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冷作模具钢SKD11的热处理增韧技术 袁志钟, 王梦飞, 张伯承, 段旭斌, 李表敏, 杨海峰, 罗锐, 程晓农 金属热处理    2023, 48 (9): 1-7.   doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.09.001 摘要 （169）      PDF （5140KB）（227）    可视化    选用热轧和球化退火后的SKD11钢板,对其进行A-Q-A(Austempering-Quenching-Austempering)、Q-T-A(Quenching-Tempering-Austempering)两种复相热处理工艺以及Q-T(Quenching-Tempering)常规热处理工艺,研究不同热处理工艺对钢板微观组织、硬度和冲击吸收能量的影响。结果表明: A-Q-A和Q-T-A热处理试样的组织均为下贝氏体(LB)和马氏体(M)的复相组织,并且残留奥氏体(RA)的含量分别为13.2%和18.6%。经A-Q-A、Q-T-A和常规热处理Q-T后,试样的硬度分别为58.5、58.6和60.5 HRC,冲击吸收能量分别为31.3、27.6和15 J。复相处理的工艺实现了SKD11钢板优异的强韧性配合,为提升冷作模具钢的韧性进行了有益的探索。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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AlCoCrFeMnZr近共晶高熵合金的组织形貌及耐磨性 王志新, 杨成, 马明星, 王博臻, 董晨, 李尚之, 侯润森 金属热处理    2023, 48 (1): 1-5.   doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.01.001 摘要 （175）      PDF （695KB）（151）    可视化    采用真空熔炼法制备出了AlCoCrFeMnZr近共晶高熵合金,通过XRD、SEM、显微硬度计和摩擦磨损试验机测试了AlCoCrFeMnZr合金的晶体结构、组织形貌、硬度以及耐磨性能。结果表明,AlCoCrFeMnZr合金的物相结构为BCC和HCP双相结构,组织由初生相和细密的片状共晶组织组成。初生相由富Cr、Fe、Zr的HCP相组成,以树枝晶方式生长,片状共晶组织中枝晶区域(α相)主要分布Co、Cr、Fe,晶间(β相)主要分布Al和Zr,符合高熵合金组织及元素分布规律。磨损方式由粘着磨损和磨粒磨损转变为氧化磨损,摩擦因数出现先增加后减少的趋势,平均摩擦因数为0.5432,显微硬度为768.8 HV0.5,具有优良的硬度和耐磨性。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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直接激光沉积Fe-Cr-Ni梯度合金钢的组织与性能 战娣, 陈岁元, 宋修文, 陈雪婷, 王玫 金属热处理    2023, 48 (2): 1-9.   doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.02.001 摘要 （104）      PDF （673KB）（143）    可视化    采用直接激光沉积技术制备了具有外强内韧组织性能的12CrNi2Y-50Cr6Ni2Y-70Cr8Ni2Y梯度合金钢试样,利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、硬度计、摩擦试验机等分析手段,对直接激光沉积的梯度合金钢试样的组织结构、界面结合性、硬度梯度分布及耐磨性等进行了研究。结果表明,在优化的激光沉积参数下,成功制备出了无裂纹夹杂缺陷、梯度过渡界面处呈现冶金结合的12CrNi2Y-50Cr6Ni2Y-70Cr8Ni2Y梯度合金钢试样。梯度合金钢的组织呈现出由粒状贝氏体+板条贝氏体+少量马氏体→板条贝氏体+板条马氏体→板条马氏体+片状马氏体的变化趋势,对应硬度呈356 HV0.2→551 HV0.2→712 HV0.2梯度分布,体积磨损率呈现2.01×10-4 mm3·N-1·m-1→1.33×10-4 mm3·N-1·m-1→0.71×10-4 mm3·N-1·m-1的梯度变化。制备的梯度合金钢试样中,由于C与Cr含量增加,试样硬度呈现了由低到高的梯度分布,表面工作层的耐磨性提高了近2.8倍,获得了外强内韧、呈梯度分布的组织与性能;梯度合金钢试样过渡界面附近小尺寸C原子发生了明显的元素扩散,促进了梯度界面的冶金结合。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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等离子喷涂纳米粉体制备技术及涂层研究进展 陈柏森, 孟君晟, 王铀, 史晓萍 金属热处理    2023, 48 (7): 223-236.   doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.07.039 摘要 （51）      PDF （3299KB）（143）    可视化    在现代工业中,等离子喷涂技术已成为提高机械零件表面耐磨、耐蚀性的重要方法。