Al90Y10非晶合金细化剂对A356铝合金组织和力学性能的影响

在A356铝合金熔体中添加Al_(90)Y_(10)非晶合金细化剂进行细化处理,研究了细化剂质量分数(0,0.2%,0.4%,0.6%,0.8%,1%)对铝合金显微组织及力学性能的影响,分析了细化机制。结果表明:随Al_(90)Y_(10)细化剂含量增加,A356铝合金的二次枝晶间距先减小后增大,抗拉强度、屈服强度、断后伸长率和硬度先升高后降低,拉伸断裂形式由准解理断裂转变为准解理与微孔聚集型混合断裂;当细化剂质量分数为0.6%时,A356铝合金的二次枝晶间距比未细化的下降了39.68%,合金力学性能最好;适量添加Al_(90)Y_(10)细化剂后形成的钇聚集相能够减少脆性相析出,阻碍α-Al相和共晶硅相进行溶质交换,从而细化晶粒,改善力学性能。     

Al-5Ti-1B细化剂添加量对含铈铸造铝合金组织和拉伸性能的影响

在添加质量分数0.1%铈的基础上,对比研究Al-5Ti-1B细化剂质量分数(00.4%)对A356铸造铝合金组织及拉伸性能的影响。结果表明:随着Al-5Ti-1B细化剂含量的增加,α-Al树枝晶的平均二次枝晶间距先降后增,当细化剂的质量分数为0.2%时,平均二次枝晶间距最小,为37.3μm;添加适量细化剂能促使共晶硅由狭长纤维状向粗短棒状的转变,从而降低共晶硅的等效直径和长宽比,过量细化剂则会引起共晶硅的尖锐化;添加细化剂后,铝合金的抗拉强度和断后伸长率均提高,且随着细化剂含量的增加呈先增后降的趋势;添加质量分数0.2%细化剂时铝合金的综合变质效果最佳,此时铝合金的拉伸性能最佳,抗拉强度和断后伸长率较未添加细化剂时的分别提高了20.7%和66.7%。     

钛预合金化共晶铝硅合金组织的细化条件

以钛预合金化电解低钛铝合金为母材配制共晶铝硅合金ZL108Ti，研究了其组织细化的条件。结果表明：当钛含量为0．10％～0.13％时，合金表现出了较佳的组织细化效果和良好的力学性能。α-Al二次枝晶臂间距为16．71μm，共晶硅颗粒直径为2．69μm，室温和300℃抗拉强度比不含钛的ZL108分别提高了5％和10％。组织细化机理主要是均匀弥散分布的溶质钛提供了足够的成分过冷，激发潜在强有力的形核相大量非均质形核，以及钛元素抑制晶粒长大的作用。     

稀土元素镧对汽车轮毂用A356铝合金显微组织与力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、拉伸试验机等设备,研究了稀土元素镧对汽车轮毂用A356铝合金显微组织与力学性能的影响。结果表明:添加稀土元素镧后,A356铝合金中初生相α-Al得到显著细化,共晶硅形貌由粗大的针状或板条状变为细小的纤维状,共晶硅的平均面积和长径比分别从126μm2和18.2减小至7.8μm2和1.8;添加稀土元素镧后,铝合金中生成了AlSiLa金属间化合物;随着稀土元素镧含量的增加,铝合金的抗拉强度和伸长率均呈先升高后降低的趋势,当稀土元素镧质量分数为0.6%时,抗拉强度和伸长率均达到最大值,分别为215MPa和5.4%。     

Al-4B中间合金对AZ31镁合金晶粒尺寸和力学性能的影响

通过KBF4与熔融铝反应制备了Al-4B中间合金,研究了不同质量分数(0％～2.0％)Al-4B中间合金作为孕育剂对AZ31镁合金晶粒尺寸和力学性能的影响.结果表明:Al-4B中间合金由AlB2和α-Al相组成;Al-4B中间合金的添加可以明显细化AZ31镁合金的晶粒,提高晶粒尺寸的均匀性,降低孔隙率,Al-4B中间合金质量分数为1.0％时,晶粒细化效果最明显;随着Al-4B中间合金含量增加,AZ31镁合金的硬度、抗拉强度、屈服强度和断后伸长率均增大,屈服强度与晶粒尺寸符合Hall-Petch关系,AZ31镁合金力学性能的改善主要与AlB2相产生的细晶强化、弥散强化以及铸造组织孔隙率降低有关.     

