形变热处理LC4铝合金强度及应力腐蚀性能的研究

一、引言 应力腐蚀开裂敏感及疲劳强度较低,是高强度铝合金应用中面临的两个主要问题。应力腐蚀造成的低应力破断,常常引起灾难性后果。虽然过时效处理可以显著改善应力腐蚀敏感性,但同时也使合金的强度比时效峰状态有所降低,因此,不能充分发挥材料的性能潜力。形变热处理可以提高高强铝合金的强度,但对该类合金应力腐蚀及疲劳强度的影响,尚缺乏深入研究。     

7050铝合金高强高韧低SCC敏感性时效工艺与机理研究

在单级时效制度下,对7050铝合金进行了长时间人工时效处理。研究了不同时效状态下合金的微观组织与常规力学性能,并测试了合金的SCR性能。结果表明:不同温度下长时间人工时效处理后,合金的强度随时效程度的增加均发生明显变化,经过传统峰时效后合金的强度先减小后增大,出现第二峰值,且第二峰强度高于第一峰;合金断裂韧度随时效程度的增加而提高,第二峰韧度高于第一峰;应力腐蚀敏感性随时效程度增加而降低,第二峰抗应力腐蚀性能优于第一峰。135℃下,合金的双峰位较为突出,双峰值较高。第一峰位,σ0.2,σb分别为580MPa,625MPa;第二峰位,σ0.2,σb分别为590MPa,640MPa。第二峰位断裂韧度较好,KIC为39.5MPa.m1/2,SCR性能得到很大改善,临界应力强度因子KISCC为12.72 MPa.m1/2。微观组织分析表明:合金双峰状态下晶内及晶界组织都存在极大差异,第一峰基体组织为高密度GP区,晶界为连续带状η'相,第二峰基体组织以η'相为主,晶界为断续离散的粗大η相。     

双峰时效对7075合金组织与性能的影响

采用洛氏硬度计、显微硬度计、光学显微镜(OM)、电子拉伸试验机等技术对7075铝合金时效行为、力学性能及显微组织进行了系统研究.结果表明,7075合金的硬度及强度都具有时效双峰特征.两个时效峰的硬度和强度相差很小,在较低温度下时效第二峰的强度、硬度、塑性、韧性较高.     

超长时效对7075合金性能的影响

利用洛氏硬度计、电子拉伸试验机、冲击试验机、扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）等设备对7075铝合金超长时间时效行为、力学性能、抗应力腐蚀性（SCR）及断口形貌进行了研究。结果表明,7075铝合金的硬度及强度都具有时效双峰特征。两个时效峰的硬度和强度相差不多,但对应第二峰时效的合金具有比较高的SCR性能。首次提出并运用“相变-Mg-H”复合理论解释了7075合金第二峰的高SCR性能现象。     

新型高强度抗热腐蚀单晶高温合金研究

对新研发的M09A高强度抗热腐蚀单晶高温合金的组织结构、力学性能、抗热腐蚀性能及长期时效组织性能稳定性进行了研究。结果表明：M09A合金相对IN738合金适当降低Cr含量,为增加强化元素含量提供了可能,从而提高了M09A合金沉淀强化和固溶强化水平;取较低的Ti/Al比可以改善组织稳定性;应用单晶技术和高温热处理,可进一步提高M09A合金的高温力学性能、抗热腐蚀性能和组织性能稳定性;M09A合金抗热腐蚀性能与IN738合金的相当,高温力学性能超过现有的抗热腐蚀合金和典型的高强度定向凝固合金DZ125的,并达到第1代单晶合金的水平;合金组织性能稳定,不含Re、Ru、Hf等贵重金属元素,成本低,密度小,铸造性能较好。     

预拉伸对Al-Li合金应力腐蚀行为的影响

 在时效前对Al-Li-Cu-Mg-Zr合金进行拉伸变形,用慢应变速率拉伸试验和恒应变三点弯曲试验研究了合金的在3.5％NaCl水溶液中的应力腐蚀行为,并测定了合金的拉伸性能。表明预拉伸变形提高了合金的应力腐蚀抗力和强度。预拉伸变形量4％时,合金具有最低的应力腐蚀开裂敏感性和最高的断裂延伸率。预拉伸变形量从4％至8％时,对合金应力腐蚀开裂敏感性影响不大,合金的延伸率下降也不明显。用透射电镜分析了合金的显微组织与应力腐蚀性能及拉伸性能之间的关系。     

Al—Li—Cu—Mg—Zr合金的氢脆敏感性

本文采用慢应变速率试验方法研究预浸充氢和阴极充氢对时效及形变时效状态2091合金断裂延伸率和塑性损失率的影响。结果表明,时效状态、特别是形变时效状态合金具有明显的氢脆敏感性。这种敏感性与预浸介质,时效,预形变方式和形变量有关。文中还对氢脆在应力腐蚀开裂中的作用进行了讨论。     

7003 铝合金双级双峰时效工艺优化

设计了L9(34)的双级时效正交试验方案,系统地研究了双级双峰时效工艺、时效硬化特性和力学性能.结果表明:终时效对合金的力学性能具有决定性的影响,合金的硬度、强度对终时效温度最敏感,合金的塑韧性则对终时效时间最敏感;利用“双峰”特征对正交试验所得的具有高塑性、高韧性的相对最佳工艺进行强度优化,发现对应不同的目标性能,有最优双级时效工艺与之相应,并没有发现各性能指标同时达到最大值的理论最优工艺,只能获取一种相对的最优工艺,即在保证接近单级峰时效强度的前提下选择塑、韧性最佳的工艺——105℃/4 h+155℃/70 h.     

高强度铝合金的多级时效处理及其组织特征

通过对ＬＣ４－ＣＳ合金时效过程研究，提出将合金基体沉淀与晶间析出同时固定在时效沉淀序列的不同阶段上的原理和方法，从而确定出高强度铝合金的三级时效处理工艺，得以在基本保证合金的高强度条件下，大幅度提高其抗应力腐蚀和疲劳性能，适用于提高完全时效状态的薄壁高强度铝合金零件的使用寿命与安全性。     

2D12铝合金腐蚀性能研究

对不同规格2D12铝合金进行晶间腐蚀、剥蚀和应力腐蚀性能测定.研究表明,2D12铝合金自然时效(T4)状态具有晶间腐蚀和剥落腐蚀倾向,2D12铝合金S-L方向比S-T方向的抗应力腐蚀的性能低,应力腐蚀开裂门槛应力强度因子分别为22.6和27.1 MPa·m1/2,这与C环应力腐蚀结果一致,断口呈现典型的沿晶断裂特征.