含钪Al-Zn-Mg-Zr合金双级时效工艺的正交优化

采用正交试验对含0.25%(质量分数)钪Al-Zn-Mg-Zr合金的双级时效进行了工艺优化,研究了双级时效工艺参数(预时效温度和时间、终时效温度和时间)对合金力学性能和电导率的影响,观察了最佳工艺处理后合金的显微组织。结果表明:对该合金综合性能,尤其是力学性能影响程度由大到小的参数依次为终时效温度、终时效时间、预时效时间、预时效温度;该合金适宜的双级时效工艺为120℃×4h+140℃×12h,经该工艺处理后,合金的抗拉强度为553 MPa,屈服强度为534 MPa,伸长率为12.0%,电导率为37.3%IACS;合金基体组织中弥散分布着η′相以及Al3(Sc,Zr)粒子,有助于合金强度以及抗应力腐蚀性能的提高。

含钪铝锂合金的研究与发展

含Sc铝锂合金具有高的比强度、比刚度、塑韧性以及优异的焊接性能、低温性能和较低的各向异性,是新一代航天、航空用轻质铝合金结构材料。作者在查阅大量文献和赴俄罗斯考察的基础上,结合课题组研究工作,介绍了国内外含Sc铝锂合金研究发展情况,并提出了今后研究开发的方向。

含钪Al-Cu-Li合金的形变时效研究

通过显微组织观察和室温拉伸试验 ,研究了形变时效对含钪Al Cu Li合金组织和拉伸性能的影响。结果表明 ,时效前的预变形能促进T1(Al2 CuLi)相弥散细小的析出 ,显著提高合金的强度 ,使时效峰值提前。合金的强度随预变形量的增大而升高 ,但预变形量过大 ,不利于T1相的析出形态和分布 ,影响合金的性能。在本试验条件下 ,该合金的最佳预变形量为 3 5 %

新型含钪Al-Mg-Cu合金的抗应力腐蚀开裂特性

对3.5%NaCl溶液中新型含钪Al-Mg-Cu合金的应力腐蚀开裂宏观性能进行测试,并对裂纹尖端的成分与微观形貌进行分析。根据线弹性断裂力学理论,预制疲劳裂纹试样裂纹尖端处于平面应变状态,得到裂纹匀速扩展时的扩展速率、裂纹尖端应力强度因子以及应力腐蚀开裂强度因子的门槛值。扫描电镜及EDS分析表明:应力腐蚀开裂主要是沿晶扩展,预制裂纹与腐蚀介质中的溶解氧生成Al2O3,产生楔入力促使裂纹扩展;裂纹尖端基体主要发生阳极溶解反应,腐蚀产物以氯化铝为主。

热变形条件对含钪铝锂合金流变应力和显微组织的影响

在变形温度为380～500℃,应变速率为0.001～10 s-1的条件下,采用Gleeble-1500热模拟试验机对含钪Al-Cu-Li-Zr合金的热变形行为进行了研究。结果表明:含钪Al-Cu-Li-Zr合金流变应力随变形温度升高和应变速率的降低而减小;变形初期,应力值随应变的增加迅速提高,显示出明显的加工硬化效应。当应力值达到峰值后,随着变形增加,流变应力逐步降低,合金出现明显的软化现象。根据流变应力本构方程及利用作图法和线性回归方法求解得出各参数值,得出流变峰值应力方程;该合金在高温压缩试验中会发生动态回复,在一定条件下会发生动态再结晶,并且温度越高应变速率越低,该合金越易发生动态再结晶,从而表现出其流变应力越低。

含钪铝合金及其应用

钪改性的铝合金是一类高性能新型铝合金。钪对铝合金有明显的晶粒细化作用,提高了铝合金强度,抑制了再结晶,强化了焊缝,消除了焊缝出现的热裂。这类合金还显示出优良的抗腐蚀性能。本文还综述了含钪铝合金在军事和民品方面的应用。

含Sc铝镁合金的超塑变形机制

采用透射电镜研究了含微量Ｓｃ元素的ＡｌＭｇ合金在超塑变形过程中的显微组织和位错行为。结果表明：合金在超塑变形过程中发生了四个连续过程：①动态再结晶；②晶界向晶内激发位错；③位错在晶内密集并且受到第二相Ａｌ３Ｓｃ质点的阻碍作用，同时通过攀移越过晶内弥散分布的Ａｌ３Ｓｃ粒子；④位错向晶界运动并在晶界处消失。动态再结晶是合金在超塑变形中存在的组织效应，起到了细化晶粒，诱发微细晶超塑性的作用。

