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Continuous cooling transformation curve of a novel al-cu-li alloy

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中国有色金属学会会刊：英文版 2006年第5期16卷 1110-1115页

作者：李红英耿进锋郑子樵王长建苏尧胡彬 School of Materials Science and Engineering Central South University

An effective method of measuring continuous cooling transformation(CCT) curve is studied. Corresponding to different cooling rate range, the different measurement methods are employed. The phase-transformation temperatures at slow cooling rate are determined by differential thermal analysis(DTA). The phase-transformation temperatures at medium cooling rate are obtained by measuring a ratio of resistance change against temperature. The phase-transformation temperatures at high cooling rate are measured with thermal mechanical simulator and X-ray diffractometer. Mechanical property combined with microstructure of the samples at various cooling rates is studied and the CCT curve of the alloy is constructed. When the cooling rate increases, phase- transformation temperature drops and the quantity of the secondary phase decreases. The solid solution strengthening is the leading strengthening mechanism during the quench and the hardness increases with the increase of the cooling rate.

关键词： al-cu-li CCT曲线相变强化机理铝合金

时效工艺对高强al-cu-li合金组织和性能的影响

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矿冶工程 2010年第6期30卷 100-102页

作者：王哲郑子樵李世晨中南大学材料科学与工程学院湖南长沙410083

以新型al-cu-li系合金为研究对象,通过拉伸试验和透射电镜分析,研究了单级时效和双级时效对合金组织和性能的影响。结果表明:对合金进行低温预时效有利于促进溶质原子团簇的形成,增加δ′相和T1相在基体内的形核,因此同单级时效相比,双... 详细信息

以新型al-cu-li系合金为研究对象,通过拉伸试验和透射电镜分析,研究了单级时效和双级时效对合金组织和性能的影响。结果表明:对合金进行低温预时效有利于促进溶质原子团簇的形成,增加δ′相和T1相在基体内的形核,因此同单级时效相比,双级时效获得的δ′相和T1相的数量更多,尺寸较小,分布也更为弥散,从而改善了合金组织及性能。

关键词： al-cu-li 预时效力学性能

不同变形条件下原位自生TiB2/al-cu-li复合材料组织和性能的演变

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不同变形条件下原位自生TiB2/Al-Cu-Li复合材料组织和性能的演变

作者：赵博文上海交通大学

学位级别：硕士

铝锂合金因其具备低密度、高弹性模量和高比刚度等优异的特性而在众多金属材料中脱颖而出,成为航空航天领域中极具应用潜力的新型材料。为了进一步改善铝锂合金的综合性能,可以添加陶瓷颗粒增强相形成铝锂基复合材料,从而吸收增强相高... 详细信息

铝锂合金因其具备低密度、高弹性模量和高比刚度等优异的特性而在众多金属材料中脱颖而出,成为航空航天领域中极具应用潜力的新型材料。为了进一步改善铝锂合金的综合性能,可以添加陶瓷颗粒增强相形成铝锂基复合材料,从而吸收增强相高弹性模量、高比强度、良好耐磨性等优点,实现取长补短,进一步提高材料综合性能。本文通过原位熔盐反应制备了原位自生TiB/al-cu-li复合材料,通过SEM、TEM、EBSD、XRD等技术研究了挤压变形TiB/al-cu-li复合材料在变形和热处理过程中的微观组织结构特征的变化,揭示了原位自生TiB颗粒对复合材料在变形和热处理过程中微观组织演化和宏观力学性能的影响,结果表明:(1)原位自生TiB颗粒粒径为2 nm,大多数粒子(82.9%)尺寸小于100 nm。在铸态和时效态下均能观察到在TiB颗粒团簇区有富cu初生相共存。(2)挤压态合金和复合材料均具有强烈的和织构,经过固溶处理之后,合金的和丝织构的强度和体积分数都迅速减小,并出现了取向的织构,而复合材料中原有的和织构可以稳定存在,这主要归因于TiB颗粒的抑制回复再结晶和晶粒生长的作用。(3)纳米增强相粒子通过增加驱动力和钉扎作用显著改变复合材料的再结晶行为。复合材料的再结晶比例高于基体合金,大TiB颗粒团簇可以通过PSN效应促进再结晶,晶内纳米TiB颗粒可以通过在变形过程中钉扎位错抑制回复过程。而在固溶过程中TiB颗粒可以有效地固定位错钉扎晶界,抑制亚晶的生长以过程。(4)欠时效阶段复合材料析出相有δ′、θ′、T1和S相,而合金中只有δ′相析出。而峰时效阶段复合材料中T1和S相消耗了θ′相,并且相比合金T1和S相,二者具有更高的数量密度,尺寸更小,T1相互连接形成连续网络。与合金相比复合材料峰时效的屈服强度提高了248MPa(65.4%),抗拉强度提高了152Mpa(30.7%),比强度提高了33%。同时采用搅拌摩擦加工技术进一步改善原位自生TiB/al-cu-li复合材料铸态微观组织结构,结果表明FSP后复合材料焊核区增强相颗粒弥散分布,无TiB团簇和富cu中间的存在,组织均匀,平均晶粒尺寸约为2μm,并且其内部存在着81.8%的完全再结晶晶粒,整体织构强度较低,仅存在微弱的再结晶织构和剪切织构,总体取向接近随机分布。

