微量Nd和Sc对Al-6.5 Mg-0.5Mn 合金组织及力学性能的影响

采用拉伸力学性能测试、扫描电镜及透射电镜观察等手段研究了微量Nd和Sc对Al-6.5Mg-0.5Mn合金的显微组织及力学性能的影响.结果表明:分别单独添加Nd, Sc使合金的抗拉强度均有所提高;同时添加Nd和Sc可使合金的抗拉强度、屈服强度分别提高65 MPa、55MPa,但合金的伸长率有所降低;合金中晶界上形成含Nd或Sc的化合物,这些化合物钉扎亚晶界、从而抑制合金的再结晶晶粒的形成.     

复合添加Sm与Nd对AZ81镁合金组织和性能的影响

利用了SEM、XRD和EDS等手段研究了复合添加Nd、Sm(0.8%~4%,质量分数)对AZ81镁合金微观组织和力学性能的影响。合金经熔炼铸造后进行420℃、固溶12 h,200℃、时效16 h处理。结果表明,复合添加一定量的Nd、Sm可明显细化AZ81镁合金组织,晶粒尺寸从98μm降到77μm,并且合金中点状、棒状的β(Mg17Al12)相减少,同时生成新块状的A12Nd相和球状的A12Nd、A12Sm混合相。室温下,Sm、Nd的添加量分别为1.6%、0.8%时,合金的抗拉强度达到283 MPa,比基体合金高10.55%,并且延伸率也达到最高。在150℃、175℃下,添加1%的Sm和0.6%的Nd,合金抗拉强度分别达到最大值208.8 MPa,176.5 MPa,分别比基体合金的抗拉强度高10.01%、8.37%,随着Sm、Nd添加量的增多,合金的抗拉强度和延伸率都呈现减小的趋势。     

微量钪(Sc)对5A01合金性能与显微组织的影响

研究了在5A01合金基础上添加0．2％Sc和0．3％Sc后合金的显微组织、力学性能、腐蚀性能及焊接性能。结果表明，微量Sc的加入，初生Al3Sc或Al3（Sc，Zr）粒子可成为有效的非均质晶核，大大地细化合金的铸态晶粒，次生Al3Sc或Al3（Sc，Zr）粒子，能有效地钉轧位错和亚晶界，稳定亚结构并强烈抑制合金的再结晶。因此，加入Sc后的试验合金基体及焊接强度提高，腐蚀性能和焊接性能与5A01合金相当甚至更好。     

无铅铋磷黄铜的结构和性能

通过添加磷和铋代替铅黄铜中的铅制得一种新的环保易切削黄铜。观察其组织结构，研究其力学性能和切削性能，结果表明，铋以脆且低硬度的化合物分布于晶界，磷和铜形成脆性的共晶组织，它们有利于提高合金的切削性能。研制合金的抗拉强度、延伸率、断面收缩率分别是248．5MPa、8．5％、8．67％。该合金的切屑和HPb59．1相当，形状为C型屑。     

Sc、Zr、Ti复合合金化对Al-5Mg 合金组织和性能的影响

通过向合金中单独或联合添加微量的Sc、Zr、Ti,研究了Sc、Zr、Ti复合合金化对Al-5Mg合金微观组织、再结晶抗力及力学性能的影响.研究结果表明合金中单独添加0.2%Sc,使合金的再结晶抗力、硬度和强度明显增加而塑性明显下降,但对合金没有晶粒细化效果.Sc、Zr复合合金化明显改善了Sc对晶粒的细化能力和再结晶抗力,合金的强度和硬度也进一步增加,但对塑性的影响不大.添加0.036%Ti进行Sc、Zr、Ti复合合金化使合金具有最佳的晶粒细化效果和再结晶抗力,但对合金的力学性能影响不大.原因在于Sc、Zr、Ti复合合金化降低了Al-Al3Sc共晶点,而且Zr、Ti可以代替部分Sc形成Al3Sc1-xZrx或Al3Sc1-xTix复合粒子,有利于凝固过程中形成与α-Al具有良好晶格匹配性的一次Al3Sc1-xZrx或Al3Sc1-xTix复合粒子及挤压和退火过程中二次复合粒子的析出.这些大量的、弥散分布的、与基体共格的粒子可以有效地阻止位错的运动和亚晶界的迁移,从而产生良好的细晶强化、弥散强化和亚结构强化效果.     

