新型7056铝合金双级时效的显微组织和性能

采用力学性能和电导率测试以及透射电子显微镜组织等观察分析新型7056铝合金双级时效制度下的性能和显微组织。结果表明：第二级时效处理后,合金基体沉淀析出相长大粗化,晶界析出相逐渐呈断续分布状态,无析出带随时间的延长而变宽;经第二级150℃、12 h时效后,合金由GP区和η相构成,析出相的尺寸为7~9 nm,并出现明显的无析出带;随着第二级时效时间的延长,合金电导率逐渐升高,屈服强度先增大后减小;合金经（110℃、6 h）＋（150℃、14 h）双级时效处理后,屈服强度达到650 MPa,电导率为21.72 MS/m,表现出优异的综合性能。

单级时效7056铝合金的显微组织与性能

通过维氏硬度和电导率测试以及透射电镜观察,研究了7056铝合金在105,120,135,150℃单级时效后的硬度、电导率及显微组织。结果表明:7056铝合金有着极快的时效响应速度,在不同温度下时效1h后,其硬度升至188～206HV,已达到合金峰值硬度的86.9%以上;在4种单级时效温度下,合金峰时效的析出相都是以η′相为主,时效温度的变化并没有引起峰值硬度的明显变化,但会显著加快时效的析出过程;7056铝合金在105℃时效的组织演变为GPⅠ区+η′(少量)→η′+GPⅠ区(少量)→η′;在120℃时为GPⅠ区+η′+GPⅡ区(少量)→η+GPⅡ区(少量)→η′+GPⅡ区(少量);在135℃时为η′+GPⅡ区→η′+GPⅡ区(少量)→η′;在150℃时为η′+GPⅡ区(少量)→η′+GPⅡ区(少量)→η+η′(少量)。

7056铝合金高温热压缩流变应力行为

在Gleeble-1500热模拟机上对7056铝合金进行热压缩实验,变形温度为300～450℃,应变速率为0.01～10s-1,研究其热压缩流变应力行为。结果表明:流变应力开始随应变的增加而增大,出现峰值后逐渐趋于平稳;应力峰值随着温度的升高而减小,随着应变速率的增大而增大;可用包含Zener-Hollomon参数的双曲正弦关系来描述合金热流变行为,其变形激活能为224.3826kJ/mol。

时效对7056铝合金在EXCO溶液中剥落腐蚀行为的影响

研究了7056铝合金经120℃单级时效与120℃×4h+165℃×8h双级时效后在EXCO溶液中的剥落腐蚀行为。观察了不同时效状态7056合金表面腐蚀形貌随浸泡时间延长的变化,并进行腐蚀等级评定;采用CHI660C电化学工作站检测了7056合金在EXCO溶液中的极化曲线与电化学阻抗谱。借助透射电镜观察了不同时效状态下7056合金的组织形貌特征,并就微观组织对剥落腐蚀行为的影响进行了深入的分析。结果表明:在120℃单级时效,随时效时间延长,7056合金抗剥落腐蚀能力增加;与120℃×100h长时间时效相比,经120℃×4h+165℃×8h时效后,7056合金具有较好的抗剥落腐蚀能力。

7056铝合金组织与性能的试验研究

采用金相显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、拉伸试验、电导率测量等分析检测手段研究了7056铝合金铸锭均匀化处理前后的组织及厚板单级时效后的组织和性能。结果表明,7056铝合金铸态组织主要由α(Al)、AlZnMgCu相、MgZn_2相和少量的Al_7Cu_2Fe相组成;110℃、120℃时效8 h^32 h,合金的强度、电导率随时效时间的延长而增加,抗拉强度分别达到655 N/mm2、660 N/mm^2,屈服强度分别达到581 N/mm^2、596 N/mm^2,伸长率可达18%左右;130℃时效8 h合金的强度最高,抗拉强度达到667 N/mm2,屈服强度达到610 N/mm^2,随时效时间的延长,合金强度明显降低,电导率升高。

放电等离子烧结制备7056铝合金的组织与性能

采用氮气雾化法制备Zr质量分数为0.25%的7056铝合金粉末,然后通过放电等离子烧结技术制备超高强7056铝合金,研究烧结温度对合金致密性、微观组织和力学性能的影响。结果表明:气雾化法制备的7056铝合金粉末组织为枝晶结构,平均粒度为43.4μm,晶粒尺寸为1～2μm,晶界处存在明显的溶质元素偏聚。放电等离子烧结的7056铝合金接近全致密。随烧结温度升高,合金的压缩屈服强度先增大后减小,在烧结温度为480℃时,强度最高,为284.7 MPa。经过固溶时效处理后,合金强度显著提高,烧结温度为420℃的合金,时效后强度达到575.9 MPa。时效态合金的强度随烧结温度升高而降低。

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。

7056铝合金厚板轧制变形不均匀性的实验研究与数值模拟

采用金相显微镜、织构分析、力学拉伸以及DEFORM有限元技术等分析测试方法研究7056铝合金厚度为20 mm板在厚度方向的组织、织构、性能以及轧制变形规律,重点揭示厚度方向1/4处轧制变形与织构和性能的关系。研究结果表明:从厚板表层到芯部再结晶程度逐渐增加;厚板芯部的轧制织构(Brass{011}?211?,S{123}?634?,Copper{112}?111?)体积分数最大,厚板表层的再结晶织构Cube{001}?100?体积分数最小,剪切织构(r-Cube{001}?110?,{112}?110?)主要分布在厚板的表层和1/4层,且在1/4层的体积分数最大;板材强度沿厚度方向呈"W"型分布,在厚度方向1/4处强度最低。其主要原因是轧制过程中厚板1/4层的剪切应力显著比表层与芯部的大,且该层的应变、应变速度和金属流动速度比表层的高,引起轧制变形不均匀。

