Au对Al-1.7Cu合金均匀化的影响

分别对Al-1.7Cu和Al-1.7Cu-Au(摩尔分数,%)合金铸锭在530℃/24 h条件下进行均匀化处理,采用X线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、X线能谱仪(EDS)和电子探针(EPMA)等对合金的形貌与结构进行观察与分析,研究微合金化元素Au对该合金均匀化过程的影响以及Au在铸态和均匀化态合金中的存在形式。结果表明:铸态Al-1.7Cu和Al-1.7Cu-Au合金均析出大量Al_2Cu相,但Al-Cu-Au合金还析出一定量的Al-Cu-Au相,该相主要沿晶界分布,其形貌与初生Al_2Cu相明显不同,为白色骨头状组织,化学计量比为Al_2(Cu_(0.5),Au_(0.5))均匀化后初生Al_2Cu相大部分回溶,而Al_2(Cu_(0.5),Au_(0.5))相为难溶相,只发生熔断球化,其中的部分Cu回溶,化学计量配比转变为Al_2(Cu_(0.25),Au_(0.75)):均匀化后Al-Cu合金的Cu完全固溶到Al基体中,而Al-Cu-Au合金中只有约90%的Cu固溶到Al基体中,约10%的Cu仍偏聚在Al_2(Cu_(0.25),Au_(0.75))相中。可见添加微量Au影响Al-Cu合金中Cu原子的扩散和偏聚情况。

间断直流磁场对Al-5Mg-3Zn-1Cu合金凝固组织和性能的影响

对Al-5Mg-3Zn-1Cu合金的凝固过程施加不同直流电压(0~300 V)和放电频率(0~20 Hz)以及占空比为30%的间断直流磁场,研究了间断直流磁场对其凝固组织及力学性能的影响。结果表明:间断直流磁场有效细化了合金的凝固组织,初生α-Al相由无磁场时的粗大枝晶变为细小的蔷薇状晶粒,第二相由粗大而连续的网格状结构变为细小而断续分布结构。随着直流电压的增加,合金的晶粒尺寸、第二相体积分数和长度均减小,抗压强度和断裂应变均先升后降;随着放电频率的增加,晶粒尺寸、第二相体积分数和长度均先减小后增大,抗压强度和断裂应变均先升后降。施加间断直流磁场后,合金的拉伸性能提高,断口中的准解理面减少,撕裂棱增多。当直流电压为200 V、放电频率为5 Hz时,合金的抗压强度和断裂应变最大,与无磁场时相比分别提高了31.6%和43%,抗拉强度和断后伸长率则分别提高了79.71%和83.3%。

回归升温速率对Al-6.02Zn-2.24Mg-2.30Cu合金组织和性能的影响

采用室温拉伸、慢应变速率拉伸应力腐蚀和透射电镜等检测手段,研究了回归升温速率对Al-6.02Zn-2.24 Mg-2.30Cu合金组织和性能的影响。结果表明,随着回归升温速率的降低,合金处于高温区时间增加,合金强度不断降低。回归升温速率由5.6℃/min下降到0.25℃/min,抗拉强度由663.1 MPa下降到631.7 MPa,而合金导电率和抗腐蚀性能逐渐增加,应力腐蚀敏感指数由4.7%下降到2.7%。回归升温速率减慢,晶内相长大程度增加,降低了合金强度。但同时晶界析出相尺寸及其分布间距增加,晶界析出相中的Cu含量随之增加,提高了合金的抗腐蚀性能。

应力时效影响Al-10Zn-3Mg-3Cu合金带外纵筋筒形件组织性能研究

目的研究应力时效条件下Al-10Zn-3Mg-3Cu合金带外纵筋筒形件筋部试样的应力松弛行为,探明基体应力松弛机制以及强韧性协同提升机理。方法针对淬火态筋部试样,设计不同的初始应力值进行应力时效实验,然后采用数据分析与微观组织形貌表征方法研究试样组织性能。结果当施加的初始应力为250MPa时,筋部试样的应力松弛程度可达85.8%,同时,试样抗拉强度为736.40 MPa,屈服强度为697.53 MPa,延伸率为10.96%。结论在250MPa应力时效条件下,应力松弛机制主要为晶界Coble蠕变和位错运动,位错运动促进了亚晶的增殖,Coble蠕变使基体晶粒长大,这些行为促使试样应力耗散。同时,应力时效改变了析出相形态,发展了具有孪生界面的复合析出相。经分子动力学计算可知,该特征微结构有利于基体强韧性的协同提升。

