电子束对稀土铝硅合金表面形貌及硬度的影响

目的利用强流脉冲电子束改性Al-17.5Si-0.3Nd合金表面,提高合金表面的显微硬度。方法通过场发射扫描电镜(FESEM)、电子探针(EPMA)、X射线衍射仪(XRD)以及维氏显微硬度计等一系列先进的检测手段,对改性后合金表面的微观形貌和性能变化进行研究。结果 SEM以及EPMA分析结果显示强流脉冲电子束处理后,合金表面形成了铝基体以及无微裂纹的晕圈结构,并且改性后合金表面上各种元素分布均匀。XRD结果显示强流脉冲电子束处理后,合金表面无新相形成,所有衍射峰发生了宽化以及偏移现象。随着脉冲次数的增加,衍射峰先向高角度偏移,后向低角度偏移。其中,5次脉冲试样的偏移角度最大。另外,显微硬度测试结果显示,铝基体的硬度随脉冲次数增加而递增,硬度值由原始样品的534.95 MPa增加到25次脉冲的1258.59 MPa;相对地,晕圈组织的硬度随脉冲次数的增加而递减,硬度值由原始样品的10 067.7 MPa下降到25次脉冲的1390.29 MPa。结论强流脉冲电子束改性后的合金表面晶粒细化显著,表面硬度总体上有所提高。     

强流脉冲电子束处理对Al-20Si合金微观组织和显微硬度的影响

研究了强流脉冲电子束处理对过共晶铝硅合金Al-20Si组织结构和显微硬度的影响.通过扫描电镜和X射线衍射对改性表面的组织特征进行了分析.扫描电镜结果表明,在电子束所诱导的顶部熔化层中,初生硅溶解在铝基体中形成了铝硅过饱和固溶体.相邻初生硅颗粒由于硅元素的扩散融合成大的初生硅颗粒.X射线衍射分析表明电子束处理后铝的晶格常数下降,晶格畸变增加.显微硬度测试结果指出初生硅的表面硬度在电子束处理后从中心向边缘呈现梯度分布,并且初生硅的中心硬度随脉冲次数的增加而减小.这表明强流脉冲电子束技术在处理过共晶铝硅合金初生硅组织中有着良好的应用前景.     

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.     

稀土元素Nd对近共晶Al-12Si合金显微组织与力学性能的影响(英文)

研究稀土元素Nd(0~0.4%,质量分数)对近共晶Al-12Si合金显微组织与力学性能的影响。结果表明:在0.3%Nd改性的Al-12Si合金中形成一种亚微米或纳米尺寸的Al2Nd相。在Al-12Si合金中添加稀土元素Nd能显著细化合金中的α(Al)相,粗生硅相转变为细小颗粒状,共晶硅由粗大针状变成细小纤维状。在改性效果最佳的Al-12-0.3Nd合金的Si相表面观察到少量的生长孪晶。力学性能测试结果表明:添加Nd元素后,Al-12Si合金的力学性能得到改善,当合金中Nd元素含量达到0.3%时,合金的力学性能达到最优,抗拉强度(UTS)为252 MPa,伸长率(EL)为13%。合金力学性能的改善主要归因于合金中Si相形貌的改善和细小Al2Nd相颗粒的形成。     

第三代汽车钢表面合金镀层的性能

采用热浸镀方法在第三代汽车钢表面制备了3种不同组分的合金镀层,研究了Al含量和Si元素添加对合金镀层物相组成、显微组织、显微硬度、耐腐蚀性能的影响。结果表明:Zn-0.6Al-1.6Mg、Zn-1.8Al-1.6Mg和Zn-1.8Al-1.6Mg-0.25Si合金镀层的主要物相都为Zn、Al和MgZn_2,在Zn-1.8Al-1.6Mg-0.25Si合金镀层中还出现了黑色的针状Mg_2Si相,增加Al含量和添加Si元素后,合金镀层的晶粒更加细小、组织均匀性提高;Zn-0.6Al-1.6Mg、Zn-1.8Al-1.6Mg和Zn-1.8Al-1.6Mg-0.25Si合金镀层的显微硬度分别为164.5、186.1、195.4 HV,不同组分的合金镀层的耐腐蚀性能从高至低顺序为Zn-1.8Al-1.6Mg-0.25SiZn-1.8Al-1.6MgZn-0.6Al-1.6Mg,在合金镀层中增加Al含量或者添加Si元素都有助于提升合金镀层的显微硬度和耐腐蚀性能。     

Mg及Mn元素对Al-Si合金显微组织和力学性能的影响

采用光学显微镜等手段对Mg和Mn复合变质处理后的过共晶Al-Si合金显微组织及形貌进行观察。结果表明:随着Si含量的增加,Al-Si合金中有粗大的不规则板条状的初生硅和长条状的共晶硅生成,且随Si含量的增加,合金的抗拉强度呈下降趋势,布氏硬度则逐渐增加;在Al-20Si合金中添加0.9%Mg后,合金中的初生硅和共晶硅得到明显细化,合金的力学性能提高;0.9Mg-xMn的加入可同时变质Al-20Si合金的初生硅和共晶硅,初生硅的形状由星形和不规则形状变为块状,共晶硅由长针状变成球状或短棒状;0.9Mg-0.5Mn复合加入后,合金的铸态抗拉强度最高,达到了210 MPa,较Al-20Si和Al-20Si-0.9Mg合金分别提高64%和37%;热处理以后的抗拉强度达到345 MPa,较铸态的提高64%。     

