稀土元素钇对ZL205A合金铸态组织与性能的影响

向ZL205A合金熔体中加入不同含量的稀土元素钇,在同样条件下进行熔炼、浇注。利用光学显微镜、扫描电镜、能谱及热分析,研究钇对ZL205A合金铸态组织、性能及凝固过程的影响规律。结果表明,钇能使铝-铜合金的铸态组织得到细化并且对第二相θ-Al2Cu相具有变质作用;热分析表明不同含量钇均使得ZL205A合金的共晶温度下降,并缩小其凝固区间。加入少量稀土钇(0.05%)后,合金铸态性能有所提高,继续增加钇含量得到的合金铸态力学性能与原料ZL205A合金力学性能相同,钇含量达到0.3%时,合金晶粒细化效果最好,此时力学性能又有进一步改善。     

添加重熔料及稀土钇对ZL205A合金铸态组织、热裂性能及凝固特性的影响

研究重熔料及稀土钇对ZL205A合金铸态组织、热裂性能及凝固特性的影响。结果表明:单独和复合添加重熔料及稀土钇都能够细化合金组织,使之变得更加均匀、细小。单独添加重熔料对ZL205A合金相的组成没有影响,但是提高了ZL205A合金凝固过程中液相线温度,增大了固液共存区间,进而增加合金的热裂倾向性;单独添加稀土钇和复合添加重熔料及稀土钇均可使合金凝固过程中液相线温度降低,减小固液共存区间从而有效地改善合金的热裂倾向性,使得热裂抗力由原料ZL205A合金的330N左右分别提高至450和670N左右。除此之外,添加稀土钇后,三角晶界处出现了灰色块状富钇相。     

Si变质对汽车用铸造铝合金热裂性能的影响

以Si变质处理的6061铝合金为研究对象,采用砂型铸造的方法制备了不同Si含量的合金铸锭。研究了Al-Mg-Si变形铝合金在铸造过程中的凝固特征,分析了不同元素含量对变形铝合金热裂性能、铸态力学性能与固溶时效后合金力学性能的影响。结果表明,随着Si含量的增加,合金热裂倾向降低、抗拉强度增加、伸长率降低。     

钇含量对Mg-Y合金组织及力学性能的影响

研究了钇(Y)含量对金属型铸造Mg-Y合金铸态组织、力学性能以及压缩变形织构的影响。结果表明:Y可以细化Mg-Y合金组织,当钇含量由w(Y)=0增加到w(Y)=3%时,合金的平均晶粒尺寸由300μm减小到55μm;随着钇含量增加,共晶相增加,并产生Mg24Y5第二相粒子; Y可以提高Mg-Y合金室温下的硬度和抗压强度,尤其能显著提高Mg-Y合金高温抗压强度;随着钇含量的增加,基面织构强度由纯镁的9. 1降至Mg-3%Y合金的3. 3。并探讨了Y弱化Mg-Y合金基面织构的机制。     

稀土La变质Al-12.35Si合金的组织及性能

通过添加Al-La中间合金的方式对含多种合金元素的Al-12.35Si合金进行稀土La变质处理,研究La含量(0.1%～0.8%)对其微观组织及力学性能的影响。结果表明,适量La可以减小长针状共晶Si尺寸,细化第二相组织,减小初生α-Al二次枝晶臂间距。过量La可引起过变质,致使合金组织粗化。当La含量为0.2%时,Al-Si合金凝固组织变质效果最为理想且其力学性能最佳,抗拉强度从168MPa提高至188MPa,伸长率从0.44%提高到0.53%;随着La含量继续增加,合金强度及塑性下降。     

稀土Y对AZ61镁合金微观组织和力学性能的影响

研究了稀土钇含量对AZ61镁合金显微组织和室温及高温力学性能的影响。实验结果表明：加入稀土钇可使AZ61合金铸态组织中的β相数量减少、铸态晶粒细化;大部分钇与铝结合生成高熔点、高热稳定性的稀土相A12Y3;固溶处理后,β相完全溶解而稀土相则以块状或杆状存在于晶界周围;适量的稀土钇可以提高AZ61合金的室温及高温强度、硬度和延伸率;而过量的稀土钇则会导致AZ61合金的性能下降;稀土钇的含量为1．0％时合金可得到较佳的力学性能。     

