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铜元素含量对超高强铝合金力学性能淬火敏感性的影响

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中国有色金属学报 2023年第3期33卷 715-728页

作者：张梦晗刘胜胆蒋靖宇马志民韦卫昌中南大学材料科学与工程学院长沙410083 中南大学轻质高强结构材料重点实验室长沙410083 中南大学有色金属材料科学与工程教育部重点实验室长沙410083 中南大学冶金与环境学院长沙410083 包头职业技术学院包头014030

采用浸入式末端淬火的方法,结合硬度、电导率测试和相图、连续冷却转变曲线计算,通过电子背散射衍射分析、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等微观组织表征方法,研究铜元素含量对超高强AlZn-Mg-Cu合金力学性能淬火敏感性的影响。结果表明... 详细信息

采用浸入式末端淬火的方法,结合硬度、电导率测试和相图、连续冷却转变曲线计算,通过电子背散射衍射分析、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等微观组织表征方法,研究铜元素含量对超高强AlZn-Mg-Cu合金力学性能淬火敏感性的影响。结果表明:淬火速率从400℃/s降低至70℃/s时,铜含量几乎不影响合金的淬火敏感性;淬火速率从70℃/s降低至4℃/s时,随着铜含量增加,析出驱动力增大,淬火析出相的种类和数量增多、尺寸增大,消耗的相对溶质原子数量增多,合金的淬火敏感性也随之提高;根据晶界及晶内淬火析出相的面积分数差异,发现晶内淬火析出相的数量差异是造成不同合金淬火敏感性差异的主要因素。

关键词： Al-Zn-Mg-Cu合金 Cu含量淬火析出相硬度淬火敏感性

Zn含量对Al-xZn-1.5Mg-1.0Cu合金淬火敏感性的影响

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中国有色金属学报 2023年第5期33卷 1458-1468页

作者：曹丽婷张梦晗马志民刘胜胆中南大学材料科学与工程学院长沙410083 中南大学轻质高强结构材料国家重点实验室长沙410083 包头职业技术学院车辆工程系包头014030 中南大学有色金属材料科学与工程教育部重点实验室长沙410083

通过浸入式末端淬火与室温拉伸实验,结合相图和时间-温度-转化率(TTT)曲线、差示扫描量热分析及扫描电镜、透射电镜等手段,研究了Zn含量(6.00%~9.08%,质量分数)对Al-xZn-1.5Mg-1.0Cu合金淬火敏感性的影响。结果表明:当淬火速率从200℃/... 详细信息

通过浸入式末端淬火与室温拉伸实验,结合相图和时间-温度-转化率(TTT)曲线、差示扫描量热分析及扫描电镜、透射电镜等手段,研究了Zn含量(6.00%~9.08%,质量分数)对Al-xZn-1.5Mg-1.0Cu合金淬火敏感性的影响。结果表明:当淬火速率从200℃/s减小至70℃/s时,Zn含量为8.10%的合金(8Zn alloy)的淬火敏感性最高,Zn含量为6.00%的合金(6Zn alloy)其次,Zn含量分别为7.09%和9.08%的合金(7Zn alloy,9Zn alloy)的淬火敏感性相当且最低;当淬火速率进一步降低时,Zn含量为9.08%的合金(9Zn alloy)的淬火敏感性快速提高;当淬火速率低于约32℃/s时,随着Zn含量从6.00%增加到7.09%,淬火敏感性基本保持不变;然后随着Zn含量从8.10%增加到9.08%,合金的淬火敏感性迅速增加。结合电导率和淬火诱导相面积分数的结果,从淬火诱导相的析出驱动力和形核位置及数量差异的角度,对Zn含量影响淬火敏感性的机理进行了分析讨论。

关键词： Al-Zn-Mg-Cu合金浸入式末端淬火 Zn含量强度淬火敏感性

添加Sc和提高Zn含量对7085铝合金力学性能、淬火敏感性和耐蚀性能的影响

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金属热处理 2023年第4期48卷 196-203页

作者：孙浩鸣刘崇宇石磊张磊肖济金桂林理工大学材料科学与工程学院广西桂林541004

在7085铝合金基础上添加Sc和提高Zn含量制备了3种不同成分的热轧薄板样品,在470℃加热1 h后分别风冷(FC)和水冷(WC)淬火,然后进行120℃×24 h人工时效。再采用室温拉伸和晶间腐蚀试验及光学显微镜和透射电镜观察等试验方法,研究Sc和Zn对... 详细信息

在7085铝合金基础上添加Sc和提高Zn含量制备了3种不同成分的热轧薄板样品,在470℃加热1 h后分别风冷(FC)和水冷(WC)淬火,然后进行120℃×24 h人工时效。再采用室温拉伸和晶间腐蚀试验及光学显微镜和透射电镜观察等试验方法,研究Sc和Zn对7085铝合金力学性能和耐蚀性能的影响。结果表明,添加Sc可以显著细化晶粒、钉扎位错、抑制再结晶、提高形核率、降低晶界无沉淀析出带的宽度及晶界析出相尺寸,从而有利于提高合金的强度与耐蚀性能,淬火敏感性也有所提高。在含Sc的基础上进一步提高Zn含量会使淬火诱导相的析出驱动力增大,晶内析出相和晶界析出相的数量增加,时效后合金的强度进一步提高,淬火敏感性显著增强,耐蚀性能有所下降。