固溶制度对Al-5.6Cu-1.7Mg-0.2Zr-0.1Sr-0.6Ti合金挤压材组织性能的影响

通过金相组织分析、扫描电子显微镜分析、X射线衍射、硬度、电导率、室温拉伸性能、断后伸长率和抗晶间腐蚀等微观组织观察及性能表征,研究了四种不同固溶制度对Al-5.6Cu-1.7Mg-0.2Zr-0.1Sr-0.6Ti合金微观组织和性能的影响。结果表明:随着固溶温度的升高,合金中的晶粒逐渐变大;当固溶温度低于520℃时,合金中的未溶相的数量和尺寸随着固溶温度的升高而减小;当固溶制度为510℃×2 h+520℃×2 h时,合金中的未溶相开始增多,合金出现轻微过烧,断后伸长率及抗晶间腐蚀性能变差,但抗拉强度最高,达到了490.14 MPa。合金的位错强度和位错贡献值随着固溶温度的升高而减小,合金中的强化效果主要来源于固溶强化和时效析出强化。合金在T6状态下,(490℃×2 h+500℃×2 h)和(500℃×2 h+510℃×2 h)两种不同固溶制度下的抗拉强度和断后伸长率等力学性能和抗晶间腐蚀性能都较优,这两种固溶制度均是适合Al-5.6Cu-1.7Mg-0.2Zr-0.1Sr-0.6Ti合金的固溶制度。

微量Sc对Al-8.0Zn-1.6Mg-1.7Cu合金厚板组织与性能不均匀性的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、常温拉伸和电子背散射衍射技术等研究了Al-Zn-Mg-Cu-Sc厚板(35 mm)组织与性能沿厚度方向的变化规律。结果表明:板材表层抗拉强度与心部相差2.5%,力学性能分布较均匀;板材表层与心部的再结晶存在显著的差异,表层再结晶比例达65%,心部仅为4.1%;板材的抗剥落腐蚀能力存在不均匀性,表层的抗剥落腐蚀能力小于心部。

正交轧制改善铸造Al-5Cu合金微观组织和力学性能的研究

铸造Al-5Cu合金的组织粗大且在基体内存在大量粗大的Al2Cu相共晶组织,其屈服强度及伸长率分别为60 MPa和3.6%。通过对铸态合金进行普通轧制与正交轧制使合金的组织得到细化,且基体中的共晶组织分布更均匀,合金的屈服强度分别提高到171.9 MPa和176.7 MPa,伸长率分别达到6.8%和10.2%。先对Al-5Cu合金进行520℃,24 h的均匀化处理,然后进行正交轧制。这使得Al-5Cu合金的极限抗拉强度和屈服强度分别达到213.2 MPa和177.9 MPa,伸长率增加到16%。均匀化处理后正交轧制可使铸态Al-5Cu合金的组织和力学性能增加更显著。

不同晶粒细化剂对Al-6.5Zn-2.4Mg-2.2Cu合金组织性能的影响

为了优化Al-6.5Zn-2.4Mg-2.2Cu合金的熔铸工艺,分别采用AlTi5B0.2和AlTi5B1两种晶粒细化剂开展试验,对比分别添加两种晶粒细化剂的铸锭的化学成分、低倍晶粒度、显微组织和轧制板材的拉伸力学性能、抗剥落腐蚀性能、疲劳性能。结果表明,Al-6.5Zn-2.4Mg-2.2Cu铝合金宜选择AlTi5B0.2晶粒细化剂。

AlTi3BC细化剂对Al-9.5Si-4Zn-2.5Cu高强压铸铝合金组织性能的影响

利用扫描电镜(SEM)、光学显微镜和万能试验机等手段,研究添加不同比例的晶粒细化剂AlTi3BC对Al-9.5Si-4Zn-2.5Cu高强压铸铝合金的力学性能及微观组织的影响。结果显示,适量的晶粒细化剂AlTi3BC对高强压铸铝合金细化效果显著,明显改善α-Al与共晶Si的形貌,使组织更加均匀。对直径为6.4 mm的试样,添加质量分数为5%的晶粒细化剂AlTi3BC,其抗拉强度提升16 MPa,断后伸长率由3.23%提升到3.95%;对厚度约2 mm的手机中板添加质量分数为0.5%的晶粒细化剂AlTi3BC,其断裂力提升42 N,断裂位移由4.10 mm提升到6.5 mm。

