深冷及时效处理对快冷Al-0.3Sc-0.3Zr合金组织及析出行为的影响

采用高真空感应熔炼与铜模喷铸相结合的方法制备了非平衡凝固Al-0.3Sc-0.3Zr合金,研究了深冷和时效处理对快冷合金微观组织、显微硬度及析出行为的影响。结果表明:快冷合金中的Sc和Zr元素基本固溶到α-Al基体中,仅有微量初生相形成;深冷处理后,应力碎断效应导致合金的晶粒发生显著细化,局部出现非常细小的再结晶组织;时效处理能有效促进快冷及快冷+深冷合金中析出相的析出。经300℃时效70 min后,Al-0.3Sc-0.3Zr快冷合金的硬度由原始的32.31 HV0.2增至74.57 HV0.2。深冷处理可以加快Al_(3)(Sc, Zr)相的析出,300℃时效峰值时间缩短为50 min,合金的显微硬度高达78.09 HV0.2,相比原始快冷合金提高了142%。

非平衡凝固Al-4.73Mg-0.71Sc-0.33Zr合金的组织及时效析出行为

采用真空感应熔炼、铜模喷铸和时效处理相结合的方法,研究了不同冷速条件下Al-4.73Mg-0.71Sc-0.33Zr合金的凝固组织演化规律及其析出相的析出行为。结果表明:铸态合金组织由粗大的α-Al基体和Al3(Sc,Zr)微米颗粒组成;经铜模喷铸后,非平衡凝固(快冷)合金的平均晶粒尺寸由铸态的250μm显著下降至7.5μm,同时Al3(Sc,Zr)颗粒相的生长受到抑制;快冷合金经300℃时效45 min后,析出大量纳米Al3(Sc,Zr)相,合金显微硬度由79.86 HV0.2提高至121.95 HV0.2,相比原始快冷合金提高52.70%。

Ce含量和T6热处理对Al-0.3Fe-0.1Si合金组织与性能的影响

研究了稀土元素Ce和T6热处理工艺对Al-0.3Fe-0.1Si合金组织和性能的影响。结果表明,添加适量的稀土Ce和T6热处理均可抑制晶粒长大,并有效细化Al-0.3Fe-0.1Si合金的晶粒尺寸。当稀土Ce的加入量为0.2%时,铸态合金的抗拉强度为81.7 MPa,比加入量为0.1%时提高了10.7%。稀土Ce的加入量为0.3%时,T6态合金的电导率为58.13%IACS,比铸态合金提高了2.3%。热处理前后的Al-0.3Fe-0.1Si-0.1Ce合金与Al-0.3Fe-0.1Si-0.3Ce合金的电导率接近。当稀土Ce的加入量为0.1%~0.2%时Al-0.3Fe-0.1Si合金获得较好的综合性能。本研究的结果可为导电Al-0.3Fe-0.1Si合金制备提供理论和试验参考。

Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si合金本构关系的BP神经网络模型

利用THERMEcMASTOR-Z型热力模拟试验机，在变形温度为7801080℃，应变速率为0．001～70．0S。条件下对Ti6．5A1-3．5Mo-1．5Zr-0．3Si合金进行等温恒应变速率压缩试验，获得不同变形温度、不同应变速率和不同真应变下的流动应力数据。结合试验数据和神经网络知识，构建了采用BP算法的人工神经网络，训练结束后的神经网络即成为Ti-6．5A3．5Mo-1．5Zr-0．3Si合金的一个知识基的本构关系模型。利用所建立的BP网络模型对材料的流动应力进行了预测，发现预测值与试验数据吻合良好，说明该BP网络本构关系模型具有较高的精度．可用于指导Ti-6．5Al-3．5Mo-1．5Zr-0．3Si合金热加工工艺的制定。

Al-4.8Cu-0.5Mg-0.3Ag-0.15Zr合金固溶工艺的研究

采用光学显微镜(OM)、差示扫描量热法(DSC)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等分析手段,以及通过力学性能和电导率测试验证,研究了新型Al-4.8Cu-0.5Mg-0.3Ag-0.15Zr合金挤压板带的固溶工艺,研究结果表明:(520～525)℃×(1.5～2)h是较适合该合金的单级固溶工艺,材料在该固溶制度下进行160℃×24h时效后能够获得515～526MPa的室温抗拉强度和14%～15%的伸长率,以及41.7%IACS的电导率。

Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si合金β加工动态再结晶行为研究

利用Thermecmastor—Z热模拟试验机，在变形温度1020～1080℃和应变速率0．001～70S。范围内对原始等轴组织的Ti-6．5Al-3．5Mo-1．5Zr-0．3Si合金进行等温恒应变速率压缩实验，分析高温流动行为，构建基于动态材料模型的功率耗散图，并结合微观组织观察对其β加工的动态再结晶行为进行研究。结果表明，Ti-6．5Al-3．5Mo-1．5Zr-0．3Si合金在声单相区变形时，不同温度和应变速率下的流动应力曲线均呈稳态流动特征，但仅根据流动应力曲线并不能确定是否发生动态再结晶。根据功率耗散图分析和微观组织观察可知，Ti-6．5Al-3．5Mo-1．5Zr-0．3Si合金卢加工易发生动态再结晶的热力参数范围为：变形温度1020-1080℃，应变速率0．01-0．1s^-1，此区域功率耗散功率η值都大于0．4，为实际β加工时优化的热力参数范围；应变速率过高或过低，均不易发生动态再结晶。

微量Zr对Al-5.8Cu-0.3Mn合金焊接接头组织与性能的影响

采用4047焊丝对Al-5.8Cu-0.3Mn铝合金进行熔化极惰性气体保护焊,利用金相显微镜、透射电镜、显微硬度等检测分析手段研究了Zr对Al-5.8Cu-0.3Mn母材及焊接接头的力学性能和显微组织的影响。结果表明,Al-5.8Cu-0.3Mn合金中添加适量Zr元素可使母材强度提高30MPa,焊接接头强度提高50MPa,同时,细化了母材的再结晶组织和焊缝组织。焊接接头的强度低于母材强度,焊缝区是合金的薄弱处,热影响区强度降低是θ′相粒子受热粗化所致。

冷却速率和Er-Zr含量对Al-7Si-0.3Mg合金共晶组织的变质作用

采用复合添加Er、Zr元素变质处理了Al-7Si-0.3Mg合金,通过控制冷却速率和Er、Zr元素添加量来变质合金中粗大的针片状共晶硅相。采用金相观察、扫描电镜、透射电镜、X-射线衍射及能谱分析等测试分析手段研究了Er、Zr元素对Al-7Si-0.3Mg合金中共晶硅相的变质作用,并探讨了Er、Zr复合变质机理。结果表明,当添加0.15wt%Er和0.15wt%Zr时,合金中的共晶硅相得到明显细化,不同的冷却速率也能显著改变共晶硅相形貌。当冷却速率为250～300℃/s并添加0.25wt%Er和0.25wt%Zr时,合金中共晶硅相变质为细小的纤维状。

Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si合金β晶粒生长及片层组织转变

利用可控冷却速度热处理装置研究了Ti-6. 5Al-3. 5Mo-1. 5Zr-0. 3Si合金β热处理过程中的β晶粒生长及片层组织转变规律。结果表明,合金在β单相区固溶时,随着温度升高和保温时间延长,β晶粒尺寸增大,且加热温度高于1140℃时,β晶粒快速生长。计算了β相区晶粒生长激活能为129. 6 k J·mol-1,并建立了β晶粒生长模型。随冷却速度变化,合金出现全马氏体组织和(α+β)片状组织。原始β晶界在全马氏体组织和(α+β)片状组织中均清晰可见,原始β晶粒呈等轴状特征。(α+β)片以取向各异"集束"形式存在于原始β晶粒内,(α+β)集束内的α片几乎相互平行。(α+β)片层组织特征参数(原始β晶粒尺寸、α片厚度及(α+β)集束尺寸)均随冷却速度降低而增加。α片层可在β晶界和晶内形核,以集束形式生长,但不能穿过β晶界。原始β晶界能对α片层的生长起到约束作用。

Al5TiB对Mg-8Zn-4Al-0.3Mn合金显微组织的影响

研究了Al5TiB对Mg 8Zn 4Al 0.3Mn铸造镁合金显微组织的影响。结果表明,Mg 8Zn 4Al 0.3Mn铸造镁合金的显微组织主要由Mg相、(Al2Mg5Zn2)相、τ(Mg32(Al,Zn)49)相组成。加入0.5%的Al5TiB可显著细化合金的铸态组织,晶粒大小由120～130μm减少到30～40μm。随着Al5TiB加入量的增加,合金的共晶α(Mg)相数量和合金的显微硬度均呈增加趋势。