微量锆、镧对Al-Zn-Mg-Cu合金组织和性能的影响

分别制备了未添加和同时添加0.1%(质量分数,下同)锆和0.2%镧的铸态Al-Zn-MgCu合金,然后进行了均匀化、固溶和时效处理,研究了锆、镧的添加对该合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:添加0.1%锆和0.2%镧后,该合金的形核率增加,组织分布更加均匀,晶粒得到了细化;其铸态硬度、抗拉强度、伸长率分别比未添加锆、镧的提高了13.60%,25.00%,21.88%;断裂方式由未添加锆、镧合金的沿晶断裂转变为韧窝型穿晶断裂,合金的韧性得到了提高。     

富铈混合稀土对Al-24%Si合金的变质效果及机理

采用富铈混合稀土对Al-24%Si合金进行了变质处理,用扫描电镜对合金的硅相形貌与尺寸进行了研究,分析了变质效果及机理。结果表明:富铈混合稀土对合金中初晶硅及共晶硅均有良好的变质效果,变质后初晶硅平均尺寸由100μm细化到50 μm左右,共晶硅细化成颗粒状或短杆状;初晶硅细化是通过稀土原子与氧原子反应生成稀土化合物(CeO_2),它成为硅非均匀形核核心,生成了大量硅晶晶核来实现的;共晶硅细化是通过硅相生长界面前沿形成很强的稀土原子富集层,造成成分过冷降低硅生长速度来实现的。     

添加铁元素对Cu-10Al-4Ni粉末冶金合金组织和性能的影响

以铜粉、铝粉、镍粉和铜包铁粉为原料,采用粉末冶金工艺制备含不同质量分数(0,1.6%,3.2%,4.8%,6.4%)铁元素的Cu-10Al-4Ni合金,研究了铁含量对合金显微组织和性能的影响。结果表明：未添加铁元素的合金组织由κ_Ⅲ相、α相和Al₄Cu₉相组成;当添加质量分数1.6%的铁元素后,合金中的κ_Ⅲ相增多,Al₄Cu₉相减少;当铁元素质量分数达到3.2%时,Al₄Cu₉相进一步减少,合金中析出κ_Ⅰ相和κ_Ⅱ相;随着铁含量继续增加,Al₄Cu₉相消失,κ_Ⅰ相增多,而κ_Ⅲ相开始减少。随着铁含量的增加,合金的烧结密度减小,硬度先降低后增加再降低,当铁质量分数达到3.2%时硬度最大;合金的屈服强度随铁含量增加呈波动变化,当铁质量分数达到4.8%时屈服强度最大。     

加入Al-5Ti-B细化剂和Al-2Zr-Sc中间合金后铝锌镁合金的组织和拉伸性能

在单独或复合添加Al-2Zr-Sc中间合金和Al-5Ti-B细化剂的条件下对铝锌镁合金进行细化处理,研究了不同细化条件下铸态铝镁锌合金的显微组织和力学性能。结果表明:单独加入质量分数为0.4%的Al-2Zr-Sc中间合金或Al-5Ti-B细化剂都可以细化铝镁锌合金的晶粒,且加入Al-2Zr-Sc中间合金后有Al3(Sc,Zr)相析出,提高了合金的抗拉强度;复合添加质量分数均为0.2%的Al-2Zr-Sc中间合金和Al-5Ti-B细化剂后,晶粒的细化效果最优,相比于基体合金,平均晶粒尺寸减小了20μm,抗拉强度提高了32%,这主要是细晶强化和析出强化共同作用的结果;晶界处长杆状第二相的存在导致复合细化合金的伸长率比单独细化合金的低。     

