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添加3%Zn对Al-Mg-Si-Cu合金非等温时效析出行为的影响 被引量：1
1
作者 袁波 郭明星 +2 位作者 韩少杰 张济山 庄林忠 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期345-354,共10页
利用DSC、TEM、拉伸和硬度测量等方法系统研究了Al-0.8Mg-1.2Si-0.5Cu-0.3Mn-0.5Fe(-3.0Zn)(质量分数,%)合金非等温时效析出行为。结果表明,添加Zn可增加合金低温区和高温区溶质原子团簇析出和回溶量,并促进沉淀相析出,基于DSC分析计算... 利用DSC、TEM、拉伸和硬度测量等方法系统研究了Al-0.8Mg-1.2Si-0.5Cu-0.3Mn-0.5Fe(-3.0Zn)(质量分数,%)合金非等温时效析出行为。结果表明,添加Zn可增加合金低温区和高温区溶质原子团簇析出和回溶量,并促进沉淀相析出,基于DSC分析计算的沉淀相析出激活能和其他材料参数,分别建立了可有效预测2种合金沉淀析出速率的动力学方程;同时,3.0%Zn的添加可有效促进合金非等温热处理时效过程中沉淀相的形核率,致使硬度较高,与不含Zn合金一样其硬度均随时效温度升高而升高,100℃附近升高缓慢,出现一硬度平台,250℃附近出现硬度峰值,随后降低;峰值状态的TEM组织表征显示,非等温热处理可使2种合金均析出大量多尺度β″沉淀相,但是含Zn合金沉淀相数量密度更高,且析出的β″相晶格参数发生显著变化;此外,基于组织和性能测量,建立了2种合金峰值状态沉淀相分布与显微硬度间的经验定量关系。 展开更多
关键词 al-mg-si-cu(-zn)合金 非等温热处理 时效析出 显微组织 定量关系
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预时效对汽车用新型Al-Mg-Si-Cu-Zn合金烘烤硬化性的影响 被引量：12
2
作者 朱上 李志辉 +3 位作者 闫丽珍 李锡武 张永安 熊柏青 《稀有金属》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期281-288,共8页
采用显微硬度和拉伸性能测试,结合透射电镜(TEM)和三维原子探针(3DAP)观察,研究了预时效对汽车车身板用新型Al-Mg-Si-Cu-Zn合金烘烤硬化性的影响。研究结果表明,合金经高温短时(150℃,20 min)和低温长时(50℃,6 h)预时效处理后,随即进行... 采用显微硬度和拉伸性能测试,结合透射电镜(TEM)和三维原子探针(3DAP)观察,研究了预时效对汽车车身板用新型Al-Mg-Si-Cu-Zn合金烘烤硬化性的影响。研究结果表明,合金经高温短时(150℃,20 min)和低温长时(50℃,6 h)预时效处理后,随即进行185℃,25 min的模拟烤漆处理,合金的显微硬度和屈服强度显著提高;而经高温短时预时效处理样品模拟烤漆后的硬度和强度更高,表现出更显著的烘烤硬化性。两种预时效过程中均形成了一定数量的原子团簇,该团簇的主要溶质原子为Mg和Si,同时发现含有少量的Cu和Zn,两种预时效制度下原子团簇中Cu/Mg,Zn/Mg原子比相当。与低温长时预时效相比,高温短时预时效后原子团簇的尺寸和体积分数更大,而数量更少。但高温短时预时效过程促进了大尺寸且Mg/Si原子比接近于1的原子团簇的形成,该类原子团簇在后续模拟烤漆过程中更易转变为β″相。预时效态合金经后续185℃,25 min模拟烤漆处理后,形成了分布均匀、致密的β″相,从而显著提高了合金强度。经统计分析,发现高温短时预时效合金在烤漆过程中形成的β″相数量更多,体积分数更大,尺寸更小,说明150℃,20 min高温短时预时效有益于促进β″相的形成,从而使合金表现出更好的烘烤硬化性。 展开更多