关键词： 7085铝合金 Sc 力学性能淬火敏感性晶间腐蚀

高真空压铸AlSi10MgMn合金淬火敏感性

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中国有色金属学报 2023年第9期33卷 2839-2849页

作者：雷月琴赵海东王雪灵马万里华南理工大学国家金属材料近净成形工程技术研究中心机械与汽车工程学院广州510640

通过分级淬火法测定了高真空压铸AlSi10MgMn合金的时间-温度-转化率(TTT)和时间-温度-性能(TTP)曲线,利用淬火因子分析法(QFA)预测了合金的力学性能,验证了该方法的准确性;采用透射电子显微镜(TEM)研究了等温淬火和时效过程中合金微观... 详细信息

通过分级淬火法测定了高真空压铸AlSi10MgMn合金的时间-温度-转化率(TTT)和时间-温度-性能(TTP)曲线,利用淬火因子分析法(QFA)预测了合金的力学性能,验证了该方法的准确性;采用透射电子显微镜(TEM)研究了等温淬火和时效过程中合金微观组织的演变规律。结果表明:合金TTT和TTP曲线的鼻尖温度约为370℃,淬火敏感区间为295~445℃;根据淬火因子分析法,合金的临界冷却速率为7.7℃/s,但在冷却速率较小时,该方法误差较大;合金在等温过程中产生了棒状β-Mg_(2)Si相,且随着等温时间的延长,β-Mg_(2)Si尺寸变大且数量增多,导致时效后得到的纳米相β?相减少,无析出带(PFZ)范围增大。

关键词： AlSi10MgMn合金高真空压铸淬火敏感性淬火因子分析法显微组织

AA7136合金的淬火敏感性与非均匀析出行为

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2021年第11期31卷 3356-3369页

作者：马志民张勇刘胜胆邓运来张新明中南大学材料科学与工程学院长沙410083 包头职业技术学院包头014030 中南大学有色金属材料科学与工程教育部重点实验室长沙410083

通过时间-温度-性能(TTP)曲线研究AA7136合金的淬火敏感性,使用扫描电镜、扫描透射电镜和高分辨电镜研究等温保温过程中的非均匀析出行为。结果显示,99.5%TTP曲线的鼻尖温度约为346℃,鼻尖处的转变时间约为0.245 s。在不同等温保温样品... 详细信息

通过时间-温度-性能(TTP)曲线研究AA7136合金的淬火敏感性,使用扫描电镜、扫描透射电镜和高分辨电镜研究等温保温过程中的非均匀析出行为。结果显示,99.5%TTP曲线的鼻尖温度约为346℃,鼻尖处的转变时间约为0.245 s。在不同等温保温样品中观察到η(MgZn_(2))相、T(Al_(2)Zn_(3)Mg_(3))相、S(Al_(2)CuMg)相或富Cu-Zn的Y相,并将这些相的析出行为描述在TTP曲线中。随着保温时间的延长,这些平衡相的尺寸和面积分数增大,导致样品时效后的硬度降低。根据晶界/亚晶界和晶内弥散粒子上非均匀析出第二相的数量分析它们对硬度下降的定量贡献。

关键词： AA7136合金淬火敏感性时间-温度-性能曲线非均匀析出

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铝锂合金淬火敏感性的研究进展

中国有色金属学报 2024年

作者：刘锦勋赵公澍郑子樵中南大学材料科学与工程学院

铝锂合金具有低密度、高比强度、高比刚度及优良耐腐蚀性能，在航空航天领域获得了广泛的应用。但铝锂合金存在一定的淬火敏感性，限制了其在大规格结构件上的应用。本文概括了国内外对铝锂合金淬火敏感性的研究情况，首先介绍了淬火敏... 详细信息

铝锂合金具有低密度、高比强度、高比刚度及优良耐腐蚀性能，在航空航天领域获得了广泛的应用。但铝锂合金存在一定的淬火敏感性，限制了其在大规格结构件上的应用。本文概括了国内外对铝锂合金淬火敏感性的研究情况，首先介绍了淬火敏感性的研究方法，围绕合金元素、塑性变形和热处理工艺分析了影响淬火敏感性的因素，最后阐述了淬火过程中的组织演变及淬火过程中的析出行为对时效组织和性能的影响，并提出了未来研究中值得进一步探索的难点、重点问题，为学者们进行更深入的研究提供一些思路与启发。

关键词：铝锂合金淬火敏感性研究方法影响因素组织演变

Cu含量对Al-Cu-Li合金淬火敏感性的影响

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中国有色金属学报 2024年第5期34卷 1506-1518页

作者：刘锦勋李红英杨惠钧林海涛郑子樵中南大学材料科学与工程学院长沙410083 中南大学轻质高强结构材料国家级重点实验室长沙410083 西南铝业(集团)有限责任公司重庆401326

