热暴露对欠时效态Al-Cu-Mg-Ag合金拉伸性能的影响

采用拉伸力学性能测试、透射电镜微观组织分析和扫描电镜断口分析等方法，研究热暴露对一种欠时效态Al—Cu-Mg-Ag合金力学性能及微观组织的影响。结果表明：在150℃热暴露下，欠时效态Al-Cu-Mg-Ag合金的剩余强度先上升后下降，强度峰值出现在100h；热暴露1000h后，合金的力学性能相对欠时效态合金的无明显下降；在200～300℃热暴露时，合金强度随时间的延长而下降，伸长率随着时间的延长而增大；在300℃热暴露时，强度明显下降，热暴露10h后，其抗拉强度只有272．5MPa，暴露100h后，其抗拉强度降至114．5MPa；欠时效态合金细小分布的Ω相随着热暴露温度的升高，Ω相长大并粗化，θ’相析出，无沉淀析出带（PFZ）变宽；在250℃下热暴露时，Ω相明显粗化且数量稀少；合金中的Ω相和θ’相在300℃热暴露100h后，均转变成平衡Ω相。

室温大气环境下欠时效态3J21合金的拉伸性能

在万能拉伸试验机上对室温大气环境下欠时效态3J21合金的拉伸性能进行研究,并采用金相显微镜、X射线衍射仪对欠时效态金相组织及物相进行分析,采用TEM对固溶态、欠时效态试样及拉伸断口附近形变的显微组织进行分析,采用扫描电镜(SEM)对拉伸断口进行观察。结果表明,室温大气环境下欠时效态3J21合金的拉伸断口为韧窝断口,断口附近显微组织中滑移线之间的距离较小。欠时效态3J21合金具有较好的强度和塑性配合。同时讨论了室温大气环境下欠时效状态对3J21合金拉伸性能的影响。

欠时效态3J21合金低温拉伸性能

在万能拉伸机上对欠时效态3J21合金室温及低温条件下的拉伸性能进行研究,并采用金相显微镜、X射线衍射仪对冷轧状态和欠时效态的金相组织及物相进行分析,采用TEM观察两种状态的组织和结构,验证了X射线衍射结果。对欠时效态3J21合金不同温度下拉伸断口附近形变显微组织进行分析,采用扫描电镜(SEM)对拉伸断口进行观察。结果表明:欠时效态3J21合金的室温断口为韧窝断口,而低温断口呈现混合断裂特征。随着温度降低,脆性断裂的特征更为明显,低温拉伸断口附近显微组织中可发现孪晶数量随温度的降低而增加;欠时效态3J21合金的抗拉强度和屈服强度随温度的降低而明显提高,其中抗拉强度提高的幅度较大,而延伸率略有下降。对室温和低温对欠时效态3J21合金拉伸性能的影响进行了讨论。

真空环境下欠时效态2A12合金的疲劳行为

在低温真空拉-压疲劳试验机上对欠时效态2A12合金的疲劳行为进行了研究,并采用扫描电镜(SEM)分析了真空环境对疲劳断口形貌的影响.结果表明,真空环境使疲劳寿命提高,疲劳曲线右移.在低循环应力时,真空环境中的疲劳断裂次数可比室温大气环境中的多一个数量级.真空和室温大气环境下的疲劳断口均为穿晶断口.在室温大气疲劳断口上可观察到轮胎花样与疲劳条纹.疲劳条纹在低循环应力时出现疲劳条纹的区域增多,真空环境下极少出现轮胎花样与疲劳条纹.文中对真空环境影响欠时效态2A12合金疲劳行为的原因进行了讨论.

热暴露影响欠时效Al-Cu-Mg-Ag合金组织和性能的数值模拟

通过模型预测和对实验结果的拟合,建立了Ω析出相与基体的界面能模型.在此基础上,根据伪二元假设和经典形核和长大理论,建立了动力学析出物理模型,预测欠时效态高Cu/Mg比Al-Cu-Mg-Ag合金在热暴露过程中析出相的演变和拉伸屈服强度.在165℃欠时效处理2 h的Al-Cu-Mg-Ag合金在不同温度(150-250℃)热暴露不同时间(0-1000 h)后,对其析出相组织和拉伸性能进行实验验证.结果表明,预测结果与实验结果吻合较好,验证了模型的可靠性.

