回归再时效_RRA_处理对7050铝合金的影响
双级时效对7050铝合金厚板断裂韧性的影响
双级时效对7050铝合金厚板断裂韧性的影响韩念梅;张新明;刘胜胆;宋丰轩;辛星【摘要】采用金相组织观察、扫描电镜、透射电镜、常温拉伸和紧凑拉伸等方法,研究双级时效对7050铝合金厚板拉伸力学性能和断裂韧性的影响.研究结果表明:低温短时时效后晶内析出球状GP区和和η'相;过时效后,晶内析出粗大η相和少量η'相;随着时效时间的延长,晶界析出相粗化,并由连续分布变为非连续分布,无沉淀析出带变宽:强度先增大后减小,断裂韧性先减小后增大,断裂方式由延性穿晶剪切断裂经沿晶断裂转变为穿晶韧窝断裂.%The influence of two-step aging on the tensile properties and fracture toughness of 7050 aluminum alloy plate were investigated by means of tensile and toughness testes, optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM),transmission electron microscopy (T EM). The results show that there are plenty of GP zone and η′ phase in the grains after the aging at low temperature for a short time. For the secondary aging at elevated temperature, the precipitates are transformed to η phase and η′ phase gradually. Furt hermore, with the increase of the secondary aging time, the precipitates at the grain boundaries become coarse and tend to be discontinuous, and the precipitate-free zone (PFZ)becomes wider at the same time. With the increase of the secondary aging time, the strength increases first and then decreases, while the fracture toughness decreases first and then increases. The main fracture mechanism changes from shear transgranular fracture to intergranular fracture, and then to ductile transgranular fracture.【期刊名称】《中南大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2011(042)003【总页数】6页(P623-628)【关键词】7050铝合金;双级时效;拉伸性能;断裂韧性【作者】韩念梅;张新明;刘胜胆;宋丰轩;辛星【作者单位】中南大学材料科学与工程学院,湖南长沙,410083;中南大学材料科学与工程学院,湖南长沙,410083;中南大学材料科学与工程学院,湖南长沙,410083;中南大学材料科学与工程学院,湖南长沙,410083;中南大学材料科学与工程学院,湖南长沙,410083【正文语种】中文【中图分类】TG146.1现代飞机向大型、高速、多载、长寿命和确保安全方向发展,要求其结构材料不仅具有高强度,还应具有优良的抗腐蚀性能和断裂韧性[1-2]。
时效处理对7050锻造铝合金微观组织及性能的影响
sample treated with four⁃stage aging exhibits bad corrosion property.
摘 要: 研究了不同时效工艺对 7050 锻造铝合金微观组织、力学性能和腐蚀性能的影响,结果表明:T74 态(120 ℃ / 6 h + 175 ℃ / 8 h)
合金晶内析出相主要为粗大的 η′相和 η 相,晶界析出相粗大、相间距宽且存在宽的无沉淀析出带( PFZ) ,合金拥有较好的腐蚀性
能,但力学性能差。 四级时效态(100 ℃ / 24 h+175 ℃ / 3 h+ NA / 24 h+80 ℃ / 34 h) 合金基体析出相主要为 GP 区和细小的 η′相,与回
exfoliation corrosion tests and polarization tests. The results show that the coarse η′ precipitates and η precipitates are the
dominant precipitates within the grain of T74 (120 ℃ / 6 h + 175 ℃ / 8 h) condition alloy, while a wide precipitate free
是抗腐蚀性能差;而过时效( T7X) 态合金抗腐蚀性好,
但拉伸强度下降。 RRA 处理 [4] 能克服以上 2 种时效
处理的缺陷,该时效态合金晶内析出相为 GP 区和细
超长时效对7075合金性能的影响
表 3 7xxx 铝合金的机械性能 (初始 = 8. 33 10- 4 s- 1 ) T able 3 M echan ica l properties o f 7xxx a lum inum alloy ( = 8. 33 10- 4 s- 1 )
0. 2 /M Pa 469
b /M P a 54 5
2A l+ 3H 2O A l2 O3 + 6[ H ]
( 1)
氢原子进入晶格中, 沿晶界优先偏聚, 导致晶界
强度下降, 引起开裂。
采用 即:
/ ( N aC l)
( A ir) 作 为衡 量材料 SCR 指 标,
E = / r
(N aC l)
( A ir)
( 2)
E r 越大, 则 SCR 越大; E r 越小, 则 SCR 越 小。
0. 2 / b 0. 860
/% 12. 5
502
57 7
0. 870
11. 6
489
54 8
0. 893
11. 0
503
57 9
0. 869
12. 2
474
53 3
0. 889
10. 8
K /J cm- 2 17. 5 12. 3 8. 5
18. 2 11. 2
30
航 空 材 料 学报
第 29卷
研究表明 [ 14, 15] 第一峰的强化主要靠 G P 区; 第 二峰的强化主要靠 ( M gZn2 ) 相和少量的 G P 区。 因此可以假设 第一峰的 晶界偏析 M g 全部 为自由 M g; 第二峰的晶界上有足够的 Zn, 这就为所有的晶 界偏析 M g 转换成 M gZn2 提供了条件, 按照 M g, Zn 的原子分数计算可以假设晶界上基本没有自由 M g。 可见, 随着时效 时间的 延长, 晶界 自由 M g 不断减 少。而晶界 M g偏析和晶界自由 M g 减少的主要原 因 是 随 着 时 效 时 间 的 延 长, 合 金 内 部 发 生 相 变 [ 16, 17 ] , 即: ( 过饱和固溶体 ) G P 区 亚稳定相
回归冷却速率对7050铝合金力学性能及晶间腐蚀抗力的影响
第 23 卷第 5 期中国有色金属学报 2013 年 5 月 V ol.23 No.5 The Chinese Journal of Nonferrous Metals May2013 文章编号:10040609(2013)05123407回归冷却速率对 7050 铝合金力学性能及晶间腐蚀抗力的影响李国锋 1 ,张新明 2(1.长沙学院 机电工程系,长沙 410003;2.中南大学 材料科学与工程学院,长沙 410083)摘 要:采用室温拉伸、抗晶间腐蚀性能测试(IGC)、光学显微镜(OM)及透射电镜(TEM)观察等手段,研究 3 种 回归冷却速率(17℃/s,3℃/s,0.02℃/s)对回归再时效(RRA)态7050铝合金力学性能及抗晶间腐蚀性能的影响。
