加磷处理过共晶铝硅合金的挤压铸造

本文研究了加磷处理和挤压铸造复合工艺对过共晶铝硅合金Al-18%Si-1%Mg-0.6%Cu组织和性能的影响。加磷处理使初生硅平均尺寸小于30μm,挤压压力对初生硅尺寸影响较小,但能使共晶硅变质。通过加磷处理和挤压铸造,机械性能明显提高,过共晶铝硅合金T6态的机械性能可达σ_b=296MPa、δ_5=1%、HB=140,完全能满足活塞材料的要求。     

Al-7Si-0.45Mg铸造合金的断裂韧性及其控制参量

本文对Al-7Si-0.45Mg铸造合金在不同凝固冷速、不同含Ti量和不同时效规范下的常规性能和断裂性能(包括断裂韧性和断裂应力)进行了测量。根据不同状态下合金力学性能的实验数据,全面系统地分析了影响铸造Al-Si-Mg合金力学性能的组织因素,明确了影响此合金断裂性能的组织控制参量是共晶Si粒子的线尺寸及其分布。将本文的实验数据和结论与此合金断裂特征以及生成裂纹核的较大共晶Si粒子线尺寸分布相联系,可定量地建立符合合金微观断裂机理的断裂统计模型。同时,本文对铸铝断裂性能的测试方法也有比较全面的介绍。     

稀土处理及挤压铸造复合工艺对Al-18Si合金组织的影响

本文用光学显微镜及透射电镜仔细地观察了经混合稀土处理及挤压铸造复合工艺对Al-18Si过共晶合金显微组织的影响,描述了加稀土后共晶体的生长机理。提出了稀土的加入及挤压铸造复合工艺对Al-Si过共晶合金有一定的变质作用,为Al-Si系过共晶合金的应用提供了新的途径及理论根据。     

7A05铝合金自由锻造工艺及锻件力学性能研究

为得到高性能7A05铝合金锻件,对铸造毛坯制备、锻件制备和锻件热处理进行试验研究。采用半连续铸造工艺制备铸造毛坯,铸造温度为705～710℃,冷却水压为0.05 MPa,铸造速度为50 mm/min;采用一次镦粗加一次拔长锻造工艺,终锻温度为330℃,εZ=87.7%;锻件采用固溶加时效热处理,固溶为(480±5)℃×2 h+水淬,时效为80℃×8 h+120℃×24 h。观察锻件的金相组织并测试其力学性能,锻件微观组织为变形纤维组织,横向力学性能Rm=400 MPa,Rp0.2=360 MPa,A=11%,锻件力学性能与板材力学性能相当。     

差压铸造ZL205A合金的组织及性能研究

采用差压铸造工艺制备ZL205A合金试样,对其进行力学性能、金相组织和断口形貌等测试分析。结果表明,该试样的抗拉强度495 MPa和伸长率12%均高于用低压铸造和重力铸造法制备的,且合金内部组织细化、无缩孔和疏松等铸造缺陷,拉伸试样断口呈韧性断裂。     

固溶-时效处理对7B04合金组织和性能的影响

通过拉伸力学性能、微观组织观察、X射线衍射物相分析及晶格常数精确测量等方法,研究固溶-单级时效处理条件对7B04合金组织和性能的影响。实验结果表明:采用合适的固溶-时效温度和时间,能使合金的力学性能得到明显的改善,经过470℃×60 min+120℃×24 h处理后,合金的拉伸性能分别达到σb=568 MPa,σ0.2=542 MPa,δ=12%;通过XRD衍射物相分析及α(Al)基体晶格常数的精确测量,能更好地表征溶质相的回溶以及时效后第二相的析出程度,指导合金固溶-时效热处理制度的选择。     

金属型铸造盐芯活塞的研制

采用盐芯与Al-Fe双金属技术研制成功了金属型铸造的盐芯活塞。试验表明,这种活塞的冷却油道偏差可控制在±0.5～1％,油道表面粗糙度可达R_a3.2～6.3μm;Al-Fe双金属的结合面积为85％以上,其结合强度超过40MPa;活塞基体合金的性能为:σ_b=272MPa,δ=0.5％,HB=121;250℃保持70h后,δ_b=143MPa,保持250h后HB=37。成品盐芯活塞经1000～1500小时整机考核试验表明,这种活塞可以进行工艺定型。     