关键词 al-mg-si-cu-zn合金 预时效 烘烤硬化性 原子团簇 β″相
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汽车用新型Al-0.93Mg-0.78Si-0.20Cu-3.00Zn合金的制备及其时效析出行为研究 被引量：7
3
作者 李勇 郭明星 +4 位作者 姜宁 张许凯 张艳 庄林忠 张济山 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期191-201,共11页
通过DSC,OM,SEM,TEM观察及拉伸测试等手段对新开发的汽车用新型Al-0.93Mg-0.78Si-0.20Cu-0.30Mn-0.40Fe-3.00Zn(质量分数,%)合金的时效析出行为进行了系统研究.结果表明,固溶淬火态合金的DSC曲线出现5个放热峰,分别对应GP区聚集长大及... 通过DSC,OM,SEM,TEM观察及拉伸测试等手段对新开发的汽车用新型Al-0.93Mg-0.78Si-0.20Cu-0.30Mn-0.40Fe-3.00Zn(质量分数,%)合金的时效析出行为进行了系统研究.结果表明,固溶淬火态合金的DSC曲线出现5个放热峰,分别对应GP区聚集长大及沉淀相析出,运用Avrami-Johnson-Mehl方法对合金时效析出动力学进行了计算分析,创建的沉淀相析出动力学方程Y=1-exp[-2.03×10^(19)exp(-23573/T)t^2]可以比较准确地预测合金时效析出规律.185℃人工时效90 min即可达到峰值硬度133 HV,对应的拉伸性能可达σ_(0.2)=346 MPa,σ_b=383 MPa,δ=13%,拉伸断口仍以塑性断裂为主.虽然该合金含有一定量的Zn,但在185℃时效时仍以Mg-Si相的析出为主,峰时效态分布有结构稳定的b′′相及其前驱体pre-b′′相,后者的出现主要是由于Zn参与了沉淀相的析出所致.此外,根据合金时效过程的组织演化规律,提出了该新型合金沉淀相形核和析出模型示意图. 展开更多
关键词 al-mg-si-cu-zn合金 GP区 b'相 pre-b'相 析出动力学
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汽车用Al-Mg-Si-Cu-(2.0%Zn)合金的析出和抗晶间腐蚀行为 被引量：2
4
作者 韩少杰 鄢勇 +4 位作者 郭明星 冯伟俊 李苗苗 庄林忠 张济山 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期2198-2208,共11页
通过SEM、TEM观察及性能测试等手段研究了Al-Mg-Si-Cu-(2.0%Zn)合金析出和抗晶间腐蚀行为。结果表明:添加Zn可有效促进预时效态合金185℃时效初期硬化速率和峰值强度(峰值硬度、屈服强度和抗拉强度分别可达1200 MPa、313.9 MPa和358.8 M... 通过SEM、TEM观察及性能测试等手段研究了Al-Mg-Si-Cu-(2.0%Zn)合金析出和抗晶间腐蚀行为。结果表明:添加Zn可有效促进预时效态合金185℃时效初期硬化速率和峰值强度(峰值硬度、屈服强度和抗拉强度分别可达1200 MPa、313.9 MPa和358.8 MPa),但是伸长率却降低不明显,SEM断口形貌呈典型的塑性断裂特征;添加2.0%Zn的峰时效态合金还具有优异的抗晶间腐蚀性能,最大晶间腐蚀深度可由不含Zn合金的90μm降低至40μm。TEM组织表征显示,溶质元素Zn的添加可以显著促进合金晶内和晶界沉淀相的析出,晶内仍以Mg-Si沉淀相为主,而晶界附近分布有Mg-Zn沉淀相,偏离晶界较远处却分布有由多种元素构成的AlMgSiCuZn沉淀相;基于组织和性能演化规律,提出了含2.0%Zn合金晶内和晶界沉淀析出过程模型图,及其相关抗晶间腐蚀影响作用机制。 展开更多
关键词 al-mg-si-cu-zn合金 时效响应 峰时效 晶间腐蚀 模型 机制