结果表明,在快冷(17 ℃/s)条件下,回归态组织的过饱和固溶体含有较高的空位浓度,有利于再时效析出,再时 效态组织的晶界析出相为较粗大的非连续颗粒,并有较宽的无沉淀析出带(PFZ);慢冷(3℃/s或0.02℃/s)条件下, 在冷却过程中晶界和晶内均析出了微小的第二相,导致固溶体内空位浓度降低,影响再时效析出,使得再时效态 组织的晶界析出相颗粒粗细不均匀,无沉淀析出带变窄。
相应地,随冷却速率降低,合金的拉伸强度单调下降, 抗晶间腐蚀性能先下降,后略有升高。
关键词:7050铝合金;回归再时效(RRA)处理;回归冷却速率;力学性能;晶间腐蚀中图分类号:TG146.2 文献标志码:AEffect of retrogression cooling rate on mechanical properties andresistance to intergranular corrosion of 7050 aluminum alloyLI Guofeng 1 , ZHANG Xinming 2(1. Department of Mechanical and Electrical Engineering, Changsha University, Changsha 410003,China;2. School of Materials Science and Engineering, Central South University, Changsha 410083, China)Abstract: The effects of retrogression cooling rate (17 ℃/s, 3 ℃/s and 0.02 ℃/s) on the mechanical properties and resistance to intergranular corrosion of 7050 aluminum alloy were investigated by tensile testing, intergranular corrosion (IGC) testing, optical microscopy(OM) and transmission electron microscopy(TEM). The results show that by quenching at the rate of 17 ℃/s (quick cooling), the supersaturated solid solution as retrogression contains high vacancy concentration which is beneficial to reaging. So, there are wider precipitate free zones (PFZ) and coarser discontinuous precipitates at grain boundaries in the reaging microstructure. However, slow cooling at the rates of 3 ℃/s and 0.02 ℃/s, some of fine particles of the second phase precipitate gradually on grain boundaries and in grains, which leads to decreasing the vacancy concentration generally. Precipitation is difficult during reaging, and the precipitate size at the boundary is not uniform besides ambiguous precipitation free zones (PFZs). Accordingly, with the decrease of the cooling rate, the tensile strength decreases monotonously, but the resistance to corrosion decreases firstly and then increases slightly.Key words: 7050 aluminum alloy; retrogression and reaging (RRA) treatment; retrogression cooling rate; mechanical properties; intergranular corrosion1974 年,C I N A [1] 发明了一种回归再时效 (Retrogression and reaging)工艺,简称RRA处理 [1] , 已成功应用于7XXX铝合金的时效热处理。
时效状态对7000系超高强铝合金微观组织和慢应变速率拉伸性能的影响
2007年 9月 RARE METAL MATERIALS AND ENGINEERING September 2007收到初稿日期:2006-09-16;收到修改稿日期:2006-12-08 基金项目:国家“863”项目(2001AA332030)作者简介:李 海,男,1973年生,博士,江苏工业学院材料科学与工程系,江苏 常州 213016,E-mail: Lehigh_73@时效状态对7000系超高强铝合金微观组织和慢应变速率拉伸性能的影响李 海1,2,王芝秀1,郑子樵2(1. 江苏工业学院,江苏 常州 213016) (2. 中南大学,湖南 长沙 410083)摘 要:采用常规拉伸和慢应变速率拉伸方法测试了Al-9.88Zn-2.40Mg-2.32Cu-0.12Zr 铝合金在T6,RRA 及T73时效状态下的力学性能和抗应力腐蚀性能,并通过SEM 和TEM 观察了慢应变速率拉伸断口形貌及析出相特征。
TEM 结果表明,T6,RRA 和T73时效状态的晶内析出相分别以GP 区+η’相、η’相+η相、η相为主,并且晶内和晶界析出相尺寸以及晶界PFZ 宽度依次增大;同时晶界析出相逐渐由长条状连续分布逐渐转变成球状不连续分布。
这些微观组织特点使得3种时效状态下实验合金具有不同应力腐蚀开裂倾向、常规拉伸性能和断口形貌特征。
关键词:超高强铝合金; 微观组织; 慢应变速率拉伸; 断口形貌中图法分类号:TG 146.4 文献标识码:A 文章编号:1002-185X(2007)09-1634-051 引 言7000系Al-Zn-Mg-Cu 超高强铝合金具有优良的 比强度、比刚度及加工性能,在航空工业获得广泛应用[1]。
近年来,为了进一步提高该系合金强度性能,人们采用降低Fe ,Si 杂质含量,增加Zn ,Mg 主合金元素含量及调整其比例的方法,开发出Zn 含量在8%左右的7055合金,该合金经专利T77时效工艺处理,拥有良好的强度、韧性及耐蚀等性能,在Boeing 777客机上获得应用[2]。
多级时效热处理对7056铝合金析出组织与耐蚀性的影响