Sc、Zr复合改性对A356铝合金组织和性能的影响

在A356合金成分基础上添加Zr和Sc,获得Al-7Si-0.3Mg-0.2Zr-xSc铸造合金。使用光学显微镜、场发射扫描电镜、XRD物相分析、维氏硬度测试、拉伸试验等方法,研究了不同Sc浓度下合金组织和力学性能的变化。结果表明,随着Sc含量的增加,生成的Al_3(Sc,Zr)化合物起到晶粒细化作用,共晶区的硅相形貌由松散粗大的针片状改善为细密短棒状结构,α-Al基体晶枝晶尺寸减小,二次枝晶臂间距减小至18.5μm。然而,过量Sc影响了合金的整体综合力学性能,当Sc浓度增加至0.3%时,合金性能下降。以0.2wt.%Zr、0.2wt.%Sc加入量合金的力学性能最佳,其硬度69.4HV、抗拉强度229MPa、伸长率10.5%。     

合金成分和挤压工艺对5A02合金棒材组织和力学性能的影响

研究了复合添加微量元素Zr和Er对5A02合金棒材组织及力学性能的影响,优化制定了合金的化学成分及挤压工艺。试验结果表明,添加的主合金元素Mg、Mn含量在标准范围的中低限,可将合金挤压棒材R状态的抗拉强度控制在225MPa以下;复合添加微量元素Zr和Er,能够明显降低5A02合金挤压棒材的粗晶环深度;优化制定的挤压工艺,可显著提高生产效率。     

超声处理对含稀土的AZ91镁合金性能及组织的影响

在AZ91镁合金熔炼过程中加入混合稀土Y,Gd并辅以超声熔体处理工艺制备合金,利用万能试验机、光学显微镜(OM)和透射电镜(TEM),探讨了添加混合稀土和超声波处理对AZ91镁合金微观组织和力学性能的影响,分析了其作用机制。实验结果表明,添加混合稀土Y,Gd后,未经超声处理的合金,稀土化合物存在于合金晶内和晶界上,α-Mg基体组织得到细化,晶界上的β相减少,合金的抗拉强度σb和延伸率δ可分别达到261 MPa和4.5%。同时,施加超声处理能进一步细化合金组织,α-Mg基体晶粒更加等轴细小,抑制β相在晶界处的连续网状分布。稀土相趋于弥散均匀分布,促进了稀土元素的细晶强化作用,这样使合金抗拉强度提高到270 MPa,延伸率达到7.2%。当混合稀土添加总量超过一定范围后,会形成粗大化合物并割裂基体,这时超声处理对合金组织的改善作用有限,合金力学性能呈现下降趋势。     

钆对AZ91合金组织和性能的影响

分析钆在AZ91合金中的形貌、相组成、组织成分对力学性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明,钆的含量为1%~3%时,合金晶粒尺寸随着钆含量的增加而减小,且由树枝晶向等轴晶转变;当钆含量超过3%时,晶粒尺寸随钆含量增加开始逐步增大,且晶内缺陷增加;在钆含量达到5%时,合金中再次出现枝晶组织。当合金中钆含量为3%时,力学性能最好,其室温抗拉强度为261.6 MPa,延伸率为4.6%,分别比不添加钆的合金提高了34.6%和70.4%;200℃的抗拉强度为148.7 MPa,延伸率为4.1%,分别比不添加钆的合金提高了47.8%和32.3%。随着钆含量的增加,合金的腐蚀电流密度大幅度降低,自腐蚀电位略有增加。     

响应面法优化Al-Cu-Sc铝合金导体材料Cu、Sc元素的含量

为改善Al-Cu-Sc铝合金导体材料的导电性及力学性能,应用Design-Expert 8.0.6软件,采用中心复合设计的响应面法(RSM)设计实验,对Al-Cu-Sc铝合金导体材料的Cu、Sc元素含量进行优化,建立了关于Cu、Sc元素含量对合金导电率和抗拉强度影响的二阶响应模型。结果表明,优化条件为Cu含量0.35%,Sc含量0.24%。在该条件下进行的验证实验结果表明,响应面模型有较高可信度,Al-0.35%Cu-0.24%Sc合金导电率达56.4%IACS,抗拉强度达83.25 MPa,满足对合金导电性和力学性能的要求。     

固溶时效对上引拉铸Cu-0.3Cr-0.1Zr组织性能的影响

用扫描电镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、涡流电导率测量仪和万能试验机测试分别测量了上引拉铸拉拔之后固溶时效对Cu-0.3Cr-0.1Zr合金抗拉强度及导电率性能的影响,用金相显微镜观察不同拉拔加工率下固溶的显微组织.并探讨了合金的强化机理.结果表明:上引Cu-0.3Cr-0.1Zr合金铸锭经过75％冷拉变形后固溶其组织和力学性能较好.经时效后的固溶态Cu-0.3Cr-0.1Zr合金,抗拉强度和导电率迅速上升,随着时间时间的延长,其抗拉强度达到峰值后呈下降趋势,而导电率则继续上升.Cu-Cr-Zr合金析出强化的重要因素是大量共格弥散的析出相,以共格强化机制估算的强化值423MPa与实验结果415MPa相近.     

