均匀化退火工艺对中高强Al-1.1Mg-1.2Si-0.7Mn合金挤压棒材组织性能的影响

采用SEM、拉伸测试、硬度分析、电导率测量等仪器和方法研究了均匀化退火工艺对中高强Al-1.1Mg-1.2Si-0.7Mn合金挤压棒材组织性能的影响。结果表明:试验合金低熔点共晶开始熔化温度为587℃。单级均匀化退火条件下,随均匀化退火温度的升高,铸锭及挤压制品中Mg_(2)Si逐渐减少,挤压棒材表面粗糙度逐渐降低,但粗晶环厚度显著增加(超过525℃后显著增加)。此外,为研究低温均匀化退火对含Mn相析出程度的影响,还开展了低温(430℃3 h)+高温(550℃8 h)和高温(550℃8 h)+低温(430℃3 h)的双级均匀化退火试验,双级均匀化对控制含Mn相析出、抑制粗晶作用不明显。不同工艺均匀化退火的铸锭对挤压棒材T6态性能影响不大。

铸造速度对Al-1.2Mg-0.7Si半固态合金组织演化影响的多尺度模拟

利用多尺度模拟方法研究了半连续铸造过程铸造速度对Al-1.2Mg-0.7Si合金凝固组织的影响。建立了温度场模型及相变模型,通过固相率变化将宏观尺度上的温度场计算和介观尺度上的微观组织模拟耦合起来,将计算得到的宏观尺度上的稳态温度场数据映射到介观尺度上,利用液固相变区域中元胞的平均过冷度确定半连续铸造过程中各个元胞的形核,采用溶质扩散模型描述晶粒长大。以Al-1.2Mg-0.7Si合金为研究对象,模拟了浇注温度为660℃,铸造速度分别为100、120、150、170、200mm/min时微观组织的演变。结果表明,当速度为150mm/min时,得到的组织均匀、细小、近球形,并进行试验验证,模拟结果与试验结果吻合。

Al-12.0Si-4.0Cu-0.7Mg-1.5Ni合金固溶处理工艺研究

对铸态Al-12.0Si-4.0Cu-0.7Mg-1.5Ni合金进行了双级固溶+时效处理,采用SEM、XRD、硬度测试等研究了双级固溶中第二级固溶温度和时间对铸态合金组织与硬度的影响。结果表明:铸态Al-12.0Si-4.0Cu-0.7Mg-1.5Ni合金组织主要由α-Al固溶体、块状初生Si相、针状共晶Si相以及网状第二相组成。经过双级固溶处理后,合金中块状初生Si相明显钝化,共晶Si相明显细化,网状第二相也显著碎化。490℃×2 h+525℃×4 h双级固溶处理合金中网状相基本完全碎化,共晶Si相最为细小。随着双级固溶中第二级固溶温度的提高,固溶时间的延长,T6态Al-12.0Si-4.0Cu-0.7Mg-1.5Ni合金的硬度先升高后降低,490℃×2 h+525℃×4 h双级固溶+180℃×6 h时效处理合金的硬度最高,达到88.2 HRB。

时效工艺对Al-0.55Mg-0.76Si铝合金断裂行为的影响

【目的】了解时效制度对Al-0.55Mg-0.76Si铝合金挤压型材焊接结构件断裂行为的影响,该文为提高焊接结构件断裂行为提供理论依据。【方法】以Al-0.55Mg-0.76Si铝合金挤压型材焊接结构件为研究对象,经不同时效制度处理,采用金相组织、SEM,EDS,室温拉伸、折弯等检测手段对其断裂行为进行分析。【结果】结果表明,双级时效处理后,第二相明显增多;随着时效时间的延长,第二相出现粗化现象;经微区表面成分分析可知,第二相为Mg,Si相;双级时效制度下的Al-0.55Mg-0.76Si铝合金焊接结构件强度和断后伸长率较单级时效高;断口形貌由塑性-脆性断裂转变为塑性断裂;双级时效制度下的Al-0.55Mg-0.76Si铝合金焊接结构件折弯角度较单级时效高,裂纹由沿晶断裂逐渐转变为穿晶断裂。时效制度为150℃×1 h+180℃×5 h时,强度最高,屈服强度为191.2 MPa,抗拉强度为218.4 MPa;塑性较好,断口形貌为塑性断裂,折弯件外表面裂纹长度变短,为109μm,内表面裂纹为穿晶断裂。【结论】综合分析可知,时效制度为150℃×1 h+180℃×5 h时,Al-0.55Mg-0.76Si铝合金挤压型材焊接结构件强度和塑性最好,为最佳的工艺制度。

