Zn-10Al-2Cu合金高温热压缩流变行为研究

采用Gleeble-3800热模拟试验机对Zn-10Al-2Cu合金在变形温度为150~330℃、变形速率为0.01~10s-1条件下的流变行为进行研究。结果表明：Zn-10Al-2Cu合金在热压缩变形中,当应变速率一定时,流变应力随变形温度的升高而减小;而当变形温度一定时,流变应力随着变形速率的增大而增大,达到峰值后下降趋势平缓。Zn-10Al-2Cu合金的热压缩流变行为可用双曲正弦形式的本构方程来描述。在本实验条件下,该锌铝铜合金热变形应力指数n为5.4、热变形激活能Q为137kJ/mol,高温流变应力用含Zener-Hollomon参数的Arrhenius方程描述为：σ=123ln{（Z/（1.22×1013））1/5.4＋[（Z/（1.22×1013））2/5.4＋1]1/2}。

超声处理对Al-2Cu合金凝固组织及熔体除气效果的影响

本试验研究了超声处理时间对Al-2Cu合金凝固过程中组织及熔体除气效果的影响。结果表明:采用功率为2000 W、频率为20 kHz对Al-2Cu合金熔体施加超声处理,可以获得良好的除气效果,使铸锭晶粒细化;当超声处理时间约为90 s时,晶粒细化和除气效果最佳,铸锭断面几乎100%为等轴晶,铸锭密度以及除气率分别达到了2.726 g·m^-3和67%。

Al-6Zn-2Mg-2Cu合金热处理后的拉伸与晶间腐蚀性能

为了研究不同时效处理对Al-6Zn-2Mg-2Cu合金性能的影响,研究了强化固溶后T6和T76时效处理对Al-6Zn-2M g-2Cu合金硬度、拉伸性能与晶间腐蚀性能的影响.结果表明,强化固溶后与经过T6时效处理的合金相比,T76时效处理后合金的硬度并无明显变化,但合金的抗拉强度下降了4.39%,伸长率则明显上升.经T6和T76时效处理后,合金的晶间腐蚀等级均为4级.两种时效状态下合金腐蚀速率均在0~1.5 h范围内急剧增大,之后开始下降.经过强化固溶与T76时效处理后,合金的抗晶间腐蚀性能得到明显改善.

Al-12Si-2Cu-xCe压铸铝合金的微观组织演化及显微硬度

在工业用压铸铝合金Al-12Si-2Cu(ADC12)中分别添加0.3 wt%、0.6 wt%、0.9 wt%的稀土Ce元素,对其进行压铸实验。采用光学显微镜和显微硬度计,研究了Al-12Si-2Cu-xCe压铸铝合金的微观组织演化及显微硬度。实验结果表明:初生α-Al枝晶得到一定的球化,且其二次枝晶间距(SDAS)开始随着Ce含量的增加而逐渐减小;当Ce含量为0.6 wt%时,SDAS达到最小值;当Ce含量为0.9%时,SDAS值反而更大。另外,Ce的添加使α-Al枝晶间共晶Si相和富Fe金属间化合物相(β-AlFeSi)的尺寸变化规律与SDAS的变化规律类似。Al-12Si-2Cu-xCe(x=0、0.3、0.6、0.9)压铸铝合金对应的显微硬度值分别为100.6、109.87、111.54、108.1 HV。

旋压对Al-2Cu-Mg-Fe-Ni合金热处理组织的影响

利用金相、硬度和XRD等方法研究了旋压变形对Al-2Cu-Mg-Fe-Ni合金热处理组织的影响。结果表明,旋压使Al-2Cu-Mg-Fe-Ni合金时效后的硬度得到明显提高,峰时效时间缩短;同时,旋压后的Al-2Cu-Mg-Fe-Ni合金组织中再结晶晶粒均匀且细小,晶粒尺寸平均为30μm左右,远小于旋压前的再结晶晶粒。

回归再时效处理对Al-6Zn-2Mg-2Cu合金力学性能及耐蚀性的影响

通过维氏硬度测试、拉伸测试、剥落腐蚀与晶间腐蚀试验、扫描电镜（SEM）与透射电镜（TEM）分析等手段,研究了回归再时效（RRA）处理对Al-6Zn-2Mg-2Cu合金力学性能及耐腐蚀性能的影响。结果表明：经RRA处理后的Al-6Zn-2Mg-2Cu合金硬度、强度与单级时效（T6态）相当,均高于双级时效（T73态）。RRA 190℃×40 min处理,合金硬度达到最高,回归时间继续延长,硬度逐渐减小。Al-6Zn-2Mg-2Cu合金经不同时效处理后抗腐蚀性能由低到高依次为：T6、RRA 190℃×20 min、RRA 190℃×40 min、RRA 190℃×60 min、T73。RRA处理可保持Al-6Zn-2Mg-2Cu合金高强度的同时提高其抗腐蚀性能。经120℃×24 h＋190℃×40 min＋120℃×24 h的RRA处理后,合金硬度较高且腐蚀敏感性小,具有良好的综合性能。

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。

轧制对Al-6Zn-2Mg-2Cu合金时效组织及MgZn_2相析出动力学的影响

利用光学显微镜及X射线衍射仪对轧制后时效的Al-6Zn-2Mg-2Cu铝合金的显微组织及MgZn_2相的体积分数进行表征,研究了轧制变形量对Al-6Zn-2Mg-2Cu铝合金时效处理后的组织及MgZn_2相析出动力学的影响,结果表明:轧制变形后该合金显微组织沿轧制方向呈流线型分布,且随轧制变形量的增大,时效态组织出现再结晶现象;时效过程中MgZn_2相优先在晶界处析出;随着轧制变形量的增大,MgZn_2相的析出速度增大;结合试验数据,由JMAK方程计算两种轧制变形量的Al-6Zn-2Mg-2Cu铝合金在同一时效处理温度下,经过不同的时效时间,MgZn_2析出相的体积分数的拟合曲线分别为y=1-exp(-0.00060t^(0.5306))和y=1-exp(-0.00063t^(0.5276))。