基于BP神经网络的Al-Cu-Mg-Ag合金欠时效高温力学性能研究

采用常温拉伸实验,研究了热暴露对欠时效态Al-Cu-Mg-Ag合金力学性能与微观组织的影响。使用BP神经网络方法,建立了热暴露温度、时间与合金力学性能的模型。基于实验相关数据,使用建立的BP神经网络模型对合金的力学性能进行预测。预测结果表明,BP神经网络能够很好的反映工艺参数与力学性能的关系,预测精度高,具有很强推广能力。

欠时效时间对LD5挤压棒材的性能、硬度和电导率影响规律研究

文章研究了在欠时效状态下,LD5铝合金挤压棒材时效时间对其性能、硬度和电导率变化趋势的影响,并对LD5合金时效峰之前的硬度与抗拉强度、电导率与抗拉强度之间的关系进行了研究。结果表明,通过一元回归得出硬度与抗拉强度、电导率与抗拉强度在欠时效状态的线性关系公式,方便对合金性能进行估算及热处理工艺制定进行指导。

喷射成形7075铝合金欠时效回归再时效热处理

采用透射电镜、拉伸测试等方法,研究欠时效回归再时效处理对喷射成形7075铝合金显微组织和力学性能的影响,并与单级峰值时效和常规回归再时效处理相比较。结果表明,采用120℃×12h欠时效预处理比120℃×24h峰值时效预处理更有利于在回归处理后合金晶内析出相的回溶,回归处理过程可使合金晶界析出相充分断开,再时效后晶内的析出相细小弥散,合金抗拉强度和屈服强度分别为776和723MPa,均高于T6峰值时效和常规回归再时效水平。

预拉伸变形对欠时效7N01铝合金板材疲劳断裂的影响

针对工业化生产的7N01铝合金板材,采用拉伸实验、疲劳实验和微观组织结构表征等手段研究了预拉伸变形对欠时效态7N01铝合金板材疲劳性能和疲劳断裂特征的影响。结果表明,预拉伸变形量增大至20%,欠时效态7N01铝合金板材中合金相粒子的形状、尺寸、数量、分布以及薄带状晶粒的尺寸和形状基本保持不变。然而,板材表现出明显的加工硬化效应,其屈服强度、抗拉强度和显微硬度分别由181 MPa、233 MPa和95 HV增大至254 MPa、271 MPa和117 HV,延伸率从23.2%降低至5.2%。在应力175 MPa、应力比R=0的疲劳循环加载条件下,随预拉伸变形量的增加,欠时效态7N01铝合金板材的疲劳寿命呈现出先缩短再延长又缩短的趋势。未预拉伸变形试样的疲劳寿命为6.06×10^(5) cyc,5%预拉伸变形可将铝板的疲劳寿命延长75%,达到了1.06×10^(6) cyc,而3%和20%的预拉伸变形将铝板的疲劳寿命分别缩短至4.21×10^(5)和2.89×10^(5) cyc。5%~16%预拉伸变形使欠时效态7N01铝合金板材基体中形成均匀分布的高密度位错或位错胞的显微组织,可将合金板材的疲劳寿命延长23%以上。

蠕变时效对欠时效7075铝合金力学性能的影响

采用单轴蠕变拉伸和无应力人工时效实验对比,系统研究了蠕变时效对欠时效态7075合金力学性能的影响,并通过EBSD、SEM、TEM观察,表征位错和析出相等组织随蠕变时效时间的演变规律,定量研究了力学性能与微观组织演变之间的关系。结果表明,欠时效态7075铝合金经过蠕变时效后,保持高强度的同时塑性明显提升。合金的力学性能对蠕变应力比较敏感,在260 MPa、426 K下蠕变时效6 h的试样屈服强度最高,达到537.9 MPa,与人工时效样品相比,蠕变时效样品韧窝分布更为密集,晶粒更偏向于高Schimid因子取向,相对于人工时效样品伸长率提升15%。TEM结果表明,晶内主要为η′相,并且随着蠕变时效时间的延长,晶内析出相的尺寸由2 h的3.04 nm增加到6 h的4.27 nm,体积分数从0.22%增加到0.46%,晶界析出相尺寸增加,发生由连续向间断的转变。EBSD结果表明,所有样品中的再结晶、亚晶比例没有明显变化,平均晶粒尺寸保持在80μm左右,几何必须位错(GND)的分布随着蠕变时效时间的延长先减少再增多。通过屈服强度贡献模型计算发现,晶界强化贡献基本保持在17 MPa左右,位错强化和析出强化的耦合作用是强度提高的主要原因。