Mg-9AI-6Si镁合金组织及性能研究

利用普通重力铸造方法,制备了Mg-9Al-6Si镁合金.用光镜(OM),扫描电镜和能谱仪(SEM/EDS)研究了铸态Mg-9Al-6Si镁合金的显微组织,用XRD分析了合金的相组成,测试了合金室温拉伸力学性能和硬度,用SEM观察了合金拉伸断口形貌.结果表明:Mg-9Al-6Si镁合金铸态组织主要由α-Mg基体和分布在其上的粗大棱状枝晶或多边形块状初晶Mg2Si相及连成网状的β-Mg17Al12相组成,无汉字状Mg2Si相.该合金室温拉伸断口是以准解理断裂为主的脆性断裂,断裂沿α-Mg基体和Mg2Si相的界面处产生并扩展,抗拉强度为137.45 MPa,硬度为123 Hv1.     

Mg、Ni元素添加及热处理对Al-20%Si合金组织和力学性能的影响

研究了不同Mg、Ni合金元素添加和T6热处理对过共晶Al-20%Si合金组织和力学性能的影响。结果表明:合金中主要有初生硅相、α-Al相和共晶硅相,随着合金元素Mg、Ni含量的增加,合金中初生硅数量逐渐减少,而部分共晶硅变短和颗粒化。T6热处理后,合金中初生硅和共晶硅数量进一步减少。随着添加合金元素Mg∶Ni比值的增加,经T6热处理后,合金的抗拉强度和硬度值均随之增加。当添加合金元素Mg∶Ni比值为1.6时,经T6热处理后,该合金的抗拉强度和硬度值最高分别可达264 MPa和128 HBS。     

不同合金元素对Mg15Al镁合金显微组织与腐蚀性能的影响

研究了Zn、Si、Nd三种元素对Mg15Al镁合金微观组织和腐蚀性能的影响,通过金相显微镜和XRD分析了Mg15Al-X合金的显微组织。结果表明:三种元素都能使Mg15Al合金的晶粒细化,Nd的细化效果最好。Mg15Al-1Zn中不出现新相,但是Zn的加入可促进β相的形成,而Mg15Al-1Si和Mg15Al-1.5Nd中分别出现了汉字状或块状新相Mg2Si和针状新相Al11Nd3,促使β相成均匀连续网状结构。添加Si元素,增加了β相含量,Mg2Si相与β相形成屏障保护α-Mg基体;添加Nd元素,β相含量减少,抑制了α-Mg基体与β相之间的微电偶腐蚀,从而提高了Mg15Al合金的耐腐蚀性。     

元素Cu、Mn及热处理对Al-20Si合金组织及力学性能的影响

在Al-20Si合金中添加含Cu、Mn元素的中间合金,熔炼得到Al-20Si-0.2Cu-0.3Mn、Al-20Si-0.6Cu-0.5Mn、Al-20Si-1Cu-0.7Mn和Al-20Si-1.4Cu-0.9Mn的Al-Si合金。采用金相显微镜、拉伸试验机、布氏硬度计等对铸态及固溶处理+人工时效(T6)热处理态的不同Cu、Mn含量的Al-20Si合金的微观组织及力学性能进行研究。结果表明:Cu、Mn元素可以细化Al-20Si合金中的初生硅和共晶硅,使其组织均匀化,并提高Al-20Si合金的抗拉强度和布氏硬度。Cu、Mn元素的合理添加量分别为1wt%和0.7wt%,此时铸态Al-20Si合金的抗拉强度达到最大值(238 MPa),T6热处理态Al-20Si合金的硬度达到最大值(212 HB)。T6热处理可以改善Al-20Si合金中的Si相,细化初晶硅和共晶硅,消除枝晶,并形成固溶强化。     

添加Si粉对AZ91D镁合金激光表面改性

为提高镁合金的表面硬度,对预置Si粉的AZ91D进行高能CO2激光表面改性处理.采用光学显微镜、扫描电镜、电子探针微区分析和X射线衍射仪等方法研究了激光改性层的组织结构.结果表明:AZ91D表面改性层主要由α-Mg,Al12Mg17和Mg2Si组成.Si粉与镁合金完全发生反应形成金属间化合物Mg2Si,Mg2Si以树枝状分布.Al-Mn相由AZ91D基体中的团聚棒状变为激光改性层中的分散球状.激光表面改性后.由于Mg2Si相产生的强化和Mg17Al12产生的细晶强化,显微硬度从80 HV提高到324 HV.     

