间断直流磁场对Al-5Mg-3Zn-1Cu合金凝固组织和性能的影响

对Al-5Mg-3Zn-1Cu合金的凝固过程施加不同直流电压(0~300 V)和放电频率(0~20 Hz)以及占空比为30%的间断直流磁场,研究了间断直流磁场对其凝固组织及力学性能的影响。结果表明:间断直流磁场有效细化了合金的凝固组织,初生α-Al相由无磁场时的粗大枝晶变为细小的蔷薇状晶粒,第二相由粗大而连续的网格状结构变为细小而断续分布结构。随着直流电压的增加,合金的晶粒尺寸、第二相体积分数和长度均减小,抗压强度和断裂应变均先升后降;随着放电频率的增加,晶粒尺寸、第二相体积分数和长度均先减小后增大,抗压强度和断裂应变均先升后降。施加间断直流磁场后,合金的拉伸性能提高,断口中的准解理面减少,撕裂棱增多。当直流电压为200 V、放电频率为5 Hz时,合金的抗压强度和断裂应变最大,与无磁场时相比分别提高了31.6%和43%,抗拉强度和断后伸长率则分别提高了79.71%和83.3%。

应力时效影响Al-10Zn-3Mg-3Cu合金带外纵筋筒形件组织性能研究

目的研究应力时效条件下Al-10Zn-3Mg-3Cu合金带外纵筋筒形件筋部试样的应力松弛行为,探明基体应力松弛机制以及强韧性协同提升机理。方法针对淬火态筋部试样,设计不同的初始应力值进行应力时效实验,然后采用数据分析与微观组织形貌表征方法研究试样组织性能。结果当施加的初始应力为250MPa时,筋部试样的应力松弛程度可达85.8%,同时,试样抗拉强度为736.40 MPa,屈服强度为697.53 MPa,延伸率为10.96%。结论在250MPa应力时效条件下,应力松弛机制主要为晶界Coble蠕变和位错运动,位错运动促进了亚晶的增殖,Coble蠕变使基体晶粒长大,这些行为促使试样应力耗散。同时,应力时效改变了析出相形态,发展了具有孪生界面的复合析出相。经分子动力学计算可知,该特征微结构有利于基体强韧性的协同提升。

固溶制度对Al-5.6Cu-1.7Mg-0.2Zr-0.1Sr-0.6Ti合金挤压材组织性能的影响

通过金相组织分析、扫描电子显微镜分析、X射线衍射、硬度、电导率、室温拉伸性能、断后伸长率和抗晶间腐蚀等微观组织观察及性能表征,研究了四种不同固溶制度对Al-5.6Cu-1.7Mg-0.2Zr-0.1Sr-0.6Ti合金微观组织和性能的影响。结果表明:随着固溶温度的升高,合金中的晶粒逐渐变大;当固溶温度低于520℃时,合金中的未溶相的数量和尺寸随着固溶温度的升高而减小;当固溶制度为510℃×2 h+520℃×2 h时,合金中的未溶相开始增多,合金出现轻微过烧,断后伸长率及抗晶间腐蚀性能变差,但抗拉强度最高,达到了490.14 MPa。合金的位错强度和位错贡献值随着固溶温度的升高而减小,合金中的强化效果主要来源于固溶强化和时效析出强化。合金在T6状态下,(490℃×2 h+500℃×2 h)和(500℃×2 h+510℃×2 h)两种不同固溶制度下的抗拉强度和断后伸长率等力学性能和抗晶间腐蚀性能都较优,这两种固溶制度均是适合Al-5.6Cu-1.7Mg-0.2Zr-0.1Sr-0.6Ti合金的固溶制度。

新型Al-6Zn-2.5Mg-0.6Cu合金的均匀化工艺

采用差热分析仪(DSC)、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜观察(TEM)、布氏硬度测试等方法研究了一种新型Al-6Zn-2.5Mg-0.6Cu(mass%)合金在单、双级均匀化过程的组织性能演变。结果表明:Al-6Zn-2.5Mg-0.6Cu(mass%)合金铸锭组织中存在着严重的枝晶偏析,由ɑ(Al)和T(Al-Mg-Zn-Cu)四元相组成的非平衡共晶相沿晶界呈连续链状分布;合金经470℃×24 h均匀化处理过后,铸锭晶界得到了明显的净化,晶界上原本大量存在的非平衡共晶相回溶入基体中;铸锭先在250℃×4C h下进行均匀化预处理有利于获得尺寸细小、均匀分布的含Mn、Cr析出相,提高合金的布氏硬度值,确定该新型合金铸锭的最优均匀化工艺为250℃×4 h+470℃×24 h。