钇含量对Al-1%Mn变形铝合金显微组织和力学性能的影响

以Al-11%Y中间合金的形式向Al-1%Mn合金基体中添加稀土元素钇,制备了钇质量分数分别为0%,0.07%,0.21%,0.31%,0.38%的Al-1%Mn合金铸锭,然后依次进行固溶、热轧和冷轧处理,研究了稀土钇含量对合金铸态、热轧态和冷轧态显微组织、冷轧态的拉伸性能以及铸态硬度的影响。结果表明:稀土钇是Al-1%Mn合金的一种有效的变质剂,添加一定含量的稀土钇能有效地使粗大的初生α-Al枝晶变成圆整和细小的等轴晶;当钇的质量分数为0.31%时,晶粒的细化效果最好,铸态组织中α-Al晶粒的尺寸从163.5μm减小至38.2μm,冷轧态合金的抗拉强度、伸长率和铸态合金的硬度分别从未添加钇的267.62 MPa,8.2%,36.8HV增至313.13 MPa,14.8%,39.42HV。     

铈、锶和钡元素复合添加对AZ91镁合金显微组织和力学性能的影响

采用光学显微镜、X射线衍射仪?扫描电镜和能谱仪等研究了铈、锶和钡元素复合添加对AZ91镁合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:铈、锶和钡的加入可以显著细化该合金的铸态组织,提高合金的室温力学性能;同时添加质量分数0.5%Ce,0.2%Sr和0.2%Ba时细化效果最好,合金的粒径最小,小块状的β-Mg17Al12相最多,在基体中可弥散分布;合金的抗拉强度和伸长率达到了195 MPa和1.86%,较未添加合金元素的分别提高了25.0%和24.0%。     

Al—37%Si合金磷变质及电磁搅拌显微组织的研究

对Ａｌ－３７％Ｓｉ合金进行了磷变质及电磁搅拌处理。结果表明，磷变质可使合金的显微组织取得了部分细化效果，初晶硅从粗大板条状为主过渡到较小块状为主，但不能完全消除粗大板条状的初晶硅。电磁搅拌可使合金的显微组织得到明显改善，初晶硅基本上呈块状或细小板条状，且棱角比较圆滑，并在显微组织中有近球形的α相存在。     

钛和锆元素对自保护药芯焊丝熔敷金属组织和力学性能的影响

在自行研制的锰-镍-钼-铬系自保护药芯焊丝化学成分的基础上同时加入质量分数分别为0.09%和0.045%的钛和锆元素研制出一种新型焊丝,采用该焊丝以及未加入钛、锆元素的焊丝对Q235钢进行焊接试验,研究了钛和锆元素对熔敷金属显微组织和力学性能的影响,并对钛和锆元素的作用机理进行了讨论。结果表明:加入微合金元素钛和锆后,熔敷金属的组织更细小,针状铁素体含量更多,但硬度变化不大,抗拉强度和伸长率较未加入微合金元素的分别提高了7%和13%,-20℃冲击韧性提高了1.42倍;微量钛元素的加入能够起到脱氧、脱氮和促进针状铁素体形核的作用;微量锆元素的加入能够起到脱氧和细化组织的作用。     

稀土钇对A356合金显微组织和拉伸性能的影响

运用光学显微镜、扫描电镜和万能电子拉伸试验机等研究了稀土元素钇对A356合金显微组织和拉伸性能的影响。结果表明:稀土钇是A356合金的一种优良变质剂,不但能使初生的α-Al晶粒变得圆整细小,二次枝晶间距减小,而且能使共晶硅由粗大的板条状转变为细小的颗粒状或纤维状;当加入0.4%钇后,A356合金的抗拉强度和伸长率分别达到了298 MPa和9.5%,比未添加钇的合金分别提高了29.6%和21.5%。     

钇元素及固溶处理对AZ31镁合金组织和性能的影响

通过力学性能检测、SEM和XRD分析,研究了钇元素及固溶处理对AZ31镁合金组织和性能的影响,并分析了其断裂方式。结果表明:稀土钇元素能够细化铸态α-Mg基体组织,对镁合金具有较好的细晶强化作用;钇元素和铝元素形成的Al2Y化合物,在细化晶粒的同时均匀分布于晶界处,可强化晶界,提高合金的力学性能;钇元素质量分数为1.0%时,合金的力学性能最佳;进行440℃×10h的固溶处理能使加入0.5%(质量分数)钇元素的合金组织最为均匀;加入钇元素后,合金以韧性断裂和准解理断裂相结合的方式断裂。     