纳米粉体作为喷涂材料,能有效提高等离子喷涂涂层的耐磨、耐蚀、抗氧化等性能,在零部件表面防护应用方面具有研究价值,对于节能环保具有重要意义,已成为国内外表面改性领域的研究热点。基于此,在大量文献研究基础上,根据纳米粉体的制备方式,从固相法、液相法、气相法3方面分析总结了国内外关于纳米粉体再造粒技术的研究,阐述了纳米粉体喂料的制备方式,包括喷雾干燥法、机械研磨法、液相前驱体合成法,并重点分析了液相前驱体合成法的制备方式。从等离子喷涂纳米粉体的选择到涂层的制备,详细综述了纳米涂层在耐磨、耐蚀、热障及自润滑方面的应用成果,还归纳分析了等离子喷涂技术中工艺参数(喷涂功率、喷涂距离、喷枪移动速度、喷涂气体参数)对纳米涂层质量的影响规律。最后,探讨了当前等离子喷涂纳米粉体喂料制备中尚需解决的问题和不足,并展望了等离子喷涂纳米涂层的未来研究方向。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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化学成分对X32双金属锯条用钢热处理性能的影响 曾斌, 汪净, 梁亮, 陈刚, 苏斌 金属热处理    2023, 48 (5): 83-89.   doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.05.014 摘要 （55）      PDF （4321KB）（137）    可视化    为开发合金含量更低、更经济的X32钢材,制备了两种不同C、N含量的X32钢,通过性能和组织的表征来探讨其可行性。测定了两种X32钢的静态CCT曲线,研究了两种钢钢轧中间坯样热处理后的显微组织和力学性能,并通过两种X32冷轧带钢的工业化试制对热处理试验结果进行验证。研究表明,X32钢通过提高钢水中C、N含量,采用钒碳、钒氮微合金化技术,可实现明显的显微组织细化和强度、硬度提升。在不影响质量的前提下,采用钒碳、钒氮微合金化技术,提高C、N含量来降低Ni、Cr、Mo合金含量是可行的,这为开发更经济的新型X32钢指明了方向。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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金属材料学的“思想” 袁志钟, 戴起勋, 王安东, 鞠玉琳, 曹甫洋, 罗锐 金属热处理    2023, 48 (5): 1-5.   doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.05.001 摘要 （135）      PDF （1390KB）（132）    可视化    从系统综合角度提炼了金属材料学的“思想”,揭示了金属材料性能演化过程的矛盾规律,归纳了合金元素作用的复杂性,讲述了金属材料组织演化的量变与质变规律,阐明了热处理工艺的多向可变性。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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34CrNi3MoV钢奥氏体晶粒分布规律 郑冰, 徐东, 王怡群, 王学玺, 赵红阳, 巨东英 金属热处理    2023, 48 (7): 1-7.   doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.07.001 摘要 （112）      PDF （2733KB）（126）    可视化    研究了不同保温温度及保温时间对34CrNi3MoV钢奥氏体晶粒长大的影响。通过金相法统计分析了保温温度、保温时间对晶粒平均尺寸、长轴、短轴的影响。结果表明,正态分布方程中标准差与期望大致随保温温度的升高而增加,随保温时间的延长而增加。晶粒长轴、短轴尺寸与平均尺寸关系密切,其比值呈简单的线性关系。晶粒长大的过程中,长轴与短轴的比例基本保持不变,并回归得到晶粒平均尺寸、长轴、短轴尺寸的分布概率表达式。同时在数学规律上对材料学中的遗传性提供一种新的思维方法及可能的解释思路。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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淬火工艺对GCr4Mo4V钢组织及耐磨性的影响 崔毅, 崔继红, 王艳, 张雲飞, 俞峰, 赵英利, 曹文全 金属热处理    2023, 48 (9): 23-29.   doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.09.004 摘要 （114）      PDF （7786KB）（122）    可视化    对“真空感应+保护气氛电渣重熔”工艺制备的退火态GCr4Mo4V钢分别在1090、1120、1150 ℃保温30、60、120 min油淬,并随后连续进行3次回火处理,借助UMT TriboLab摩擦磨损试验机对其开展干摩擦磨损试验,并对其显微组织、表面硬度、磨痕形貌及磨损率的变化规律进行分析,以探究淬火工艺对GCr4Mo4V钢显微组织及干摩擦磨损特性的影响规律。结果表明,1150 ℃淬火温度是GCr4Mo4V钢晶粒急剧长大的临界温度,淬火温度的提高促进了大颗粒碳化物的溶解,保温时间的延长更有利于回火后碳化物的弥散化分布,淬火温度比保温时间对大颗粒碳化物的细化作用影响更大,而晶粒组织与碳化物的细化与弥散化对GCr4Mo4V钢耐磨性提升有积极作用。