Cu-4Ag合金微细丝拉拔极限预测模型

采用三室真空冷型竖引连铸设备制备了Cu-4Ag合金铸态杆坯,并利用连续冷拉拔变形得到了不同线径的Cu-4Ag合金微细丝,通过拉拔实验获取了不同线径下材料的屈服强度和抗拉强度;基于线径与强度的关系,构建了微细丝拉拔极限预测模型。结果表明,在拉拔过程中,Cu-4Ag合金微细丝的线径与抗拉强度密切相关,具有明显的尺寸效应;修正后的拉拔极限模型能够较为准确地预测不同线径的Cu-4Ag合金微细丝能够达到的拉拔极限。将拉拔极限模型产出的数据导入MATLAB中,构建了三维曲面模型,可以更为直观地分析材料的拉拔极限。

Ag元素和时效时间对T6态Al-5Cu-0.8Mg-0.15Zr-0.2Sc合金拉伸性能的影响

为了明确Ag元素的添加对Al-Cu-Mg系铝合金拉伸性能的影响,针对T6态(固溶+时效处理)的热挤压Al-5Cu-0.8Mg-0.15Zr-0.2Sc(-0.5Ag)合金进行了室温和高温拉伸实验。结果表明,添加0.5%Ag元素可显著提高T6态Al-5Cu-0.8Mg-0.15Zr-0.2Sc合金的室温抗拉强度、屈服强度、峰时效态及该合金在150~300℃范围的抗拉强度和屈服强度,但会降低该合金的室温和高温塑性。断口形貌的扫描电子显微镜观察与分析结果表明,在室温及高温拉伸加载条件下,T6态Al-5Cu-0.8Mg-0.15Zr-0.2Sc(-0.5Ag)合金的拉伸断口上大部分存在韧窝和撕裂棱,表现出明显的韧性断裂特点。

热机械处理对Al-Cu-Mg合金显微组织和力学性能的调控机理

采用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、拉伸力学性能测试以及疲劳裂纹扩展速率测试等手段探究热机械处理工艺对Al-Cu-Mg合金显微组织及宏观性能的影响。结果表明:热机械处理工艺可以使Al-Cu-Mg合金获得良好的强塑性配合,其中,采用25%变形量的固溶热轧+30%变形量的深冷非对称轧制(1.2异速比)+100℃、6 h的人工时效处理时,Al-Cu-Mg合金的伸长率可达10.1%;抗拉强度和屈服强度达到了517.2和448.3 MPa,分别比常规T6态的Al-Cu-Mg合金高74.8和98.6 MPa。热机械处理工艺使合金中出现大量位错缠结及细小S析出相,高强度的Goss织构和大量剪切织构通过影响疲劳裂纹的偏折提升合金的疲劳性能。

稀土微合金化对Cu-2Ag合金铸态组织和性能的影响

采用真空感应熔炼法制备了稀土微合金化Cu-2Ag合金铸锭,通过显微组织观察、选区成分分析、维氏硬度和导电性能测试,研究了稀土Y和La微合金化对Cu-2Ag合金铸态组织和性能的影响及其机制。结果表明,在Cu-2Ag合金铸锭中添加稀土Y或La,可以显著细化铸锭晶粒,大幅减少柱状晶比例,增加等轴晶比例,抑制铸锭中富银相在晶界处偏聚,同时促进富银相在晶内、晶界呈球状均匀析出,从而改善铸锭中富银相的形貌和分布状态。与Cu-2Ag合金铸锭相比,Cu-2Ag-0.075Y和Cu-2Ag-0.075La合金铸锭的硬度和导电率分别提高了4.43%和4.72%,同时铸锭的性能分布更加均匀。

Zn对Al-Cu-Mg-Ag合金组织和常温力学性能的影响

借助光学显微镜、差示量热扫描仪、扫描电镜,以及硬度、拉伸性能测试方法,分析了Zn元素对Al-Cu-Mg-Ag合金组织和常温力学性能的影响.结果表明:Zn的添加并未改变合金第二相的形态和成分,合金适宜的均匀化制度为510℃×24 h;Zn元素的添加加快了挤压态合金的初始时效反应速度,使合金的峰时效硬度由169 MHV提高到182 MHV,合金的室温拉伸强度和屈服强度分别提高了23 MPa和27 MPa,并且合金的伸长率仍然保持在14%以上的较高水平,其原因可能是Zn元素固溶于基体中,增大了合金的晶格畸变,致使合金硬度增加,并提高了合金的室温力学性能.