多级时效热处理对7056铝合金析出组织与耐蚀性的影响范淑敏;陈送义;张星临;周亮;黄兰萍;陈康华【摘要】利用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、力学性能测试、电导率测试以及剥落腐蚀、慢应变速率拉伸应力腐蚀(SSRT)、Tafel循环极化曲线等手段研究多级时效热处理对7056铝合金析出组织及耐蚀性的影响.结果表明:过时效再时效热处理后溶质原子二次析出,晶内析出相体积分数增大,晶界析出相粗化断开,无沉淀析出带宽化.与120℃/24h相比,采用120℃/6h预时效工艺有利于晶内细小析出相回溶和粗大相长大.再时效热处理可提高过时效合金的强度和电导率,与峰时效和回归再时效相比,合金的抗拉强度损失不大,电导率明显提升.过时效再时效热处理后,合金晶界处连续阳极溶解被有效避免,抗剥落腐蚀和抗应力腐蚀性能增强.【期刊名称】《材料工程》【年(卷),期】2019(047)006【总页数】8页(P136-143)【关键词】7056铝合金;多级时效;晶界析出相;耐蚀性【作者】范淑敏;陈送义;张星临;周亮;黄兰萍;陈康华【作者单位】中南大学有色金属先进结构材料与制造协同创新中心 ,长沙410083;中南大学轻质高强结构材料重点实验室 ,长沙410083;中南大学有色金属先进结构材料与制造协同创新中心 ,长沙410083;中南大学轻合金研究院,长沙410083;中南大学有色金属先进结构材料与制造协同创新中心 ,长沙410083;中南大学轻质高强结构材料重点实验室 ,长沙410083;中南大学有色金属先进结构材料与制造协同创新中心 ,长沙410083;中南大学轻合金研究院,长沙410083;中南大学有色金属先进结构材料与制造协同创新中心 ,长沙410083;中南大学轻质高强结构材料重点实验室 ,长沙410083;中南大学有色金属先进结构材料与制造协同创新中心 ,长沙410083;中南大学轻质高强结构材料重点实验室 ,长沙410083;中南大学轻合金研究院,长沙410083【正文语种】中文【中图分类】TG146.2+1Al-Zn-Mg-Cu合金以较高的比强度、优异的抗腐蚀性能,且成型性好、循环利用率高等特点,广泛应用于航空航天等关键领域[1-3]。
铝合金形变热处理工艺研究进展
铝合金形变热处理工艺研究进展摘要:本文主要就铝合金形变热处理工艺进行探究,分析铝合金发展历程及对合金组织和性能形成的影响,找出其存在问题,并对技术发展态势进行探究,进一步优化形变热处理工艺技术,让其能够在工业生产条件下更为广泛的使用。
关键词:铝合金;形变热处理;研究进展使用回归再时效处理及形变热处理能够让铝合金的抗应力、腐蚀性能变得更好,同时其强度以及韧性也会有所升高。
其中,形变热处理技术主要是利用塑性变形的形变强化以及热处理的相变强化,将二者结合在一起,也被简称为热机械处理方式,该技术最早投入到钢铁材料中,利用形变让金属当中的缺陷密度进行改变,热处理相变形变形成的缺陷会对新相的形核动力学和分布状态形成影响,并且新相还会对错位的一些缺陷运动形成阻滞等一系列作用,这样金属当中的缺陷就会变得更加稳定、组织细化,其强度和韧性变得更高。
1.铝合金TMT的发展过程及其应用铝合金形变热处理工艺主要会应用Al-Zn-Mg-Cu等合金当做实验材料,之后逐步发展至Al-Cu-Mg和Al-Zn-Mg-Cu等的铝合金,铝合金形变热处理会影响到Al-Zn-Mg合金疲劳以及应力的腐蚀性能,其在时效之前形成的冷变形会让Al-Zn-Mg的合金抗拉强度变得更高,同时还可以改善疲劳以及抗应力的腐蚀性能。
1974年Waldman J等人针对7075厚板进行形变热的处理,应用再结晶、温变形以及均匀化的工艺技术,得到了更为均匀且细小的精力组织。
1978年SandersRE等人开始钻研提升7050铝合金疲劳性能中间形变热处理工艺技术,在1991年,Singh等人分析形变热处理对于2014铝合金组织性能方面形成的影响,通过实验能够得知,铝合金形变热处理技术的使用能够让其时效更为显著细化,形成位错和时效相互缠结的网状亚结构,改善合金的力学性能。
通过多年的努力,铝合金形变热处理技术不仅在理论方面取得研究进展,同时在实际方面的使用效果也变得越来越好,20世纪70年代至80年代,美国Alcoa公司应用以其技术改善铝合金的综合性能,2002年美国把T8状态的2519铝合金当做先进两栖突击车的装甲材料,现阶段铝合金形变热处理技术已经不会局限在Al-Zn-Mg-Cu等传统的铝合金方面,借助形变热处理技术提升Al-Li、Al-Cu-Li等新系列的铝合金性能。
回归再时效对7050铝合金强度和断裂韧性的影响
marx a d t e oh rg o , n h n ta s o ms i t 叩 p a e Att e s me t e t e ti n h t e r ws a d t e n f r n o h s . h a i , h r m p a e ta so m si t p a e h s n f r n o r h s
回归再时效对 75 0 0铝 合 金 强 度 和 断裂 韧 性 的影 响
韩念梅 ,张新明 ,刘胜胆 ,黄 乐瑜 ,辛 星 ,何 道广
( 南 大 学 材 料 科 学 与 工 程 学 院 , 长 沙 4 0 8) 中 10 3
摘
要 :采用光学显微镜 、扫描 电镜 、透射 电镜 、常温拉伸及断裂韧性实验研究 回归温度及 回归时间对 75 铝合 00
Abta t T ee et o t ges nadra ig(R s c: h f cs f e o rsi n gn R A)o et s epo et n atr u h eso u n m r rr o e nt e i rpr adf c et gn s f lmiu h nl y r u o a
7050铝合金在回归加热过程中的组织演变规律
150
250
350
Temperature/℃
图 2 回归初始态合金的 DSC 分析曲线 Fig.2 DSC curves of the tested alloy heated up to the retrogression temperature with different heating rates:
度产生显著影响,随加热速率提高,回溶和转变的温度升高。在一定的回归温度下,不同的加热速率使得合金在加热
至回归温度时较预时效态具有不同的组织结构,从而影响合金在回归阶段发生不同的组织转变。本研究认为中等加热
速率下,预时效态组织在加热至回归温度时所获得的组织结构最有利于回归阶段的组织转变。
关键词:7050 铝合金;回归再时效处理;回归加热速率;组织演变
在缓慢加热过程中合金硬度和电导率的变化如 图 4 所示。可见,合金的硬度随温度升高而降低, 合金的电导率随温度升高而升高。这标志着在缓慢 加热过程中合金实际上经历了一种过时效处理,原 预时效态组织中的析出相被逐渐粗化,GP 区不断长 大成为 η′相,η′相则不断向 η 相转变析出,导致基 体中的溶质原子较预时效态进一步析出,固溶体的 过饱和度降低。 2.5 回归前后合金组织的 TEM 观察
Heat Flow/mW·mg-1
0.08
a
0.04
0.00 –0.04
Start point: 147.6 ℃ End point: 178.6 ℃
–0.08
50
150
250
350
0.2
b
Heat Flow/mW·mg-1
–0.2
–0.6 –1.0 50
Start point: 199.9 ℃ End point: 234.2 ℃
固溶处理及双级时效对7050铝合金微观组织和硬度的影响
固溶处理及双级时效对7050铝合金微观组织和硬度的影响摘要:为了探究固溶处理及双级时效对7050铝合金微观组织和硬度的影响,本文采用了固溶处理和双级时效的加工工艺,分别对7050铝合金进行处理。
通过显微组织观察和硬度测试的方法,研究了不同处理方式对7050铝合金性能的影响。
研究结果表明,固溶处理及双级时效能够显著提高7050铝合金的硬度,并形成更为均匀的微观组织结构。
同时发现,在双级时效中,最终时效温度对硬度及微观组织的均匀性有很大的影响。
因此,在7050铝合金加工中,固溶处理及双级时效可作为优良的处理方式,以提高其性能。
关键词:7050铝合金;固溶处理;双级时效;微观组织;硬度。
正文:7050铝合金是一种高强度、高塑性、耐腐蚀性能良好的铝合金。
然而,由于各种因素的影响,7050铝合金的性能并不完全满足工程需求,因此在其加工过程中需要进行固溶处理和时效处理。
固溶处理及双级时效是常用的处理方式之一,具有显著的性能提升效果。
本文采用了这种加工工艺,系统研究了固溶处理及双级时效对7050铝合金性能的影响。
首先,我们对7050铝合金进行固溶处理。
固溶处理温度为475℃,保温时间为6小时。
随后,将其在冷水中迅速冷却。