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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机械合金化时间对Ni6Cr4W1.5Fe9Ti高熵合金激光熔覆涂层组织与耐蚀性的影响 孙德福, 孙智程, 谷臻, 席生岐, 孙崇锋, 李世亮, 苏成明, 王春昌 金属热处理    2023, 48 (3): 1-7.   doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.03.001 摘要 （125）      PDF （4952KB）（120）    可视化    对机械合金化Ni6Cr4W1.5Fe9Ti高熵合金粉末进行激光熔化沉积,制备了该高熵合金的熔覆涂层,研究了机械合金化时间对涂层显微组织和耐蚀性能的影响。结果表明,机械合金化时间的增加可促进合金粉末成分的均匀化,且有利于涂层的致密化及其组织的晶粒细化。机械合金化棒磨4 h后的高熵合金粉末中,各组元均匀分布,并形成了FCC+BCC的双相固溶体结构;通过激光熔化沉积后,双相固溶体结构转变为FCC单相固溶体结构,组织主要由4~6 μm的等轴晶和少量胞状晶组成。机械合金化棒磨4 h粉末制备熔覆涂层的致密度和硬度最高、耐蚀性最佳,其耐蚀性相较于棒磨0 h粉末制备熔覆涂层提升了近两个数量级。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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钨表面WTaVNbMo难熔高熵合金层的组织与性能 黄天阳, 郑家圣, 田林海, 林乃明, 王振霞, 秦林, 吴玉程 金属热处理    2023, 48 (5): 6-11.   doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.05.002 摘要 （90）      PDF （2249KB）（119）    可视化    采用双层辉光等离子表面冶金技术,以粉末冶金W18Ta18V20Nb18Mo26合金作为源极靶材,控制工件极温度为1200 ℃,源极和阴极电压差分别为300、400和500 V,在纯钨表面制备了WTaVNbMo难熔高熵合金层。用扫描电镜及其所附能谱仪和X射线衍射仪检测合金层的显微组织和相组成,用显微硬度计和电化学工作站测试了合金层的硬度和耐蚀性,利用SRIM软件模拟分析了合金层的抗辐照性能。结果表明,在不同电压差条件下纯钨表面均形成了BCC结构的WTaVNbMo高熵合金层。电压差为400 V时,制备的合金层厚度达到100 μm以上;500 V电压差下制备的合金层表面均匀,组织致密,硬度最高,可以达到1635 HV0.05,耐蚀性良好,自腐蚀电流密度较W基体降低了近两个数量级。辐照模拟结果表明,相比于纯钨,高熵合金层的损伤范围较为集中,投影射程更短,电子阻止本领更大,电离损失速度加快。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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固溶时效处理对ZL108铝合金冲击性能的影响 谭国寅 金属热处理    2023, 48 (5): 291-293.   doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.05.047 摘要 （36）      PDF （1272KB）（117）    可视化    采用光学显微镜、扫描电镜和冲击试验机研究了固溶时效处理后ZL108铝合金的冲击性能变化。结果表明,铸态组织主要由α固溶体和粗大的共晶硅组织及块状的初晶硅组成。经过固溶时效处理后析出相变得细小且分布均匀,形貌类似短棒状或者珊瑚状,能更好地钉扎位错,有助于材料冲击性能的提升。铸态试样中由元素不平衡分配导致产生了大量的难熔共晶硅和块状初晶硅。经固溶时效处理后析出相粒子在高温作用下不断破碎,大部分已重溶进入基体,残存的析出相粒子尺寸更为细小,能够更好地协调基体形变,将试样的冲击性能提升了6.6倍。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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M390高铬高钒粉末冶金工具钢奥氏体化过程中的碳化物演变规律 邓锦强, 张覃轶, 陈俊, 伍冬, 刘伟, 周鸿锋 金属热处理    2023, 48 (11): 1-7.   doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.11.001 摘要 （105）      PDF （4216KB）（117）    可视化    利用SEM-EDS、TEM和Image-Pro Plus等分析手段研究了M390钢在不同奥氏体化过程中的碳化物演变规律。结果表明,在1075~1150 ℃加热,保温15~120 min奥氏体化条件下,M390钢中碳化物体积分数和平均尺寸随淬火温度升高整体呈现下降趋势。同一淬火温度下,随保温时间延长,碳化物数量整体减少,碳化物平均尺寸先减小后增大,小尺寸碳化物数量先增加后减少,硬度先上升后下降。高温油淬后M390钢中未溶碳化物类型主要是M7C3和M8C7。在奥氏体化过程中,M390钢中碳化物变化主要是M7C3的溶解、长大及再溶解。