挤压铸造Al-Si-Cu合金固溶热处理的组织与性能

研究了在不同挤压力下凝固的Al-5.5Si-4Cu合金固溶热处理后的显微组织和力学性能。在挤压力下凝固时,该合金显微组织存在明显变化,其抗拉强度和伸长率均有明显提高。研究发现,在比压为0.1~50.0MPa时,随着压力的增加,初生α相晶粒尺寸显著减小,共晶Si相由长针状变成粒状或圆棒状;同时,枝晶间距和Al2Cu相数量减小,枝晶间孔洞数量减少,力学性能提高。而在比压为50.0~100.0MPa时,压力的增加对合金显微组织和力学性能影响不大。研究表明,50.0MPa压力为该合金的合适比压,该条件下合金固溶热处理后的抗拉强度和伸长率分别达到323.6MPa和8.51%。     

钇添加量和固溶处理对AZ91D镁合金组织的影响

添加适量稀土元素钇的AZ91D镁合金采用真空熔炼、金属型铸造的方法获得,并对之进行了固溶处理;研究了钇的添加量及固溶处理时间对AZ91D合金组织的影响.结果表明,经350℃固溶处理16h、钇含量约为0.6％的AZ91D镁合金具有均匀、细小的组织和最佳的力学性能和.     

铸造Fe-Cr-V-C耐磨合金显微组织及硬度

在实验室条件下对铸造Fe-Cr-V-C耐磨合金显微组织及硬度进行研究。结果表明,铬含量保持2%不变前提下,铸造Fe-Cr-V-C耐磨合金的钒含量从5%增至10%时,凝固组织中VC数量增加且尺寸增大,合金硬度变化不明显;钒含量保持10%不变前提下,随着铬含量由2%增至10%,铸造Fe-Cr-V-C耐磨合金的凝固组织中M7C3数量增加且合金硬度增大;淬火热处理会进一步提高Fe-Cr-V-C耐磨合金的硬度。     

碳含量对Fe-13.5Mn-C合金组织及线膨胀系数的影响

探讨了碳含量对固溶处理后的Fe-13.5Mn-C合金的组织、力学性能、平均线膨胀系数的影响。采用金相显微镜、X射线衍射仪观察和分析了固溶处理后Fe-13.5Mn-C合金显微组织和相的差异,利用Formastor-Ⅱ型热膨胀相变仪测定了固溶处理后Fe-13.5Mn-C合金的平均线膨胀系数。结果表明:随着碳含量的增加,固溶处理后γ、ε-M含量升高,α’-M含量降低。碳含量的增加导致冲击韧性下降,含碳量0.24%合金的硬度最高。含碳量为0.1%、0.24%、0.38%的Fe-13.5Mn-C合金,随着碳含量的增加,平均线膨胀系数升高,分别为21.3×10-6℃-1、24.9×10-6℃-1、26.1×10-6℃-1,含碳量0.38%的合金与6063铝合金的平均线膨胀系数更为相近。     

凝固组织和Mg含量对A356合金快速热处理的影响

研究了凝固组织和Mg含量对A356合金快速热处理的影响。结果表明,A356合金经过Sr变质后,其凝固组织中的共晶Si形貌由纤维状变成球状,初生α相的晶粒尺寸减小。经过540℃×20 min+170℃×90 min快速热处理,合金微观组织中的Mg_2Si强化相能够充分固溶到基体中,其抗拉强度与T6态的基本相同。随着合金中Mg含量增加,固溶处理时,Mg_2Si相充分固溶进基体所需要的时间增加。当合金中Mg含量由0.3%增加到0.9%时,则需要经过540℃×40 min+170℃×90 min快速热处理,其力学性能与T6态的基本相同。     