采用薄板叠层末端淬火的方法,通过强度测试、连续冷却转变(CCT)和时间-温度-转化率(TTT)曲线计算及X射线衍射、扫描电镜、透射电镜等微观组织表征方法,研究了Cu含量(3.15%、3.63%和3.88%)对Al-Cu-Li合金淬火敏感性的影响,结合理论分析,... 详细信息

采用薄板叠层末端淬火的方法,通过强度测试、连续冷却转变(CCT)和时间-温度-转化率(TTT)曲线计算及X射线衍射、扫描电镜、透射电镜等微观组织表征方法,研究了Cu含量(3.15%、3.63%和3.88%)对Al-Cu-Li合金淬火敏感性的影响,结合理论分析,从析出驱动力和形核位点的角度分析了Cu含量影响淬火敏感性的机理。结果表明:随着Cu含量的增加,晶格畸变能增加,Li的溶解度降低,淬火态合金中位错和残留第二相增多,含Li相的析出驱动力和非均匀形核位点增加,淬火沉淀相增多;随着临界冷却速率的增大,鼻尖温度孕育期缩短,强度残存率减小,Al-Cu-Li合金淬火敏感性提高。T8态合金强度受Cu含量和淬火速率共同作用,淬火速率较高时,主要受Cu含量的影响;淬火速率较低时,Cu含量的影响减小。

关键词： Al-Cu-Li合金 Cu含量淬火敏感性强度淬火沉淀相

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2196铝锂合金的淬火敏感性及析出动力学

中国有色金属学报 2024年第5期34卷 1475-1485页

作者：李响李红英刘锦勋肖翔林海涛王燕郑子樵中南大学材料科学与工程学院长沙410083 中铝材料应用研究院有限公司北京102209 西南铝业(集团)有限责任公司重庆401326 中南大学轻质高强结构材料国家级重点实验室长沙410083

采用分级淬火法测定了2196合金挤压型材的时间−温度−转化率(TTT)和时间−温度−性能(TTP)曲线,结合电子探针显微分析(EPMA)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和Johnson-Mehl-Avrami(JMA)方程研究了2196合金在等温处理过程中的组织转变和析... 详细信息

采用分级淬火法测定了2196合金挤压型材的时间−温度−转化率(TTT)和时间−温度−性能(TTP)曲线,结合电子探针显微分析(EPMA)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和Johnson-Mehl-Avrami(JMA)方程研究了2196合金在等温处理过程中的组织转变和析出动力学。结果表明:2196合金型材的鼻尖温度为375℃,孕育期为0.9 s,淬火敏感区间为300~425℃;在等温处理过程中,过饱和固溶体分解析出粗大的T_(1)相,且在375℃附近的析出速率最大;随着保温时间的延长,T_(1)相聚集并长大,时效后纳米析出相减少,无沉淀析出区变宽,导致合金力学性能显著下降;根据析出动力学方程拟合出的“S”形曲线,解释了合金在375℃附近淬火敏感性最大的原因,分析了在淬火敏感区间第二相的析出规律。

关键词： 2196铝锂合金时间−温度−转化率(TTT)曲线时间−温度−性能(TTP)曲线淬火敏感性析出动力学

Cu含量对Al-Cu-Li合金淬火敏感性的影响

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中国有色金属学报 2023年

作者：刘锦勋李红英杨惠钧林海涛郑子樵西南铝业(集团)有限责任公司中南大学轻质高强结构材料国家级重点实验室中南大学材料科学与工程学院

采用薄板叠层末端淬火的方法，通过强度测试、连续冷却转变 (CCT)和时间-温度-转化率(TTT) 曲线及X射线衍射、扫描电镜、透射电镜等微观组织表征方法，研究了Cu含量(3.15 wt.%、3.63 wt.%和3.88 wt.%)对Al-Cu-Li合金淬火敏感性的影响，... 详细信息

采用薄板叠层末端淬火的方法，通过强度测试、连续冷却转变 (CCT)和时间-温度-转化率(TTT) 曲线及X射线衍射、扫描电镜、透射电镜等微观组织表征方法，研究了Cu含量(3.15 wt.%、3.63 wt.%和3.88 wt.%)对Al-Cu-Li合金淬火敏感性的影响，结合理论计算，从析出驱动力和形核位点的角度，分析了Cu含量影响淬火敏感性的机理。结果表明，Cu含量增加，晶格畸变能增加，Li的溶解度降低，淬火态合金中位错和残留第二相增多，含Li相的析出驱动力和非均匀形核位点增加，淬火脱溶相增多；临界冷却速率增大，鼻尖温度孕育期缩短，强度残存率减小，Al-Cu-Li合金淬火敏感性提高。T8合金强度受Cu含量和淬火速率共同作用，淬火速率较高时，主要受Cu含量影响，淬火速率较低时，Cu含量的影响减小。

关键词： Al-Cu-Li合金 Cu含量淬火敏感性强度淬火脱溶相