晶粒细化对Al-Mg-Si-Cu合金组织与性能的影响

采用铝钛硼细化剂对Al-1.2Mg-0.8Si-0.4Cu合金进行晶粒细化,研究了晶粒细化对Al-1.2Mg-0.8Si-0.4Cu合金组织与性能的影响。结果表明:随着铝钛硼细化剂添加量的逐渐增加,Al-1.2Mg-0.8Si-0.4Cu合金的晶粒逐渐细化,合金的抗拉强度和伸长率逐渐提高。当铝钛硼细化剂添加量增加至0.5%时,Al-1.2Mg-0.8Si-0.4Cu合金被细化为37μm的等轴晶,合金的抗拉强度为243MPa,伸长率为10.5%,与未添加铝钛硼细化剂相比,此时合金的抗拉强度提高了43%,伸长率提高了90.9%。     

稀土元素La、Ce对Al-3Si-0.4Cu-1.0Fe压铸铝合金微观组织、力学性能及热导率的影响

为提高Al-Si系压铸铝合金的热导率与力学性能,利用金相显微镜、扫描电镜、能谱仪、万能电子拉伸试验机与激光热导仪等设备研究了稀土元素La、Ce对压铸铝合金Al-3Si-0.4Cu-1.0Fe微观组织、热导率及力学性能的影响。结果表明,稀土元素La、Ce使合金晶粒细化,α-Al晶粒由枝晶转变为胞状形态,降低了平均二次枝晶臂间距;也能变质合金中的共晶Si相,使其呈细小纤维状形态均匀分布。当稀土元素La、Ce添加量均为0.1%时,合金的热导率、抗拉强度、断后伸长率分别达到167.62 W/(m·K)、201.0 MPa、14.56%,较未添加稀土元素的合金分别提高了11.19%、27.38%和246.67%。     

Ce对Cu-Ni-Si合金显微组织及性能的影响

探讨了添加稀土Ce对Cu-3．0Ni-0．64Si合金显微组织及性能的影响,实验结果表明：添加适量的稀土元素Ce可起到净化、去质和细化晶粒的作用,同时改善了铜合金的抗拉强度和电导率。     

稀土Ce对锌电积用Pb-Ag-Ca-Sr四元合金阳极板性能的改进

Pb-Ag-Ca-Sr四元合金具有较好的力学性能、导电性能和耐腐蚀性能,但合金元素分布不均、性能不稳定、稀贵金属损耗大、制作成本高,制约其在湿法炼锌电积阳极的广泛应用。通过熔炼工艺向Pb-Ag-Ca-Sr四元合金中添加稀土Ce,然后进行轧制,分别考察稀土Ce对Pb-Ag-Ca-Sr四元合金显微组织、力学性能、导电性和耐腐蚀性能的影响。结果表明,添加质量分数为0.04%的稀土Ce后,Pb-Ag-Ca-Sr四元合金的晶粒明显得到细化,抗拉强度、屈服强度和电导率分别提高9%、23%和1.75%,耐腐蚀性能也得到明显提高,稀土Ce对Pb-Ag-Ca-Sr四元合金阳极材料综合性能提升作用强于轧制工艺。     

Cu含量对粉末冶金AlCuMgSi合金性能的影响

用金属Al粉、Cu粉、Mg粉和Al-Si粉为原料,采用液相烧结法制备Cu含量(质量分数,下同)为0~6.0%的AlCuMgSi合金,研究Cu含量对AlCuMgSi合金组织与力学性能的影响,采用国外的Al-3.8Cu-1.0Mg-0.75Si粉末为原料,用相同的工艺制备Al-3.8Cu-1.0Mg-0.75Si合金作为性能对比试样。结果表明:在铝合金中添加Cu元素后,组织致密均匀,密度、硬度和抗拉强度等均显著提高。当Cu含量为4.0%时材料的性能最优,密度为2.72g/cm3,致密度达到98.9%,硬度HB为64,抗拉强度为207MPa,伸长率为2.1%,与采用国外的Al-3.8Cu-1.0Mg-0.75Si粉末制备的材料性能相当。     

稀土La对Al-10Mg合金铸态组织与性能的影响

研究了添加稀土La对Al-10Mg合金铸态显微组织和力学性能的影响,结果表明:加入质量分数为0.3%-0.5%的La能够细化铸态Al-10Mg合金的晶粒,并形成颗粒状及短杆状Al-La化合物,提高合金力学性能,当La添加量超过0.7%时,合金晶粒出现粗化,Al-La化合物转变为沿晶界连续分布的粗大网络状形态,La对合金的强化效果减弱。     

