锶、钛、硼复合微合金化的铸态高锰铝青铜的组织与性能

本文研究了一种锶、钛和硼复合微合金化的铸态高锰铝青铜的金相组织、硬度、抗均匀腐蚀性能、抗电化学腐蚀性能以及摩擦磨损性能。结果表明,与未微合金化的铸态高锰铝青铜(Cu-12.05Mn-7.08Al-3.23Fe-2.04Ni)相比,锶、钛和硼复合微合金化的铸态高锰铝青铜(Cu-11.81Mn-7.01Al-3.81Fe-1.76Ni-0.029Sr-0.045Ti-0.0095B)相组成未发生变化,仍由基体α相 K相组成,但α相和K相均明显细化,且K相分布更加均匀,合金的硬度由169.7 HV提高到215.1 HV,且具有更高的抗均匀腐蚀性能和电化学腐蚀性能(在3.5%NaCl水溶液下腐蚀速率分别降低5.6%和11.4%),合金硬度和抗腐蚀性能的提高使得合金的摩擦系数降低8.4%,耐磨性提高。     

锶钛硼复合微合金化铸态锰黄铜组织与性能

研究锶、钛和硼复合微合金化铸态锰黄铜的金相组织、硬度、均匀腐蚀性能、电化学腐蚀性能以及摩擦磨损性能。结果表明,与未微合金化铸态锰黄铜相比,锶、钛和硼复合微合金化的铸态锰黄铜相组成未发生变化,仍由基体α相+κ相组成,但α相和κ相均明显细化,且κ相分布更加均匀。微合金化铸态锰黄铜硬度由154.8 HV提高到188.3 HV,抗均匀腐蚀性能和电化学腐蚀性能明显改善,在3.5%NaCl水溶液下腐蚀速率分别降低9.8%和11.4%,耐磨性提高,合金摩擦因数降低8.3%。     

Cr微合金化铸态铝青铜合金组织与性能研究

为在保证高锰铝青铜耐腐蚀性能的前提下,提高高锰铝青铜的强度,分别在高锰铝青铜中添加0.1%、0.3%、0.5%Cr进行微合金化,并对试样进行微观组织分析、力学性能测试以及均匀腐蚀性能测试。结果表明,铸态直接热处理可以使添加0.3%Cr的铝青铜实现强化,在300℃下保温2 h后合金强度达到峰值,此时添加0.3%Cr的铝青铜抗拉强度为821 MPa,硬度为227 HV0.5,断后伸长率为15.1%。尽管添加0.3%Cr的铝青铜在热处理后均匀腐蚀速率略有提高,但仍属于符合国家标准的极耐腐蚀材料。     

微合金化法对高锰铝青铜合金组织和性能的影响

在保证高锰铝青铜耐腐蚀性能的前提下,为了提高高锰铝青铜的强度,在多元复杂铝青铜中添加0.3%Cr,促进了合金组织中K相的析出;添加0.3%Zr,使β相和γ2相混合区域面积增加约1/4,并且α相形貌由块状变为竹叶状;添加0.3%Nb,促进了α相的细化和生成,使α相增加了约1/13;添加0.3%Co,使得组织细化,并促进了α相和K相的产生,α相略微增加,K相增加了约2.4倍。Cr、Nb、Co的加入不同程度提高了合金的抗拉强度,Zr的加入对合金抗拉强度没有明显影响。添加0.3%Cr,获得了最高的抗拉强度,约为775 MPa,断后伸长率由24.8%降为18.2%。Cr、Zr、Nb、Co的加入对合金的均匀腐蚀速率有一定的影响,其中Cr、Zr、Co的添加使得合金耐腐蚀性能略有降低,Nb的添加使得合金耐腐蚀性能得到改善。其中添加0.3%Cr、0.3%Zr、0.3%Nb、0.3%Co的铝青铜和未微合金化的铝青铜的均匀腐蚀速率由大到小分别为含0.3%Zr合金、含0.3%Cr合金、含0.3%Co合金、未微合金化合金、含0.3%Nb合金,但在实验条件下,所有合金的耐蚀性都符合国家标准极耐腐蚀材料。     

铝含量对铸造CuAlxFe3组织和性能的影响

利用合金化方法制备铝青铜合金,通过XRD、扫描电镜、HRS-150洛氏硬度仪等研究铝含量对铸造CuAlxFe3合金组织和性能的影响。结果表明,试验铝青铜合金铸态下的显微组织由α相、β＇相γ2相和k相组成。随着铝含量的增加,合金的硬度显著增加,抗拉强度先增后降,延伸率和断面收缩率随着铝含量的增加而降低。当铝含量为10%时,合金具有良好的综合力学性能。     

