含钪7N01铝合金中Al3（Sc,Zr,Ti）相的析出及其作用机制

钪是铝合金中常见的添加元素,但关于钪在铝合金中的作用机制研究还不够深入。通过电阻炉熔炼方法制备了传统7N01铝合金与新型含钪7N01铝合金,经均匀化处理后将合金热挤压成板材并进行双级人工时效处理。采用电子背散射衍射(EBSD)和透射电镜(TEM)对比分析了传统7N01铝合金与新型含钪7N01铝合金的微观组织,对时效态热挤压板材力学性能进行了表征,并分析了合金强化的作用机制。结果表明:经470℃/24h均匀化处理后,传统7N01铝合金中析出了少量的纳米Al3(Zr,Ti)相,而含钪7N01铝合金中析出了大量纳米Al3(Sc,Zr,Ti)相。这种高密度、与基体保持共格的Al3(Sc,Zr,Ti)相对晶界迁移的钉扎效果显著,明显提升了再结晶形核的临界亚晶尺寸,抑制了热挤压过程中的动态再结晶,使含钪7N01铝合金几乎由完全的纤维结构组成。同时,含钪7N01铝合金的抗拉强度和屈服强度分别较传统7N01铝合金提高了10.7%和13.3%。计算结果表明,添加钪引起7N01铝合金的细晶强化和弥散强化效果分别为7和57MPa,强化效果主要来源于Al3(Sc,Zr,Ti)相的弥散强化。

Al-Sc-Zr合金热力学凝固行为的计算分析

为研究Al-Sc-Zr合金中Sc、Zr含量对Al3(Sc,Zr)-LI2相和Al3(Sc,Zr)-DO23相析出的影响,使用Thermo-Calc软件计算分析不同Sc、Zr组分的Al-Sc-Zr合金平衡和非平衡热力学凝固行为。结果表明:Al-Sc-Zr合金中Sc含量主要影响Al3(Sc,Zr)-LI2相的析出温度和含量,Zr主要影响Al-Sc-Zr合金液相线温度和Al3(Sc,Zr)-DO23相的析出。通过对合金中Sc、Zr含量的设计,可以实现对Al-Sc-Zr合金中Al3(Sc,Zr)第二相析出温度和含量的控制,用以指导含钪铝合金的成分设计和熔铸工艺。

Al-Zn-Mg-Cu-Sc-Zr合金均匀化过程中的析出特性

采用金属模熔铸工艺制备含0.2%Sc(质量分数)的Al-Zn-Mg-Cu-Sc-Zr合金,分别研究合金铸态下和4种均匀化热处理工艺下的组织转变与元素分布。结果表明:加入0.2%的钪有助于抑制枝晶偏析,消除非平衡共晶组织,得到晶粒尺寸为55~80μm(占整体75%)的合金;铸态组织晶界处分布有大量T(AlZnMgCu)相,在465℃下保温24 h后,T相完全转化为S(Al_(2)CuMg)相;温度提高到480℃后,随着时间延长至24 h,晶界处的S相消失,只有少量的杂质相(Al7Cu2Fe)残留;在经过双级均匀化处理后,平均晶粒尺寸减小到40μm,合金内部析出大量弥散分布的尺寸约为40 nm的L12型Al3Sc相,与α(Al)基体保持完全共格,有效阻碍了晶粒的粗化。

含贵金属的BaZrO_3储存NO_x催化剂结构及性能研究

用溶胶 凝胶法制备了钙钛矿型BaZrO3催化剂 ,再用等量浸渍法制备了Rh/BaZrO3样品 ,并制备了Rh/BaZrO3/γ Al2 O3和Pt/BaZrO3/γ Al2 O3催化剂 .对它们的NOx 储存量 (NSC)及其抗硫性能进行了测试 ,并用X射线衍射 (XRD)、X光电子能谱 (XPS)和傅里叶变换红外光谱 (FT IR)等方法研究了它们的结构及其对性能的影响 .结果表明 ,BaZrO3催化剂具有良好的储氮及抗硫性能 ,直接添加贵金属到BaZrO3中会使NSC降低 ,而混合γ Al2 O3后添加Pt或Rh可以大大提高NSC ,上述两种方式引入贵金属都能改善催化剂的抗硫性能 .

核壳结构纳米相析出的第一性原理界面热力学

纳米析出相结构的热稳定性对于提升合金的服役温度意义重大。选择以稀土(RE)铝合金为例,采用第一性原理计算研究了共格L12型纳米析出相的界面偏聚、界面应变和界面形成能等。基于传统形核理论和第一性原理能量学计算结果,进一步预测评估了在等溶质原子比和给定时效温度条件下,各种可能的纳米析出相结构的析出热力学及其相对稳定性,包括二元析出相L12-Al3X(X=Sc/Zr/Er)以及具有不同复合结构的三元析出相L12-Al3(ErxZr1-x)和L12-Al3(ScxZr1-x)。通过对以上结果进行讨论分析,可以充分确定核壳结构L12型纳米析出相在铝合金中的热稳定性优势,并能够从机理上解释文献中多样性的实验观察结果。

相对挤压比对Al-Zn-Mg合金构件不同部位组织和性能的影响

采用全谱直读光谱仪、X射线衍射技术、拉伸试验测试方法和光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、能谱仪观察方法,研究了相对挤压比对Al-Zn-Mg合金构件不同部位热处理前后微观组织和性能的影响。结果表明:挤压态和时效态构件中都存在Al_3(Zr,Ti)粒子。相对挤压比越大,Al_(3)(Zr,Ti)粒子含量越高,对热处理过程中再结晶抑制程度越强,热处理后构件仍保留大量的纤维组织,且MgZn_(2)相会在晶界处析出聚集;相对挤压比越大,热处理后构件平均晶粒尺寸增幅越低,屈服强度、抗拉强度和伸长率提升越大。