电解低钛汽车轮毂材料的研究

本文应用原位钛合金化、细晶化的电解低钛铝基合金为母材生产汽车轮毂材料——A356合金，对其微观组织及性能进行了研究。研究发现：电解低钛A356合金较传统的熔配加钛A356合金组织细化，一次枝晶细小，二次枝晶臂间距短；经过T5短时处理，硅相球化良好，颗粒细小，强化元素Si、Mg在基体中均匀、弥散析出。电解低钛A356合金具有高强度和高韧性的良好力学性能匹配，σь≥300MPa和δ≥8％的性能比传统熔配加钛的A356合金强度和塑性均可提高20％以上。     

原位钛合金化A356合金的组织与性能研究

研究了不同含钛量(分别为0.07%Ti、0.13%Ti、0.19%Ti)的原位钛合金化A356合金的微观组织和力学性能,并与相应含钛量熔配加钛A356合金进行了对比,发现原位钛合金化A356合金的二次枝晶臂间距小于熔配加钛合金,随着钛含量增加二次枝晶臂减小且趋势相同.较低钛含量原位钛合金化合金综合力学性能优于熔配加钛合金,但钛含量较高时两种合金的性能差别变小,甚至低于熔配加钛合金,原因在于较高钛含量的原位钛合金化合金中较高的铁含量严重降低了合金的塑性.     

加钛方式与钛含量对A356合金组织和性能的影响

研究了不同钛含量的电解A356合金的组织和力学性能,并与相应钛含量的熔配加钛A356合金进行了比较.结果表明:随着钛含量的增加,二者的晶粒和一次枝晶都明显细化,硅颗粒尺寸、纵横比均有所降低,硅颗粒圆形度有所增加,意味着硅颗粒形状得到改善.但当钛含量大于0.1%时,这种影响变弱.钛含量和加钛方式对合金的屈服强度和抗拉强度影响不大且二者相当,但塑性随着钛含量的增加而增加,当钛含量达到0.1%时,两种合金均具有最佳的塑性和质量系数.对具有相同钛含量的合金,电解加钛A356合金的晶粒和Si颗粒的尺寸小于相应钛含量熔配加钛A356合金,硅颗粒圆形度也优于相应熔配加钛A356合金,电解A356合金的塑性、质量系数均优于相应钛含量的熔配加钛A356合金,但加钛方式对硅颗粒纵横比影响不系统.     

直接电解A356合金的熔体变质处理

研究了直接电解低钛A356合金锶变质处理及其衰退行为对合金组织及性能的影响.结果表明,熔体细化处理与变质处理存在交互作用,锶含量增加,合金晶粒细化,二次枝晶臂间距减小,并且变质效果越来越好.合金未变质或未完全变质时,共晶硅以不连续短棒状为主;锶含量增加至0.01%时,硅相形态发生突变,硅相完全变质,形态转变为细小珊瑚、蠕虫状结构.最佳锶含量范围为0.02%～0.03%,T5热处理后,硅相球化效果越好,可得到高的强韧性能指标.锶变质衰退研究表明,延长保温时间,合金晶粒明显长大,保温150 min后共晶硅形态从完全变质时的珊瑚状又逐渐演变为棒状结构.表明A356合金的细化效果和Si颗粒的变质效果均出现了不同程度的衰退,这与保温过程中TiAl3质点的溶解与沉淀以及Sr的严重烧损有关.     

A356合金铸造工艺及组织与性能研究

研究了壳型预热温度、壁厚和变质处理对A356合金显微组织和力学性能的影响,分析了工艺参数和变质剂的作用机理。结果表明,不同壳型预热温度下未变质A356合金的金相组织都为枝晶α-Al和共晶硅相,且随着壳型预热温度的升高,枝晶α-Al不断粗化、共晶硅相不断聚集和长大,未变质A356合金的抗拉强度、断后伸长率和硬度都呈现为逐渐降低的趋势;随着壁厚的增加,La变质和Sr变质A356合金的α-Al枝晶不断粗化,共晶硅相也逐渐发生聚集和长大,抗拉强度、断后伸长率和硬度都呈现为逐渐降低的趋势;采用La或者Sr变质能够细化A356合金组织,并且相对未变质A356合金具有更高的强塑性,但是La变质A356合金对壁厚的敏感性相对Sr变质A356合金更小。     