La、Ce混合稀土对Al-0.75Mg-0.6Si合金组织性能的影响

采用金相显微镜、涡流导电仪和拉伸试验机,研究了La、Ce混合稀土对Al-0.75Mg-0.6Si合金组织、导电性能和力学性能的影响.结果表明:添加微量的La、Ce混合稀土对Al-0.75Mg-0.6Si合金可起到晶粒细化和净化作用,提高Al-0.75Mg-0.6Si合金的导电性能和力学性能.随着La、Ce混合稀土添加量的增加,Al-0.75Mg-0.6Si合金铸态组织晶粒逐渐被细化,电导率、抗拉强度和伸长率逐渐提高.当La、Ce混合稀土添加量为0.5!时,Al-0.75Mg-0.6Si合金的电导率为55.7!IACS,抗拉强度和伸长率分别为236 MPa和16.7!,与未添加La、Ce混合稀土相比,Al-0.75Mg-0.6Si合金的电导率提高了5.69!,抗拉强度和伸长率分别提高了11.32!和15.17!.

铸态Mg-4Al-4Si-0.75Sb合金的显微组织与力学性能

采用重力铸造法制备Mg-4Al-4Si-0.75Sb(AS44-0.75Sb)(质量分数/%,下同)镁合金,研究铸态合金的显微组织和室温力学性能。结果表明:铸态AS44-0.75Sb合金主要由α-Mg基体、β-Mg17Al12相、Mg2Si相和Mg3Sb2相组成;加入0.75Sb后形成高熔点的Mg3Sb2相,显著改善了Mg2Si相的形貌,使粗大的骨骼状Mg2Si转变为相对细小的汉字状Mg2Si。铸态合金的硬度HV为65.9,屈服强度为136.4MPa,抗拉强度为172.3MPa,伸长率为3.3%;拉伸断裂形式为准解理脆性断裂。

Al-0.7Fe-0.4Mg-0.1Si-0.2Er合金固溶时效组织与性能

为了提高一种低合金化导线材料Al-0.7Fe-0.4Mg-0.1Si-0.2Er合金的强度和电导率,采用单级时效和双级时效对铸态合金进行改性处理.结果表明:铸态合金的抗拉强度为53 MPa,电阻率为3.12×10-8Ωm;采用固溶+单级时效处理后,合金抗拉强度升高至79.6 MPa,电阻率为3.07×10^(-8)Ωm;采用固溶+双级时效处理后,合金抗拉强度为74.3 MPa,电阻率为3.02×10^(-8)Ωm;经过固溶+时效处理后,合金原始枝晶组织逐渐向等轴晶转化,长棒状Al-Fe-Si相熔断变短;析出相的增加使合金力学性能得到提升,等轴相和Al 3Er相的析出使合金的导电率略有提升.

Al-6Mg-0.7Zr新型铝合金力学性能及微观组织

采用快速凝固-粉末冶金工艺制备Al-6Mg-0.7Zr新型中高强铝合金。通过室温拉伸、高温拉伸、SEM和TEM等手段对退火态Al-6Mg-0.7Zr合金的力学性能及组织变化进行分析研究。结果表明:快速凝固-粉末冶金法能够突破Zr元素在Al基体中的固溶极限,可制备出质量分数0.7%Zr的新型铝合金。均匀析出的Al_(3)Zr粒子能有效阻碍位错运动,纳米尺度的Al_(3)Zr与基体晶格呈共格关系也有利于合金强度提升。室温下Al-6Mg-0.7Zr合金的抗拉强度达到445 MPa,屈服强度338 MPa,断后伸长率20.10%。此外,Al_(3)Zr粒子在高温下稳定,对晶界迁移及位错运动都有显著阻碍作用,使得合金在200℃以下具有良好的高温性能。150℃下Al-6Mg-0.7Zr合金抗拉强度达到320 MPa,屈服强度266 MPa,断后伸长率33.37%。

SiC_(p)含量对SiC_(p)/Al-1.2Mg-0.6Si铝基复合材料组织和性能影响

采用粉末冶金法制备SiC_(p)/Al-1.2Mg-0.6Si铝基复合材料,分析了该复合材料的均匀性和界面结合情况,探讨了几种体积分数该复合材料的显微组织和性能变化。结果表明,SiC颗粒和基体之间的界面清晰平滑,界面结合良好,但随着热压温度的增加,SiC与基体间的微观缩孔和析出相逐渐增多。随着SiC颗粒含量的增加,材料的弹性模量、热导率显著提高,弯曲强度先升高后下降,而热膨胀系数逐渐降低。