Al含量对铸造CuAlxFe3组织和性能的影响

利用合金化方法制备了一种铝青铜合金,通过XRD、扫描电镜、HRS-150洛氏硬度仪等研究了不同含量Al元素对铸造CuAl_xFe₃合金组织和性能的影响规律。结果表明,试验铝青铜合金铸态下的显微组织由α、β＇γ₂和k相组成,随着Al含量的增加,合金的硬度显著增加,抗拉强度先增后降,延伸率和断面收缩率随着Al含量的增加而降低。当Al含量为10%时,合金具有良好的综合力学性能。     

添加微量钛对Cu-Cr合金组织与性能的影响

采用大气熔炼制备0.11Ti和0.21Ti含量Cu-Cr-Ti合金铸坯,经热轧—固溶—冷轧—时效工序制备带材,研究钛添加量和热处理工艺对合金性能和组织的影响。结果表明,采用400℃、8 h时效工艺,Cu-0.55Cr-0.11Ti合金具有较好的综合性能,硬度、电导率和抗拉强度分别为125 HV1、72.3%IACS和517 MPa,采用450℃、4 h时效工艺,Cu-0.48Cr-0.21Ti合金具有较好的综合性能,合金硬度、电导率和抗拉强度分别为126 HV1、52.3%IACS和523 MPa。时效态两种合金在500℃保温1 h硬度仍高于初始硬度85%。钛含量提高对时效态Cu-Cr合金的导电性能影响显著,钛含量从0.11%提高至0.21%,峰值时效态合金的电导率降低28.4%,钛含量对合金硬度和强度的影响不大。铬在Cu-Cr-Ti合金中的主要存在形式为第二相粒子,钛的主要存在形式为溶质原子,立方相的形成是合金高温性能提高的主要原因。     

细化变质保温时间对铸态A356合金显微组织和力学性能的影响

对A356合金进行细化变质处理是提高其力学性能的重要途径之一。用新型Al-Ti-La细化剂和Al-10Sr变质剂处理A356合金熔体,研究了细化变质保温时间对铸态A356合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,当保温时间为15 min,采用Al-Ti-La细化剂和Al-10Sr变质剂复合处理A356合金时,铸态A356合金组织中α-Al的二次枝晶臂间距由31.10μm减小到15.56μm,减小了49.96%,共晶Si形貌由粗大针片状转变为细小短棒状和颗粒状。随着α-Al和共晶Si相形貌的改善,铸态A356合金的抗拉强度由169.67 MPa提高至216.33 MPa,提高了27.50%,伸长率由4.47%提高至10.53%,提高了135.57%,合金的维氏硬度也由56.37 HV提高到62.03 HV,提高了10.04%。断裂方式由穿晶断裂向沿晶断裂转变,合金的塑韧性得到明显改善。     

快速凝固CuNiSiCrZn合金的组织与性能

采用喷铸法得到快凝态Cu-2.4Ni-0.46Si-0.22Cr-0.33Zn薄片,研究快凝态合金的显微组织、显微硬度和导电率。与常规固溶制备方法相比,快速凝固合金的晶粒变得细小均匀,溶质过饱和。由于细晶强化和固溶强化作用,合金的显微硬度得到明显提高,最高可达119 HV。经时效处理后,因为强化相的析出,合金显微硬度进一步提高,同时减小基体的晶格畸变,导电率也得到一定程度的恢复。厚度为2 mm的快凝合金经500 ℃,2.0 h时效处理后综合性能良好,显微硬度为255 HV,导电率为34% IACS。     

微量Cu元素对Al-Zn-Mg-Cu合金组织性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和拉伸试验机,研究了微量Cu元素对Al-Zn-Mg-Cu合金显微组织与力学性能的影响.结果表明:Al-Zn-Mg-Cu合金铸态组织由α-Al枝晶和晶间非平衡共晶相组成,经均匀化处理和挤压后,共晶相弥散分布在铝基体上.随着Cu含量的增加,Al-Zn-Mg-Cu合金挤压材的抗拉强度逐渐升高,伸长率先增后减.当Cu质量分数为0.4%时,伸长率达到最大值.当Cu含量为0.6%时,合金挤压板材的抗拉强度为439.4MPa,伸长率为15.9%,与未添加Cu元素的Al-Zn-Mg合金挤压材相比,其抗拉强度和伸长率分别提高了13.5%和9.7%.     