熔体冷却制备过共晶Al-Si合金半固态组织

研究了熔体冷却对过共晶Al-18％Si合金微观组织的影响。将接近液相线的低温熔体通过冷却体流入薄壁铁型中，在580℃水冷时，获得初晶硅和共晶硅细小且有大量近球形α相的组织，为理想的半固态过共晶Al-Si合金组织，对其形成机理进行了分析。     

添加锆对Al-Mg-Si合金时效组织和性能的影响

研究了加入质量分数0．15%锆对Al-Mg-Si合金时效(170℃×8h)后及在随后保温(250℃)过程中力学性能和组织的影响。结果表明：加入锆后,合金时效硬度值和力学性能均有一定程度的提高；随保温时间的延长,含锆合金硬度比未含锆合金硬度高,且降低趋势缓慢；主要原因是加入锆后形成了Al_3Zr弥散相粒子,强化了Al-Mg-Si合金。     

钇含量对铸态镁锌锆合金组织及力学性能的影响

研究了不同钇含量(质量分数为0,0.94%,2.67%,4.61%)对铸态Mg-6Zn-0.7Zr合金显微组织及力学性能的影响。结果表明:钇元素主要富集在晶界;晶界析出相呈鱼骨状和块状,并逐渐连续成网状;当钇的质量分数为0.94%时,合金主要为α-Mg、Mg7Zn3和Mg3Y2Zn3相;当钇的质量分数为2.67%时,析出相为α-Mg、Mg12YZn和Mg3Y2Zn3相;随着钇含量的增多,合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率先增大后减小,当钇的质量分数为2.67%时,合金的性能最佳,抗拉强度和屈服强度分别为250.4,125.3MPa,伸长率为12.73%。     

添加锰铬对车辆用Al-Mg-Si-Cu系铝合金显微组织与拉伸性能的影响

熔炼制备了单独添加锰、铬以及复合添加锰铬的Al-Mg-Si-Cu系铝合金铸锭,并依次进行560℃×10h均匀化退火处理、热挤压成形和T6处理(535℃×75min水淬+175℃×10h时效),研究了锰和铬的添加对合金显微组织与拉伸性能的影响。结果表明:在均匀化退火过程中,锰或铬会置换Al-Fe-Si相中的部分铁原子,促进杆状_β-Al_9Fe_2Si_2相向颗粒状α-Al_8Fe_2Si相转变,从而在组织中形成α-Al_8(FeMn)_2Si,α-Al_8(FeCr)_2Si或α-Al_8(FeMnCr)_2Si相;T6处理后,与单独添加铬的相比,单独添加锰后试验合金晶内针状_β″相较少,晶界附近的亚微米级相数量较多;与未添加锰铬的相比,单独添加锰、铬或复合添加锰铬后试验合金的强度和伸长率提高,拉伸断裂形式均为韧性断裂,且复合添加质量分数0.10%锰和质量分数0.15%铬时的拉伸性能最优。     

锡添加对硅铝合金铸锭中初晶硅枝晶宽度及回收率的影响

通过在硅铝合金熔体中添加不同原子分数(0,10%,20%,30%)的锡制备了合金铸锭,研究了锡的添加对该合金铸锭中初晶硅枝晶宽度及回收率的影响。结果表明:初晶硅枝晶宽度随着锡含量的增加而增大,当合金铸锭中硅原子分数为31.86%、锡原子分数由0增至30%时,初晶硅平均枝晶宽度由490μm增大至710μm;较低硅含量合金铸锭中的初晶硅枝晶宽度较大,锡的添加对枝晶宽度的增大效果也更明显;初晶硅的回收率随着锡含量的增加而增大,当锡原子分数由0增至30%时,实际回收率由62%增至85%。