Al5TiB对Mg-8Zn-4Al-0.3Mn镁合金阻尼性能的影响

研究了变质剂Al5TiB对Mg-8Zn-4Al-0.3Mn镁合金阻尼性能的影响。结果表明:Al5TiB的加入显著细化了Mg-8Zn-4Al-0.3Mn镁合金晶粒,增大了界面面积,提高了合金的界面阻尼。但是,Al5TiB的加入又促进了Al、Zn原子向基体中的扩散,降低了合金的位错阻尼。加入变质剂Al5TiB后Mg-8Zn-4Al-0.3Mn镁合金的阻尼机制主要是界面阻尼和位错阻尼。二者迭加的结果决定了ZA84镁合金的宏观阻尼行为。

非比例载荷下Al-7Si-0.3Mg合金的循环特性及微观机理

在等效应变幅为0.22%时,研究了Al-7Si-0.3Mg铸造铝合金在比例、圆形、正方形、菱形、矩形与椭圆形路径下的循环变形行为,并用TEM观察了疲劳失效试样的位错结构.结果表明:在多轴加载条件下,材料均表现出循环硬化现象,循环硬化的速率和程度对加载路径有依赖性;非比例载荷下材料的疲劳寿命远小于比例加载时的寿命,且非比例加载下的疲劳寿命对各种非比例加载路径有依赖性,其中圆形路径下疲劳寿命最短;位错在不同的加载路径下形成不同的组态结构,位错与强化相、枝晶界及位错间的交互作用是铸造铝合金发生循环硬化的主要原因.

Al-7Si-0.3Mg合金的RE和Sb复合变质

对Al-7Si-0.3Mg合金进行了Sb和RE复合变质研究。试验结果表明,Sb和RE复合变质可使合金中的共晶硅显著细化,RE加入量增加可使共晶硅出现分枝及向纤维结构转变;差热分析表明,单一Sb和RE变质及Sb、RE复合变质与未变质合金相比,共晶硅析出温度明显降低;以50℃/min速度冷却时,0.15%的RE变质合金中共晶硅析出温度比未变质合金低7℃,0.15%的Sb变质合金中共晶硅析出温度比未变质合金低5℃,0.15%的Sb+0.15%的RE复合变质时,共晶硅析出温度与0.15%的Sb变质时接近。Sb促进了共晶硅的形核与细化,RE则促进了共晶硅的分枝与纤维化,复合变质比单一变质(Sb或RE)具有更好的变质效果;Sb和RE复合变质后,合金的力学性能显著提高,特别是伸长率。

热机械处理对Ti-45Al-5Nb-0.3Y合金的显微组织与力学性能的影响

包套锻造Ti-45Al一5Nb-0.3Y合金由大量细小的动态再结晶等轴,γ晶粒(晶粒尺寸可达1—2μm)、弯曲或破碎的层片和少量的残余平直层片组成,变形组织含有大量位错及少量变形孪晶,锻态试样抗拉强度(σb)、延伸率(δ)分别达到708.1 MPa和0.95%.再通过不同的热处理分别得到品粒细小的双态组织、近层片组织和全层片组织,经1320℃/30 min炉冷后得到双态组织,层片晶粒尺寸(d_1)约为20μm,层片体积分数((?)1)约为60%,具有最高的δ,约为1.9%,σ_b约为658.9 MPa,为穿晶和沿晶混合断裂;经1340℃/30 min炉冷后得到近层片组织,d_1约为60μm,(?)1约为95%,σ_b约为690.2 MPa,δ约为1.75%,主要为穿晶(层片)断裂;经1370℃/15 min炉冷后得到细小全层片组织(d_1约为40μm),具有最高的σ_b,约为715.1 MPa,δ约为1.51%,为穿晶断裂。