Fe-Mo-Cr-Ni高温耐磨合金中Si含量对硬度的影响及其机理研究

通过熔炼配制了8种不同Si含量的FeMo25Cr14Ni10合金样品, 利用SEM-EDS(扫描电镜+能谱仪)、硬度计等实验手段, 研究了Si含量对该高温耐磨合金组织及其硬度的影响。结果表明, 合金样品的铸态和退火态组织均为α-Fe(Mo,Cr,Ni)+Laves相。添加Si使合金的铸态组织形貌从针状的魏氏体变为粗大的枝晶组织, 也使退火态合金样品组织形貌发生明显变化, 从球状到枝晶状、短棒状、块状。该系列合金样品表现出很好的热稳定性, 铸态与退火态时的硬度都较高, 最低值也达到了50HRC; 加入Si后, 合金的硬度发生改变, Si含量从0增加到1.0%, 合金硬度下降较快; 当Si含量在2.0％~4.0%范围内变化时, Si含量每增加1.0%, 铸态合金硬度就降低约1HRC。合金经均匀化退火态后, Si含量3.0%的合金硬度升高到54HRC, 这可能是合金在退火过程中生成了少量的硬质相。     

高性能亚共晶铝硅合金的研究

通过成分优化、变质、合金化和热处理等方法,来提高合金的硬度和强度.试验结果表明:对亚共晶铝硅合金进行变质处理,能将共晶Si由针片状变质成细小纤维状,促使合金力学性能得到改善;亚共晶合金中加入Cu和Ni等元素,经固溶+时效处理后亚共晶Al-Si合金的力学性能得到大幅度提高;当Cu含量为3.5%和Ni含量为2.0%时,合金的硬度和抗拉强度达到最大值,分别为155HBS和347.72MPa,与铸态下的相比硬度提高了38.3%、强度提高了66.8%.     

Ti含量对CrCoNiTi_(x)中熵合金组织与性能的影响北大核心

铸态CrCoNi中熵合金相比传统合金具有优异的性能,但其室温强度不高,限制了其应用。采用合金化法,通过添加不同含量的Ti元素,制备铸态CrCoNiTi_(x)(x=0、0.2、0.4、0.5)中熵合金,研究不同Ti含量对CrCoNiTi_(x)中熵合金的物相结构、微观组织、力学性能的影响。结果表明:x=0.2时,合金组织中析出Ni_(3)Ti金属化合物,合金的强度提高到643 MPa,延伸率降低至24%,x=0.4时,组织中析出Ni_(3)Ti与Cr_(3)Ni_(2)金属化合物,强度和延伸率急剧降低,x=0.5时,合金几乎无塑性,但硬度达到最高,为769.51 HV。添加Ti元素后,由于金属化合物的产生,合金脆性增加,硬度增加,若要使合金的强韧性较好,Ti元素含量应小于0.2,添加Ti元素后,合金的耐腐蚀性下降。     

热处理对AlFeCoCrNiTi_(0.2)高熵合金组织与性能的影响北大核心

采用真空吸铸制备了AlFeCoCrNiTi_(0.2)高熵合金,并分别在600、800和1100℃进行退火处理。通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、纳米压痕仪、万能力学试验机等对不同热处理温度下的合金微观组织结构及力学性能进行了研究。结果表明:铸态和热处理态的AlFeCoCrNiTi_(0.2)高熵合金均为体心立方结构,热处理后由BCC1析出BCC2相形成双相组织(原生相BCC1+析出相BCC2);600℃热处理时的合金硬度为672 HV、弹性模量655.7 GPa、压入深度283.4 nm,压缩塑性28%,断裂强度达到1.75 GPa。而800和1100℃的合金硬度降低,主要是由于BCC相分解形成双相BCC(BCC1+BCC2)固溶体结构,两相间的明显分离使合金强度降低。     

热处理温度对B2型Zr_(54)Co_(46)合金微观组织及力学性能的影响

利用X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、万能试验机等研究了不同热处理温度下Zr_(54)Co_(46)合金的显微组织和力学性能。结果表明,对于热处理Zr_(54)Co_(46)试样,其相结构均由B_2相和第二相Zr_2Co组成;随着热处理温度的增加,Zr_2Co相含量减少,且在723K和773K下热处理试样的Zr_2Co相体积分数相差较小。在723K和773K下热处理试样虽然强度下降,但塑性形变增加;热处理Zr_(54)Co_(46)合金维氏硬度均小于铸态合金维氏硬度,且热处理合金具有较强加工硬化能力或塑性变形抗力。铸态试样的断裂机制主要为延性断裂并伴有沿晶断裂机制;而试样在723K和773K下进行热处理,试样断裂机制主要为延性断裂。     