然后进行第一次时效处理,时效温度为120℃,时效时间为24小时。
之后,将样品在热水中迅速冷却,进行第二次时效处理。
第二次时效处理的温度为160℃,时效时间为8小时。
通过显微组织观察,我们发现,经过固溶处理和双级时效处理后,7050铝合金的晶体尺寸变小,晶界清晰明显,形成更为均匀的微观组织结构。
同时,硬度测试结果也表明,处理后的7050铝合金比未处理的硬度提高了大约20%。
这是因为固溶处理能够消除铝合金中的应力、不均匀组织和强化相等缺陷,而时效处理则能使合金微观组织更加均匀,且生成极细小的强化相,从而使合金的硬度得到显著提高。
我们进一步探究了双级时效中最终时效温度对合金硬度及微观组织的影响。
我们分别选取了140、150、160、170℃四个不同的温度进行时效处理,并进行硬度测试。
时效对7050铝合金预拉伸板抗腐蚀性能的影响
时效对7050铝合金预拉伸板抗腐蚀性能的影响宋丰轩;张新明;刘胜胆;韩念梅;花隆【摘要】采用硬度、腐蚀速率、剥落腐蚀、慢应变速率拉伸测试及透射电镜和差示扫描量热法研究预拉伸后时效制度对7050铝合金板材显微组织、硬度和抗腐蚀性能的影响。
结果表明:峰时效合金硬度最大,抗腐蚀性能最差;过时效和回归再时效与峰时效相比,合金的硬度值减小,抗腐蚀性能变好;在高温+峰时效中的高温时效阶段,GP区发生回溶,有利于η′和η相的直接形核析出,晶内析出相长大、不均匀分布,合金硬度减小;晶界析出相粗化、断续分布,合金抗腐蚀性能提高。
%The effects of aging after prestretching process on microstructure, hardness, and corrosion resistance of the 7050 aluminum alloy plate were investigated by means of hardness tests, corrosion rate tests, exfoliation corrosion tests, slow strain rate tensile(SSRT) tests, transmission electron microscopy and differential scanning calorimetry(DSC). The results indicate that the peakaged 7050 aluminum alloy possesses the highest hardness, but its corrosion resistance is poor. The overaging and the retrogression and reaging treatments lower the hard ness, but improve the corrosion resistance of the 7050 aluminum alloy compared with the peakaging treatment. At the high temperature aging stage of the high temperature and a subsequent low temperature aging, GP zone can be reversed, which is beneficial t o the nucleation of η′ and η phases. Consequently, the precipitates within grains become coarser and distribute uniformly, leading to the decrease of hardness. Meanwhile, the precipitates at grainboundaries become coarser and discontinuous resulting in an improved corrosion resistance.【期刊名称】《中国有色金属学报》【年(卷),期】2013(000)003【总页数】7页(P645-651)【关键词】7050铝合金;预拉伸;时效;腐蚀性能【作者】宋丰轩;张新明;刘胜胆;韩念梅;花隆【作者单位】中南大学材料科学与工程学院,长沙 410083;中南大学材料科学与工程学院,长沙 410083;中南大学材料科学与工程学院,长沙 410083;中南大学材料科学与工程学院,长沙 410083;中南大学材料科学与工程学院,长沙410083【正文语种】中文【中图分类】TG146.27050铝合金预拉伸厚板由于综合性能较好,已大量用作飞机的机身框架、翼梁、尾翼等部件[1]。
时效处理对7050锻造铝合金微观组织及性能的影响
时效处理对7050锻造铝合金微观组织及性能的影响陈烨; 刘志义; 赵娟刚; 刘冠华【期刊名称】《《矿冶工程》》【年(卷),期】2019(039)005【总页数】5页(P129-132,143)【关键词】时效处理; 7050锻造铝合金; 微观组织; 回归再时效; 自然时效; 力学性能; 腐蚀性能【作者】陈烨; 刘志义; 赵娟刚; 刘冠华【作者单位】中南大学材料科学与工程学院湖南长沙410083【正文语种】中文【中图分类】TG156Al-Zn-Mg-Cu 合金强度高、密度小,作为结构材料被广泛应用于航空和高速列车等领域[1-3]。
作为可热处理强化合金,时效处理是提高合金综合性能的主要手段。
通过T6 处理,合金能达到较高的强度,但缺点是抗腐蚀性能差;而过时效(T7X)态合金抗腐蚀性好,但拉伸强度下降。
RRA 处理[4]能克服以上2 种时效处理的缺陷,该时效态合金晶内析出相为GP 区和细小η′颗粒,晶界为粗大的断续分布的η 相,因而合金具有较高的强度和低的腐蚀敏感性[5]。
本文在前人热处理工艺的研究[5-7]基础上,通过降低回归温度、延长时间优化传统RRA 制度,探讨了不同时效处理对合金的力学性能及腐蚀性能的影响。
1 实验本实验所用材料为7050 锻造铝合金,其化学成分见表1。
实验样品均由线切割机从锻件上沿垂直于锻造方向切取,在空气炉中进行470 ℃/1 h+477 ℃/3 h双级固溶处理后淬火。
将固溶后的试样进行3 种不同时效处理:T74、RRA、四级时效,工艺参数见表2,其中四级时效与RRA 之间的差异在于前者在回归和再时效处理之间增加了一段24 h 自然时效(NA)。
表1 7050 锻造铝合金化学成分(质量分数)/%?表2 时效工艺参数?室温拉伸性能在CSS 44100 试验机下进行,加载速率为2 mm/min,温度为室温。
利用Tencnai-G220透射电镜(TEM)观察不同状态试样的微观组织,加速电压200 kV。
T6I4和T6I6时效处理对7050铝合金疲劳性能的影响
T6I4和T6I6时效处理对7050铝合金疲劳性能的影响陈宇强;宋文炜;潘素平;刘文辉【摘要】采用硬度测试、力学拉伸测试、透射电镜分析(TEM)以及疲劳性能测试等方法研究T6I4和T6I6这2种间断时效处理对7050合金力学拉伸性能以及疲劳寿命的影响.研究结果表明:与T6时效相比,T6I6峰时效合金的屈服强度和抗拉强度分别提高5.2 MPa和10.6 MPa,同时伸长率也增大1.9%;T6I4峰时效合金的伸长率增大2.9%,但强度略有下降;经T6I4和T6I6时效处理后,合金晶内具有高密度的η'相而晶界则分布着不连续的η相;在相同疲劳加载条件下,T6I6峰时效态合金的裂纹源数目最少,T6I4峰时效态合金的裂纹源数目次之,而T6峰时效态合金的裂纹源数目最多;此外,与T6时效相比,T6I6和T6I4峰时效态合金的疲劳寿命均明显增加,其中T6I6峰时效态合金疲劳寿命的增幅最大.【期刊名称】《中南大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2016(047)010【总页数】9页(P3332-3340)【关键词】7050铝合金;间断时效;疲劳寿命;微观组织【作者】陈宇强;宋文炜;潘素平;刘文辉【作者单位】湖南科技大学机电工程学院,湖南湘潭,411201;湖南科技大学机电工程学院,湖南湘潭,411201;中南大学高等研究中心,湖南长沙,410083;湖南科技大学机电工程学院,湖南湘潭,411201;湖南科技大学高温耐磨材料及制备技术湖南省国防技术重点实验室,湖南湘潭,411201【正文语种】中文【中图分类】TG146.2Al-Zn-Mg-Cu合金具有密度低、比强高、断裂韧性好等优点,在航空航天领域有着非常广泛的应用。
