Sr/P变质处理对挤压铸造Al-17.5Si合金组织与性能的影响

研究Sr和P变质对挤压铸造Al-17.5Si合金组织与力学性能的影响。试验结果显示:挤压铸造对过共晶Al-17.5Si合金的组织产生了显著的影响,共晶组织明显细化,初生Si相的数量减少并细化,同时力学性能显著提高。Sr变质后的Al-17.5Si合金在压力下凝固,共晶Si相进一步细化,变为十分细小的纤维状,合金的抗拉强度和伸长率比重力铸造分别提高了59%和328.7%。当P变质处理Al-17.5Si合金挤压铸造成形后,合金组织中却出现了大量的粗大初生Si相颗粒,使得合金的力学性能呈现了降低的趋势。由此确定,挤压铸造过共晶Al-Si合金的最佳变质处理为Sr变质,P变质不适用于挤压铸造成形的过共晶Al-Si合金。     

过共晶铝硅合金Al-17.5Si强流脉冲电子束表面改性

研究了强流脉冲电子束表面改性处理对过共晶铝硅合金(Al-17.5Si)组织和性能的影响.利用扫描电镜和X射线衍射分析了改性机理.扫描电镜结果表明,在电子束处理后的合金表面上,硅元素扩散到铝基体中形成单相α固溶体.X射线衍射分析指出,电子束处理后合金表面没有新的物相生成,并在15脉冲处理后铝的晶格参数显着降低.硬度结果表明,在铝硅扩散区域,初生硅的硬度从中心向边缘呈现梯度分布趋势,而且初生硅中心处的硬度随脉冲次数的增加逐渐减小.耐磨性随脉冲次数的增加先提高后降低,磨损量在15次脉冲后降低了84.6%.因此该技术在改善过共晶铝硅合金表面耐磨性方面展现了良好的应用前景.     

铜含量对近共晶Al-11.6Si合金组织与性能的影响

在近共晶Al-11.6Si合金中,添加不同含量的铜,通过对比合金的组织、流动性、耐腐蚀性、力学性能等参数,研究铜含量对近共晶Al-11.6Si合金组织与性能的影响,确定合金中铜的最佳添加量。研究表明,随着铜含量的增加,合金中Al₂Cu相体积分数不断增加,尺寸不断增大;合金流动性呈现递增的趋势;腐蚀电流密度和腐蚀速率不断增大,耐腐蚀性能逐渐下降;合金抗拉强度呈现先增大后减小的趋势,当铜含量为3%时,合金铸态和T6热处理后的抗拉强度达到最大值,分别为257 MPa、330 MPa,伸长率则不断减小。     

Nd变质过共晶Al-17.5%Si合金的微观组织和断口形貌

采用单一稀土元素Nd对过共晶Al-17.5%Si合金进行变质;采用扫描电镜、金相显微镜、电子探针、透射电镜及X射线衍射等方法对变质前后合金的微观组织、成分和相组成进行分析;并对变质前后合金的断口形貌进行分析.结果表明:加入0.3%Nd(质量分数)到过共晶Al-17.5%Si合金中可同时变质初生硅和共晶硅,经过变质处理后,初生硅的形状由星形和不规则形状变为块状,尺寸由40～60 μm减小到10～30 μm,共晶硅由长针状变成球状或短棒状;初生硅区域的主要成分是硅,中心边缘几乎检测不到Nd元素,Nd沿晶界分布;与未变质合金相比,经0.3%Nd变质后的Al-17.5%Si合金硅相上孪晶密度增大,变质后的合金中没有生成新相,a(Al)相和硅相的晶格常数变大;经0.3%Nd变质后,合金的整体性能大幅度提高,抗拉强度提高了35.8%,从120 MPa提高到163 MPa,伸长率从0.8%提高到2.2%,提高了175%.     

不同变质剂对Al-18Si过共晶合金组织和耐磨性的影响

研究了不同变质剂(0.3%TiB_2、0.3%TiB_2+0.6%Cu、2.5%Cu+1.4%Na_3PO_4)对Al-18Si过共晶铝硅合金组织和耐磨性的影响。结果表明,加入变质剂不同程度地改善了初生硅形貌和尺寸,均提高了耐磨性,其中加入2.5%Cu和1.4%Na_3PO_4的Al-18Si合金变质效果最好,初生片状硅棱角明显钝化,平均轮廓尺寸细化到30μm,共晶硅在基体上的分布更加均匀,合金的摩擦系数最低,磨痕最浅,耐磨性能优于其它三组合金。     

