非等温时效对含银Al-Mg-Si合金多层摩擦表面显微组织和腐蚀行为的影响

研究非等温时效对添加不同银含量Al-Mg-Si合金多层摩擦表面显微组织和腐蚀行为的影响。通过在耗材棒横截面上钻孔的方式添加4%、8%和13%(质量分数)的银。采用光学显微镜和电子显微镜研究涂层的显微组织,采用显微硬度和拉伸实验研究涂层的力学性能,采用电化学测试研究样品的耐腐蚀性。结果表明,随着银添加量从4%(质量分数)增加到13%(质量分数),摩擦堆焊表面层的晶粒尺寸从(1.5±0.3)μm减小到(1.0±0.3)μm。铝基体中的溶质银能够加速Al-Mg-Si合金的析出动力学。经非等温时效处理后,含银涂层的屈服强度和抗拉强度分别比不含银涂层高50.6%和43.5%。经非等温时效处理后,材料的腐蚀电流密度降低,含银和不含银样品的耐腐蚀性均提高,含银涂层的耐蚀性比无银镀层提高了96.5%。

镍铝化物增强摩擦堆焊Al-Cu-Mg合金基复合涂层的非等温时效行为

本文研究了镍铝化物对Al-Cu-Mg合金非等温时效行为的影响。对经非等温时效处理的含镍铝化物Al-Cu-Mg合金的组织、力学性能和耐蚀性进行了评价。结果表明,在Al-Cu-Mg基体中加入1.5 wt%Ni后,Al-Cu-Mg基体中镍铝化物的存在使析出物由S-Al_(2)CuMg转变为θ-Al_(2)Cu。在非等温时效过程中,达到最大力学性能的非等温时效处理温度由250℃转变为300℃。与170℃等温人工时效处理相比,经非等温时效处理的含镍铝化物Al-Cu-Mg合金的最大硬度和力学性能均提高了9%。含镍铝化物试样在300℃时达到最大硬度和抗剪强度,分别为HV0.1(143.4±6.4)和(298.6±9.6)MPa。非等温时效处理后,与AA2024铝合金基体和不含镍铝化物涂层相比,含镍涂层的腐蚀电流强度分别降低了约58%和49%。与传统的人工时效处理相比,经非等温时效处理的含镍铝涂层的腐蚀电流降低了16.7%。

Cu-24Al-3Mn合金β_1母相非等温时效效应

利用电阻-温度曲线测量,X射线衍射,金相观察等方法研究了Cu-24Al-3Mn合金β1母相非等温时效效应。结果表明,该合金具有很强的抗母相时效分解性能,以10℃/min速度加热至620℃时,合金仍具有良好的热弹性马氏体转变特性,可逆马氏体转变量高达92%以上。时效初期,马氏体相变点有所上升,但上升幅度仅10-15℃,后期变化不大。该合金母相状态时效时,析出相为γ2相。

非等温时效处理对Al-Zn-Mg-(Cu)合金性能和显微组织的影响

通过显微硬度、拉伸性能、晶间腐蚀和极化曲线等测试,借助TEM、SEM等微观分析手段,研究了非等温时效处理对Al-Zn-Mg-(Cu)合金显微组织和性能的影响。结果表明,AlZn-Mg-(Cu)两种合金的硬度值随时效温度的升高先上升达到峰值后下降。T6热处理后,晶界处的析出相细小连续,基体内呈细小弥散相;非等温时效处理后,晶界处析出相变得粗大且不连续,但基体内仍呈细小弥散相。

非等温时效对Al−5.87Zn−2.07Mg−2.42Cu合金组织和性能的影响

研究Al−5.87Zn−2.07Mg−2.42Cu合金在非等温时效过程中组织和性能的变化,通过室温拉伸机测试合金的力学性能。结果表明,在非等温时效过程中,当合金冷却到140℃时,合金的抗拉强度达到最大值(582 MPa),此时伸长率为11.9%。此外,通过透射电子显微镜对合金的显微组织进行观察,观察结果表明GP区和η'相是合金的主要强化析出相,当合金冷却到180℃时,GP区发生二次析出。此外,经过非等温时效处理的合金的主要强化相仍为η'相。