关键词：原位自生铝基复合材料 al-cu-li 微观组织析出相搅拌摩擦加工

al合金中Sn-Hf、Sn-Y、Sc-Zn、al-li-Mn、al-cu-li体系的热力学研究

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Al合金中Sn-Hf、Sn-Y、Sc-Zn、Al-Li-Mn、Al-Cu-Li体系的热力学研...

作者：唐彩中南大学

学位级别：硕士

CalPHAD （Calculation of PHAse Diagram）技术广泛成功应用于多组元体系的相图热力学计算。CalPHAD方法成功的关键在于选用合理的模型以及准确的相图热力学数据。本工作针对A1合金中重要的二元系Sn-Hf, Sn-Y、Sc-Zn及三元系al-li-Mn、... 详细信息

CalPHAD （Calculation of PHAse Diagram）技术广泛成功应用于多组元体系的相图热力学计算。CalPHAD方法成功的关键在于选用合理的模型以及准确的相图热力学数据。本工作针对A1合金中重要的二元系Sn-Hf, Sn-Y、Sc-Zn及三元系al-li-Mn、al-cu-li进行了系统的相图热力学研究。主要研究成果可概括如下：（1）通过第一原理方法计算了Sn-Hf和Sc-Zn二元系中的中间化合物HfSn2、HfSn、Hf5Sn4、Hf5Sn3、ScZn、ScZn2、Sc17Zn58、Sc3Zn17及ScZn12在0K时的生成焓。（2）系统评估了文献中报道的Sn-Hf、Sn-Y和Sc-Zn二元系的实验数据,并在此基础上建立了相应体系各相的热力学模型。通过热力学优化计算,获得了Sn-Hf、Sn-Y和Sc-Zn体系的热力学参数。利用本工作获得的热力学参数不仅可以准确地描述Sn-Hf、Sn-Y、Sc-Zn二元系的热力学相图,而且可以用于外推计算其他三元系及多元系相图,有助于了解Sc、Sn等合金添加元素的合金化行为,及其对A1合金显微组织的影响。本次工作所得到的二元系参数已并入了国际上迄今为止最为完整的A1合金热力学数据库。（3）利用本课题组的A1合金数据库的边际二元系数据,优化了al-li-Mn以及al-cu-li三元系的热力学参数。本工作得到的参数不但能很好地描述al-li-Mn以及al-cu-li三元系,而且与本课题组所建立的热力学数据库有非常好的兼容性。

关键词：铝合金 al-li-Mn al-cu-li 热力学计算第一原理计算

al-4.0cu-1.0li（Wt.%）合金单级时效热处理微观组织演变规律研究

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Al-4.0Cu-1.0Li（Wt.%）合金单级时效热处理微观组织演变规律研究

作者：高珍湖南大学

学位级别：硕士

al-cu-li铝合金是一种典型的可时效强化铝合金，具有低密度，高比强度和比刚度，优良的低温韧性和疲劳性能以及良好的抗腐蚀性能等优点，被广泛应用于航天航空领域，成为航天航空领域最理想的新型结构材料之一。然而，对于时效过程中产... 详细信息