微量Cu对Al-2.4Si-0.2Fe-1.2Mn-1.5Zn合金翅片箔耐腐蚀性能的影响

采用金相显微镜、电位计、EPMA和SWAAT腐蚀试验等手段,研究了三种不同Cu含量的Al-2.4Si-0.2Fe-1.2Mn-1.5Zn合金翅片箔钎焊后的冷凝器接头断面形貌、微观组织、元素扩散、电极电位和耐腐蚀性能。结果表明:对于Al-2.4Si-0.2Fe-1.2Mn-1.5Zn合金翅片箔,Cu含量越高,翅片的钎焊前、后强度也越高,钎焊连接良好,但钎焊后的冷凝器和翅片自身的耐腐蚀性会变差;当Cu含量比较低时,钎焊后的冷凝器有着良好的耐腐蚀性能。

稀土元素铒对Al-4Cu合金组织与性能的影响

采用拉伸力学性能测试、硬度测试、金相组织观察、透射电镜与能谱分析等方法,研究了不同量稀土元素Er对Al 4Cu合金组织与性能的影响,结果表明:稀土Er能够细化Al 4Cu合金的枝晶网胞组织;Er元素对Al 4Cu合金的再结晶行为起到了抑止作用,添加0.2%Er能使Al 4Cu合金的再结晶起始温度提高80℃左右,再结晶终了温度提高50℃左右;不同量稀土元素Er不能改善Al 4Cu合金的拉伸力学性能,甚至在一定程度上使合金的力学性能降低,这是因为添加到Al 4Cu合金中的Er元素并没有与Al作用形成细小的Al3Er颗粒,而是与Al,Cu发生交互作用形成了低熔点共晶Al8Cu4Er相,这使合金的力学性能在一定程度上有所降低。

Al_(10)Zn_(2.9)Mg_(1.7)Cu超高强铝合金的喷射成形制备研究

采用喷射成形技术制备了Al1 0 Zn2 .9Mg1 .7Cu高强高韧铝合金沉积坯件 ,研究了喷射成形制备过程中各工艺参数对沉积坯件的成形性、显微组织、致密度的影响 ,确定了适当的工艺参数 ,研究了沉积坯件的热挤压及热处理工艺 ,对材料的组织进行了分析并对不同状态的材料性能进行了比较。研究结果表明 :当喷射成形工艺参数合理时 ,沉积坯件具有良好的成形性与致密度 ,在随后的热挤压过程中 ,通过较低的挤压比即可使材料达到全致密 ;通过对合金进行适当的热处理 ,材料的极限抗拉强度达到 810MPa ,同时延伸率保持在 8%～ 11% ,该材料是一种理想的轻质高强结构材料。

喷射成形Zn-27Al-1Cu合金制备滑动轴承

研究了喷射成形Zn 2 7Al 1Cu合金棒坯的制备技术、热挤压工艺以及Zn 2 7Al 1Cu合金滑动轴承的制备技术 ,分析了喷射成形Zn 2 7Al 1Cu合金的显微组织、力学性能、耐磨性能。实验结果表明 :采用喷射成形制备的Zn 2 7Al 1Cu合金的棒坯经后续热挤压成形后 ,具有比传统铸造ZA2 7合金更高的力学性能和耐磨性能。这种由喷射成形Zn 2 7Al 1Cu合金制造的滑动轴承在实际使用过程中 ,其寿命比传统材料制造的滑动轴承提高 15 0 %以上。

时效制度对挤压Al-6.2Zn-2.3Mg-2.3Cu铝合金电化学腐蚀性能的影响

采用开路电位、循环极化曲线、电化学阻抗谱及腐蚀形貌表征等研究不同时效制度下Al-6.2Zn-2.3Mg-2.3Cu铝合金分别在3.5%Na Cl(质量分数)以及10 mmol/L Na Cl+0.1mol/L Na2SO4溶液中的电化学腐蚀行为。结果表明:4种时效制度处理后,挤压铝合金耐局部腐蚀能力由大到小的顺序依次为T76+T6、T76、T77、T6。试样在10 mmol/L Na Cl+0.1mol/L Na2SO4溶液中主要发生点蚀,从循环阳极极化曲线上可以观察到明显的点蚀电位和点蚀转换电位;在3.5%Na Cl溶液中发生点蚀和晶间腐蚀。利用点蚀电位φb以及点蚀电位与自腐蚀电位的差值(φb-φcorr)表征局部腐蚀发生的难易程度,自腐蚀电位和再钝化电位的差值(φcorr-φrep)表征局部腐蚀的发展程度。另外,表征了试样的硬度和导电率等性能,发现与峰时效相比,三级时效处理后的合金的硬度并无显著降低,且T76+T6态的硬度稍大于T77态的。可见扩大三级时效的回归时间窗口、降低回归温度,可使合金同时获得更优异的强度和耐蚀性能。

合金元素对铸造Al-4.5Cu合金准固态力学行为的影响(英文)