受飞行振动的影响,飞机构件在长期服役过程中容易产生疲劳损伤现象并严重威胁着航空飞行安全[1]。
Al-Zn-Mg-Cu合金作为重要的航空结构材料,其疲劳损伤问题一直是研究人员关注的焦点[2−3]。
时效状态对7020铝合金疲劳性能的影响
时效状态对7020铝合金疲劳性能的影响王勇;唐建国;邓运来;林化强;单朝军;张勇;刘胜胆;叶凌英【摘要】研究不同时效状态下7020铝合金的疲劳强度及疲劳裂纹扩展性能,并分别利用透射电镜和扫描电镜对合金的显微组织及疲劳断口进行观察分析.研究结果表明:欠时效、峰时效和过时效3种时效态合金在循环数为107次时的条件疲劳极限分别为131,114和127 MPa;欠时效合金具有最低的疲劳裂纹扩展速率,峰时效合金的疲劳裂纹扩展速率最高;随着时效程度加大,过时效合金的疲劳裂纹扩展性能有所改善;欠时效合金中可切过的GP区增加位错滑移的可逆性并促进裂纹的偏折,而峰时效合金中主要为η'相,不可切过的η'相以及较大的晶内和晶界无析出带(PFZ)之间的强度差导致疲劳裂纹容易萌生和扩展;过时效合金晶内晶界强度差减小以及相关的裂纹闭合机制使其疲劳性能得到改善.【期刊名称】《中南大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2018(049)011【总页数】8页(P2684-2691)【关键词】7020铝合金;时效;疲劳强度;疲劳裂纹扩展【作者】王勇;唐建国;邓运来;林化强;单朝军;张勇;刘胜胆;叶凌英【作者单位】中南大学轻合金研究院,湖南长沙,410083;中南大学轻合金研究院,湖南长沙,410083;中南大学材料科学与工程学院,湖南长沙,410083;中南大学轻合金研究院,湖南长沙,410083;中南大学材料科学与工程学院,湖南长沙,410083;中车青岛四方机车车辆股份有限公司,山东青岛,266000;中南大学材料科学与工程学院,湖南长沙,410083;中南大学材料科学与工程学院,湖南长沙,410083;中南大学材料科学与工程学院,湖南长沙,410083;中南大学材料科学与工程学院,湖南长沙,410083【正文语种】中文【中图分类】TG146.27020铝合金具有良好的挤压成型性能、较高的比强度、良好的耐蚀性能和焊接性能,被广泛地应用于高速列车车体结构材料[1−2]。
中断时效对7075_铝合金切削表面质量及刀具磨损影响研究
表面技术第53卷第4期中断时效对7075铝合金切削表面质量及刀具磨损影响研究岳修杰1,王优强1*,张平2*,于晓1,王雪兆1(1.青岛理工大学 机械与汽车工程学院,山东 青岛 266520;2.广东海洋大学 机电工程学院,广东 湛江 524088)摘要:目的探究中断时效工艺对7075铝合金切削加工性能的影响,为中断时效工艺对材料切削加工性能的改善提供理论依据。
方法选取仅进行T6时效处理的试样作为对照组,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等手段对已加工表面质量、切削力及刀具磨损进行分析。
结果经不同时效处理后,7075铝合金的主要析出相为η(MgZn2)相,且相较于T6热处理工艺的7075铝合金,7075-T6I4铝合金表现出更高的衍射峰强度及更大的半高宽。
在不同的时效处理条件下,表面粗糙度Ra均与切削速度呈负相关关系,而与切削深度、进给量呈正相关关系,仅T6时效处理时,表面粗糙度Ra随切削深度的增大呈先增大后减小再增大的变化趋势,在不同切削速度下,与T6时效处理相比,T6I4中断时效处理的表面粗糙度Ra最大降低了5.8%,而在不同切削深度和进给量下最大降低了1.9%和17.1%,且工件表面主要存在切屑黏附、微裂纹以及微孔洞等缺陷;切削力在切削速度为500~750 m/min时呈增大趋势,随后又逐渐减小,然而与切削深度、进给量之间则呈正相关关系,仅经T6I4中断时效处理后的y向切削力在进给量为0.06~0.08 mm/z时逐渐减小,随后呈增大的变化趋势。
增大切削速度以及减小进给量均可有效改善刀具磨损程度,且在切削过程中刀具磨损形式主要表现为崩刃和黏结磨损。
结论与T6时效处理相比,T6I4中断时效处理表现出更好的表面质量、更小的切削力及更轻的刀具磨损,较大的切削速度和较小的进给量、切削深度有助于提高7075铝合金的切削加工性。
关键词:7075铝合金;中断时效;XRD;表面质量;切削力;刀具磨损中图分类号:TG166.3 文献标志码:A 文章编号:1001-3660(2024)04-0152-10DOI:10.16490/ki.issn.1001-3660.2024.04.014Effect of Interrupted Aging on Cutting Surface Qualityand Tool Wear of 7075 Aluminum AlloyYUE Xiujie1, WANG Youqiang1*, ZHANG Ping2*, YU Xiao1, WANG Xuezhao1(1. College of Mechanical and Automotive Engineering, Qingdao University of Technology,Shandong Qingdao 266520, China; 2. College of Mechanical and Power Engineering,Guangdong Ocean University, Guangdong Zhanjiang 524088, China)收稿日期:2023-03-21;修订日期:2023-07-03Received:2023-03-21;Revised:2023-07-03基金项目:国家自然科学基金(51705270);山东省自然科学基金(ZR2022QE149)Fund:National Natural Science Foundation of China (51705270); Natural Science Foundation of Shandong Province (ZR2022QE149)引文格式:岳修杰, 王优强, 张平, 等. 中断时效对7075铝合金切削表面质量及刀具磨损影响研究[J]. 表面技术, 2024, 53(4): 152-161. YUE Xiujie, WANG Youqiang, ZHANG Ping, et al. Effect of Interrupted Aging on Cutting Surface Quality and Tool Wear of 7075 Aluminum Alloy[J]. Surface Technology, 2024, 53(4): 152-161.