贺永东
,
张新明
稀有金属材料与工程
制备了一种含Sc的Al-Zn-Mg-Cu合金,采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜技术,运用晶界和晶粒拓扑理论研究、分析了该合金的再结晶组织和规律.结果表明:合金中添加0.15%Sc,可以明显提高再结晶温度.在总变形量一定的条件下,随应变速率增加,合金再结晶过程加快.变形局部化所形成的强剪切变形区,可以看作是没有溶质和溶剂原子的"真空"区域.固溶处理时,该区以界面弓出机制进行再结晶形核,以亚晶吞并机制长大.进入"真空"区域内的溶质和溶剂原子,通过组装过程完成"二次晶体"的重建.淬火的"二次晶体"中保留有大量的空位,溶质原子在空位处偏聚,并通过吸收周围的溶质原子长大.
关键词:
Al-Zn-Mg-Cu-Sc合金
,
形核
,
拓扑结构
,
剪切带
,
再结晶
贺永东
,
张新明
,
游江海
,
叶凌英
,
刘文辉
中国有色金属学报
根据超高强铝合金淬火、时效组织透射电镜观察结果,以及合金断裂行为与断口形貌分析,提出了一种Al-Zn-Mg-Cu合金产生延性断裂的物理模型.对平衡相、基体沉淀相、无析出微区的断裂行为进行了分析.研究结果表明,在晶内同步变形条件下,平衡相粒子最先断裂;晶内沉淀区内裂纹的形成与扩展早于无析出区,沉淀区内初始孔洞扩展与聚合,导致沉淀区断裂,这是合金断裂的主要原因;无析出区最后断裂.引起淬火敏感性的平衡相粒子,不是造成合金断裂的直接原因,粒子周围的无析出微区起到了限制裂纹扩展和协调变形的作用,是合金形成延性拉伸断口的原因.
关键词:
铝合金
,
淬火
,
平衡相
,
断裂
,
无析出区
贺永东
,
张新明
中国有色金属学报
采用光学显微镜、扫描电镜及能谱分析术研究了复合添加微量Cr、Mn、Ti、Zr细化7A55合金铸锭组织的效果和机理.结果表明:复合添加0.04%Ti+0.17%Zr能在一定程度上细化7A55合金铸锭组织,复合添加0.20%Cr+0.20%Mn+0.03%Ti能够显著细化铸锭组织,其细化机理为含有Cr、Mn的原子团簇作为Al3Ti形核的基底促使α-Al成核;复合添加微量0.04%Cr+0.04%Mn+0.03%Ti+0.18%Zr产生了极强烈的晶粒细化效果,其细化机理为含有Cr、Mn的原子团簇作为Al3Ti、Al3Zr共同形核的基底使Al3(TixZr1-x)形核,Al3(TixZr1-x)使α-Al形核.随着Cr、Mn含量增加,铸锭晶粒向枝晶化、粗大化方向发展.
关键词:
7A55铝合金
,
微量元素
,
晶粒细化
,
形核
贺永东
,
张新明
材料热处理学报
doi:10.3969/j.issn.1009-6264.2006.04.023
采用扫描电镜、透射电镜、能谱分析等手段研究了电解铝液中的铁、硅、氢、氧化夹杂对Al-Zn-Mg-Cu合金组织性能的遗传影响.结果表明:电解铝液中形成的氢和氧化夹杂是相互影响的,铝液中的氢主要寄生于氧化物夹杂上.氧化物夹杂不被铝液润湿,在合金凝固过程中,作为氢气泡形核基底的氧化物夹杂,易被枝晶组织推向晶界,在晶界上形成杂、气共生的夹渣、疏松、气孔,疏松和气孔是铸态、均匀化态Al-Zn-Mg-Cu合金断裂的原因.电解铝液中的铁、硅杂质与合金中的Mn、Cu等元素作用形成AlFeMnSi、Al6(FeMn)、Al7Cu2Fe等难溶相,分布于晶内、晶界.均匀化处理过程中,难溶相发生球化.合金经热轧变形后,难溶相发生破粹并沿轧线呈带状分.硬脆的难溶相作为潜在的裂纹源,是造成峰值时效态合金断裂的原因.
关键词:
Al-Zn-Mg-Cu合金
,
组织
,
氧化铝夹杂
,
冶金遗传
曾慧楠
,
贺永东
,
邢诗雨
,
李志军
,
刘向阳
,
何茂刚
稀有金属
doi:10.13373/j.cnki.cjrm.XY16100036
采用高温电阻炉制备了两组Cu-43％ Zn合金,利用蒸馏法、X射线衍射(XRD)、化学分析方法研究了在氮气和空气气氛下的熔炼过程中,Cu-Zn合金的质量损失与物相转变规律及低熔点合金组元Zn的蒸发、汽化过程.并采用差示扫描量热-热重分析连用(DSC-TGA)方法考察了该合金在氮气和空气气氛下升温状态的蒸发、氧化、汽化、造渣行为.通过采用蒸馏法和化学分析方法测量样品和基体Zn含量的质量损失随时间和温度的变化曲线,得出:试样质量和合金基体Zn含量均随着蒸发温度的升高和时间的延长而降低;在温度一定的条件下,试样质量和基体Zn含量降低到一定值时,保持相对恒定;温度越高,试样质量和Zn含量剩余越少.DSC-TGA的实验结果结合kissinger,Flynn-Wall-Ozawa方程得出:在氮气和空气气氛下Cu-Zn合金汽化峰的表观激活能依次为:5815.28,5107.05 kJ·mol-1.