研究了铸造Al-4.5Cu合金的准固态力学行为及几种合金元素对其凝固行为的影响。结果表明:Si,Ce,La,Ti及Zr元素可有效减小Al-4.5Cu合金的结晶范围,从而使其热裂倾向性降低;La元素的加入可提高Al-4.5Cu合金的热裂抗力;并研制了一种新型Al-4.5Cu合金,该合金具有良好的室温与高温综合性能。

固溶原子及析出相对强变形Al-4Cu合金晶粒细化效果的影响

通过透射电镜观察和XRD检测分析,对比纯Al试样,研究了多向压缩变形(MAC)过程中固溶原子及析出相对Al-4Cu合金晶粒细化效果的影响。结果表明:室温下,经过相同变形道次后,固溶原子的存在导致Al-4Cu合金所形成的亚晶粒形貌不规则,晶内位错密度较高,呈长约200 nm、宽约100 nm的类竹节状,纯Al中亚晶粒内部位错密度低,呈直径约600 nm的等轴状;Al-4Cu合金在室温下的析出相回溶过程抑制细小晶粒的形成,有利于亚晶内部位错密度的降低,50℃下的析出相回溶及再析出过程有利于细小晶粒的形成。

超声波搅拌法制备半固态Al-5Cu合金

采用超声波搅拌法制备半固态Al-5Cu合金,研究了超声波导入时熔体的温度、搅拌时间和超声波输出功率3个重要参数对获得半固态Al-5Cu合金组织形貌的影响。结果表明,在熔体处于610～660℃之间导入超声波,随着熔体温度的升高,合金初生晶粒逐渐趋于细小的球状颗粒;当熔体为660℃时,随着导入超声波输出功率的增大、搅拌时间的延长,Al-5Cu合金初生相形貌由粗大的枝晶状逐渐转变为细小的球状晶粒。

锰对铸造Zn-38Al-2.2Cu合金组织和热疲劳性能的影响

在Zn-38Al-2.2Cu合金中加入不同量的锰后,研究锰对合金力学性能和显微组织的影响。结果表明,合金中添加0.6%的锰后,部分锰元素溶入基体α′相,使α′相产生固溶强化,导致合金的耐热性及热疲劳性能提高。剩余的锰在基体上析出弥散度和热稳定性都很高的富锰相,提高了合金的热强性,弥补了高温环境下合金晶界薄弱的缺点。富锰相大小适中、分布均匀,对裂纹的传播和扩展有抑制作用,而当富锰相粗大、呈连续状分布时,有利于裂纹的扩展。

喷射成形Al11.4Zn2.6Mg1.7Cu合金沉积、预热和挤压3种状态的显微组织分析

利用金相、XRD、SEM、TEM等测试方法对喷射成形工艺制备的Al11.4Zn2.6Mg1.7Cu超高强铝合金材料沉积、预热和挤压3种不同状态的显微组织演变进行了分析。结果表明:沉积坯件和预热坯件的显微组织都由等轴晶粒组成,晶粒平均尺寸分别约为23和24μm,没有发生明显变化,经过热挤压后,晶粒沿挤压方向拉长;合金在沉积、预热、挤压3种不同状态,一次析出相主要组成为MgZn2,Al2Cu和Al2CuMg相,没有发生变化。沉积坯件晶内呈针状、类球状和块状等形态的MgZn2相经过热挤压之后在一定程度上被破碎,尺寸变小,弥散分布于晶内;原来存在晶界上的尺寸稍大的Al2CuMg相经过热挤压之后被剧烈破碎,由在沉积态中主要呈现的骨骼状变为尺寸细小的不规则形态,并沿挤压方向分布;Al11.4Zn2.6Mg1.7Cu超高强铝合金中添加的主要合金元素在沉积、预热、挤压3种状态中的分布规律没有发生变化。

冷却速率对Zn-30Al-1Cu合金组织的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜和X射线衍射仪研究了冷却速率对Zn-30Al-1Cu合金微观组织的影响。结果表明,Zn-30Al-1Cu合金初始凝固组织主要由初生相α'相、包围在初生相周围的包晶β相和共析组织(α+η)组成,共析组织由包晶β相分解而来。凝固后期共析胞向枝晶中心生长,使α'相分解为层片α+η组织。随冷却速率增大,初生相由枝晶状变成等轴晶粒,尺寸也越来越小,沉积态晶粒尺寸最细小,铸态晶粒尺寸最大。冷却速率提高Cu元素在基体相中的固溶度,沉积态合金中没有发现富铜相ε,Cu元素全部固溶到基体中;普通铸造和快速凝固合金中均发现富铜相ε,它们存在于枝晶间和η相中。