用电解低钛铝锭熔配的A356合金的固溶处理工艺优化

利用电解低钛铝锭为原料熔配A356合金,在165℃2h的时效工艺条件下,分析了固溶工艺对合金力学性能和微观组织的影响,优化了用电解低钛铝锭熔配的A356合金固溶处理工艺。研究发现,随着固溶温度从525℃升高到545℃,硅颗粒圆形度提高,尺寸增大;固溶温度对合金强度影响较小,对塑性影响较为明显。随着固溶时间的延长,硅颗粒形态越来越好,固溶1h～3h硅颗粒长大较快,固溶时间超过3h后长大速度趋稳;随着固溶时间增加,合金强度迅速增加,然后趋于平缓,而伸长率则是先升后降再趋稳。用电解低钛铝锭熔配的A356合金的最佳固溶温度为535℃,固溶时间为3h,此时合金微观组织硅相细小、形态圆整,抗拉强度Rm≥300N/mm2,伸长率A≥10%。     

铸造A356合金的晶粒细化及其激活能分析

研究了Ti含量对电解加钛A356合金晶粒细化效果的影响,并与相应Ti含量的熔配加钛A356合金进行了比较.结果表明,Ti含量对两种合金的组织均有明显影响.随Ti含量增加,电解加钛合金和熔配加钛合金的晶粒组织和一次枝晶均明显细化,Si颗粒纵横比均趋于降低,其圆形度却增大,表明了Si颗粒形貌的改善.两种合金凝固过程的DSC分析表明,电解A356合金具有较熔配合金更低的激活能和结晶过冷度,从而表现出更优异的晶粒细化效果和Si颗粒形貌.     

Sc对A356合金组织和性能的影响

加入0.10%~0.30%的稀土Sc对A356合金中进行变质处理,以研究稀土Sc对A356合金微观组织和力学性能的作用。结果表明,加入Sc可以使A356合金微观组织中的初生α相显著细化,由粗大的树枝晶变为细小、无定向的枝晶,并且形态变得圆整,出现了大量的蔷薇状和颗粒状的α相。Sc加入量为0.20%时,对α相的细化效果最理想;同时,Sc还使A356合金微观组织中的共晶Si尺寸显著减小,由粗大的针状变为蠕虫状和点状。加入0.20%的Sc的A356合金,其铸态下抗拉强度为210.58 MPa,屈服强度为100.48 MPa,伸长率为6.5%,硬度(HB)为67.5。     

加Ti、B方式对A356合金组织和性能的影响

通过对比试验研究了在相同Ti含量和相同Ti、B质量比时,不同加Ti、B方式对A356合金组织和力学性能的影响.结果表明,电解加钛的A356合金的晶粒细化效果总是优于熔配加钛和钛盐加钛,钛、硼联合细化方式比单独加钛细化效果好.钛、硼联合细化A356合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率高于对应的单独加钛A356合金.加钛、硼方式对A356合金强度影响较小,但对A356合金塑性影响较大.电解加钛A356合金强度与熔配加钛合金相当,较钛盐加钛合金稍高,但伸长率均显著大于熔配加钛和钛盐加钛A356合金.     