关键词:
Cu-Zn合金
,
熔炼损耗
,
热分析
,
蒸馏法
,
蒸发动力学
贺永东
,
陈明安
,
张新明
稀有金属材料与工程
制备一种含Sc和一种含Cr、Mn、Ti、Zr的Al-Zn-Mg-Cu合金,采用透射电镜研究合金中第二相粒子周围的无析出微区和晶界上的无沉淀析出带及其相互的作用过程,给出单个第二相粒子对晶界作用力的方程.当驱使晶界迁移的动力大于粒子及其周围的无析出微区对晶界的阻碍作用时,晶界被粒子穿透而形成孔洞.在晶界扫过粒子的过程中,经历了先加速后减速两个阶段.晶界位于粒子直径区位置时所受的阻力最小、运动速度最大.当晶界能与相界能增量之和等于晶界运动的驱动力时,晶界被粒子钉扎而停止运动.在晶界迁移的过程中,溶质原子倾向于由高浓度区域向低浓度区域扩散,晶界和粒子周围的无析出区对晶界的迁移过程有明显的影响.
关键词:
Al-Zn-Mg-Cu合金
,
粒子
,
晶界
,
扩散
,
钉扎
,
无析出区
贺永东
,
张新明
,
陈明安
材料科学与工艺
Al-Zn-Mg-Cu合金是超高强难变形合金,加工过程中易产生大的剪切带和裂纹等缺陷.制备了一种含钪Al-Zn-Mg-Cu合金,研究了该合金在热轧和热处理过程中宏观剪切带和轧制裂纹的形成与扩展规律.采用光学显微镜、扫描电镜、透视电镜和能谱分析对该合金热轧时产生变形局部化的力学条件和微观结构进行了深入分析.结果表明:在非均匀变形条件下,变形局部化导致局部变形区应变大和应变率高是产生剪切带和轧制裂纹的原因,与合金基体中组织和成分的不均匀性有关.在高温固溶条件下剪切带内发生了再结晶.
关键词:
Al-Zn-Mg-Cu合金
,
剪切局部化
,
位错
,
再结晶
贺永东
,
张新明
,
曹志强
稀有金属材料与工程
采用光学显微镜、扫描电镜和能谱分析仪考察了Cr、Mn、Zr、Ti、B的联合加入对AlZnMgCu合金的晶粒细化效果.结果发现在铸态合金中同时加入Cr-Mn-Ti-B时晶粒尺寸由256 μm 降为102 μm.而当联合加入Ti-Zr-B后能产生更加强的细化效果,晶粒平均尺寸降为55 μm.这是因为Cr、Mn原子簇团有利于促进Al3Ti形核并成为其结晶基底.当联合加入Cr、Mn、Zr、Ti、B时则可产生更加明显的晶粒细化效果,平均晶粒尺寸变为22 μm.这是因为富Cr、Mn原子簇团在成为Al3Ti结晶核心后,部分Zr原子置换了其中的Ti原子形成了新的Al3(Tix, Zr1-x)结晶核心.而过渡族金属Cr、Mn还能降低液体金属和Al3Ti和Al3(Tix, Zr1-x)的表面张力,抑制结晶核心的长大.
关键词:
Al-Zn-Mg-Cu合金
,
晶粒细化
,
异质形核
贺永东
,
张新明
,
游江海
稀有金属材料与工程
研究了微量Sc,Zr对Al-Zn-Mg-Cu合金组织性能的影响.结果表明:单独添加0.18%Zr,合金抗拉强度和延伸率明显低于单独添加0.18%Sc,但再结晶抑制效果优于单独添加0.18%Sc.复合添加Sc,Zr较单独添加Sc或Zr具有更好的晶粒细化作用,较强的固溶强化作用和再结晶抑制效果.在Zr含量一定的条件下,合金强度和延伸率随Sc添加量增加而提高.强度和延伸率增加与所析出的LI2结构的Al3Sc,Al3(Sc,Zr)粒子钉扎位错和亚结构,析出粒子数量增加、弥散度增大、分布均匀性提高、析出的η′相所占的体积分数增加有关.当Sc,Zr复合添加量达到0.50%Sc+0.18%Zr时,合金经固溶处理后发生部分再结晶,抗拉强度和延伸率大大降低.合金强度和延伸率降低与晶内、晶界大量析出粗大难熔的DO23结构的Al3(Sc,Zr)粒子有关.
关键词:
Zr
,
Sc,Al3(Sc,Zr)
,
Al-Zn-Mg-Cu合金
,
微观组织
,
强度
贺永东
,
张新明
,
陈明安
中国有色金属学报
介绍铝电解机制对电解铝液中形成Al2O3夹杂物的影响,分析铝液中Al2O3夹杂物形成的机理,推算CO2对铝液扩散的质量传递方程,描述效应处理过程对铝液中Al2O3夹杂物形成过程的影响.利用Person-Waddington电流效率模型测算电解铝液中可能形成的Al2O3夹杂物最大值.结果表明:电解过程生成的Al2O3夹杂物对铝液的污染,是短流程工艺影响铝熔体冶金质量的主要根源.
关键词:
电解铝液
,
Al2O3夹杂物
,
CO2
,
阳极效应
,
冶金遗传