粉末特性对激光选区熔化过共晶Al-20Si合金微观组织和性能的影响

过共晶Al-20Si合金因具有轻质、低的热膨胀系数、较好的耐磨性和优异的综合力学性能等在航空、航天以及电子等领域获得广泛应用。文中采用激光选区熔化技术,研究粉末特性对过共晶Al-20Si合金微观组织和性能的影响。研究发现,激光选区熔化不同粉末特性Al-20Si合金微观组织均由热影响区和基体区组成。但是混合粉末凝固时由于激光作用时间较短,纯粉末未发生完全的合金化,导致凝固后组织内部存在大量孔隙等缺陷。混合粉凝固后组织主要由粗大的不规则初晶硅颗粒和短棒状与颗粒状的共晶硅相组成。激光选区熔化后雾化粉样品存在少量的不规则初晶硅颗粒,共晶硅相主要呈现纤维状和颗粒状。XRD分析表明,与混合粉相比,雾化粉合金具有相对高的固溶度和致密度,因此导致其具有高的硬度值,且硬度值分布比较均匀。     

稀土变质对Al-30%Si过共晶合金Si相的影响

用光学金相分析手段,研究了未变质和稀土变质的Al-30%Si过共晶合金Si相的形貌.结果表明,变质合金中无论是初晶硅还是共晶硅的形貌较未变质合金有较大变化;随变质剂含量的增加,初晶硅尺寸进一步减小并且分布更弥散.共晶硅的形态从粗大的板片状转变为细小的纤维状;变质存在一个最佳值量,超过这个量时会出现过变质现象.变质剂的最佳加入量为20%.     

挤压铸造Al-25Zn-10Si合金的组织与性能

在ZL102中加入纯Zn、纯Mg,得到Al-12.4Si-4.5Cu及Al-25Zn-10Si-5Mg合金,研究了挤压铸造成形合金的性能。结果表明,两组合金的最佳工艺方案相同,即模具预热温度为240℃,压力为150kN,保压时间为16s,浇注温度为630℃;挤压铸造件经过淬火时效处理之后,微观组织比未经热处理的微观组织均匀、细小,且硬度明显提高。加入5%的Mg元素后,合金组织性能优于不加Mg的。     

比压对Al-12Si合金挤压铸造组织和性能的影响

研究在不同比压下凝固的Al-12Si铝合金的组织和力学性能。结果表明,在压力下凝固时,该合金组织发生明显变化,抗拉强度、伸长率和洛氏硬度均显著提高。当比压为0~650MPa时,随着比压的增加,初生α-Al晶粒尺寸和共晶Si粒子长宽比均显著减小,Si相形貌由长针状变成细小的蠕虫状与颗粒状,断口形貌由常压下的脆性断裂转变成韧性断裂。     

纳米ZnO颗粒对过共晶Al-20Si合金组织和性能的影响

为研究Al-Si合金凝固过程中纳米颗粒如何影响Si相形貌,在Al-20Si半固态区间加入0.5wt.%ZnO纳米颗粒并机械搅拌,铸态Al-20Si-0.5ZnO复合材料的强度和伸长率显著提高。其中,伸长率提高5倍左右。金相及SEM组织显示初晶和共晶Si都得到了细化。初晶Si由星状转变为多面体状或块状,且其边缘及凹角更加圆整,共晶Si的宽度也更加细小。研究结果表明,ZnO加入后与熔融铝液发生还原反应生成Al_2O_3,同时细化了初晶Si和共晶Si,从而显著提高了合金的伸长率。     

均匀化退火对过共晶Al-17Si合金组织和性能的影响

观察与分析了均匀化退火态的过共晶Al-17Si合金坯料,研究均匀化退火温度、保温时间及冷却方式对合金组织和性能的影响规律.结果表明,经过480 ℃×4 h、随炉冷却均匀化退火热处理后,过共晶Al-17Si合金显微组织中共晶硅由粗针状转变为短棒状或近球状且分布均匀,合金的硬度明显降低,塑性提高.     

硅相钝细化处理与热挤压对Al-25Si合金组织的影响

对Al-25Si合金进行硅相钝细化处理和热挤压的复合处理,研究工艺参数对Al-25Si合金组织形态的影响。结果表明：对铸态Al-25Si合金进行硅相钝细化处理,能够使合金中的硅相尖角钝化,保温温度越高、保温时间越长,硅相尖角钝化效果越明显;但保温温度过高、时间过长,硅相的粗化明显,尖角钝化效果变弱,反而不能改善硅相的形态。热挤压可以明显使共晶硅均匀分布在合金中,但是对初生硅的尺寸、形状几乎没影响;保温时间和温度对挤压态Al-25Si合金中的硅相有很大的影响,当温度达到合金的液相线时,合金的组织形态变化明显。随着保温温度和时间增加,硅相的尺寸增加,球化效果变好。但温度过高、时间过长会发生过烧氧化的现象。     

冷却速度对Mg2Si增强过共晶Al-Si合金组织与性能的影响

采用液态熔融法制备Mg2Si增强过共晶Al-Si合金自生复合材料。研究了冷却速度、稀土(Pr)变质处理对铸态显微组织与性能的影响。结果表明,在液相线附近,冷却速度快,晶粒均匀细小;稀土(Pr)变质剂对初生硅及共晶组织均有明显的细化效果,并细化Mg2Si、改变其形貌与尺寸,可显著提高合金的力学性能。     

