Mg、Si含量对Al-Cu-Mg-Ag-Si合金析出相的影响

研究了Mg、Si元素含量对Al-Cu-Mg-Ag-Si合金实际析出相种类及性能的影响。结果表明,Al-Cu-Mg-Ag-Si合金中高Mg含Si合金析出了大量S相和粗大的第二相;低Mg低Si合金中析出了常见的θ相和Ω相;低Mg含Si合金中出现了6系铝合金中常见的σ相和β″相等多种析出相,且具有非常细小弥散的θ相,为合金提供了良好的强化效果。Si和Mg的存在均极大地改变了合金的析出序列,无法通过增加Mg含量抵消Si的作用。Si的加入显著抑制了Ω相的析出,而大幅增加Mg含量则会促进S相的析出。

Al-Cu-Mg-Ag轮毂锻件的热稳定性

以峰时效态的Al-Cu-Mg-Ag轮毂锻件为研究对象,研究锻件不同热暴露温度和热暴露时间的室温拉伸性能和高温拉伸性能,并对锻件在不同温度下的热稳定性进行对比和分析,结果表明:Al-Cu-Mg-Ag锻件具有良好的热稳定性,在150℃暴露1~100 h后,室温拉伸性能和高温拉伸性能无显著变化;在150~200℃短时间热暴露1 h不会降低综合性能,但随着热暴露温度的升高和热暴露时间的延长,Al-Cu-Mg-Ag锻件强度产生不同程度的下降;在200℃和250℃暴露100 h后,室温屈服强度分别剩余61.1%和37.2%,室温抗拉强度分别剩余77.8%和60.8%,高温屈服强度分别剩余61.6%和42.8%,高温抗拉强度分别剩余67.5%和47.6%;Al-Cu-Mg-Ag锻件的主要析出相为Ω相和θ′相,在Kt=1和R=0.1的实验条件下,200℃/10 h热暴露后的室温疲劳极限为278 MPa,相比热暴露前的疲劳极限311 MPa降低了10.6%。

预变形对Al-Cu-Mg-Ag合金时效组织及性能的影响

为分析预变形对Al-Cu-Mg-Ag合金时效过程中析出相的影响,本文利用Digital Micrograph软件对透射电子显微镜(TEM)观察的析出相直径尺寸及数量密度进行了定量统计,结果表明,20%预变形时效态合金析出相密度增加,直径减少。为探究不同预变形对时效态Al-Cu-Mg-Ag合金力学性能的影响,利用维氏硬度计测得四种变形量(0%、10%、20%、30%)预变形样品在185℃时效0~24h的硬度,结果表明,预变形提高了合金硬度,且当变形量为30%时合金峰值硬度最高(153HV)。为探究不同预变形对T6态Al-Cu-Mg-Ag合金耐蚀性能的影响,本文进行了循环极化曲线测试和晶间腐蚀实验,结果表明,Al-Cu-Mg-Ag合金存在最佳变形量预变形(20%)使得耐蚀性能最佳。

Al-Cu-Mg-Ag合金析出相的研究进展

Al-Cu-Mg-Ag合金是在Al-Cu-Mg系合金基础上开发的新型合金。根据成分的不同,该合金的常见析出相有θ′、S′和Ω相,其中在基体{111}面析出的Ω相具有较高的沉淀硬化能力和热稳定性,使得Al-Cu-Mg-Ag成为一种新型中温高强铝合金。在简要介绍该合金研究过程的基础上,回顾该合金强化相的相组成、相的析出序列和热稳定性;同时总结以Ω相为主要强化相的合金体系合金化研究进展;并对该合金的研究方向进行展望。

Er在Al-Cu-Mg-Ag合金中的存在形式及其均匀化工艺

采用扫描电镜观察、X射线衍射物相定性分析,研究元素Er在Al-Cu-Mg-Ag合金中的存在形式及其均匀化工艺。研究结果表明:Er元素主要以Al8Cu4Er相形式存在于铸态合金晶界,少量固溶于-αAl中;Al8Cu4Er相作为Al2Cu相的形核质点,与Al2Cu相共生于晶界,形成典型的枝晶偏析;与Al2Cu相相比,Al8Cu4Er相为难溶相,使得合金均匀化温度升高,成为均匀化过程中工艺的制约因素;采用420℃×6 h+510℃×24 h+520℃×6 h均匀化制度处理后,Al8Cu4Er相回溶至基体,合金晶界变薄,均匀化效果明显。

Al-Cu-Mg-Ag合金热压缩变形的流变应力行为和显微组织

采用热模拟实验对Al-Cu-Mg-Ag耐热铝合金进行热压缩实验,研究合金在热压缩变形中的流变应力行为和变形组织。结果表明:Al-Cu-Mg-Ag耐热铝合金在热压缩变形中的流变应力随着温度的升高而减小,随着应变速率的增大而增大;该合金的热压缩变形流变应力行为可用双曲正弦形式的本构方程来描述,其变形激活能为196.27kJ/mol;在变形温度较高或应变速率较低的合金中发生部分再结晶,并且在合金组织中存在大量的位错和亚晶;随着温度的升高和应变速率的降低,合金中拉长的晶粒发生粗化,亚晶尺寸增大,位错密度减小,合金的主要软化机制逐步由动态回复转变为动态再结晶。