Fe元素对ZA27合金显微组织和力学性能的影响

在ZA27合金中添加0.5%~2%的Fe元素,利用金相、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线扫描(XRD)、拉伸实验等测试手段,研究Fe含量对ZA27合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:不同Fe含量的ZA27合金基体组织均由富铝的α相和富锌的η相组成。Fe元素以FeAl3金属间化合物的形式分布于基体中。随Fe含量增加,FeAl3的含量增多、尺寸增大。FeAl3能阻碍晶界迁移,起到细化枝晶的作用。研究还发现,室温下,随Fe含量增加,ZA27的强度和伸长率均降低;150℃高温下,Fe含量为1.5%左右的ZA27合金抗拉强度达192.75MPa,比未加Fe元素的ZA27合金提高约54.4%,伸长率达15.65%,从而获得兼具高强度和高塑性的高温ZA27合金。     

时效对超高强含钪铝合金组织和性能的影响

采用维氏硬度测量、室温拉伸性能测试和显微组织结构分析,研究了不同时效制度下Al-Zn-Cu-Mg-Sc-Zr合金的力学性能、腐蚀性能和显微组织。结果表明,合金具有显著的时效硬化效应,随时效温度的升高,合金达到时效硬度峰值的时间缩短。合金适宜的时效制度为120℃/24 h。此时,合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率和维氏硬度分别为696 MPa、654 MPa、11.1%和211.2 HV。合金中主要强化相为GP区和η′相,主要强化作用为沉淀强化及弥散强化。时效过程中Al3Sc和Al3(Sc,Zr)质点表现出较强的热稳定性;合金抗晶间腐蚀能力随时效时间的延长而增强。     

Effect of mischmetal on mechanical properties and microstructure of die-cast magnesium alloy AZ91D

Effects of the mischmetal addition in range of 0.4 wt.% to 1.7 wt.% on the microstructure and mechanical properties of die-cast magnesium AZ91D were investigated to improve the elevated temperature mechanical properties of the alloy by scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, X-ray diffraction and tensile tests. The results revealed that mechanical properties of die-cast magnesium alloy AZ91D-0.4%MM at 100 oC were near to those of die-cast magnesium alloy AZ91D. The ultimate tensile strength, 0.2% proof yield strength and elongation to failure of die-cast magnesium alloy AZ91D at 170 oC were 178, 129 MPa and 20%, respectively. In comparison, the ultimate tensile strength, 0.2% proof yield strength and elongation to failure of die-cast magnesium alloy AZ91D-0.4%MM at 170 oC reached to 206, 142 MPa and 26%, respectively increased by 15.7%, 10% and 30%. Proper addition of mischmetal could enhance the mechanical properties at an elevated temperature, which was attributed to the formation of Al-RE phases with high thermal stability. Hence sliding of grain boundaries and cracks could be effectively hindered by Al-RE phases.     

Al-3Si-0.6Mg-(Cu,Mn)合金薄板的组织性能

采用拉伸试验、金相、扫描电镜、透射电镜高分辨组织分析方法,研究了水冷铜模铸造的扁锭轧制的Al-3.0Si-0.6Mg-0.4Cu-0.6Mn-0.18Fe合金薄板经400℃至540℃不同温度保温30 min水淬、室温停放90 d(自然时效)后的组织和性能.结果表明:在6009合金基础上提高Si的质量分数至3%,有提高其强度的作用;该合金薄板经540℃×30 min固溶处理自然时效后屈服强度为180 MPa、抗拉强度为313 MPa、延伸率接近23%,其组织中存在Si结晶相及含Fe、Mn和少量Cu、Si的结晶相,以及尺寸小于0.5μm的以含Mn为主并含少量Si和Fe的弥散相;提高其固溶处理温度至540℃,合金薄板的强度明显提高,其原因是析出强化产物尺寸增大,密度提高了.     