RE对Mg-8Zn-4Al-0.3Mn镁合金阻尼性能的影响

研究了RE对Mg 8Zn 4Al 0 3Mn镁合金阻尼性能的影响。研究表明 ,加入RE后降低了合金低温下的阻尼性能 ,但明显提高了其在高温下 (≥ 1 2 0℃ )的阻尼性能。高温下 ,加入 1 0 %RE的合金表现出了最高的阻尼性能。由于高温下合金中相界面的软化及粘性滑动 ,四种合金在高温下均存在一个温度内耗峰 ,只是出现的温度不同。RE的加入推迟了温度内耗峰出现的温度。分析认为 ,加入RE后合金的阻尼机制主要是位错机制和界面机制。可动位错密度越高 ,晶粒越细 ,晶界和相界越多 ,阻尼性能越好。

微结构对Zr_(0.7)Ti_(0.3)V_2合金氢化过程的影响

采用SEM、EDS及XRD等分析手段研究Zr0.7Ti0.3V2合金的微观组织及相结构,通过定容法于673~823 K测试合金的吸氢性能。结果表明：合金吸氢前主要由C15型ZrV2相、α-Zr及具有BCC结构的富V的固溶体相组成,吸氢后生成V16Zr8H36.29、ZrH1.801和VH2.01等3种氢化物;压力-组成-温度（PCT）曲线显示,合金吸氢曲线具有较宽且平坦的平台特征。BCC相改善了吸氢动力学性能,HCP相使吸氢PCT曲线平台宽化,合金的多相结构有助于改善其吸氢性能。

Mg-8.08Gd-2.41Sm-0.3Zr合金热压缩变形及热加工图

利用铸造法制备了Mg-8.08Gd-2.41Sm-0.3Zr合金,对该合金进行均匀化处理,然后进行热压缩实验,研究了Mg-8.08Gd-2.41Sm-0.3Zr合金在变形温度为350~500℃、应变速率为0.002s^(-1)、0.01s^(-1)、0.1s^(-1)和1s^(-1)及最大变形量为50%条件下的变形行为,计算了该合金的热变形激活能,构建了合金高温塑性变形的本构关系,建立了合金的热加工图。结果表明:Mg-8.08Gd-2.41Sm-0.3Zr合金的流变应力随着变形温度的升高或者应变速率的降低而显著降低,合金发生动态回复与再结晶,其热变形激活能为Q=213.693kJ/mol;合金高温变形时存在两个失稳区:T=430~500℃、ε=0.37~1s^(-1)以及T=350~390℃、ε=0.006~1s^(-1);合金的能量耗散率大于30%的区域有T=370~430℃、ε=0.37~1s^(-1),T=390~500℃、ε=0.006~0.37s^(-1)以及T=350~500℃、ε=0.002~0.006s^(-1),这些区域适合进行热加工。

微量Mg和Ag在Al-5.8C u-0.3Mn合金中的合金化作用

通过力学性能测试和显微组织观察研究了A l-5.8Cu-0.3Mn合金中微量Mg和Ag的合金化作用。结果表明,单独添加Ag和单独添加Mg均使合金θ′相的析出速度加快,析出的密度增加,合金的强化效果增强,但Mg的单独作用比Ag大;Mg和Ag共同加入产生的强化效应最大,这是由于Mg和Ag强烈相互作用在合金中析出Ω相强化所致。

添加钙和钛对Mg-12Al-2Sr-0.3Mn镁合金组织与性能的影响

研究了分别添加质量分数均为0.3%的钙、钛以及复合添加钙和钛对Mg-12Al-2Sr-0.3Mn镁合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:添加钛提高了该镁合金的塑性和强度,然而Mg17Al12相聚集析出形成粗大的第二相组织;添加钙后提高了该镁合金的塑性,但沿晶界大量析出了连续网状Mg17Al12相,导致其强度略有下降;复合添加钛和钙既增加了共晶相数量又细化了共晶相组织,使得该镁合金铸态组织更加细小均匀,从而显著提高了其强度和韧性。

热处理对Mg-6Al-0.5Mn-1.8Si-0.3Ca镁合金组织与性能的影响

研究了热处理对Mg-6Al-0.5Mn-1.8Si-0.3Ca镁合金组织和显微硬度的影响。结果表明,经过固溶处理,β-Mg17Al12逐渐溶解到基体中,Mg2Si保持良好的热稳定性,合金的显微硬度明显提高,在固溶48 h时显微硬度较铸态时提高了约20%;固溶处理后再进行时效处理,沿晶界逐渐析出第二相,起到了晶界强化和弥散强化的作用。