*通信作者(Corresponding author)第53卷第4期岳修杰,等:中断时效对7075铝合金切削表面质量及刀具磨损影响研究·153·ABSTRACT: 7075 aluminum alloy is widely used in the aerospace field for main load bearing structural parts because of its high specific strength and specific stiffness and good corrosion resistance. The overall "hollowing" process is often used. Due to the large size, thin wall and easy deformation of the overall structural parts, there is a risk of fatigue fracture in the face of the complex service environment. The selection of the appropriate aging treatment can often improve the cutting surface integrity and mechanical properties of the material and increase its fatigue life. In this paper, 7075 aluminum alloy was firstly subject to T6I4 interrupted aging treatment, with T6 continuous aging treatment as the control group. The machined surface and tool wear morphology were characterized by an X-ray diffractometer (SX-27mini) and a scanning electron microscope on the machined specimens after aging. The effect of interrupted aging on the surface integrity of machined 7075 aluminum alloy was investigated.The results showed that the main precipitated phase of 7075 aluminum alloy after T6 and T6I4 aging treatment was η(MgZn2) phase. The position of the main peak of the diffraction of the T6 aluminum alloy specimen (111) was 38.51° at the same cutting parameters. In contrast, the T6I4 aluminum alloy specimen (111) diffracted the main peak position of 38.22°, which shifted toward the direction of the lower diffraction angle. The half-height width of the diffraction peak of the XRD pattern of the 7075 aluminum alloy with T6I4 interrupted aging was larger than that of the T6 aging treatment, introducing a larger residual compressive stress. The surface roughness was negatively correlated with the cutting speed, and positively correlated with the cutting depth and feed rate, only the T6 aluminum alloy showed a trend of increasing, then decreasing and then increasing with the increase of cutting depth. The surface roughness of T6I4 interrupted aging treatment at different cutting speeds was 5.8% lower than the maximum of T6 aging treatment, while the maximum reduction was 1.9% and 17.1% at different cutting depth and feed rate. And the surface of the workpiece mainly had defects such as chip adhesion, micro-cracks and micro-porosity. The cutting force showed a trend of increasing and then decreasing with the increase of cutting speed, and the minimum cutting force was 361.021 N when the cutting speed was 1 000 m/min. The cutting force was positively correlated with the cutting depth and feed rate, and only the Y-directional cutting force of T6I4 aluminum alloy showed a trend of decreasing and then increasing with the increase of feed rate. Increasing the cutting speed and reducing the feed rate could effectively improve the tool wear, and in the cutting process tool wear was mainly in the form of chipping and bonding wear. In summary, T6I4 interrupted aging shows better surface quality, less cutting forces and less tool wear compared with T6 continuous aging treatment. And the larger cutting speed and smaller feed rate and cutting depth help to improve the machinability of 7075 aluminum alloy.KEY WORDS: 7075 aluminum alloy; interrupted aging; XRD; surface quality; cutting force; tool wear铝合金因其比强度和比刚度较高、耐腐蚀性能良好以及韧性高而被广泛应用于航空航天领域,以满足严苛的服役环境[1-3],然而经过持续作业后,工件依然存在疲劳损伤的风险,这对航空飞行的安全产生了威胁。
喷射态7075合金欠时效低温回归处理