Si对铸造Mg97ZnY2合金组织及性能的影响

采用普通铸造法制备了Si增强的Mg97ZnY2合金,研究了不同Si含量对Mg97Zn1Y2合金组织及力学性能的影响,利用光学显微镜(OM)观察金相组织,XRD分析了加入微量Si的Mg97ZnY2合金组织及相组成,测试了合金硬度和室温拉伸力学性能。结果表明:加入一定量Si后,Mg97Zn1Y2合金组织中形成颗粒状Mg_2Si相及亚稳定Mg_5Si_6相,在凝固过程中富集于固-液界面前沿,阻碍α-Mg树枝晶的自由长大,从而细化合金铸态组织;随着Si的含量增加,合金的硬度不断提高,当含量为1.8%时,合金的硬度达到95.5 HV,提高了18.5%;加入0.2wt%Si的Mg97ZnY2合金抗拉强度和伸长率均高于铸态Mg97ZnY2合金,抗拉强度达到220 MPa,伸长率为10%,其抗拉强度增加了24%,伸长率增加了37%。     

ZAlSi7Mg经电熔剂净化后成分及力学性能的研究

依据正交实验研究了电熔剂净化法时渣剂种类、渣层厚度和电流强度对ZAlSi7Mg合金元素的影响,利用直读光谱仪和万能力学试验机测量了ZAlSi7Mg净化前后的化学成分及力学性能。研究发现,经电熔剂净化过的ZAlSi7Mg合金中,Si、Fe、Cu、Mn含量基本不变,Mg元素含量波动较明显;在净化过程中,各影响因素对合金元素含量的影响作用从大到小为电流大小,渣剂种类,渣层厚度;净化后的铝合金抗拉强度为286.8 MPa,同时伸长率也有一定程度地提高,均明显高于净化前的。     

稀土元素钇和固溶处理对Al-8Mg合金组织和力学性能的影响

采用对比试验方法,通过拉伸力学性能测试、金相显微镜、扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)等手段研究了添加稀土元素钇及固溶处理对Al-8Mg合金显微组织及力学性能的影响。结果发现,添加稀土钇后Al-8Mg合金枝晶尺寸明显减小,且晶粒得到细化。当钇添加量为0.4%时,固溶态Al-8Mg合金组织具有良好的综合性能。     

利用组织遗传性细化ZAlSi7Mg1合金晶粒的研究

研究ZAlSi7Mg1合金砂型铸造时细晶料对其组织和性能的遗传效应.首先通过对比分析砂型铸锭和金属型铸锭重熔后,于砂型中浇注试样的组织和力学性能,证明了组织的遗传性.然后利用10%的ZAlSi7Mg1液态压锻细晶料,证明其对砂型铸件组织和性能的遗传作用.最后同时研究加入5%与10%的ZAlSi7Mg1的压锻细晶料对组织遗传性和压锻细晶料保温时间对组织的影响.结果表明,向ZAlSi7Mg1合金溶液中加入10%的压锻细晶料保温20 min,可以有效的细化砂型铸件组织.     

微量稀土钇对Al-7Si-0.3Mg铸造合金的强化及共晶转变温度影响研究

采用拉伸实验,硬度测试,微观组织OM及SEM（+EDS）分析,XRD,DSC等方法,研究了微量钇（含量分别为0.025%、0.05%、0.075%、0.1%）以及T6处理对铸造Al-7Si-0.3Mg合金的组织性能及其共晶转变温度的影响。拉伸实验和硬度测试实验表明,钇微合金化后的Al-7Si-0.3Mg合金的YS、UTS和El%均有所提高,而且,以0.05%Y含量的综合性能最佳。结合微观组织分析表明,强化相主要为Si相和Mg2Si相,且Mg2Si往往伴随着Si相存在。DSC分析表明,微含量X%(X=0.025%、0.05%、0.075%、0.1%)的钇使α_Al+β_Si→Liquid 反应温度下降(分别下降1.1℃、2.0℃、1.4℃、2.2℃),且使α_Al→Liquid反应温度有所提高;适量的钇促进α-Al异质形核基底的形成,且与βSi和Mg2Si等形成多元相,提高凝固时的过冷度。     