Nb丝增韧TiAl/Ti5Si3基复合材料组织与性能的研究

用真空水冷铜坩埚感应熔炼炉离心浇注工艺和熔模精密铸造技术,制备Nb丝增韧Ti Al/Ti5Si3(Ti-40Al-5Si)基复合材料,对其进行真空退火处理。通过SEM、万能试验机等测试复合材料的显微结构、冲击性能、抗弯性能以及界面层显微硬度的分布情况。结果表明:Nb丝与基体结合良好,复合材料界面层组织为σ相、γ相及T2相,复合材料冲击性能较Ti Al/Ti5Si3基体有较大的提高,抗弯强度较基体下降但Nb丝延缓了其断裂;退火处理后,复合材料界面反应层中合金元素分布更加均匀,显微硬度及冲击性能比铸态时分别增加约7.8%、22.87%。     

多层喷射沉积制备大型厚壁耐热铝合金管坯

采用多层喷射沉积装置与技术制备 外 6 5 0 / 内 3 6 0× 12 0 0mm的大型厚壁Al- 8.5Fe - 1.3V - 1.7Si耐热铝合金管坯 ,冷却速度高 ,组织细小 ,且壁厚增加对组织影响不大 ;多层喷射沉积耐热铝合金管坯挤压后室温强度 σb 可达 445MPa ,350℃高温强度σb 达1 95MPa ,远高于Osprey工艺制备的同类材料制品。     

含氮铁锰合金阻尼性能和力学性能的研究

采用内耗检测技术研究了氮对Fe-14.1Mn和Fe-16.5Mn合金的阻尼性能的影响,也研究了氮对Fe-Mn系合金的相组成和力学性能的影响。研究结果表明:Fe-14.1Mn比Fe-16.5Mn合金具有更高的阻尼性能;合金中分别加入质量分数为0.2%的氮,两种合金的阻尼性能略有改变,同时Fe-16.5Mn合金的bσ从465 MPa增加到695 MPa,η从3.7%增加到12.6%,而Fe-14.1Mn合金的bσ从470 MPa增加到690 MPa,η从5.4%降到4.0%。     

快凝块体镁合金的制备及准静态力学性能研究

采用铜模浇铸法成功制备快凝块体镁合金,并对铸态镁合金和快凝镁合金的组织结构和准静态力学性能进行对比研究。结果表明,快速冷却技术使得镁合金的显微组织得到有效细化,"相的形态由铸态合金中的连续网状转变为非连续细小粒状;快凝镁合金的压缩断裂强度高达494MPa,比铸态镁合金提高77%。     

Al-Zn轴瓦合金显微组织和力学特性的研究

对采用设计化学成分制备的Al-Zn轴瓦合金进行显微组织观察、能谱分析和力学特性测试。结果表明:在合金化学成分设计的质量分数范围内,在Al-Zn-Cu基体表面分布着Mg2Si、CuAl2、S(Al2MgCu)相、Pb相、Sn相和Al(6MnSiFe)相;合金铸锭经过500℃×6 h均匀化处理、轧制和300℃×1 h退火处理后,其抗拉强度为180~205 MPa,伸长率为16%~18%,显微硬度为54.7HV。     

Mg-Y-Si合金制备及组织分析

在热力学计算分析的基础上,用SiO2粉末和纯镁制备Mg-3%Si(质量分数)中间合金,并用光电直读光谱仪测定制备的中间合金Si的含量,表明其含量稳定且可控。用普通重力铸造法制备了Mg-2Y-1Si合金和Mg-3Y-1Si合金,该合金的铸态组织由α-Mg相、(α-Mg+Mg2Si)共晶组织以及在晶内、枝晶间少量分布的点状Mg24Y5相组成。通过对α-Mg晶格常数的计算及通过原子尺寸、电负性、晶体结构的对比,证明Y固溶在基体中形成固溶体。研究表明,Y通过依附在生长界面前沿,有效抑制基体的生长速度,细化基体组织,且随着Y添加量的增加,细化效果更加明显。     