喷射态7075合金欠时效低温回归处理苏睿明;曲迎东;李想;尤俊华;李荣德【摘要】The effects of low-temperature retrogression in RRA on the microstructure, mechanical and conductivity properties of spray formed 7075 aluminum alloy with different pre-aging treatments were investigated by transmission electron microscopy, extension and conductivity tests. The results show that, pre-aging treatment (at 120℃for 16 h) is more beneficial for the re-dissolution of precipitates in matrix than peak aging (T6, at 120℃ for 24 h) at low-temperature (160℃) retrogression, and the grain boundary precipitates are interrupted after RRA treatment. After pre-aging at 120℃ for 16 h and RRA treatment, the tensile strength, yield strength, elongation and conductivity of the alloy are 773 MPa, 724 MPa, 8.8% and 37.2%(IACS), respectively. The mechanical properties are higher than those after T6 or conventional RRA treatment (neither low-temperature or high-temperature) and the conductivity is close to the small sample after conventional high-temperature RRA treatment. This process is fitted for large workpiece in industrial heat treatment.%采用欠时效代替传统峰值时效处理,再结合低温回归处理,可获得良好的综合性能指标,采用透射电镜观察、拉伸及电导率测试等方法,研究RRA处理中预时效处理对低温回归和再时效后喷射成形7075合金组织与性能的影响。
7050铝合金回归再时效工艺(RRA)研究
7050铝合金回归再时效工艺(RRA)研究罗杰;吕正风;张华;孟凡林【摘要】By improving traditional RRA process practice, industrial RRA heat treatment system for 7050 alloy with thickness of 27mm can be obtainedby orthogonal test. That is :pre-aging 120℃/24h, heat up from 120℃ to 190℃ within 20mins, soaks for 60mins, and water cooling to ambient temperature and then re-age 120℃/24h. This practice has been verified with repeat tests and TEM analysis with similar inter-granular microstructure to T6 with fine dispersed phase η’ and quite few phase η. Meanwhile, size and distribution feature of grain boundary precipitations are similar to T74. By this practice, the material could have strength of T6 and anti-corrosion property of T74.%通过对传统RRA处理路线的改进,采用正交试验法得到了27mm厚的7050铝合金可工业化生产的RRA处理的热处理制度,即:预时效120℃/24h+20min内从120℃加热至190℃并保温60min后强制水冷到室温+再时效120℃/24h。
时效温度对7050铝合金屈服强度的影响与本构模型研究
时效温度对7050铝合金屈服强度的影响与本构模型研究周庆珩;肖雪莲;黄遐;李勇;李东升;周文彬【期刊名称】《精密成形工程》【年(卷),期】2024(16)3【摘要】目的预测不同时效条件下7050铝合金力学性能的演化规律,为多级快速时效热处理工艺提供理论基础。
方法分别在120、160、180℃温度下对7050铝合金进行0~8h时效热处理,并进行室温单拉试验,获得相应时效条件组合的应力-应变曲线及屈服强度演化曲线,建立统一时效本构模型,模拟微观组织(沉淀半径、溶质浓度)的演化规律,根据微观组织的演化规律,模拟由析出强度与固溶强度组成的屈服强度的演化规律。
结果在不同时效温度下,模拟的屈服强度演化规律与试验结果基本保持一致,模拟的微观组织演化规律与理论分析结果基本保持一致。
在160℃时效热处理8h和180℃时效热处理2h条件下得到了试验峰值屈服强度,分别为578.6MPa和555.8MPa,在模拟结果中也得到了相应的演化结果。
在120℃下,屈服强度的试验结果与模拟结果均呈上升趋势。
结论所建立的统一本构模型考虑了时效温度、时效时间的影响,成功预测了不同时效温度条件下析出相半径、溶质浓度等微观变量的演化规律,这些变量都有助于预测合金析出强度与固溶强度的演化规律,进而成功预测了由这2个强度分量组成的屈服强度的演化规律。
【总页数】7页(P108-114)【作者】周庆珩;肖雪莲;黄遐;李勇;李东升;周文彬【作者单位】北京航空航天大学;中国航空制造技术研究院【正文语种】中文【中图分类】TG166.3【相关文献】1.回归再时效中预时效温度对7050铝合金应力腐蚀性能的影响2.断续时效对7050铝合金强度和断裂韧性的影响3.具有盘/片状,棒/针状析出相铝合金的时效-屈服强度变化模型4.铝合金时效-屈服强度的实验与模型化研究5.6063铝合金自然时效后屈服强度涨幅影响因素研究因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
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现。
314 硼氮复合渗后的成分分析5CrMnMo钢试样经硼氮复合渗后进行成分分析,结果如表2所示。
表2 试样不同区域各元素的含量(质量分数,%)T able2 E lement contents in differentzone of the layer after boronitriding(w t,%)区域Si Cr Fe渗层0117016697122过渡区1134017396167心部0145017197140 从表2可以看出,Cr元素、Fe元素在渗层、过渡区、心部之间分布均匀,而Si元素在过渡区的含量明显高于渗层和心部基体,并且渗层中Si含量特别低,这是由于Si、S、P等元素不溶于FeB和Fe2B,在FeB和Fe2B的生长过程中将它们排挤到渗层与基体的过渡区[9],所以过渡区的Si含量特别高。
而Si是铁素体化元素,它将导致软化层的出现,在本试验中,加入稀土,由于稀土元素与Si、S、P等有很强的亲合力,可以形成高熔点的化合物,防止软化层的出现。
4 结论(1)硼氮复合渗时,加入2%的氮,先渗入的氮对渗硼有阻碍作用,而加入5%的氮,先渗入的氮对渗硼有促进作用。
(2)硼氮复合渗时,氮先渗入有助于强化过渡区,使硬度梯度变缓,从而改善渗层的脆性。
(3)硼氮复合渗时,氮的渗入可阻止FeB相的出现,使渗硼时的(FeB+Fe2B)双相转变为Fe2B单相。
(4)本试验所用的复合渗剂经570℃×3h+890℃×5h 工艺处理可得深度为100μm的单相Fe2B渗层。