汽车发动机缸体用铝硅合金的变质处理研究

采用稀土元素Sc与Er对A356合金进行变质处理,研究了稀土元素Sc、Er对合金微观组织与力学性能的影响,并探讨了合金元素在变质过程中作用机理。研究结果表明,合金中稀土添加剂的含量控制在0.2%Sc+0.2%Er的范围内时可以获得较为理想的变质效果。     

The in-situ Ti alloying of aluminum alloys and its application in A356 alloys

1. Introduction Titanium is one of the most effective grain refinement elements of aluminum alloys. The grain of aluminum alloys can be effectively refined if containing up to 0.2% titanium, which results in improvement of mechanical properties and performance [1-8]. Titanium is usually added into aluminum melt by melting Al-Ti or Al-Ti-B (Ti/B= 5:1) master alloy. This requires strict control in melting temperature and holding time, resulting in the complicacy to control the quality of allo…     

B,RE,La对锶变质A356铝合金微观组织及力学性能影响

对比研究了B,RE,La对锶变质A356铝合金微观组织与力学性能的影响。结果表明,钛、硼联合细化,晶粒细化效果最明显。经0.01%Ti、0.03%B联合细化的0.04%Sr变质的A356铝合金晶粒细小,硅颗粒细碎、圆整,具有最好的力学性能。     

TiAl金属间化合物碳元素激光表面合金化

利用元素碳对ＴｉＡｌ金属间化合物化合金进行激光表面合金化,制得了以硬质ＴｉＣ为增强相的新型快速凝固“原位”复合材料表面改性层,研究了激光表面合金化工艺参数对激光表面改性显微组织的影响。     

钛和锶对舰船用ER4043铝合金焊丝显微组织和性能的影响

研究了元素Ti,Sr变质对舰船用ER4043铝合金焊丝的显微组织以及焊缝力学性能的影响. 结果表明,钛的加入不仅能细化α-Al基体,还能变质共晶硅,促使粗大的片状或针状共晶硅转变为短棒状,提高4043合金轧杆以及接头的抗拉强度,并且当添加量为0.08%(质量分数)时接头强度达到166 MPa,比未变质4043焊缝接头强度提高5.7%;单独添加锶对α-Al晶粒的细化效果更为明显,共晶硅相以粒状均匀分布,并且当Sr元素的添加量为0.02%时,焊缝抗拉强度达到最大值187 MP,比未变质4043焊缝接头强度提高19.1%;通过数据对比可以发现,锶对4043的变质效果明显优于钛对4043的变质效果.     

Recent Development of Effect Mechanism of Alloying Elements in Titanium Alloy Design

钛合金的性能主要取决于合金成分和显微组织两方面,而合金元素的种类选择以及添加量是合金成分设计的主要组成内容,不同合金元素的添加可以一定程度上改善合金的强度,高温性能,蠕变性能以及加工性能等,满足特殊工业需求。主要探讨了合金元素在钛合金设计中的作用以及说明了各合金元素在新合金设计中应注意的一些原则,并对合金元素在钛合金设计中存在的一些问题进行探讨和归纳总结,特别对于合金中不同合金元素之间的相互作用,引起合金组织中位错取向和相组成发生变化,从而影响合金的机械性能。另外,对几种经典合金的合金组成、稳定性以及组织性能之间的相互关联进行研究,希望进一步了解合金元素在钛合金中的影响机理,为新型钛合金设计与研发提供参考。     

Effect of Si and Cr Additives on Electrochemical Corrosion and Mechanical Properties of Austenitic Steel

The individual and joint effects of alloying with copper, silicon, and molybdenum as well as titanium and niobium on the electrochemical corrosion and mechanical properties of chromium-nickel steel are investigated. It is shown that under the conditions of some corrosive media the chromium-nickel-molybdenum steel can be replaced by a steel additionally alloyed with silicon and copper and stabilized by titanium. The favorable role of copper, silicon, titanium, and niobium in the provision of high electrochemical corrosion and mechanical properties of the steel is discussed.     

Characterization of In-situ Titanium Matrix Composites Prepared by Laser Melting Deposition

Preliminary characterization of microstructure and mechanical properties of (TiB+TiC)/TC4 and TiC/Ti60 in-situ titanium matrix composites prepared by laser melting deposition is reported in this paper. The results indicate that in-situ reaction occurred during laser melting deposition of coaxially fed mixed powders from TC4 and B4C with formation of form TiB and TiC reinforcement. For TiC/Ti60 composites, there are some un-melted TiC particles and re-solidified TiC particles appeared as discontinuous chain-...