Sc、Zr复合添加量对Al-6Mg-0.6Mn合金铸态组织的影响

采用冶金法制备了四种不同Sc、Zr添加量的Al-6Mg-0.6Mn合金铸锭,利用金相显微镜、SEM及EBSD等手段研究了Sc、Zr添加量对合金铸态组织的影响。结果表明:在Al-6Mg-0.6Mn合金中添加w(Sc)=0.15%和w(Zr)=0.10%的Sc、Zr即可消除铸态枝晶网,获得明显细化的铸态组织;熔铸中粗大的Al3(ScZr)粒子不能起到细化晶粒的作用,反而恶化合金组织,进而对力学性能产生不利影响,应该严格加以控制。

Mg-7Zn-xCu-0.6Zr合金的热裂行为及热分析测试（英文）

通过热分析方法研究Mg-7Zn-x Cu-0.6Zr合金在凝固过程中的显微组织演变。采用具有测力传感器和数据采集系统的约束棒实验装置研究Cu含量(0,1,2和3,质量分数,%)对Mg-7Zn-x Cu-0.6Zr合金热裂行为的影响。Mg-7Zn-xC u-0.6Zr合金的热分析结果表明,该合金主要由α-Mg和Mg Zn2相组成,而含Cu合金有3个潜热释放峰,分别对应α-Mg、Mg Zn Cu和Mg Zn2相。同时,随着Cu含量的增加,α-Mg相的反应温度降低,Mg Zn2和MgZ n Cu相的反应温度升高。热裂实验结果表明,由于添加Cu能提高合金的共晶温度,而缩小凝固温度区间,因此,Mg-7Zn-x Cu-0.6Zr合金的热裂敏感性明显降低。

T6热处理对锻造Al-4.4Cu-0.7Mg-0.6Si合金显微组织及力学性能的影响（英文）

用透射电子显微镜、扫描电子显微镜、硬度及拉伸测试研究时效处理对锻造Al-4.4Cu-0.7Mg-0.6Si合金显微组织及力学性能的影响。结果表明,经170℃时效16 h后,合金力学性能优良,抗拉强度为504 MPa,伸长率为10.1%。当测试温度升高到150℃时,合金的抗拉强度缓慢下降到483 MPa;继续升高温度到200℃以上时,合金强度快速下降。大量θ'析出相及AlMgSiCu四元析出相(Q相)导致合金峰时效的高强度。稳定的细小弥散θ'相使得该合金在150℃下仍保持较优的力学性能;当温度高于150℃时,θ'和Q相的粗化以及θ相的析出导致合金强度的快速下降。

Al-5.3Cu-0.8Mg-0.6Ag铝合金板的高温超塑性研究

研究了Al-5.3Cu-0.8Mg-0.6Ag合金板在温度400℃～520℃以及应变速率1×10^-4s^-1～1×10^-1s^-1下的超塑性变形能力及其变形机制。结果显示,轧制态的Al-5.3Cu-0.8Mg-0.6Ag合金在500℃及应变速率5×10^-4s^-1时的最大延伸率为320%,应变速率敏感系数达到0.58。高应变速率下超塑性变形过程中主要机制为晶界滑动,协调机制则是空洞的形核长大与断裂。