浇注温度对Mg2Si增强过共晶Al-Si合金组织与性能的影响

采用液态熔融法制备Mg2Si增强过共晶Al-Si合金自生复合材料，研究了浇注温度、稀土（Pr）变质处理对铸造显微组织与性能的影响。结果表明，在液相线附近，浇注温度为720℃时，晶粒均匀细小；Pr变质剂对初生硅及共晶组织均有明显的细化效果，并细化Mg2Si、改变其形貌与尺寸，可显著提高合金的力学性能。     

变质处理对Al-17Si合金组织和性能影响

未经变质处理过共晶铝硅合金微观组织主要有粗大的初晶硅和针状或层片状共晶体(o+Si)组成,会严重割裂基体,其尖端和棱角会引起应力集中,使合金的力学性能明显下降,产品无法满足实际应用需求.研究不同变质剂处理方案对过共晶Al-17％Si合金微观组织和性能的影响.结果 表明:通过加入0.36％ Cu-P(14％P)合金和0....     

Sc对亚共晶Al-11Mg_2Si合金组织与力学性能的影响

通过XRD分析、金相显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)观察及拉伸力学性能测试等手段,研究了添加稀土元素Sc对亚共晶Al-11Mg_2Si合金显微组织及力学性能的影响。结果表明:在Al-11Mg_2Si合金中添加适量的Sc对初生α-Al和共晶Mg_2Si相同时起到良好的细化和变质作用。α-Al晶体由粗大的树枝晶转变为细小的球状晶,其平均尺寸由67.72μm减小至最小14.28μm;共晶Mg_2Si由粗大的片层状转变为细小的纤维状和颗粒状,其平均尺寸由12.37μm减小至最小1.80μm。经0.25%Sc处理后,合金的抗拉强度、伸长率和硬度分别由未细化、变质的269 MPa、5.2%和35HRB提高到334 MPa、9.4%和53 HRB,分别提高了24.2%、80.8%和51.4%。含0.25%Sc合金断口中大量形成韧窝,其断裂模式从脆性转变为韧性。     

Al-10RE中间合金对Al-20Si合金组织和性能的影响

研究了不同Al-10RE添加量对Al-20Si合金铸造组织和力学性能的影响。结果表明,加入Al-10RE后的Al-20Si合金主要由α-Al基体、初晶Si、共晶Si和针状的Al11RE3相组成;初晶Si的形状由大块状变为小块状和球状,其最佳加入量为1.5%,初晶Si平均晶粒尺寸最细小,且呈弥散均匀分布。其抗拉强度、伸长率和硬度达到最大值,分别为117 MPa、11.0%、87.76。分析认为,RE的加入改变了初晶Si晶粒的生长方式,而细化的晶粒以及针状Al11RE3相的产生又大大改善了Al-20Si合金的力学性能。     

Si元素对挤压铸造Al-5Mg-xSi合金微观组织的影响

使用Thermo-Calc软件模拟了不同Si含量的Al-5Mg-xSi合金组织,对具有不同组织特征的合金进行挤压铸造。结果表明,不含Si时,合金的组织为α-Al+少量β-Al_3Mg_2相;加入Si后,组织中开始出现α+Mg_2Si共晶,且随着Si含量增加,共晶组织含量逐渐增多,共晶形貌由细长条状转变为粗大的凹多边形块状。当Si含量为0.1%～1.4%时,合金的组织为α、α+Mg_2Si共晶、少量β相;当Si含量为1.5%～2.3%时,合金的组织为α、α+Mg_2Si共晶;Si含量继续增加时,合金组织中出现细长的Si晶粒。     

电弧熔炼Ni-28.5Al-43V过共晶合金的组织与性能

采用真空电弧熔炼制备了Ni-28.5Al-43V成分的合金。对于真空电弧熔炼纽扣锭不同位置处微观组织及力学性能进行了研究。利用光学显微镜(OM),X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM),分析了合金不同凝固位置处的相组成和组织形态。结果表明,合金的凝固组织主要是由V相枝晶组织与NiAl+V片层共晶组成。同时对初生相及共晶相进行显微硬度测定。初生V相硬度(HV)在398~425之间,约为纯V硬度的3倍,表明V的固溶强化效果较为明显。另外,高温压缩强度与室温断裂韧度较NiAl合金均有很大提高,表明V的加入可提高NiAl合金的室温塑性与高温强度。     

挤压铸造对过共晶Al-Si-Cu-Mg合金组织与性能的影响

研究了比压对挤压铸造Al-17.5Si-4Cu-0.5Mg-0.1Mn合金的显微组织和力学性能的影响规律。结果表明,在压力下凝固时,合金的显微组织发生明显改善,力学性能大幅提高。且在一定压力范围内,随着挤压力的增加,α(Al)枝晶明显细化,枝晶间距减小,共晶Si相、Al2Cu相等强化相尺寸减小,力学性能提高;但当挤压铸造比压达到850 MPa时,合金的硬度和强度反而略有下降。与此同时,合金的伸长率却随着挤压铸造比压的增大持续升高。因此,比压为670 MPa时,挤压铸造Al-17.5Si-4Cu-0.5Mg-0.1Mn合金获得较好的组织与性能。