非等温时效对2A14铝合金晶间腐蚀和力学性能的影响

通过拉伸测试、晶间腐蚀实验、极化曲线分析,以及光学显微镜、透射电镜分析等手段,研究了非等温时效工艺对2A14铝合金力学性能、抗晶间腐蚀性能和显微组织的影响。结果表明:相比于T6峰时效,合金经非等温时效处理后,晶内尺寸细小、分布弥散的亚稳θ'相数量增多,合金的硬度和强度提高;沿晶界处析出的θ'(θ)相尺寸增大,不连续程度增加,使得合金的抗晶间腐蚀性能得到提升。

高强韧铝合金非等温时效工艺的研究进展

非等温时效工艺作为一种新兴的时效处理方法,能够有效地提高高强韧铝合金的综合性能。通过简要归纳近些年来应用于高强韧铝合金的非等温时效工艺,总结出经不同非等温时效处理后高强韧铝合金析出相的特征、合金力学性能和腐蚀性能的变化情况。非等温时效工艺的效率相较于传统时效工艺有很大提高,并且能够同时调控高强韧铝合金内基体析出相和晶界析出相的种类、尺寸和分布情况,使高强韧铝合金兼具与T6峰值时效态相差不多的力学性能和近T7x过时效态的腐蚀性能。最后,对未来高强韧铝合金非等温时效工艺的研究和应用进行了展望。

7055铝合金非等温时效析出过程及力学性能变化

文章将一种非等温时效工艺应用于7055铝合金中,使合金力学性能相比T6时效有所提升的同时极大地缩短了时效时间。研究表明,在时效前期的快速升温阶段(100℃~175℃)中,析出相高速形核。降温阶段前期(175℃~145℃),析出相在高温环境下迅速长大;降温阶段后期(125℃~100℃)的低温环境又抑制了析出相的粗化并为新相的析出提供了稳定的环境从而导致了二次析出现象的出现。对比T6时效,非等温时效后的合金内部析出相体积分数上升了0.7%,析出相平均尺寸增大了0.98nm。非等温时效后的合金屈服强度到达660MPa,延伸率为11.5%,抗拉强度723MPa;而时效总用时仅5.625h,相比T6时效缩短了76.6%的时间。

原位AA2024-Al_(3)NiCu复合材料的非等温时效行为

研究非等温时效处理对搅拌铸造原位AA2024-Al_(3)NiCu复合材料显微组织和力学性能的影响。在搅拌铸造过程中加入3%(质量分数)的镍粉,铸造后在500℃均匀化热处理24 h,得到Al_(3)NiCu金属间化合物。光学显微镜和扫描电镜观察结果表明,经非等温时效处理后,S-Al_(2)CuMg析出相得到细化,在枝晶之间形成该析出相的贫相区。在搅拌铸造过程中添加镍,降低S-Al_(2)CuMg析出相的析出速率及其在非等温时效处理过程中对复合材料的强化作用。含3%镍的样品在250℃非等温时效处理后可获得最大的硬度、极限抗拉强度和韧性,分别为:(121.30±4.21) HV,(221.67±8.31) MPa和(1.67±0.08) MJ/m^(3)。与不含镍的AA2024铝合金相比,AA2024-Al_(3)NiCu复合材料的最大硬度和极限抗拉强度分别降低6%和4%。

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。

非等温时效工艺对7050铝合金组织和性能的影响

利用TEM、SEM、维氏硬度计、电子万能试验机和涡流导电仪等手段研究了不同的非等温时效工艺对7050铝合金组织、断口形貌和性能的影响,并与T74态的7050铝合金性能进行了比较。结果表明,经190℃时效后合金晶内以η’相为主析出,析出相间距较大;随着时效温度的降低,晶内析出相不断增大,间距不断减小,并伴随有针状相二次析出。晶界析出相同样不断粗化,且呈现出"连续状-项链状-半连续状-间断状"的分布势态,晶界无析出带变化不大;合金的硬度、抗拉强度均呈现出先升后降的趋势,当时效温度为130℃时,合金的硬度、抗拉强度达到峰值;合金的电导率呈现出单调上升的趋势,在时效温度为110℃时趋于平稳;与T74态相比,经(475±3)℃×40 min固溶+(210~130℃,20℃/h)非等温时效处理后,合金获得了更优异的综合性能,且工艺耗时减少24 h。