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新型Al-Mg-Si-Cu-Zn合金板材组织、织构和性能的优化调控 被引量：2
5
作者 陈懿 郭明星 +4 位作者 易龙 袁波 李高洁 庄林忠 张济山 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期907-917,共11页
通过OM、SEM、TEM观察以及EBSD和力学性能测试等手段研究了不同热加工工艺对Al-Mg-Si-Cu-Zn合金板材组织、织构和成形性能,以及固溶淬火后等温时效对其析出行为的影响规律。结果表明,2种热加工工艺对T4P预时效态合金的强度和应变硬化指... 通过OM、SEM、TEM观察以及EBSD和力学性能测试等手段研究了不同热加工工艺对Al-Mg-Si-Cu-Zn合金板材组织、织构和成形性能,以及固溶淬火后等温时效对其析出行为的影响规律。结果表明,2种热加工工艺对T4P预时效态合金的强度和应变硬化指数n基本无影响,但是对平均塑性应变比rˉ、Δr以及不同方向延伸率影响显著;不同热加工过程对合金组织和织构演化均有影响,成形性能较好的固溶淬火态合金板材平均晶粒尺寸略大且呈双模型晶粒尺寸分布特征,其织构组分较多,但是强度较低。对该淬火态合金进行185℃人工时效20 min,其硬度即可升高65 HV,进一步时效到5 h达到峰值硬度132 HV,对应的拉伸性能可达Rp=318 MPa,Rm=364 MPa,A=13%,拉伸断口为典型的塑性断裂。该合金在185℃时效时仍以Mg-Si相析出为主,如b"、b'和Q'相等,峰时效后b"相主要沿b轴方向生长,最后转化为b'和Q'相,合金表现出较好的时效稳定性。 展开更多
关键词 al-mg-si-cu-zn合金 热加工 织构 成形性能 沉淀析出
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时效路径对Al-0.7Mg-0.5Si-0.2Cu-0.5Zn合金沉淀析出行为的影响 被引量：2
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作者 朱亮 郭明星 +2 位作者 袁波 庄林忠 张济山 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期997-1006,共10页
利用DSC、TEM、拉伸实验以及硬度测试等方法系统研究了时效路径对高Mg/Si比Al-Mg-Si-Cu-Zn合金沉淀析出行为的影响。结果表明,固溶淬火态和预时效态合金在非等温时效过程中β″相的析出激活能分别为80.1和64.5 kJ/mol;在等温时效过程中... 利用DSC、TEM、拉伸实验以及硬度测试等方法系统研究了时效路径对高Mg/Si比Al-Mg-Si-Cu-Zn合金沉淀析出行为的影响。结果表明,固溶淬火态和预时效态合金在非等温时效过程中β″相的析出激活能分别为80.1和64.5 kJ/mol;在等温时效过程中表现出不同的时效硬化和组织演化行为,其中固溶淬火态合金时效硬化速率较快,但最终2种路径处理的合金峰值硬度和强度基本相同;但经预时效处理的合金,峰时效态延伸率和应变硬化速率以及过时效阶段硬度降低速率均较高。与此同时,预时效态合金还可析出大量复合溶质原子团簇,虽然在高温等温时效时会进一步长大,但使得欠时效、峰时效和过时效态合金的沉淀相尺寸呈多尺度特征,而固溶淬火后直接等温时效的不同状态合金却无此特征。时效路径并未改变合金沉淀析出序列,但对沉淀相形核、长大速率影响显著,据此提出了时效路径对沉淀相形核和长大过程影响的模型示意图。 展开更多
关键词 al-mg-si-cu-zn合金 时效路径 预时效 非等温时效 等温时效
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