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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热处理对激光熔覆钴基合金涂层硬度与耐磨性的影响 杨栋杰, 白峭峰, 欧阳昌耀, 王蕊, 卫润泽 金属热处理    2023, 48 (7): 271-276.   doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.07.045 摘要 （31）      PDF （3881KB）（114）    可视化    采用激光熔覆技术在球墨铸铁表面制备钴基合金涂层,对钴基合金涂层进行了不同工艺的热处理。对不同工艺热处理试样组织进行了分析,讨论了不同工艺对钴基合金涂层硬度和耐磨性的影响。热处理试样的硬度相较于未处理试样均得到了提高。其中950 ℃分别处理1和2 h的试样硬度变化相似,分别为51.35和51.15 HRC,再后续825 ℃时效后的硬度分别为52.50和52.08 HRC。未处理试样的磨损量最高,耐磨性表现最差;其中 950 ℃×1 h + 825 ℃×24 h磨损量减少约5.3%; 950 ℃×3 h+825 ℃×24 h 磨损量减少约12.8%,表现出较好的耐磨性能。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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组织均匀化处理对Cr-Ni-Mo钢力学性能的影响 史长鑫, 谷国超, 崔树刚, 许文花, 肖桂勇, 吕宇鹏 金属热处理    2023, 48 (12): 1-6.   doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.12.001 摘要 （109）      PDF （5916KB）（113）    可视化    采用阶梯式循环淬火+调质工艺对AISI 4330钢中产生的带状缺陷进行了均匀化处理,并探究均匀化处理过程的组织演变及其对力学性能的影响规律。结果表明,原始带状缺陷试样为铁素体+珠光体组织,带状组织评级为3级,EPMA结果显示存在较为严重的C、Cr、Mo元素偏析。经过多次高温淬火+调质,带状缺陷组织转变为由铁素体和含Cr碳化物以及回火索氏体组成的均匀组织,元素偏析得到一定程度的改善,C元素扩散明显,Cr、Mo元素偏析仍存在,阶梯式循环淬火的多次相变过程使得组织得到明显细化。此外,试验钢的力学性能得到提升,抗拉强度达到1200 MPa以上,硬度达到350 HBW左右,-40 ℃冲击吸收能量达到64.2 J左右,组织细化同时提高了试样的强度及塑韧性,碳化物的大量析出也有利于提高钢的强度。强度和韧性的提升更能满足压裂泵产品使用要求,提高AISI 4330钢使用寿命。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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35CrMo钢高强螺栓断裂失效分析 王朴, 童辉 金属热处理    2023, 48 (5): 294-297.   doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.05.048 摘要 （52）      PDF （2597KB）（112）    可视化    某重型牵引车鞍座35CrMo钢高强度固定螺栓打紧后放置2天时发生断裂。通过断口分析、金相检测、成分分析、硬度分析和力学测试对断裂螺栓和同批次未使用螺栓样件进行研究。结果表明,该断裂螺栓在酸洗电镀的过程中,引入的有害氢未能得到及时、有效地去除,从而导致螺栓根部在预紧力作用下,氢向应力集中处聚集,出现了螺栓氢致延迟断裂的现象。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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新型Co-Ni基高温合金的热变形行为及微观组织演变 付志强, 何国爱, 吴赟杰, 贺存孝 金属热处理    2024, 49 (2): 1-7.   doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.02.001 摘要 （125）      PDF （7060KB）（112）    可视化    利用Gleeble-3800热模拟试验机对新型Co-Ni基高温合金进行热压缩试验,研究其在变形温度为950~1100 ℃、应变速率为0.01~10 s-1、真应变为0.693时的热变形行为和微观组织演变。结果表明,合金流动应力随变形温度的升高或应变速率的降低而减小。合金平均晶粒尺寸随变形温度的升高而增加,降低变形温度和提高应变速率可细化动态再结晶晶粒。基于EBSD和TEM分析表明,合金热变形过程中非连续动态再结晶(DDRX)作为主要动态再结晶(DRX)机制,孪晶形核作为辅助形核机制。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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TC11钛合金热变形行为及微观组织演变 吕学春, 赵文革, 袁明荣, 李恒 金属热处理    2023, 48 (5): 279-282.   doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.05.044 摘要 （61）      PDF （2582KB）（109）    可视化    研究了TC11钛合金在高温下的变形行为以及显微组织变化。结果表明,在变形过程中,合金的流动应力随着变形温度的升高以及应变速率的降低而降低;同时合金的流动应力软化程度随着应变速率的升高而增加。通过真应变为0.6的热加工图分析可知,能量耗散率最高出现在940 ℃,0.001 s-1的条件下,达到0.71;塑性失稳区出现在920～930 ℃、0.9～10 s-1的变形工艺参数范围。TC11钛合金在热变形过程中,应变速率的增加、变形量的增加以及变形温度的升高都有利于促进α相的动态再结晶。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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稀土元素Ce与Y对JG4246A合金高温氧化行为的影响 陈崇林, 王均安, 余建波, 涂玉国, 张朦, 李梦丽 金属热处理    2023, 48 (5): 78-82.   doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.05.013 摘要 （53）      PDF （2724KB）（103）    可视化    在第二代高温合金JG4246A中分别添加不同含量的稀土元素Ce和Y,得到含0.012Ce(质量分数,%,下同)、0.017Ce、0.034Y、0.061Y四种合金铸锭,研究了在1100 ℃下Ce与Y对合金高温抗氧化性能的影响。采用X射线衍射仪(XRD)及扫描电镜(SEM)分析了氧化膜的物相组成以及氧化表面的形貌。结果表明,JG4246A合金在1100 ℃空气中恒温氧化过程中,添加稀土元素可以减少合金的氧化质量增加,氧化动力学符合抛物线规律;相对于稀土元素Y,Ce对减缓JG4246A合金的高温氧化速率的作用更显著;稀土元素的添加没有改变氧化膜的表面形貌,但是生成的尖晶石型氧化物使氧化膜更加致密,能够抑制阳离子的向外扩散,降低氧化反应速率,从而提高高温抗氧化性能。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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低温冷轧与时效处理对Cu-Ni-Co-Si合金组织性能的影响 徐开泰, 刘骐升, 尤凯司, 刘照宇, 张峻嘉 金属热处理    2024, 49 (3): 1-6.   doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.03.001 摘要 （80）      PDF （4115KB）（101）    可视化    研究了冷轧及时效工艺对Cu-1.8Ni-0.9Co-0.641Si合金板带材组织性能的影响。对比了液氮低温冷轧与室温冷轧对合金板材性能的影响,并通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等对其影响机制进行分析。结果表明,在时效60 min 时,室温冷轧与低温冷轧后合金板材硬度达到最大,分别为450 ℃时效的285.53 HV0.3和400 ℃时效的307.2 HV0.3。研究还发现随着时效温度的升高,合金的导电率随之升高,在经过500 ℃时效处理后,低温冷轧合金的导电率最高,能够达到60.11%IACS。在时效处理过程中,板材内部的位错密度降低,晶粒和晶界中出现了大量细小且均匀的纳米级(Ni,Co)2Si有序相。与室温冷轧相比,经过低温冷轧的Cu-Ni-Co-Si合金组织更加细化,位错密度更高。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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Zn/Mg比对7075铝合金显微组织、力学性能和耐蚀性能的影响 何宗政, 吴名冬, 袁硕, 姚树伟, 肖代红, 黄兰萍, 刘文胜 金属热处理    2024, 49 (5): 1-9.   doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.05.001 摘要 （144）      PDF （9223KB）（101）    可视化    通过光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、拉伸试验、硬度测试及腐蚀测试等方法,研究了不同Zn/Mg比(质量分数)对7075铝合金组织、力学性能和耐蚀性能的影响。结果表明,随着Zn/Mg比由1.76增加到2.90,铸态铝合金晶粒尺寸增大,铝合金的T6时效硬化速率加快,达到峰值硬度的时间缩短。Zn/Mg比的增加导致T6峰时效态铝合金的再结晶率降低和低角度晶界占比增加。Zn/Mg比为2.10时,T6峰时效处理下铝合金的抗拉强度为634 MPa,屈服强度为588 MPa,伸长率为8.4%;T74时效态的抗拉强度为613 MPa,屈服强度为542 MPa,伸长率为8.9%。两种时效状态下的铝合金(Zn/Mg比为2.10)均在拥有良好强度的同时保持着较高的伸长率。随着Zn/Mg比由1.76增加到2.90,时效态铝合金的耐蚀性能降低。且T74时效处理后铝合金的耐蚀性能优于T6峰时效态下的铝合金。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价