Cu质量分数对Al-1.0Mg-1.0Si-0.6Mn合金显微组织和性能的影响

利用硬度测试、室温拉伸实验、晶间腐蚀实验、电化学腐蚀实验、SEM和TEM等方法,研究Cu质量分数对Al-1.0Mg-1.0Si-0.6Mn合金显微组织与性能的影响。研究结果表明:随着Al-1.0Mg-1.0Si-0.6Mn合金中Cu质量分数由0.01%逐渐增加至1.12%,其达到峰值时效所需时间逐渐减少,且峰值时效(T6态)硬度明显增加;随着Cu质量分数的增加,峰时效状态合金的抗拉强度由357.7 MPa逐渐增加至452.2 MPa,抗拉强度提升94.5 MPa,这是因为随着Cu质量分数增加,晶内析出相数量逐渐增多且尺寸逐渐减小,使得沉淀强化效果逐渐增强;Cu质量分数增加使粗大相AlFeMnSi的数量逐渐增加,腐蚀电流密度显著增大,合金的断后伸长率和抗晶间腐蚀性能呈下降趋势。

Al-Cu-0.4Mg-0.6Ag合金的时效析出与力学性能研究

通过力学性能测试、差热分析及显微组织观察,研究了Cu的含量对Al-Cu-0.4Mg-0.6Ag合金的时效析出与力学性能影响。结果显示:增加Cu的含量,能提高基体合金的时效硬化与抗拉强度,其室温抗拉强度从434MPa增大到559MPa;300℃时,合金的抗拉强度从141MPa增大到228MPa;185℃峰时效下,Al-Cu-0.4Mg-0.6Ag合金的主要强化相由片状Ω相和少量θ’相组成,随着Cu含量的增加,峰时效态合金中的Ω相体积分数增大。。

热挤压Mg-6Zn-xCu-0.6Zr(x=0,0.5,1.0,1.5)合金的显微组织及力学性能

对Mg-6Zn-x Cu-0.6Zr（x=0,0.5,1.0,1.5）合金进行了熔炼并浇注在金属模中,然后进行了挤压成形试验。结果表明：铸态合金随着Cu含量的增加晶粒逐渐细化,第二相含量增多,其组织由α-Mg、MgZn2及Mg Zn Cu相组成。合金经挤压后力学性能明显提高,其中挤压ZK60合金的动态再结晶较弱,晶粒细化程度较小。铸态合金组织中的第二相在挤压过程中被打碎,并沿着挤压方向分布。挤压态合金晶粒细化程度明显,其平均晶粒尺寸可达到10~13μm。Mg Zn Cu相呈短棒状分布在晶界,而Mg Zn2相呈细小的颗粒状分布在基体上。挤压态合金力学性能改善的原因可归结为细晶强化、第二相弥散强化及固溶强化综合作用的结果。其中挤压态Mg-6Zn-1.0Cu-0.6Zr力学性能最优,其抗拉强度、屈服强度及伸长率分别达到320.22 MPa,240 MPa和11.48%。

不同晶粒细化剂对Al-6.5Zn-2.4Mg-2.2Cu合金组织性能的影响

为了优化Al-6.5Zn-2.4Mg-2.2Cu合金的熔铸工艺,分别采用AlTi5B0.2和AlTi5B1两种晶粒细化剂开展试验,对比分别添加两种晶粒细化剂的铸锭的化学成分、低倍晶粒度、显微组织和轧制板材的拉伸力学性能、抗剥落腐蚀性能、疲劳性能。结果表明,Al-6.5Zn-2.4Mg-2.2Cu铝合金宜选择AlTi5B0.2晶粒细化剂。

高强耐热Mg-9Gd-4Y-0.6Zr合金的性能

对Mg-9Gd-4Y-0.6Zr合金的组织、力学性能、焊接性能和腐蚀性能进行研究。结果表明:该合金是一种高强、耐热、易焊接和耐腐蚀的新型镁稀土合金,在不同温度下其力学性能都明显优于HM31,HK31和WE54的力学性能,在-196,25,250,300和350℃时的抗拉强度分别达到521,370,348,262和150 MPa,其耐热温度可达到350℃,焊接强度系数为0.74;在3.5%NaCl溶液中该合金挤压T5态的室温腐蚀电流仅为AZ91-T5态的1/10和ZK60-T5态的1/23。