Zr含量对汽车车身用Al-0.36Mg-1.23Si合金板材组织及性能的影响

借助OM,TEM观察,拉伸和杯突试验研究w(Zr)≤0.29%对T4P态Al-0.36Mg-1.23Si合金板材显微组织、成形性和烤漆硬化性的影响.结果表明,当w(Zr)≤0.15%时,Zr以40~50 nm的(AlSi)3(Zr_(x)Ti_(1-x))弥散相粒子存在于铝基体中,粒子数量随Zr含量增加而增多,Zr质量分数超过0.22%,板材中出现3~23μm的(AlSi)3(Zr_(x)Ti_(1-x))初生相.添加0.15%Zr使板材的再结晶晶粒从无Zr板材的55μm细化至20μm,Zr含量继续增加,晶粒无明显变化.Zr含量增加,T4P态板材的强度略有增大,延伸率先保持不变后逐渐减小,n_(10-20),r_(10)和I_(E)值基本不变.含Zr合金板材经模拟烤漆后的屈服强度增量均超过86 MPa,但Zr含量增加对合金板材的烤漆硬化性无明显影响.

Sc含量对含Zr的Al-0.36Mg-1.23Si合金板材组织和性能的影响

利用OM、TEM,拉伸试验机和杯突试验机研究了添加质量分数(下同)0.15%的Zr及同时添加不超过0.09%Sc的T4P态Al-0.36Mg-1.23Si合金板材显微组织、成形性和烤漆硬化性。结果表明:Al-0.36Mg-1.23Si、Al-0.36Mg-1.23Si-0.15Zr、Al-0.36Mg-1.23Si-0.15Zr-(0.03~0.09)Sc合金板材基体中弥散相粒子分别为(Al, Si)_(3)Ti相、(Al, Si)_(3)(Zr, Ti)相以及(Al, Si)_(3)(Zr, Sc, Ti)相。添加0.15%Zr将T4P态Al-0.36Mg-1.23Si合金板材的等轴状再结晶晶粒尺寸由53μm细化至23μm,再添加0.03%~0.09%Sc后,板材的再结晶晶粒略微细化至20μm左右。Sc含量增加,T4P态Al-0.36Mg-1.23Si-0.15Zr合金板材的屈服强度和抗拉强度均略有降低,断裂伸长率、n_(10~20)值、r_(10)值和杯突值I_(E)均无明显变化,板材再经2%的预拉伸和170℃30 min模拟烤漆处理后的烤漆硬化性逐渐降低。

Sb变质对Mg-6A1-1Zn-0.7Si镁合金热处理组织和力学性能的影响

通过金相、扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)和差热分析(DSC)等手段,研究Sb变质对Mg-6Al-1Zn-0.7Si镁合金热处理组织和力学性能的影响,尤其是对合金固溶处理组织的影响。结果表明:固溶处理可以变质Mg-6Al-1Zn-0.7Si镁合金铸态组织中的汉字状Mg2Si相,使Mg2Si相从汉字状变为短杆状和条块状,并且添加0.4%Sb到实验合金中可使固溶处理变质汉字状Mg2Si相的效果提高。也正是由于固溶处理可以使实验合金组织中的汉字状Mg2Si相变质,使得Mg-6A1-1Zn-0.7Si合金时效处理后获得了较铸态更高的的抗拉性能和抗蠕变性能,并且添加0.4%Sb可以进一步增强热处理对性能的改善作用。

Sb对Mg-4Al-2Si合金显微组织和力学性能的影响

研究了合金元素Sb对Mg-4Al-2Si合金显微组织和力学性能的影响。结果表明，加入少量的Sb（0．25％～0．75％）能有效细化汉字状Mg2Si相颗粒和α（Mg）基体组织，并在合金中形成Mg1Sb2相，提高合金的力学性能：当Sb含量为0．25％时，Mg2Si颗粒显著细化；当Sb含量为0．75％时，α（Mg）基体组织的细化效果最佳，形成了细小、均匀的α（Mg）等轴晶组织，此时合金的抗拉强度和屈服强度达到最大值；当Sb含量大于0．75％时，Mg2Si相颗粒向晶界大量偏聚并粗化，导致材料力学性能迅速下降。

Mg-4Al-2Si合金固溶处理过程中Mg_2Si相颗粒的球状化

实验研究了Mg-4Al-2Si合金固溶处理过程中汉字状Mg2Si相颗粒的球化现象及其工艺参数对球化的影响。结果发现:Si沿Mg/Mg2Si界面扩散,使粗大的汉字状Mg2Si颗粒发生部分溶断,并依靠自发球化的趋势通过向未溶的粒状Mg2Si扩散聚集完成球化;最佳球化工艺为420℃保温16h。