高阻尼铝合金性能研究

对铸造Al-Zn合金进行成分、力学、阻尼性能检测分析 ,同时对该合金与常规的铸造铝合金以及具有高阻尼性能的锌合金进行对比研究。该合金具有优良的铸造性能、力学性能、阻尼性能 ,成本低廉 ,铸造工艺简便等特点。     

往复挤压制备Mg2Si/Mg-Al复合材料组织及时效行为研究

对用石墨型铸造方法制备的Mg2Si/Mg-Al基复合材料进行了多道次往复挤压及时效处理,以探讨该材料组织与硬度的变化规律。结果表明:Mg2Si/Mg-Al复合材料经往复挤压7道次后,Mg2Si相分布均匀且小于30μm,基体晶粒尺寸<10μm,复合材料硬度为150.7HV,与铸态相比提高了22.5%;挤压后的材料经215℃时效6h后,硬度为163.9HV,较铸态提高了33.3%。硬度的提高得益于基体组织、Mg2Si和Mg17Al12的细化,而时效后硬度进一步提高是由于固溶到基体中的Al原子以颗粒状Mg17Al12相析出。     

大塑性变形AZ31-1%Si-0.5%Sb合金组织与力学性能

研究大塑性变形对AZ31-1%Si-0.5%Sb合金组织和性能的影响,探讨基体组织和Mg2Si颗粒的细化机制。AZ31-1%Si-0.5%Sb合金铸态组织由α-Mg、β-Mg17Al12和Mg2Si组成。正挤压变形可以细化合金微观组织,基体晶粒约为2μm,正挤压提高AZ31-1%Si-0.5%Sb合金力学性能。往复挤压4道次后再进行正挤压,得到4μm晶粒细小均匀分布的等轴晶组织,抗拉强度、屈服强度、延伸率及硬度较单次正挤压态分别提高了21.8%、19.8%、43.6%和21.5%。力学性能的提高得益于基体组织、Mg2Si和β-Mg17Al12的进一步细化。     

V对Al_(12)Fe_3Si影响的价电子理论研究

基于EET理论,研究V对Al12Fe3Si价电子结构、析出行为和性能的影响。计算结果表明:Al12Fe3Si的nA为0.830 3,含不同Fe/V的Al12(Fe,V)3Si的nA值为0.736 7～0.770 0,V的加入使Al12Fe3Si的nA值减小,减小的幅度为7%～11%;含不同Fe/V的Al12(Fe,V)3Si的σN为1 083 196～1 968 300,比Al12Fe3Si的σN(19 683)值高2个数量级;V的加入使Al12Fe3Si的各组成原子组态可在更大的范围内变动以适应外界条件的变化,从而使其稳定性增加,粗化速度减缓;Al12Fe3Si的F为637.23,Al12(Fe,V)3Si的F为592.71～599.67,V促进了Al12(Fe,V)3Si的析出,且随着其加入量的增加,Al12(Fe,V)3Si析出相变得细小。     

喷射沉积Mg-9Al-4.5Ca合金的显微组织和力学性能研究

通过金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、拉伸试验机对喷射沉积工艺制备的Mg-9Al-4.5Ca锭坯沉积态和挤压态的显微组织、相组成与力学性能进行研究。结果表明:喷射沉积Mg-9Al-4.5Ca合金的组织较常规铸态细小,经热挤压加工后组织进一步细化,沉积态合金的组织为等轴晶,晶粒度为3～5μm;沉积坯的相组成为α-Mg、Al2Ca、Mg2Ca、Ca2Mg6Zn3和MgZn2,经热挤压后相组成转变为α-Mg、Al2Ca、Mg2Ca、Mg17Al12和MgZn2;合金挤压态的力学性能较常规变形镁合金MB7有显著提高,抗拉强度、屈服强度、延伸率分别为470MPa、390MPa、8%。合金的强化机制主要为细晶强化,固溶强化和弥散强化。     

真空磁动力装置在高强度变形铝合金熔炼和铸造中的应用

用真空磁动力装置和新型工艺制备高强度变形铝合金可以获得良好效果。与传统工艺相比,合金中氢含量降低65%~80%,从而提高了产品的内部质量和力学特性。应用真空磁动力装置半连续铸造 142 mm铸锭和二次АД31合金回炉料,其性能与采用新原材料制备的合金性能相当。