挤压温度对Mg-9Gd-4Y-0.6Zr合金组织与力学性能的影响

为提高Mg-9Gd-4Y-0.6Zr合金的强度,研究了不同温度下的挤压组织对合金力学性能的影响。结果表明,随着挤压温度从500℃降低到400℃,其晶粒度也从126μm细化到7.4μm,抗拉强度和延伸率分别从200.1MPa和2.93%提高到312.4 MPa和5.6%。通过力学性能和晶粒尺寸之间的关系计算出该合金的Hall-Petch常数Ky为327.6 MPa.μm1/2,明显高于纯镁及常规镁合金的Ky。大量稀土元素的固溶及其第二相粒子对晶界和位错运动的阻碍作用是合金Ky值较高的主要原因。

二次挤压对Mg-12Gd-3Y-0.6Zr合金显微组织及力学性能的影响

利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪等研究二次挤压对Mg-12Gd-3Y-0.6Zr合金显微组织及力学性能的影响。研究表明:该合金经二次挤压后,晶粒尺寸细化至6μm,提高细晶强化效果;粗大Mg5Gd1-xYx相增多,降低固溶强化效果;{0002}基面织构的减弱降低织构强化效果;在三者的综合作用下,合金经二次挤压后,强度有所降低,但伸长率却大幅度提高,达到20.5%,较一次挤压态合金的伸长率提高107.1%;一次挤压态合金的断裂方式是以解理断裂为主的混合断裂,二次挤压态合金的断裂方式为韧性断裂。

Mg-9Gd-4Y-0.6Mn合金在293～723 K时的变形行为及微观组织演变

研究Mg-9Gd-4Y-0.6Mn 合金在应变速率为0.01 s-1、变形温度为293～723 K时的压缩塑性变形行为, 并在光学显微镜下观察合金在不同变形温度下的表面滑移线及孪生变形形貌与内部微观组织. 研究结果表明： 合金流变应力应变曲线在不同温度呈现出不同的形状, 加工硬化、动态回复和动态再结晶在不同的温度各自起到了重要的作用;在523 K以上时非基面滑移已被激活, 形变孪生在296～723 K范围都存在, 在673 K以上出现动态再结晶;动态再结晶晶粒优先在原始晶界和粗大第二相粒子处形核, 同时在723 K还观察到晶界弓出形核和＂孪生＂动态再结晶现象.

微量Ca对Mg-0.6Zr合金力学性能及阻尼行为的影响

研究了微量Ca对Mg-0.6Zr合金力学性能和阻尼行为的影响。结果表明,微量Ca加入后的固溶强化和细晶强化作用提高了Mg-0.6Zr合金的强度和延伸率,同时由于Ca元素的加入及晶界数量增多对位错运动的进一步阻碍也降低了合金的应变振幅效应,从而降低了其阻尼性能,当ε=4×10-3时Mg-Zr合金的阻尼Q-1=0.13,而Mg-Zr-Ca合金为Q-1=0.11。研究表明合金的阻尼行为可按G-L位错阻尼理论解释。

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。

时效对Mg-9Gd-4Y-1Nd-0.6Zr镁合金强度和耐蚀性的影响

为获得高强耐蚀的Mg-9Gd-4Y-1Nd-0.6Zr合金,采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和电化学方法等分析了时效工艺对该合金强度和耐蚀性的影响。结果表明峰值时效合金强度很高但耐蚀性差,晶界析出相粗大且分布连续,在腐蚀溶液中镁合金由于析氢,晶界处很容易形成腐蚀通道。同时纳米尺寸的析出相和镁基体微电偶腐蚀很严重。过时效状态合金强度变化不大但耐蚀性显著增强,过时效样品晶内析出相粗大,晶界析出相分布不连续,腐蚀产物在其表面堆积导致腐蚀通道被堵塞,从而使合金耐蚀性显著提高。

Pr对Mg-0.6Zr合金组织和力学性能的影响

用金属型铸造的方法制备得到由α-Mg及Mg12Pr组成的复相镁合金,利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等对合金显微组织和相组成进行了研究,通过拉伸试验测试了所制备合金的室温力学性能。研究发现,少量Pr可以细化Mg-0.6Zr合金晶粒,并生成强度较高的金属间化合物,Mg-0.6Zr-0.6Pr合金同时具有最高的抗拉强度和伸长率,分别比Mg-0.6Zr合金提高了9.8%和118%,其屈服强度则提高了42%。