时效状态对Cu-Cr-Zr系合金性能的影响

采用不同时效状态和随后形变热处理工艺制备了Cu-Cr-Zr系合金,采用微观组织观察、硬度和导电率测试等手段研究了不同时效状态对双级时效Cu-Cr-Zr系合金性能的影响.结果表明:欠时效+冷轧+时效工艺和峰时效+冷轧+时效工艺制备的Cu-Cr-Zr-Mg-Si和Cu-Cr-Zr-Ni-Si合金均可获得力学性能和电学性能的优良组合.其中:欠时效+冷轧+时效工艺所制备的合金综合性能更优,但加工热处理过程中性能变化剧烈,材料生产过程中性能均匀性不易控制;峰时效+冷轧+时效工艺制备的合金综合性能极其稳定,易于在生产中控制.不同工艺下的合金性能差异是由析出相与位错的交互作用机制不同造成的.

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。

基于神经网络的Al-Cu-Mg-Ag合金蠕变速率预测

基于BP型神经网络理论和算法,研究了Al-Cu-Mg-Ag合金在高温欠时效态的蠕变速率,建立了影响蠕变速率参数与蠕变速率预测的神经网络模型。结果表明,预测结果能很好地与实验结果相对应,采用BP型神经网络模型是可靠的,为解决预测合金材料蠕变速率问题提供了一种先进、合理的方法。

Effects of under-aging treatment on microstructure and mechanical properties of squeeze-cast Al-Zn-Mg-Cu alloy

The effects of under-aging treatment on the microstructure and mechanical properties of Al-Zn-Mg-Cu alloy produced by squeeze casting were investigated using optical microscopy(OM),X-ray diffractometry(XRD),scanning electron microscopy(SEM),transmission electron microscopy(TEM)and hardness and tensile testing.The results showed that most of secondary phases were dissolved intoα(Al)matrix while no significant grain growth happened under the condition of solution treatment at 470°C for 4 h.Due to the strengthening effect of GP zones,for alloys treated by under-aging process,the increase of aging time and aging temperature improved the ultimate tensile strength(UTS)and yield strength(YS),but decreased the elongation(δ)to some extent.By utilizing appropriate aging time and temperature,the best combination of strength and ductility could be obtained to fulfill the design requirements of automobile components.

Al-Cu-Mg-Ag耐热铝合金高温蠕变行为

在100—210℃和150—300 MPa的条件下,研究了Al-5.3Cu-0.8Mg--0.5Ag--0.3Mn--0.15Zr耐热铝合金的蠕变行为,探讨了时效状态对合金高温性能的影响.结果表明:在相同蠕变条件下,欠时效态合金的稳态蠕变速率远远低于峰时效态合金.在210℃/200 MPa下,欠时效态合金的蠕变断裂时间为75 h,而峰时效态合金的蠕变断裂时间仅为21 h.蠕变过程中,合金中的析出相长大.峰时效态合金中析出相尺寸的增大速率高于欠时效态合金.欠时效态合金中还发生了动态析出,这些细小的析出相在蠕变过程中阻碍了位错的运动,使得合金蠕变速率降低.在100—150℃下合金的稳态蠕变速率保持在较低水平.当温度升高到180℃时,合金的稳态蠕变速率急剧增大.合金稳态蠕变速率随着蠕变温度的升高和应力的提高均有增大趋势,3者之间的关系可用一本构方程来表示,其表观激活能为102 kJ/mol.

热暴露对Al-Cu-Mg-Ag合金组织和性能的影响

研究了Al—Cu—Mg—Ag合金经时效处理165℃×2h（欠时效态）后，在不同温度（150～300℃）和不同时间（0～1000h）热暴露后的显微组织和性能．结果表明：在150℃热暴露下，随时间延长，其剩余强度先上升后下降，强度峰值出现在100h。在1000h后合金力学性能相对欠时效态无明显下降；在200～300℃热暴露时，合金的强度随时间的延长而下降，延伸率随着时间的延长而增大；在300℃热暴露时，合金的强度明显下降，暴露10h后其抗拉强度为272．5MPa，100h后其抗拉强度降至114．5MPa．欠时效状态的合金组织主要为均匀细小分布Ω相；随着暴露温度的升高，Ω相长大并粗化，晶界无析出带（PFZ）变宽．