微量Ge对7056铝合金组织和淬火敏感性的影响

通过力学拉伸、末端喷淋淬火实验,结合金相观察、硬度测试、电导率测试、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等测试分析方法,研究微量Ge元素对7056铝合金组织和淬火敏感性的影响。结果表明:添加微量Ge细化了合金晶粒,晶粒尺寸由137μm减小到114μm;添加微量Ge在晶界上形成了粗大的Mg_2Ge相,并抑制了T相的形成;与无Ge合金相比,添加Ge后无沉淀析出带(PFZ)宽度变窄,从190nm减小到90nm,同时晶界析出相尺寸减小;添加微量Ge显著降低了合金的淬火敏感性,合金淬透深度提高了约25%,这与慢速淬火时析出的η平衡相的数量和尺寸有关;Ge降低了合金中的空位浓度,η平衡相在缺陷处的非均匀形核及长大被抑制,时效后η′沉淀强化相数量增多,慢速冷却时合金强度下降程度减小,合金淬透性提高。

单级时效温度对汽车用7056铝合金组织和性能的影响

以7056铝合金为研究对象,研究时效温度对合金显微组织、显微硬度、电学性能的影响。结果表明,随着时效温度的增长,铝合金中析出相尺寸逐渐增大,密度逐渐增加,当时效温度由105℃上升到150℃,析出相尺寸由3～5nm增大到4～6 nm。不同时效温度下铝合金的峰值显微硬度几乎相同,约为220 HV。铝合金的电导率随着时效温度的增大而逐渐增大。

变形条件对7056铝合金热变形显微组织演化的影响

采用Gleeble-500热模拟机对7056铝合金进行温度范围为300-450℃、恒应变速率为0．01～10s。的热压缩实验。对热变形后材料的显微组织进行金相观察，研究变形温度和应变速率对7056合金热变形过程中显微组织演化的影响。结果表明：在低应变速率条件下7056合金的流变应力曲线为动态回复型流变曲线，高应变速率下为动态再结晶型流变曲线；7056合金的显微组织演变经历位错增殖，位错发生交滑移、攀移，再结晶晶核的形成和长大等过程；温度升高，显微组织的演化过程缩短；应变速率降低，再结晶程度增加。

7056铝合金厚板的组织和性能

通过金相显微镜、透射电镜、扫描电镜观察及X射线衍射织构测量与拉伸试验,研究了40mm厚7056铝合金厚板热轧态与时效后不同厚度层的微观组织与力学性能。结果表明,热轧态厚板不同厚度层的组织有很大差别;表层第二相弥散,尺寸相对较小;中心层有粗大的第二相,分布集中。从表层到中心层,剪切织构减少,中心层变形织构最多,不同厚度层立方织构差别不大。固溶后表层再结晶织构增加,剪切织构减少,中心层变形织构增强。固溶时效后表层与中心层晶内均出现大量均匀细小的η′相,晶界处都出现不连续析出相与一定宽度的无沉淀析出带。40mm厚板(7056铝合金)最优固溶制度是470℃/3 h,时效后表层屈服强度为605 MPa,抗拉强度达628 MPa;T/4层屈服强度626 MPa,抗拉强度达643 MPa;中心层屈服强度623 MPa,抗拉强度达639 MPa。

装甲铝合金的进展

铝合金装甲板是一种重要的军工材料,在具有同等的防弹保护条件下,铝合金装甲车比钢装甲车轻,会更加灵巧,跑得更快,可装更多的燃料与弹药,也许会更安全。对传统装甲铝合金与美国肯联铝业公司2015年定型的最新装甲铝合金Keikor 2139-T8和Keikor 2139-T84铝合金厚板的性能及关键生产工艺作了介绍,它们已用于制造2016年版CAMEL装甲车。Keikor 2139铝合金已通过美国陆军研究实验室的全面考核与认证,纳为美国装甲车的新一代装甲材料。

时效前预拉伸处理对TiB_(2)/7056复合材料组织与性能的影响

采取扫描电镜、透射电镜等显微组织表征方法并结合室温拉伸、室温摆锤冲击实验和应力腐蚀等测试手段,研究时效前预拉伸处理对TiB_(2)/7056复合材料组织与性能的影响。研究结果表明:随着时效前预拉伸量增加,TiB_(2)/7056复合材料的位错密度显著增加,经时效热处理后的晶内析出相直径增大,晶界析出相形貌由链状转变为粗大不连续状,无沉淀析出带宽化;TiB_(2)/7056复合材料的强度先增大后减小,冲击韧性能与延伸率降低;与无预拉伸相比,预拉伸的TiB_(2)/7056复合材料的应力腐蚀抗力显著提升(扩展速率降低1个量级),其主要原因是不连续粗大的晶界析出相阻断了应力腐蚀裂纹的扩展。