往复挤压Mg-4Al-2Si合金的高温拉伸性能

利用往复挤压制备细晶Mg-4Al-2Si合金,采用OM、XRD和SEM分析合金组织,在150℃和1.33×10-3s-1初始应变速率下测试合金的拉伸性能。结果表明:铸态组织由α-Mg、β-Mg17Al12、共晶型汉字状Mg2Si和少量初生块状Mg2Si组成。经过8道次往复挤压后,α-Mg和Mg2Si颗粒的尺寸分别为2.1和1.3μm,高温抗拉强度、屈服强度、伸长率和拉伸强度保持率分别为250MPa、197MPa、62%和88%。优良的高温性能归因于细小的基体组织和稳定的Mg2Si颗粒对晶界的有效钉扎作用。

往复挤压Mg-4Al-2Si镁合金的组织细化与力学性能

研究往复挤压变形对Mg-4Al-2Si合金组织和性能的影响性能,探讨基体组织和Mg2Si颗粒相的细化效果与细化机制,分析Mg2Si颗粒对再结晶的影响规律。结果表明:挤压过程中发生受位错攀移控制的动态再结晶,通过晶界迁移、亚晶合并与转动机制形成细小的α(Mg)再结晶等轴晶;随着往复挤压道次的增加,动态再结晶速度加快,晶粒尺寸迅速减小;α(Mg)与Mg2Si的晶粒尺寸在铸态下分别为45和60μm,往复挤压6道次后,晶粒尺寸减小到3和1μm,形成了细小、均匀的α(Mg)等轴晶组织,Mg2Si颗粒呈细小、弥散分布;合金的力学性能随往复挤压道次的增加而显著提高。

铸态Mg-4Al-2Si合金的显微组织与力学性能

采用重力铸造法制备Mg-4Al-2Si(AS42)镁合金,研究了铸态合金的显微组织和室温力学性能。结果表明:铸态AS42合金主要由α-Mg基体、β-Mg17Al12相及Mg2Si相组成;β-Mg17Al12相呈网状和棒状分布于晶界上,粗大的汉字状Mg2Si相沿晶界或穿晶分布,多边形块状Mg2Si相随机分布于基体组织中。铸态合金的硬度为64.5 HV,室温抗拉强度为113.5 MPa,屈服强度为86 MPa,伸长率为4.1%;拉伸断裂形式为准解理脆性断裂。

钐对Mg-6Al-1.2Y-0.9Nd镁合金组织和耐蚀性能的影响

利用静态失重法、金相显微镜、扫描电子显微镜等研究了不同含量的稀土元素Sm对Mg-6Al-1.2Y-0.9Nd镁合金的腐蚀速率(腐蚀介质分别为0.5%和3.5%的NaCl水溶液)、微观组织、表面腐蚀形貌的影响。结果表明,添加0.5%的Sm时,合金的第二相得到了明显的细化,组织和成分更加均匀;当Sm含量大于0.5%时,合金的析出相增多,并产生粗化、偏聚的现象。另外,在两种浓度的腐蚀介质中,合金的腐蚀速率随着Sm含量的增加均呈现先降低后增加的趋势,其中当Sm含量为0.5%时,合金的腐蚀速率均达到最低,耐蚀性能得到明显的改善。

Mg-(6～8)A1-0.7Si合金的组织和力学性能分析

通过金相观察、扫描电镜、X衍射分析和拉伸实验等方法，研究了Mg-（6～8）Al-0．7Si合金的铸态组织和力学性能．研究结果表明：添加了少量Sb和RE的Mg-（6～8）Al-0．7%Si的铸态组织主要由α—Mg基体、Mg17Al12相、Mg2Si相、Mg3Sb2相和少量针状Al4Si2Mn2Y相组成，并且随着Al含量的增加，试验合金组织中的Mg17Al12相增多，共晶析出物变得更加连续．同时，力学性能的测试结果表明：Al含量变化对于试验合金抗拉强度、屈服强度和延伸率的影响呈现出不同的变化规律．

热处理对往复挤压态Mg-4Al-2Si合金组织和性能的影响

研究了往复挤压态Mg-4A l-2Si合金经固溶处理及固溶+时效处理后的组织与性能。结果表明,固溶处理后合金的硬度、抗拉强度与屈服强度均降低,伸长率出现最大值;经固溶+时效处理后合金的晶粒明显长大,硬度、抗拉强度及塑性降低,屈服强度降低显著。合金挤压态与往复挤压后固溶处理态的断裂形式为韧性断裂;挤压态合金经过固溶+时效处理后的断裂形式为脆性准解理断裂。