Zr元素对耐热铝合金导线组织和性能的影响

采用显微组织观察、力学性能测试、热保持性能测试、导电性能测试等方法,研究了Zr含量对Al-0.1Er合金导线显微组织和性能的影响。结果表明:Al-0.1Er合金中Zr添加量较少时(≤0.15wt%),Zr以固溶原子形式存在。随着Zr含量的增加,试样的强度和热保持性能逐渐升高,伸长率和导电率逐渐降低。当Zr含量达到0.2wt%时,Al_3Zr相析出,晶粒细化,试样强度继续增强,热保持性能下降,伸长率和导电率回升。经过210℃×4 h时效处理后,Al-0.1Er-0.05Zr合金导线导电率达到了60.13%IACS,耐热性能在280℃条件下,强度保存率在90%以上,达到超耐热铝合金导线导电性能和耐热性能要求。     

Mg-6Zn-xCu铸造合金的显微组织及力学性能研究

采用金属型铸造方法制备了Mg-6Zn-xCu(x=1%、3%、5%)镁合金,并通过光学显微镜、X射线衍射和扫描电镜及力学性能测试等手段研究了Cu含量对合金的显微组织和力学性能的影响。结果表明:Cu在合金中主要以CuMgZn相存在,且随着Cu量的增加,其数量增加;在凝固过程中,CuMgZn富集在已结晶的α-Mg表面,阻碍了其长大,从而细化了晶粒,但过量的CuMgZn偏聚晶界偏聚,引起局部的应力集中,对合金的力学性能产生负面影响;随着Cu含量的增加,合金的力学性能逐渐降低,加入1%Cu时,合金的抗拉强度和伸长率达到最大值,分别为208MPa和13.5%;随着Cu含量的增加,拉伸断口由准解理断裂向解理断裂和沿晶断裂转变。     

Gd对Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金组织与力学性能的影响

通过铸锭冶金工艺,制备了6种不同Gd含量的A1-Zn-Mg-Cu-Zr-Gd合金。采用金相观察、力学性能测试、扫描电镜及透射电镜等分析手段,研究了质量分数分别为0%、0.1%、0.15%、0.2%、0.25%、0.3%的Gd对基体合金的铸态及时效态显微组织和力学性能的影响。结果表明,Gd对于A1-Zn-Mg-Cu-Zr合金的组织、性能的影响显著:Gd含量在小于0.25%范围内时,随含量增加细化效果、强度以及伸长率都得到增加;当Gd含量为0.25%时,铸态组织中基体晶粒最小,达到32μm左右;T6态合金组织的强度、伸长率达到最优,抗拉强度达到624.54MPa,屈服强度达到595.00MPa,伸长率为13.3%,且固溶组织具有良好的抗再结晶作用;而当Gd含量超过0.25%时,合金的的组织与性能产生恶化。     

钇含量对电弧增材制造2319铝合金组织与性能的影响

以不同钇含量的2319铝合金丝材为原材料,采用基于冷金属过渡的电弧增材制造工艺(wire arc addictive manufacturing,WAAM)制备2319铝合金,研究了钇含量对WAAM 2139铝合金的显微组织及力学性能的影响. 结果表明,添加Y元素可明显细化直接沉积态WAAM 2319铝合金的晶粒,细晶强化及第二相强化作用显著,间接影响了时效过程析出的二次析出相θ′的数量,同时,未对直接沉积态WAAM 2319铝合金中气孔缺陷的大小、分布产生显著影响. 随着钇含量的增加,合金凝固过程含钇化合物在晶粒交汇处偏析程度增大,使得合金成分过冷度减小,导致WAAM 2319铝合金的晶粒尺寸呈现先减小后增大的趋势,抗拉强度和屈服强度呈现出先上升后下降趋势,断后伸长率逐渐下降. 当钇含量为0.15%时,WAAM 2319铝合金表现出最优的力学性能,即抗拉强度484 MPa、屈服强度348 MPa和断后伸长率10.5%.