Ti含量对分别采用废料和全新料熔铸的Al-6.2Zn-2.1Mg-2.1Cu合金铸锭晶粒细化效果的影响

在用废料重熔和全新料熔炼的Al-6.2Zn-2.1Mg-2.1Cu合金中以AlTi5B1丝状中间合金的方式分别加入质量分数为0.005%、0.01%、0.02%、0.04%和0.06%的Ti,将铝液浇入铁模,获得小铸锭,研究Ti含量对铸锭晶粒细化效果的影响。结果表明,晶粒细化效果来源于新添加Ti,当添加w(Ti)=0.02%~0.04%时,Al-6.2Zn-2.1Mg-2.1Cu合金铸锭晶粒细化效果最佳。

Al-6.4Zn-2.3Mg-2.1Cu合金均匀化退火工艺研究

7×××系铝合金是商业化航空航天铝合金中用量最大的品种,是全世界航空航天制造业中最为重要的轻质结构材料之一。采用差示扫描量热法(DSC)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等,对工业化半连续铸造的Al-6.4Zn-2.3Mg-2.1Cu合金铸锭进行单级、双级均匀化退火工艺试验研究。结果表明:双级均匀化退火更有利于第二相回溶,且双级均匀化处理后基体中析出大量尺寸细小、弥散分布的Al_(3)Zr粒子,对于抑制再结晶、细化晶粒非常有利。该合金适宜的均匀化退火工艺为466℃48h+480℃12h。

Al-6.4Zn-2.3Mg-2.1Cu超高强铝合金厚板固溶过程的组织演变

采用金相显微分析、扫描电镜和能谱分析等手段,研究了80 mm厚超高强Al-6.4Zn-2.3Mg-2.1Cu铝合金热轧板经第一级470℃以及第二级480℃固溶处理前后的相和组织的演变。结果表明,该合金热轧板中主要存在粗大块状的Al2Cu Mg相、长棒状Al7Cu2Fe相及含Zn Mg Cu的细小析出相等,经470℃固溶处理5 min后,Zn Mg Cu析出相基本溶入基体,90 min后完全溶入基体。经470℃1.5 h+480℃5 h双级固溶处理后存在极少量未溶Al2Cu Mg相,板材组织仍为部分再结晶组织,晶粒总体轮廓与热轧态的相似;随第一级470℃及第二级480℃固溶时间的延长,该合金厚板晶粒形态变化较小,沿轧制方向伸长且部分晶粒中存在细小亚晶组织,亚晶尺寸随固溶时间延长而缓慢长大。

时效处理对Al-9.3Zn-2.0Mg-2.1Cu合金型材组织性能的影响

高合金化7×××系铝合金时效热处理是获得超高强度的基础。试验研究了Al-9.3Zn-2.0Mg-2.1Cu合金型材在单级、双级、三级时效处理过程中的组织、性能演变,在此基础上研究了典型时效态的析出相特征。研究结果表明:峰时效态合金虽然具有最高的强度,但是断裂韧性和导电率最低;双级时效处理过程中,随着过时效程度的加深,合金强度降低,断裂韧性和导电率升高;三级时效处理过程中,随着第二级时效时间的延长,合金强度降低,断裂韧性和导电率升高。对比典型峰时效、双级过时效、三级时效态的析出相特征,发现峰时效态合金中基体析出相主要为尺寸细小、分布密集的GP区和η相;晶界析出相尺寸细小、断续分布。双级过时效态基体析出相主要为尺寸粗大且分布疏散的η相和η相;晶界析出相尺寸粗大、断续分布,存在明显的无沉淀析出带。三级时效态合金兼具了峰时效态合金的基体析出相特征和双级过时效态合金的晶界析出相特征;在同等强度水平下,三级时效态合金具有更高的断裂韧性和导电率,综合性能匹配更优。

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。

Al-6.2Zn-2.3Mg-2.3Cu合金铸锭均匀化退火工艺研究

对Al-6.2Zn-2.3Mg-2.3Cu合金在均匀化退火加热炉开展了带料测温实验,获得了实际升温速率。在实验室模拟现场加热炉升温速率进行不同均匀化退火时间的工艺研究,并通过DSC分析和扫描电镜分析评价了铸锭的均匀化效果,确定了合金的有效保温时间下限,优化后的有效保温时间比优化前的缩短了13h。工业化生产验证表明,铸锭采用优化后的双级均匀化退火工艺470℃32h+480℃19h进行退火,轧制的成品板材性能满足标准要求。

固溶时效处理对Al-6.6Zn-2.3Mg-2.1Cu-0.12Zr合金组织性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、硬度测试、电导率测试和室温拉伸性能测试等分析手段,研究了Al-6.6Zn-2.3Mg-2.1Cu-0.12Zr合金挤压板带固溶、单级时效和双级时效制度下的组织和性能。研究表明,Al-6.6Zn-2.3Mg-2.1Cu-0.12Zr合金挤压板带采用475℃/2 h的固溶处理制度,析出相回溶充分,无过烧现象;合金采用475℃/2 h+120℃/24 h的T6时效处理制度,晶内析出相细小弥散,晶界析出相连续分布;合金采用475℃/2 h+110℃/8 h+160℃/28 h的T74双级固溶时效处理制度,晶内析出相以η'和η为主,晶界析出物完全断开。