微量Ti元素对Cu-Cr合金组织性能影响

本文采用大气熔炼制备了0.11Ti和0.21Ti含量Cu-Cr-Ti合金铸坯,经热轧-固溶-冷轧-时效工序制备带材,研究不同Ti元素添加量和热处理工艺对合金性能和组织的影响。结果表明,采用400℃/8h时效工艺,Cu-0.55Cr-0.11Ti合金具有较好的综合性能,其硬度、电导率和抗拉强度分别为125HV、72.3%IACS和517MPa,采用450℃/4h时效工艺,Cu-0.48Cr-0.21Ti合金具有较好的综合性能,合金硬度、电导率和抗拉强度分别为为126HV、52.3%IACS和523MPa,时效态两种合金在500℃保温1h硬度仍高于初始硬度85%;Ti元素含量的提高对时效态Cu-Cr合金的导电性能影响显著,Ti元素含量从0.11%提高至0.21%,峰值时效态合金的电导率提高了28.4%,Ti元素对合金硬度和强度的影响不大;Cr元素在Cu-Cr-Ti合金中的主要存在形式为第二相粒子,Ti元素的主要存在形式为溶质原子,立方相的形成是合金高温性能提高的主要原因。     

冷轧变形对LZ91镁锂合金显微组织及力学性能的影响

采用硬度测试、单轴拉伸、金相分析、X射线衍射分析和扫描电镜分析等手段研究了冷轧变形对热挤压LZ91镁锂合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,热挤压态LZ91镁锂合金由α相、β相以及镁锌化合物组成,该合金具有良好的塑性变形能力,可进行大变形量的冷轧变形,最大变形量可达95%,而物相保持稳定;随着轧制变形量的增加,合金的延伸率呈现出先降低后升高然后再降低的特点。由于加工硬化和晶粒细化,合金的硬度和抗拉强度均得到提升,变形量为95%时,抗拉强度达到267 MPa。     

成形工艺对Mg-Sn-Al-Zn-Si合金组织性能的影响

将铸态Mg-5Sn-1.5Al-1Zn-0.8Si镁合金进行单向挤压和往复挤镦变形, 采用OM、SEM等分析合金组织, 采用拉伸实验测定合金力学性能。结果表明: 单向挤压组织中的合金相分布较均匀, 其晶粒比铸态合金的晶粒细小, 挤压态试样的抗拉强度、延伸率分别比铸态合金提高31%和11.9%。相对于单向挤压工艺, 往复挤镦时挤压力明显增大, 与原始铸态和单向挤压试样相比, 往复挤镦合金的晶粒更细小, 组织更均匀, 其抗拉强度、延伸率比铸态分别提高106%和270%。     

Si元素掺杂对AlTiV轻质多主元合金微结构及硬度的影响

采用真空感应熔炼技术制备了Al_(20)(TiV)_(80-x)Si_(x)(x=0、0.7)轻质多主元合金。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和显微硬度计等表征合金的微观结构与力学性能,研究了Si元素掺杂以及均匀化退火对合金微观组织结构及显微硬度的影响。结果表明:铸态合金为单相BCC结构,并且晶粒粗大;退火后,有序B2相从合金基体中析出,提高了合金的硬度;Si元素的加入,促使合金晶粒尺寸减小,抑制了B2相长大。合金显微硬度最高为587 HV,比强度达到430 MPa·cm^(3)·g^(-1)。分析表明,合金的高显微硬度主要来源于合金的固溶强化、第二相沉淀以及高点阵阻力。     

热挤压和热处理对Mg95Y4Zn1合金显微组织和力学性能的影响

采用OM、SEM、TEM和电子万能试验机研究了热挤压、固溶和时效处理对Mg95Y4Zn1合金显微组织和力学性能的影响。实验结果表明,铸态合金由α-Mg基体、网状18R-LPSO相和块状M24Y5相组成,在α-Mg相内存在大量堆垛层错。热挤压后,网状第二相破碎,18R相呈带状沿挤压方向排列,同时α-Mg基体内析出少量14H-LPSO层片。经固溶处理,14H层片的尺寸和数量显著增多。时效处理后,在α-Mg相内部析出大量的β"共格沉淀。与铸态合金相比,挤压态合金的强度显著升高。由于β"沉淀相的析出,时效态合金的强度达到最高,其抗拉强度和屈服强度分别为372 MPa和248 MPa。