参考文献:[1] 许 斌,冯承明,吕钊钦1固体硼2铬2稀土共渗研究[J]1金属热处理学报,2000,21(1):611[2] 刘长禄1硼稀土粉末共渗及渗层性能[J]1金属热处理,1989,(8):321[3] 吉泽升,程晓辉,武文启1稀土在渗硼及硼的复合渗中的作用[J]1金属热处理,1997,(12):211[4] 沈思特,谭昌瑶1复合渗膏剂的研究[J]1材料保护,1990,(10):251[5] 楼南金,戴文彬,郭喜云,等1自保护硼氮共渗膏剂的研究[J]1金属热处理,1990,(6):31[6] 刘永,王晓鸣1用硼锆共渗改善5CrMnMo钢硼化物层脆性[J]1金属热处理,1990,(4):261[7] 雷天同,孙东克1粉末法硼氮和碳氮共渗中氮原子的扩散和作用[J]1金属热处理,1991,(8):131[8] 朱雅年,魏馥铭,张文魁1氮硼复合渗渗层的形成过程分析[J]1金属热处理学报,1993,14(4):281[9] 张家春,白书欣,李卫东,等1粉末法RE2B共渗机理[J]1金属热处理学报,1993,14(3):371回归再时效(RRA)处理对7050铝合金的影响谷亦杰,林建国,张永刚,陈昌麒(北京航空航天大学材料科学与工程系,北京 100083)摘要:采用TEM和维氏硬度计研究了回归再时效(RRA)处理对7050铝合金的影响,对处理后合金试样的强度和伸长率进行了测试,并对试样断口在SEM下进行了观察。
研究发现,当回归温度为453K,在回归曲线上,随着回归时间的延长,硬度值下降,在3600s达到硬度最低值;继续延长回归时间,硬度值上升,在7200s硬度值达到最大值,随后硬度值下降;在RRA曲线上,随着回归时间的延长,硬度值上升,在3600s达到硬度峰,随后硬度值下降。
当回归温度为473K时,虽然与在453K回归和再时效行为的趋势相同,但在回归曲线上,硬度的谷值和峰值时间都提前,并且硬度峰值稍微降低;在RRA曲线上,硬度峰提前。
TEM研究结果表明,7050铝合金在T6状态的硬化来自GP区。
在回归处理过程中硬度谷值的产生与GP区的回溶有关,而峰值的产生与η′和η相的沉淀析出有关;在RRA处理过程中,峰值的产生与η′和η相的沉淀析出有关。
回归温度对7050铝合金的影响与GP区、η′和η相形核和时效沉淀动力学受回归温度影响有关。
经过RRA(393K×22h+453K×1h+393K×30h)处理后合金要比T7451处理后的强度高19%,而伸长率稍微降低,经过RRA(393K×22h+473K×5min+393K×30h)处理后合金要比T7451处理后的强度高16%,而伸长率稍微增加。
SEM观察结果表明经过T7451、453K和473K回归再时效处理后断口形貌基本相同。
关键词:7050铝合金;沉淀硬化;回归再时效中图分类号:TG156191,TG16613 文献标识码:A 文章编号:025426051(2001)01-0031-05E ffect of RRA T reatment on Microstructures of7050Aluminium AlloyGU Y i2jie,L IN Jian2guo,ZHAN G Y ong2gang,Chen Chang2qi(Department of Materials Science and Engineering,Beijing University of Aeronautics and Astronautics,Beijing100083,China) Abstract:Precipitation behavior of7050aluminium alloy has been studied by transmission electron microscopy and Vickers hardness tester after retrogression and reaging(RRA)treatment1The results indicate that,when the retrogression temperature was453K,the value of hardness decreased firstly,and then reached a minimum value1With retrogression time increase,the hardness increased to form a hardness peak at the retrogression curve,and a hardness peak was observed on the RRA curve1When the regression temperature was 473K,in comparison with retrogression at453K,the retrogression valley and peak promoted at the retrogression curve,and the hard2ness peak promoted at the RRA curve 1TEM observation reveals that the effective hardness of the sample with T6condition comes from GP zone 1The dissolve of GP zone caused the decrease of hardness ,and the precipitation of ηand η′caused the increase of hardness after retrogression 1Analysis indicates that the precipitation kinetics of GP zone and ηand η′affected by temperature was reasonable for the different effect of retrogression and RRA.The ultimate tensile strength of the sample with RRA treatment (393K ×22h +453×K ×1h +393K ×30h )was 19%higher than that of the sample with T7451treatment 1In comparison with 453K ,the ultimate tensile strength of the sample with RRA treatment (393K ×22h +473K ×5min +393K ×30h )was 16%higher than that of the sample with T7451treatment.The fracture surface was observed by SEM.It reveals that the fracture profiles are identified for samples at T7451condition ,453K and 473K RRA treatment 1K ey w ords :7050alloy ,precipitation hardening ,retrogression and reaging作者简介:谷亦杰(197215—),男,山西大同人,在读博士生,从事轻合金及电子显微学研究。
E 2mail :guyijie @ ;Tel :010*********基金项目:国家重点基础研究发展规划项目(G199906490)收稿日期:20002072211 引言7050铝合金是由ALCOA 研制的高强、优良断裂韧性的合金[1]。
在该合金中,Zn 和Mg 形成主要强化相η,Cu 主要用来提高应力腐蚀抗力,Zr 和Al 结合形成阻碍再结晶的弥散相Al 3Zr 。
在7000系铝合金中,常常使用双级时效来获得所需性能。
7000系铝合金通过T6处理可以沉淀析出细小GP 区,从而使合金得到最大强化效果,在强度上超过2000系铝合金。
但是在使用过程中,常常发生应力腐蚀失效[2]。
现在还有人在研究7000系的应力腐蚀机制,大多数研究者认为阳极溶解和氢脆是7000系合金应力腐蚀抗力低的主要原因[3,4]。
通过T7处理可以提高铝合金的应力腐蚀抗力,但是引起铝合金强度下降。
由Cina [5]发现的retrogression 和reaging (RRA )处理已经在几种高强7000系铝合金得到应用[6,7],这种热处理的主要好处在于提高了铝合金的应力腐蚀抗力,同时不像T7处理使得合金的强度下降15%。
RRA 处理现在已经在商业中得到应用并称为T77[8]。