非等温时效工艺对7050铝合金组织和耐腐蚀性能的影响

利用蔡司正置金相显微镜、SEM、EDS、抗剥落腐蚀试验等手段研究了不同的非等温时效工艺对7050铝合金组织和耐腐蚀性能的影响。结果表明,随着终止时效温度从190℃降至130℃,晶内、晶界残余未溶的第二相粒子数目逐渐减少、尺寸逐渐减小,分布更加均匀;进一步降低终止时效温度,残余第二相粒子尺寸有所增大,第二相粒子主要为MgZn2相、Al2CuMg相和Al7Cu2Fe相;随着终止时效温度的降低,7050铝合金的耐腐蚀性能逐渐提高,在终止时效温度为130℃时表现最佳,进一步降低终止时效温度,合金的耐腐蚀性能不升反降,腐蚀经历了点蚀-沿晶腐蚀-剥落腐蚀三个过程。

非等温时效对7B50铝合金组织及性能的影响

采用硬度测试、电导率测试、室温拉伸、TEM观察、DSC分析以及剥落腐蚀实验,研究了非等温时效对7B50铝合金热轧厚板的微观组织及耐蚀性能的影响。结果表明:经过480℃、1 h固溶后室温水淬火,再经1℃/min的加热速率升温至215℃后立即炉冷至室温的非等温时效,7B50铝合金的晶内析出相细小弥散,晶界相粗大断续。合金抗拉强度可达605 MPa,剥落腐蚀等级可达EB,综合性能优于单级等温峰时效(T6)和双级等温过时效(T76),与回归再时效(RRA)态性能类似。非等温时效技术实现了短流程操作,且取消等温保温的措施更适用于厚板的时效热处理。

7055铝合金的非等温时效工艺

结合光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)以及透射电镜(TEM)等,对非等温时效处理后7055铝合金的组织、硬度、拉伸和抗腐蚀性能进行了研究。结果表明:合金的硬度和强度在60～120℃快速增加,随后缓慢上升并于160℃达到峰值,在时效后期则呈直线下降,伸长率的变化趋势与之相反。非等温时效过程中,起始温度、终止温度及升温速率会对合金的性能有一定影响。升温时效至160℃,合金不仅能够满足T6态的力学性能要求,同时能获得较好的抗腐蚀性能。

非等温时效对7003铝合金组织和性能的影响

结合TEM与力学性能测试对7003铝合金在非等温时效过程中的析出行为和强化规律进行了研究,合金的抗腐蚀性能通过电导率、晶间腐蚀和电化学腐蚀的结果来评估。结果表明:以20℃/h升温至180℃时,合金的硬度和强度达到了113 HV0.5和367.8 MPa的峰值,与T6态标准相当。在降温阶段180~160℃范围内合金能够获得比T74更高的强度和相近的电导率。随着非等温时效的进行,合金的抗腐蚀性能不断提升。GP区和η’相在升温阶段为主要的析出相,到了降温阶段,晶内GP区逐渐消失,η’相不断粗化并有新的细小析出相形成。从升温开始到降温终止,晶界析出相的数量和尺寸越来越大,沿晶界呈断续链状分布,晶界无析出带的宽度也呈稳定增加的趋势。

新型非等温时效制度对Al-Zn-Mg-Cu合金力学性能与腐蚀性能的影响

通过透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、光学显微镜(OM)、力学性能测试、电导率测试以及晶间腐蚀、剥落腐蚀试验等研究了非等温时效(NIA)与峰时效(T6)、高温回归再时效(RRA)对Al-Zn-Mg-Cu铝合金力学性能与腐蚀性能的影响。结果表明:与RRA和T6时效制度相比,合金在这种NIA时效(40℃→180℃,升温速率Tu:20℃/h;180℃→100℃,降温速率Td:40℃/h)下,晶内发生了沉淀析出、粗化以及二次沉淀现象,合金强度与T6态相当,伸长率明显提高;同时电导率和腐蚀性能也在RRA时效的基础上得到进一步改善。