Ag含量对Al-Cu-Mg合金组织和性能的影响

采用维氏硬度、室温拉伸性能测试、金相显微分析技术、透射电子显微分析等手段,研究Ag含量对Al-Cu-Mg耐热铝合金组织和性能的影响。结果表明:随着Ag含量的增加,室温时Al-Cu-Mg合金的屈服强度和抗拉强度增加,塑性逐渐降低,但总体保持在较高水平;合金的硬化速率加快,峰时效提前,峰值硬度提高;不含Ag的Al-Cu-Mg合金中的强化相为θ'相,添加微量Ag后,Al-Cu-Mg合金的主要强化相为Ω相,且随着Ag含量的增加,Ω相的含量也逐渐增加,Ag能够促进Ω相的析出。

微量Si和Ag对低Cu/Mg比Al-Cu-Mg合金时效行为及微观组织结构演化的影响

采用计算机模拟与透射电镜相结合研究微量Si和Ag对低Cu/Mg比Al-Cu-Mg合金时效行为和微观组织结构演变的影响。结果表明:微量Si和Ag的添加改变了该合金的时效析出过程,显著增强了合金的时效硬化效应。微量Si的存在导致了合金时效早期Mg原子团簇、Cu-Mg原子团簇弥散化,而微量Ag的添加导致形成大量Mg-Ag原子团簇。微量Si和Ag极大地改变了合金时效早期的原子团簇化过程从而导致了时效过程中微观组织结构的不同演化过程。

Al-Cu-Mg-(Ag,La)合金的显微组织与力学性能

采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜与力学性能测试等方法,研究Ag与La对Al-5.3Cu-0.8Mg(质量分数,%)合金的显微组织与时效特性的影响。结果表明:添加0.1La降低铸态Al-5.3Cu-0.8Mg-(0.6Ag)合金的晶粒尺寸;但并不能明显提高挤压态Al-5.3Cu-0.8Mg合金的时效硬化;添加0.6Ag能提高挤压态Al-5.3Cu-0.8Mg合金的时效硬化能力与抗拉强度,降低185℃时的峰时效时间。这是由于Ag的添加改变基体合金的时效析出相,合金的主要强化相由片状Ω相和少量θ′相组成。同时,添加0.6Ag与0.1La有助于提高Al-5.3Cu-0.8Mg合金中Ω相的体积分数,最终使其力学性能得到进一步改善。

Ag对Al-Cu-Mg合金Ω相析出行为的影响

用硬度测试、差热分析(DSC)以及透射电镜(TEM)研究Al-Cu-Mg-(Ag)合金时效过程中组织和性能的演变;根据不同升温速率的DSC曲线,采用Kissinger法计算Ω相和θ′相的激活能,探讨Ag对Al-Cu-Mg合金Ω相和θ′相析出行为的影响。结果表明:Al-Cu-Mg合金经185℃时效后,时效硬化曲线呈双阶段硬化特征,生成少量Ω相;添加Ag后,合金的时效硬化能力显著提高,经170、185和200℃时效时,对应的峰值时效时间分别为10、5和2 h,峰值硬度随着时效温度的升高而下降;Ag能促进Ω相析出,使θ′相的激活能提高,从而抑制θ′相的析出。

热暴露对欠时效态Al-Cu-Mg-Ag合金拉伸性能的影响

采用拉伸力学性能测试、透射电镜微观组织分析和扫描电镜断口分析等方法，研究热暴露对一种欠时效态Al—Cu-Mg-Ag合金力学性能及微观组织的影响。结果表明：在150℃热暴露下，欠时效态Al-Cu-Mg-Ag合金的剩余强度先上升后下降，强度峰值出现在100h；热暴露1000h后，合金的力学性能相对欠时效态合金的无明显下降；在200～300℃热暴露时，合金强度随时间的延长而下降，伸长率随着时间的延长而增大；在300℃热暴露时，强度明显下降，热暴露10h后，其抗拉强度只有272．5MPa，暴露100h后，其抗拉强度降至114．5MPa；欠时效态合金细小分布的Ω相随着热暴露温度的升高，Ω相长大并粗化，θ’相析出，无沉淀析出带（PFZ）变宽；在250℃下热暴露时，Ω相明显粗化且数量稀少；合金中的Ω相和θ’相在300℃热暴露100h后，均转变成平衡Ω相。