Al-Cu-Mg-Ag系高强耐热合金的热加工工艺研究

通过差热分析（DTA）、金相组织观察、热模拟及拉伸试验等手段,分析了不同均匀化退火工艺对含Ag的Al-Cu-Mg-（Ag）-Mn-Zr新型耐热铝合金的微观组织和力学性能的影响.结果表明,采用接近低熔点共晶熔化温度的均匀化退火后,合金的枝晶偏析得以消除,晶内成分分布均匀.在470℃、490℃两个温度条件下分别以30%、50%的压下量热轧模拟,证明在470℃条件50%压下量热轧,轧出的板材效果最好,其室温抗拉强度达到470MPa,对应的伸长率达到8%～10%.

Al-Cu-Mg-Ag系新型耐热铝合金研究进展

从合金成分设计、合金的微观组织演变及热处理工艺对合金性能的影响等方面,系统阐述近年来国内外对A l-Cu-Mg-Ag系新型耐热铝合金的研究及其进展情况。与第二代超音速飞机的其他备选材料相比,A l-Cu-Mg-Ag系合金具有较好的耐热性能和成本优势,代表了中强耐热铝合金的发展方向。

外加应力对Al-Cu-Mg-Ag合金时效析出行为的影响

采用维氏硬度、光学显微镜、双臂电桥电阻及透射电子显微镜等手段,研究普通时效与应力时效时,外加应力对Al-Cu-Mg-Ag合金时效析出行为的影响。结果表明:外加应力会降低Al-Cu-Mg-Ag合金的时效硬化速率,减小峰值硬度和延长欠时效时间;外加应力能够促进Al-Cu-Mg-Ag合金中θ′相的析出,抑制Ω相的析出和长大;在外加应力的影响下,Ω相产生应力位向效应,且应力位向效应的产生主要在Ω相的形核阶段形成。

Al-Cu-Mg-Ag耐热铝合金的热稳定性

采用力学拉伸性能测试和透射电镜微观组织观察,分析欠时效态和峰时效态Al-Cu-Mg-Ag合金的热稳定性,并研究热暴露温度和时间对合金组织与力学性能的影响。结果表明:在150℃下,欠时效态合金的稳定性能明显优于峰时效态合金的;峰时效态合金的抗拉强度随着热暴露时间的延长逐渐减小,合金中的强化相-相和少量的θ′相逐渐发生粗化;欠时效态合金的抗拉强度随热暴露时间的延长先增大后减小,合金组织中的析出相数量先增多后减少,并发生粗化;热暴露20 h后,欠时效态合金的抗拉强度达到峰值524 MPa,比峰时效态合金的强度高19 MPa;此时,合金组织中的-相呈弥散分布,并且出现大量细小的θ′相;欠时效态合金在150℃下热暴露1 000 h后,其抗拉强度减小为434 MPa,仍能达到峰时效态合金的86%;当热暴露温度升高至200℃时,随热暴露时间的延长,欠时效态合金的抗拉强度减小,伸长率增大;热暴露1 000 h后,其抗拉强度降低到307 MPa;在250和300℃下热暴露时,欠时效态合金的抗拉强度随时间的延长急剧减小,组织中的强化相数量明显减少,并逐步演变成粗大的平衡相θ相。

新型耐热铝合金Al-Cu-Mg-Ag棒材固溶处理温度的研究

采用DTA差热分析、显微组织分析的方法 ,对新型耐热铝合金Al-Cu -Mg -Ag挤压棒材的过烧温度进行了研究 ,确定了该合金的固溶处理温度。对不同温度固容处理后的拉伸性能的研究 。

预拉伸对Al-Cu-Mg-Ag合金析出相与力学性能的影响

研究时效前预拉伸对Al-Cu-Mg-Ag合金析出相和力学性能的影响。结果表明:165℃时效前的预拉伸可提高合金的峰值硬度及强度,延长峰值时效的时间;合金的主要强化相是Ω相和θ′相,预拉伸引入的位错抑制了Ω相的析出与长大,细化Ω相的尺寸,同时促进θ′相的析出;时效前未经变形时,合金出现峰值的时间是10h,对应的σb为492MPa;时效前经4%预拉伸变形后,合金出现峰值的时间是18h,对应的σb为508MPa。

含铈Al-Cu-Mg-Ag-Mn-Zr铝合金均匀化工艺的研究

通过金相分析、差示热分析(DTA)、扫描电镜观察等方法,对添加铈元素的A l-Cu-Mg-Ag-Mn-Zr高温铝合金及铈元素对均匀化工艺的影响进行了研究。结果表明,当添加铈元素合金的理想均匀化工艺为420℃×6 h+510℃×24 h,该工艺适用于铈元素含量<0.25wt%的合金。