非等温时效对一种铝锂合金力学性能与微观组织的影响

比较研究了一种Mg、Ag、Zn多元复合微合金化铝锂合金等温T8时效及非等温(降温)T8时效时的微观组织与力学性能。结果表明,该铝锂合金主要时效强化相为T1相(Al_2Cu Li),同时还存在θ相(Al_2Cu)及δ相(Al_3Li)的补充强化作用。相比于等温T8时效而言,降温T8时效可在不降低延伸率的同时,提高铝锂合金的强度。另外,降温T8时效时T1相析出及生长速度较慢,而且峰时效时θ相及δ相含量较高,补充强化作用更大。

时效工艺对Al-Zn-Mg-Cu挤压棒材组织和性能的影响

研究了时效工艺对Al-Zn-Mg-Cu挤压棒材组织和性能的影响。结果表明,合金经双级+再时效、回归再时效和非等温时效处理后,均获得了优于T73时效处理的抗晶间腐蚀性能,最大腐蚀深度由70μm分别降至19、48和30μm。合金经过双级+再时效处理后,获得了与回归再时效和非等温时效处理样品相近的抗拉强度和屈服强度,而抗晶间腐蚀性能明显优于回归再时效和非等温时效。合金经T73、双级+再时效、回归再时效和非等温时效处理后,晶界析出相平均尺寸分别为27.7、39.2、31.6和25.5 nm,基体沉淀相平均尺寸分别为8.1、10.2、10.9和11.0 nm。

非等温回归再时效对Al-8Zn-2Mg-2Cu合金厚板厚向组织及性能均匀性的影响

为进一步提升航空铝合金厚板的组织及性能均匀性,本文研究了升、降温回归及再时效对Al-8Zn-2Mg-2Cu合金厚板厚向组织及性能均匀性的影响。结果表明,在回归加热阶段,相对于板材心层,表层预析出相的回溶程度更高,但未回溶的η′或η相尺寸相对粗大。在回归后的缓慢冷却阶段,厚板的表层和心层都存在未溶第二相的缓慢粗化和新相的二次析出。但是回归后的快冷处理可有效抑制上述两种组织演变行为。厚板的电导率以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,硬度的演变规律则恰好相反。经过优化的非等温回归再时效(NRRA)处理,基于“积分回归效应”评价的厚向性能均匀程度可增加至94%。此外,Al-8Zn-2Mg-2Cu合金30 mm厚板心层的轧向抗拉强度、断裂韧性以及剥落腐蚀等级分别为619 MPa,24.7 MPa·m^(1/2)和EB级别。上述研究结果表明,包含升、降温处理的非等温回归再时效在保证合金综合性能的同时可有效提高板材厚向组织及性能的均匀性,更加适合厚截面高性能铝合金板材的工业化热处理。

非等温蠕变时效对Al-Zn-Mg-Cu合金力学性能和耐腐蚀性能的影响

研究了非等温蠕变时效处理中升温速率和峰值温度对Al-Zn-Mg-Cu合金回弹性能、力学性能和耐腐蚀性能的影响。通过透射电镜分析了合金的析出行为和时效强化机理。结果表明:随着加热速率的降低和峰值温度的升高,合金的回弹率降低;晶内析出相的尺寸增大,而体积分数先增大后减小;晶界析出相逐渐变得不连续,无析出区扩大。经非等温蠕变时效(20℃/h,180℃)处理后的合金主要析出相为致密的η’相,晶界析出相不连续,无析出区的宽度约为44.2 nm。非等温蠕变时效(20℃/h,180℃)处理的合金力学性能和耐腐蚀性能均优于常见的等温蠕变时效(120℃,24 h)处理的合金,并且时效时间缩短了67%。