蚀性能

通过晶间腐蚀、剥落腐蚀、电化学和透射电镜等方法研究热处理制度对Al-Cu-Mg-Ag耐热铝合金组织与抗腐蚀性能的影响。结果表明:随着时效时间的延长,合金晶内和晶界析出相逐渐长大,晶界析出相由连续分布转变为不连续分布,无沉淀析出带(PFZ)逐渐变宽,合金的抗晶界腐蚀性能和抗剥落腐蚀性能逐渐降低。基体腐蚀电位φmatrix、PFZ腐蚀电位φPFZ和晶界析出相腐蚀电位φθ在晶间腐蚀液和剥落腐蚀液中符合φmatrix>φθ>φPFZ。具有最低腐蚀电位的PFZ决定了合金的抗腐蚀性能。随着时效时间的延长,晶界析出相的粗化使得PFZ变宽,Cu原子减少,电位负移,PFZ与基体的电位差变大,腐蚀通道变宽,合金的耐蚀性降低。不同时效状态的Al-Cu-Mg-Ag耐热铝合金的抗腐蚀能力由强至弱的顺序为:欠时效的,峰时效的,过时效的。

热处理对Mg-5Sn-1Si合金组织及硬度的影响

采用Ar气保护制备了Mg-5Sn-1Si(质量分数,%)合金,并研究了合金的铸态组织和在480℃固溶处理及180℃和280℃不同时效热处理对合金组织中析出相演变的影响及组织与硬度的关系。结果表明,合金铸态组织由α-Mg、共晶Mg2Si、共晶Mg2Sn三相组成;经480℃固溶处理后Mg2Sn相完全固溶,粗大的Mg2Si相得到少量球化;时效处理过程中Mg2Si相得到球化。在180℃时效时,Mg2Sn无沉淀析出,硬度较低,时效保温24 h仅为24.1 HV。在280℃时效时,细小的Mg2Sn相弥散析出并使合金的硬度明显升高,时效保温18 h达到峰值硬度47.6 HV,并随时间的延长出现过时效现象。280℃时效初期,组织中形成较宽的无析出带(PFZ),随着时效时间的延长无析出带PFZ消失。

应力时效对2E12铝合金的力学性能和微观组织的影响

采用力学性能试验机、透射电子显微镜(TEM)、应力时效炉等手段研究时效拉应力对2E12铝合金的力学性能和微观组织的影响,并分析应力对2E12铝合金的作用机理。结果表明:外加应力能提高2E12铝合金的强度,增大合金各向异性的差异;外加应力能促进S相的析出,并产生明显的应力位向效应;应力时效能使2E12铝合金的无沉淀析出带变窄,阻止晶界沉淀相的连续析出;应力时效为控制高强铝合金的各向异性提供了一种新方法。

Mg与Ag含量对Al-Cu-Mg-Ag新型耐热铝合金晶间腐蚀性能的影响

采用晶间腐蚀性能测试研究Mg与Ag含量对Al-Cu-Mg-Ag合金抗腐蚀性能的影响,结合透射电子显微分析技术与电化学分析技术等探讨了不同成分合金的晶间腐蚀机理。结果表明:增加Mg与Ag含量能够提高合金的时效硬化速率。随Mg含量的增加,强化相Ω相尺寸逐渐减小,体积分数逐渐增大,晶界析出相增多,无沉淀析出带(PFZ)中溶质原子减少,PFZ与基体的电位差增大,合金的抗晶间腐蚀能力逐渐降低。随Ag含量的增加,合金中的强化相由大量的θ′相和少量的Ω相,逐渐转变为大量的Ω相和少量的θ′相。Ag含量的改变对PFZ的电位差影响不大,合金的耐蚀性主要取决于PFZ的宽度。增加Ag含量能够细化晶界析出相,减小PFZ宽度,腐蚀通道变窄,合金的抗晶间腐蚀性能得到提高。

冷轧变形量对Al-Cu-Mg-Ag新型耐热铝合金抗腐蚀性能的影响

采用晶间腐蚀和剥落腐蚀性能测试研究冷轧变形量（50%~90%）对Al-Cu-Mg-Ag耐热铝合金抗腐蚀性能的影响,结合金相显微分析和透射电子显微分析对其机理进行探讨。结果表明：增大冷轧变形量能够细化合金的再结晶晶粒,减小无沉淀析出带的宽度及其与基体的电位差。合金的抗晶间腐蚀性能主要由合金的晶界结构决定。增大冷轧变形量能够提高合金的抗晶间腐蚀性能。合金的抗剥落腐蚀性能由晶界结构和晶粒形貌决定。随着冷轧变形量的增大,合金的剥落腐蚀速率先增大后减小;冷轧变形量为50%的试样抗剥落腐蚀性能最佳。