热处理和挤压对WE53镁合金组织与力学性能的影响

为提高WE系列生物镁合金的力学性能,采用重力铸造法制备了Mg-5Y-2Nd-1Gd-0.5Zr （质量分数,WE53）镁合金,并对铸态合金进行了固溶处理（T4）,固溶＋时效处理（T6）和挤压加工.利用光学显微镜和扫描电子显微镜观察了合金的显微组织,并利用拉伸试验机和显微硬度计测试了合金室温力学性能.结果表明,铸态合金屈服强度为130 MPa,伸长率为10.2%,T6处理可显著提高铸态合金的强度和硬度,降低合金的伸长率;挤压变形明显提高合金的强度和硬度,伸长率与铸态相当.通过适当的热处理和挤压变形可显著改善WE53镁合金的力学性能.     

稀土Nd对AZ 31镁合金铸态组织和力学性能的影响

利用气氛电阻炉制备了AZ 31-xNd合金(x=0.05%,0.1%,0.2%,0.4%,0.6%),采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和电子能谱分析仪(EDS)对不同Nd含量的实验合金进行了显微组织观察和分析,结果发现,Nd在AZ 31-xNd合金中形成了Al_3Nd和Mg_(12)Nd相,这些含Nd相导致AZ 31镁合金在凝固过程中的晶粒细化,从而提高了AZ 31镁合金的铸态室温力学性能,随着Nd含量的增加,合金的铸态室温抗拉强度极限和延伸率均先升高后降低.     

轻质Al-Mg-Li合金的微观组织与力学性能

采用熔炼和热挤压制备轻质Al-5.5Mg-2.0Li-0.1Zr-0.2Sc合金，利用X射线衍射仪、差示扫描量热仪、金相显微镜、扫描电子显微镜、显微硬度计及拉伸试验机对合金的物相组成、微观组织、力学性能及断口形貌进行检测分析，研究时效工艺温度（120 ℃和160 ℃）对合金微观组织和力学性能的影响.结果表明:Al-Mg-Li合金挤压后晶粒组织呈纤维状，存在一定数量的Al₃Li（δ′）和Al₂MgLi（S）相；经固溶和时效处理后，再结晶晶粒尺寸变大，主要析出相为δ′相S相；160 ℃时效处理容易加速时效析出行为，导致析出相粗化，强化效果减弱；经120 ℃/20 h峰时效处理后，合金的抗拉强度、屈服强度和延伸率分别达到532 MPa、475 MPa和4.4 %.      

HfC含量对钼钛锆合金显微组织和力学性能的影响

在钼钛锆（titanium zirconium molybdenum alloy,TZM）合金粉末中分别添加质量分数为0、0.25%、0.50%、1.00%的HfC粉末颗粒,利用粉末冶金结合轧制变形的方法制备多元复合强化钼合金。通过金相组织观察、扫描电子显微镜形貌表征、能谱分析以及力学性能测试等手段,研究了HfC颗粒对TZM合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,添加HfC颗粒可以抑制TZM合金晶粒在烧结过程中的长大,但添加量超过0.50%时,抑制效果减弱。当HfC颗粒质量分数为0.25%时,TZM合金的室温和高温抗拉强度最强,维氏硬度最高,塑性最优。     

Sc对7056铝合金组织和性能的影响

对铸态合金进行了均匀化处理、挤压、固溶处理和时效处理，通过分析合金的化学成分，观察合金在不同状态的显微组织及析出相透射电镜(TEM)形貌，测试合金在热处理后的硬度和拉伸性能，研究了向7056铝合金中加入质量分数0.2%的Sc对合金组织和性能的影响.实验结果表明，Sc元素的加入可以明显细化组织晶粒，铸态晶粒由100~500 μm下降到50 μm左右；Sc元素的加入对合金的塑性有大幅度提高，时效处理后，合金的断后伸长率从10.82%增加到了13.60%；但屈服强度却由668 MPa下降到657 MPa.通过综合计算晶粒大小、析出相强化等因素，详细分析了Sc元素加入引起7056铝合金峰时效态屈服强度下降的原因.理论计算显示，向合金中加入质量分数0.2%的Sc元素时，峰时效处理后，合金的强度值会下降12.005 MPa，与试验值11 MPa接近.研究得到7056铝合金最佳的单级时效制度为120℃+16 h，峰值硬度和强度为195.2 HV和714 MPa，此时合金中主要强化相为圆盘状和短棒状的MgZn₂相，大小约为4~6 nm，同时存在球状的Al₃Zr相，大小约为20 nm.