Ag对Al-Cu-Mg合金组织与性能的影响

通过硬度测试、拉伸测试和透射电镜(TEM)分析,研究了Ag对Al-Cu-Mg合金室温力学性能与显微组织的影响。结果表明,Ag的添加加速了合金的时效过程,使合金的室温强度得到明显提高。在165℃峰时效时,含Ag的合金析出相是与基体共格的片状Ω相及少量θ′相组成,未含Ag的合金析出相主要是θ′相。Ag促进合金强化的原因在于Ω相具有很好的沉淀强化作用,在长时间时效时具有较好的抗粗化能力。

Ag含量对Al-Cu-Mg-Ag合金高温力学性能及耐热性的影响

通过对高温拉伸强度、延伸率、高温持久时间的测试以及SEM、TEM观察表明:Ag含量的增加显著提高合金在高温拉伸时的强度和高温持久强度极限;合金在高温下的断裂仍为塑性穿晶断裂;Ag含量越大,合金中析出的?相的数量越多,经长时间高温之后,其粗化程度不大,仍为主要强化相。

Al-Cu-Mg-Ag合金热变形本构方程模型

在Gleeble-1500热模拟机上进行高温等温压缩试验,研究了Al-Cu-Mg-Ag合金在变形温度为300～500℃、应变速率为0.01～10.00s-1条件下的流变变形行为,建立了Al-Cu-Mg-Ag合金热变形本构方程。结果表明,流变应力随温度的降低、应变速率的提高而增大,在应变速率小于10.00s-1的条件下,流变应力随应变增加而迅速增大,达到峰值后趋于平稳,表现出动态回复的特征;在应变速率为10.00s-1,温度大于300℃的条件下,应力达到峰值后逐渐下降,并出现锯齿波动现象,表明合金发生了局部动态再结晶;Al-Cu-Mg-Ag合金高温变形时的流变行为可用Zener-Hollomon参数来描述,其变形激活能为160.08kJ/mol。

Ag对Al-Cu-Mg合金拉伸延性的影响

通过实验和理论计算研究Al-Cu-Mg-(Ag)合金的拉伸延性。研究表明:Al-Cu-Mg-(Ag)合金的拉伸延性与析出相的体积分数和尺寸有重要关系;析出相体积分数的增加将减小位错的有效滑移距离,从而降低合金的拉伸延性;在时效过程中,合金的拉伸延性首先随着时效时间的延长而降低,达到时效峰值后,拉伸延性随着时效时间的进一步延长而增大;Ag的加入可以提高Al-Cu-Mg合金中析出相的体积分数和强度,但降低合金的拉伸延性;通过控制时效时间虽然可以提高合金的拉伸延性,但同时将降低合金的屈服强度。

Al-Cu-Mg-Ag-Zr铝合金热稳定性能研究

研究了Al—Cu—Mg—Ag—Zr合金高温短时拉伸和热暴露行为及其微观组织。高温拉伸试验结果表明，在150～250℃范围内，高温强度下降比较平缓，且250℃下的拉伸强度达到270MPa；在250～300℃范围内，高温强度迅速下降。热暴露试验结果表明，在相同时间的条件下，暴露温度从室温至150℃合金的强度和伸长率几乎没有变化，从200～300℃合金强度下降，但在200℃热暴露后的拉伸强度仍保持386MPa。透射电镜分析表明，合金欠时效状态由大量细小分布的Ω相及极少量的θ＇相组成，随着暴露温度的提高，Ω相长大并粗化，至250℃热暴露后Ω相大幅度减少，无析出带（PFZ）宽化。研究表明，短时高温拉伸条件下，Ω相在250℃下仍能保持稳定，而长时间（100h）热暴露时，Ω相只能在200℃下维持稳定。