含钪Al-Cu-Li-Zr合金热压缩变形流变应力行为

在变形温度为653K^773 K,应变速率为0.001s-1~10s-1的条件下,采用Gleeble——1500热模拟试验机对含钪Al-Cu-Li-Zr合金的热变形行为进行了研究。结果表明:含钪Al-Cu-Li-Zr合金流变应力随变形温度升高和应变速率的降低而减小;变形初期,应力值随应变的增加迅速提高,显示出明显的加工硬化效应。当应力值达到峰值后,随着变形增加,流变应力逐步降低,合金出现明显的软化现象。根据流变应力本构方程及利用作图法和线性回归方法求解得出各参数数值,得出流变峰值应力方程,利用此方程预测的流变峰值应力与实验结果吻合得较好。

含Sc的Al-Cu-Li合金热压缩变形的流变应力行为和显微组织

采用Gleeble-1500热模拟试验机,在变形温度为380℃～500℃和应变速率为0.001～10 s-1的条件下对含钪铝锂合金的热变形行为进行了研究.结果表明：含钪铝锂合金流变应力随变形温度升高和应变速率的降低而减小.以实验为基础,利用作图法和线性回归方法求解得出各参数数值和流变峰值应力方程,利用该方程预测流变应力值与实验结果吻合较好;该合金在高温压缩变形中,在变形温度大于470℃和应变速率小于0.1 s-1时,合金发生了动态再结晶,且温度越高、应变速率越低,该合金越易发生动态再结晶.在380℃～470℃,0.1～10 s-1条件下,对该合金进行热变形加工较为适宜.

Al3Sc/Al3(Scx,M1-x)相对裂纹萌生与扩展作用研究进展

介绍了含钪铝合金中Al 3Sc/Al 3(Sc x,M 1-x)第二相粒子对裂纹萌生与扩展作用研究进展.Al 3Sc/Al 3(Sc x,M 1-x)第二相粒子具有三种尺度,微米级、纳米级和亚微米级,粗大的Al 3Sc/Al 3(Sc x,M 1-x)粒子可以成为裂纹源,降低疲劳性能;纳米级的Al 3Sc/Al 3(Sc x,M 1-x)粒子通过提升合金强度,钉扎位错和亚晶界,从本质上降低裂纹萌生的几率,还可以通过改善其它粗大粒子的析出和分布来改善疲劳性能.在对疲劳裂纹扩展的作用上,Al3Sc/Al3(Sc x,M 1-x)第二相粒子总体上对疲劳性能的提升是有利的,可以降低裂纹扩展速率.同时还对裂纹扩展的计算方法进行了综述,认为计算方法是研究Al 3Sc/Al 3(Sc x,M 1-x)第二相粒子在裂纹萌生与扩展作用方面的一种行之有效的方法.

含Sc铝合金中Al3Sc/Al3(Scx,M1-x)第二相粒子研究进展

介绍了多元体系下含Sc铝合金中Al3Sc/Al3(Scx,M1-x)第二相粒子的研究进展。Al3Sc/Al3(Scx,M1-x)第二相粒子是含Sc铝合金性能得以提升的关键。Al3Sc/Al3(Scx,M1-x)相在凝固时作为晶粒非均质形核中心,使枝晶影响被弱化或消除,铸态晶粒获得细化;Al3Sc/Al3(Scx,M1-x)还会在铝合金热变形和热处理过程中弥散析出,从而抑制再结晶晶粒的形核与长大,使合金的再结晶温度得以提升,并钉扎位错和亚晶界,阻碍位错移动和亚晶界迁移与合并,从而提高合金强度等。多元合金体系下,Al3(Scx,M1-x)粒子的形核长大过程比Al3Sc粒子复杂得多,在绝大多数情况下很难简单套用LSW模型进行理论预测。并对Al3(Scx,M1-x)粒子的形核长大研究方法进行了总结,其中计算方法是研究Al3Sc/Al3(Scx,M1-x)第二相粒子形核长大的一种行之有效的方法。