Al-Cu-Mg-Ag耐热铝合金断续时效处理研究

采用维氏硬度测试、拉伸性能测试和透射电子显微分析技术,研究了断续时效处理对Al-Cu-Mg-Ag耐热铝合金组织与性能的影响。结果表明,较低的二次时效温度能够促进θ′相的析出,抑制Ω相的析出,降低合金强度,提高合金的伸长率;而较高的二次时效温度则会促进Ω相的析出,抑制θ′相的析出,细化Ω相的尺寸,并且能够改善强化相在晶界的分布,从而提高合金的强度和伸长率。合金适宜的断续时效制度为185℃/2h+150℃/6h。

Al-Cu-Mg-Ag耐热铝合金均匀化处理

研究了均匀化温度和均匀化时间对Al-Cu-Mg-Ag耐热铝合金微观组织的影响,优化了合金的均匀化处理制度,并对其均匀化过程进行了动力学分析.结果表明,铸态合金组织中存在严重的枝晶偏析,晶界上有大量残留相,各元素在晶内和晶界分布不均匀.随着均匀化温度的升高或均匀化时间的延长,合金组织中的残留相逐渐溶解,晶界变得稀薄,元素分布趋于均匀.该合金过烧温度为520℃.适宜的的均匀化制度为510℃×12 h,这与均匀化动力学分析得到的结果基本相符.

热处理工艺对微量Mn、Zr作用下的高纯Al-Cu-Mg-Ag合金性能的影响

研究了固溶处理和时效处理对微量Mn、Zr作用下的高纯Al-Cu-Mg-Ag合金性能的影响,结果表明:合金在520～525℃时,可以得到较好的力学性能,固溶时间对性能的影响不大。合金在160℃下时效12h可以达到峰时效,而在180℃下达到峰时效的时间仅需要4h。向Al-Cu-Mg-Ag中添加微量Mn、Zr元素可以大幅度的提高合金的延伸率,但Mn元素的添加却降低合金的抗拉强度,而Zr元素则大幅度的提高了合金的抗拉强度。在合金的耐热性能方面,微量Mn、Zr元素的添加均显著提高Al-Cu-Mg-Ag合金的热稳定性。

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。

应力时效对Al-Cu-Mg-Ag耐热铝合金组织与性能的影响

采用硬度测试、光学显微镜、透射电镜等研究了时效过程中外加应力对A l-Cu-Mg-Ag合金组织与性能的影响。结果表明,在应力时效和无应力时效的条件下,合金组织中均发生了完全再结晶,时效过程中施加外应力没有改变合金再结晶晶粒的形貌,但对析出相有较大影响。在应力时效条件下,合金中θ′相和Ω相均沿某一方向呈择优取向析出,即有应力位向效应产生。应力时效能够促进θ′相的析出,而抑制Ω相的析出,合金的峰值硬度也有所降低。这可能是由于在应力时效初期引入了大量的位错,为θ′相的异相形核提供了有利的位置,从而使与θ′相具有相同化学成分的Ω相的析出受到抑制。这一点从时效前预拉伸(变形量为6%)能够使θ′相数量增多而Ω相数量减少,且硬度略有降低得到验证。在应力时效过程中,位错的存在不利于溶质原子的扩散,阻碍了原子团簇的形成,从而延缓了合金中强化相的析出。

均匀化退火对Al-Cu-Mg-Ag系合金组织和性能的影响

通过差热分析(DTA)、金相组织观察等手段,分析了不同均匀化工艺对Al-Cu-Mg-Ag铝合金的微观组织和力学性能的影响。结果表明,采用接近低熔点共晶熔化的温度均匀化退火后,合金的枝晶偏析得以消除,晶内成分分布均匀。合金室温抗拉强度达到470MPa,对应的伸长率也达到8%～10%。

Al-Cu-Mg-Ag合金中半共格Ω析出相与位错的交互作用

通过透射电子显微镜和高分辨透射电子显微镜研究了Al-Cu-Mg-Ag合金在变形过程中位错与Ω析出相的交互作用.研究表明:对于与基体呈半共格的Ω相,位错在变形过程中是切割过而不是绕过Ω相.位错切割Ω相形成的衬度变化以及细小的台阶可通过透射电子显徽暗场相和高分辨电子显微镜观察到.位错切割Ω相后留下由一系列同号位错组成的台阶,台阶的界面有很高的应变能.这种高的应变能阻碍了位错的连续切割,使得台阶的同一位置及附近只能被位错切割有限的次数,从而限制了台阶的高度.在位错切割Ω相后留下的台阶附近,原子的周期性排列遭到破坏,形成了一个刃性位错.由于Ω相与Al基体有不同的晶体结构,因此其滑移系(滑移方向与滑移量的大小)不同,位错在基体中的滑移方向是沿[011]方向,而在Ω相中的滑移方向是沿[001]方向,2个滑移方向有近30°的夹角.