离心研磨工艺对Ti-6 Al-4 V钛合金表面组织性能的影响

目的改善Ti-6Al-4V钛合金的组织性能。方法使用离心研磨工艺对Ti-6Al-4V钛合金进行表面处理,通过显微硬度计、X射线应力分析仪、金相显微镜,对不同加工时间下试样表层的显微硬度、残余应力、金相组织进行测试。结果离心研磨加工后,Ti-6Al-4V钛合金表面的显微硬度得到提高,试样最表面的显微硬度随加工时间的延长呈现逐渐增大的趋势,加工时间为40 min时,显微硬度达到最大值385HV,比试样基体硬度值提高了55HV;在加工深度方向上,随着深度的增加,显微硬度值逐渐降低,在深度为400μm附近,显微硬度值已与基体硬度值相差不大,并且基本不再下降。加工完成后,试样表面产生了有益的残余压应力,最大残余压应力值为436 MPa。金相组织分析结果表明,试样表层组织形成了剧烈塑性变形层,其深度约40μm,在变形层内,组织的晶粒得到明显细化。结论离心研磨抛光工艺对Ti-6Al-4V钛合金表面组织性能改善效果明显,验证了使用该工艺对Ti-6Al-4V钛合金进行表面强化的可行性。     

Corrosion Resistance of AZ91 Mg Alloy Modified by High-Current Pulsed Electron Beam

The high-current pulsed electron beam(HCPEB) treatment with current density 6 J/cm~2 was applied on AZ91 Mg alloy to improve its corrosion resistance. Results showed that the net-like Mg_(17)Al_(12) disappeared on the surface of AZ91 Mg alloy after irradiation by HCPEB, which was instead of supersaturated Al element on the surface. Nevertheless, the application of HCPEB also led to the formation of crater-like and groove-like structures as well as micro-cracks on the surface of AZ91 Mg alloy. After HCPEB treatment by 3, 5 and 10 pulses, the AZ91 Mg alloy exhibited better corrosion resistance.However, the increasing amount of micro-cracks reduced the anti-corrosive properties of AZ91 Mg alloy as the pulse increased to 20 and 30.     

不同合金元素对Mg15Al高铝镁合金组织与性能的影响

研究了不同合金元素（Zn,Nd,Si）对Mg15Al镁合金的组织和性能的影响。通过对Mg15Al,Mg15Al1Zn,Mg15Al1Si,Mg15Al1．5Nd四种合金微观组织的观察和力学性能的测定,发现添加了合金元素后Mg合金组织中α—Mg基体和β—Mg17Al12相都得到了不同程度的细化,其中Mg15Al1Si,Mg15Al1．5Nd合金组织中有第三相生成,其形态分别为汉字状、块状,长针状。试验结果表明：添加zn和Nd元素后,抗拉强度比Mg15Al合金显著提高。提高幅度分另4为：13．2％和16．6％,而添加si元素后Mg15Al1Si合金抗拉强度比Mg15Al合金低。添加Nd元素后,伸长率比Mgl5Al合金显著提高,增幅为140％,添加了Si元素和Zn元素后,伸长率比Mg15Al合金低。     

添加Mg和Cu对Al-Fe-V-Si合金组织与性能的影响

采用OM、SEM、XRD、力学拉伸实验、硬度测试等手段研究了单独添加Mg及同时添加Mg和Cu对铸态Al-Fe-V-Si合金及其热挤压棒材显微组织和力学性能的影响。结果表明：添加Mg可以明显细化Al-Fe-V-Si合金的铸态组织，改善铝铁相的形貌与分布，还有利于提高合金的硬度与强度；同时添加Mg和Cu时，Cu部分抵消了Mg的细化作用，但经过热处理后，Mg2Si、Al2Cu和Al2CuMg相的形成，使合金的硬度与强度进一步提高。     

强流脉冲电子束辐照YG8硬质合金的组织与性能

采用强流脉冲电子束(HCPEB)表面改性技术对YG8硬质合金表面进行辐照处理试验。利用金相显微镜、X射线衍射仪和扫描电镜对处理样品的表层组织进行分析,测量改性样品的显微硬度和摩擦磨损性能指标。结果表明,强流脉冲电子束处理使YG8样品表层重熔平整,WC颗粒形状圆整并与粘结剂Co基体发生溶解扩散,表层显微硬度增加到3523.6 HK,耐磨性提高约19%。     

Influence of Sr on microstructure and mechanical properties of ZL114 cast alloy

In the present work,the effects of trace element Sr on the microstructure,tensile properties,fractography and morphology of the eutectic Si of ZL114A (Al-7Si) cast alloy were investigated.The cast ZL114A aluminum alloy was prepared using a metal mold,and then heat treated with the T6 technique.The test results of mechanical properties show that modification element Sr can improve significantly the ultimate tensile strength,elongation and hardness of the ZL114A-T6 aluminum alloy.By adding 0.04％Sr,the values of the tensile strength Rm,elongation A and hardness HB increase from 230 MPa,1％ and 65 to the maximum of 305 MPa,8％,and 100,respectively.SEM analysis indicates that the near tensile fracture surface on longitudinal section of the ZL114A-T6 alloy reveals a transgranular fracture mode without Sr modification,while the tensile fracture is an intergranular fracture mode after Sr modification.The morphology of the eutectic Si phase is changed from acicular to fine fibrous.