al-cu-li铝合金是一种典型的可时效强化铝合金，具有低密度，高比强度和比刚度，优良的低温韧性和疲劳性能以及良好的抗腐蚀性能等优点，被广泛应用于航天航空领域，成为航天航空领域最理想的新型结构材料之一。然而，对于时效过程中产生的析出相的种类、演变规律以及析出相的形貌、大小及分布对强度的贡献尚有争论。另外，关于合金主要强化相T相的结构以及演变规律也未能形成统一的观点。本文针对al-4.0wt.%cu-1.0wt.%li铝合金板材，采用固溶淬火以及单级时效热处理，利用显微硬度测量、金相分析(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)以及高角度环形暗场像(HADDF)分析等手段，系统地研究了该合金在单级时效过程中微观组织、晶内强化析出相的变化情况，并且采用第一原理计算方法对合金主要强化相T相的结构及演变规律进行了研究。主要研究内容和创新点如下： (1)采用扫描透射-高角环形暗场像(HAADF-STEM)和第一原理计算方法对合金在165℃单级时效状态下T相的原子结构以及演变规律进行跟踪研究。研究发现在165℃单级时效过程中存在一种新的亚稳相：T相的GPT区，还观察到了T相的变体。GPT区具有六角结构，点阵参数c=4d111al=0.932nm，与T相(c=0.935nm)相同，但GPT区两层富cu之间的距离为0.466nm，与T相两富cu层之间的距离不同(0.495nm)， T相变体实际上是由两个单胞T相组成，但是在这两个T相中间多了一层li原子。T相的粗化方式有两种，一种是沿着它的c轴逐渐长厚，另一种方式是通过T相变体长厚。这在以往的文献中尚未报道过，本实验发现GPT区对时效早期材料的强度有重要影响。 (2)采用TEM观察，结合显微硬度表征对al-4.0wt.%cu-1.0wt.%li铝合金在13565℃不同温度下单级时效之后的微观结构的演变规律进行跟踪研究。研究发现165℃时效32h合金的硬度最高，可达148HV。单级峰值时效的主要强化相为GPT区，T相和′/θ′共生相。 (3)采用第一原理计算方法，分别计算了GPT区以及T相变体的原子结构的形成焓，其形成焓分别为-1.4kJ/mol·atom、-11.1kJ/mol·atom，说明它们的结构从能量方面来说是合理的。

关键词： al-cu-li 铝合金时效析出相高分辨电子显微学高角环形暗场像

日本采用融盐电解法制取al-cu-li三元中间合金

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轻金属 1990年第2期 15-15页

作者：王祝堂

铝-锂合金具有低的密度、高的弹性模量和强度,是一类大有发展前途的正在试用的航空航天材料。但是以纯金属锂的形式熔炼铝-锂合金时,一则要求锂很纯,有害杂质特别是钠的含量应很低,二则锂是一种化学活性很高的元素,给生产与保管带来很... 详细信息

铝-锂合金具有低的密度、高的弹性模量和强度,是一类大有发展前途的正在试用的航空航天材料。但是以纯金属锂的形式熔炼铝-锂合金时,一则要求锂很纯,有害杂质特别是钠的含量应很低,二则锂是一种化学活性很高的元素,给生产与保管带来很大困难。如以铝-锂中间合金或铝-铜-锂三元中间合金的形式添加锂,则就方便得多了。

关键词：中间合金制取母合金 al-cu-li li cu

al-cu-li生成的大块准晶结构模型的初探

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地球科学（中国地质大学学报） 1990年第6期15卷 629-634页

作者：陈敬中路湘豫潘兆橹中国地质大学测试中心

al-cu-li大块准晶的结构是各国准晶研究者们正在探索的一个难题。本文从凝聚态物理、结构化学理论出发,根据“等大正二十面体共角顶连结的准晶结构模型”的基本特点,提出了al-cu-li生成的大块准晶的结构模型。简称为CPL准晶结构模型。CP... 详细信息

al-cu-li大块准晶的结构是各国准晶研究者们正在探索的一个难题。本文从凝聚态物理、结构化学理论出发,根据“等大正二十面体共角顶连结的准晶结构模型”的基本特点,提出了al-cu-li生成的大块准晶的结构模型。简称为CPL准晶结构模型。CPL结构单元A_1与CP结构单元α_1之比为729:1。

关键词：准晶体 al-cu-li 结构模型

NaOH浓度对铸造铝锂合金微弧氧化膜层显微组织和耐蚀性能的影响

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2021年第4期31卷 913-924页

作者：秦莹吴国华 Andrej ATRENS 张小龙张亮丁文江上海交通大学材料科学与工程学院轻合金精密成形国家工程研究中心金属基复合材料国家重点实验室上海200240 School of Mechanical and Mining Engineering the University of QueenslandBrisbane Qld4072Australia

采用含有Na2WO4和不同NaOH浓度的硅酸盐系列电解液,利用微弧氧化(MAO)技术在al-cu-li合金表面制备陶瓷涂层,研究NaOH浓度在1-9 g/L范围内对涂层显微组织和腐蚀行为的影响。利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和扫描电子显微镜(S... 详细信息

采用含有Na2WO4和不同NaOH浓度的硅酸盐系列电解液,利用微弧氧化(MAO)技术在al-cu-li合金表面制备陶瓷涂层,研究NaOH浓度在1-9 g/L范围内对涂层显微组织和腐蚀行为的影响。利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和扫描电子显微镜(SEM)对膜层的组成和微观结构进行表征。结果表明,NaOH促进MAO反应中氧化物的生成,使膜层厚度增加。电化学腐蚀测试(极化曲线、交流阻抗谱)和质量损失试验确定膜层的耐蚀性随NaOH加入量的增加而提高,且在7g/LNaOH溶液中制备的膜层耐蚀性最优。全浸泡腐蚀试验也给出一致的结果。

关键词： al-cu-li NaOH 微弧氧化腐蚀行为