微量Ag对Al-Cu-Mg合金显微组织与力学性能的影响

研究了Ag元素对Al-8Cu-0.5Mg合金显微组织、室温及高温力学性能的影响。结果表明:均匀分布在铝基体{001}面和{111}面上共存的θ′和Ω(成分为Al2Cu)沉淀相能对含Ag合金起强化作用;而不含Ag的合金只有θ′一种沉淀相。含Ag合金中小尺寸以及近间距的θ′和Ω沉淀相提高了室温及高温下合金的屈服强度和拉伸强度。然而,与不含Ag的合金相比,由于这种小尺寸及近间距的θ′和Ω沉淀相在变形过程中具有与基体的内在不相容性,含银合金的伸长率降低。

Ag合金化对热挤压前后耐热Al-Cu-Mg合金组织和性能的影响

采用拉伸力学性能测试和金相分析 ,研究了Ag合金化对热挤压前后耐热Al Cu Mg合金组织与性能的影响。结果表明 ,Ag的微合金化可以改善热挤压后Al Cu Mg合金的显微组织 ,明显提高合金的强度、延伸率及高温热稳定性。显微组织分析认为 ,这主要归功于合金化后析出的Ω相的沉淀硬化。

原子团簇尺寸对Al-Cu-Mg合金疲劳过程中滑移带形成及裂纹扩展行为的影响

通过透射电镜(TEM)、原子探针(APT)等分析手段,研究了不同时效态Al-Cu-Mg合金中原子团簇对疲劳裂纹扩展行为的影响。结果表明:自然时效态试样只含有小尺寸原子团簇(<100个原子),而170℃人工时效态试样出现大尺寸原子团簇(>100个原子),且随着时效时间的延长,大尺寸原子团簇逐渐增多,并在170℃/8 h态开始析出少量S′相。小尺寸原子团簇对位错滑移的阻碍作用较小,在裂纹扩展过程中形成了较多的滑移带,裂纹沿滑移带扩展,表现出较高的裂纹扩展速率;随着团簇尺寸的增大,延缓了Al-Cu-Mg合金在疲劳过程中的溶解和强化效应的衰减,限制了裂纹前端滑移带的形成,显著降低了裂纹扩展速率;S′相的析出阻止了位错往复滑移并减少了裂纹闭合效应,表现出较高的疲劳裂纹扩展速率。170℃/1 h态合金中大尺寸原子团簇数量密度较高,且没有析出S’相,因此具有较优的抗疲劳裂纹扩展性能。

一种Al-Cu-Mg-Ag合金欠时效态的耐热性能

研究了欠时效态(165℃,2h)Al-Cu-Mg-Ag合金在热暴露、高温持久过程中组织与性能的变化。结果表明,试样在200℃,200 MPa高温持久下,随时间延长,其剩余强度先上升后下降,强度峰值出现在持久20 h。延伸率变化与强度变化基本相似。持久100 h后,合金力学性能相对欠时效态无明显下降,显示出优良的热稳定性;合金欠时效状态的组织为细小分布的Ω相,随着高温持久时间的延长,θ′相与Ω相竞争析出。无析出带(PFZ)逐渐增宽,同时发现晶界上有颗粒状析出物。在200℃热暴露下,其剩余强度的变化趋势与高温持久相同,但延伸率随时间延长而下降,其组织为过时效组织。

微量Ag对Al-Cu-Mg-Mn-Zr合金组织与耐热性能的影响

通过力学性能测试、金相显微镜、扫描电镜及透射电镜观察,研究微量Ag对Al-5.3Cu-0.8Mg-0.3Mn-0.15Zr合金薄板力学性能和显微组织的影响。结果表明,加入微量Ag后,提高合金的时效硬化能力,缩短峰时效时间。合金的室温抗拉强度和高温耐热性能得到提高,合金力学性能提高的原因在于析出一种更细小弥散的片状Ω相。未添加Ag的合金析出强化相为θ′相和少量S′相;添加Ag后,主要强化相为Ω相和少量θ′相。经固溶时效处理后,两种合金均发生完全再结晶。