晶粒细化对Al-3.2Si-0.8Mg合金组织性能的影响

采用Al-5Ti-1B合金细化剂对Al-3.2Si-0.8Mg合金进行晶粒细化,采用金相显微镜、激光导热仪和拉伸试验机等研究晶粒细化对Al-3.2Si-0.8Mg合金微观组织、铸造流动性、力学性能与导热系数的影响.结果表明:随着Al-5Ti-1B合金细化剂添加量的增加,Al-3.2Si-0.8Mg合金的α-Al晶粒逐渐细化,铸造流动性、抗拉强度和伸长率逐渐升高,但导热系数略有下降.当Al-5Ti-1B合金细化剂的质量分数增加到0.5%时,Al-3.2Si-0.8Mg合金的晶粒被细化至平均直径约为90.9μm,铸造流动性试样长度为867 mm,抗拉强度为234 MPa,伸长率为10.1%,导热系数为182.7 W·m~(-1)·K~(-1).     

微量Nd和Sc对Al-6.5 Mg-0.5Mn 合金组织及力学性能的影响

采用拉伸力学性能测试、扫描电镜及透射电镜观察等手段研究了微量Nd和Sc对Al-6.5Mg-0.5Mn合金的显微组织及力学性能的影响.结果表明:分别单独添加Nd, Sc使合金的抗拉强度均有所提高;同时添加Nd和Sc可使合金的抗拉强度、屈服强度分别提高65 MPa、55MPa,但合金的伸长率有所降低;合金中晶界上形成含Nd或Sc的化合物,这些化合物钉扎亚晶界、从而抑制合金的再结晶晶粒的形成.     

半连续铸造Al-Zn-Mg-Cu合金的显微组织与力学性能

采用超声辅助半连续铸造工艺制备直径310mm的Al-6Zn-0.9Mg-0.2Cu合金铸锭,利用金相显微镜、扫描电镜、电子探针和拉伸试验机,研究了半连续铸造Al-6Zn-0.9Mg-0.2Cu合金铸锭的显微组织与力学性能。结果表明:超声辅助半连续铸造工艺可以细化铸锭的α-Al晶粒和第二相,提高铸锭的拉伸力学性能。超声波功率越大,铸锭的α-Al晶粒和第二相越细小,分布越均匀,铸锭的拉伸力学性能也越高。当超声波功率为210 W时,铸锭的抗拉强度为29.4MPa,伸长率为12%,与未施加超声波的铸锭相比,超声辅助半连续铸造铸锭的抗拉强度提高了6%,伸长率提高了31.3%。     

Sr变质对铸造Al-Si-Mg合金组织与性能的影响

采用扫描电镜、拉伸试验机和激光导热仪,研究了Sr变质处理对Al-3.2Si-0.8Mg合金显微组织、铸造流动性、力学性能与导热系数的影响。结果表明,随着Al-10Sr合金添加量的增加,共晶Si逐渐细化,Al-3.2Si-0.8Mg合金的铸造流动性、抗拉强度、伸长率和导热系数逐渐提高。当Al-10Sr合金添加量为0.4%时,Al-3.2Si-0.8Mg合金的铸造流动性试样长度为922mm,抗拉强度和伸长率分别为243MPa和11.3%,导热系数为187.6W/(m·k),与未变质处理相比,Al-3.2Si-0.8Mg合金的铸造流动性提高了8.2%,抗拉强度和伸长率分别提高了3.8%和11.9%,导热系数提高了3.1%。     

钒钛改性汽车用新型镁合金的组织与性能

为了优化汽车用镁合金Mg-8Al-0.6Zn的质量和性能,进行了汽车用新型镁合金Mg-8Al-0.6Zn-xV-0.5Ti(x=0,0.1,0.5,0.8)试样的钒钛改性,并研究了不同钒含量下试样的组织和力学性能。结果表明:随着钒含量的加入,合金试样的平均晶粒尺寸逐渐变小,组织逐渐变致密、均匀,强度逐渐提高。当钒含量达到0.8%时,合金的平均晶粒尺寸最小,为16μm,抗拉强度和屈服强度达到最大值,分别为289、243 MPa,断后伸长率则为8.7%。因此,适当加入钒有益于改善汽车用新型镁合金Mg-8Al-0.6Zn-V-0.5Ti试样的综合性能。     

稀土铈对纯铜性能的影响

在纯铜的熔炼过程中添加少量的稀土铈(0.02%、0.04%、0.06%),研究了稀土对熔体的净化作用及对铸态组织的晶粒细化作用,并对该纯铜的热加工性能以及带材的组织性能进行了研究。结果表明:稀土具有净化熔体、细化铸态合金晶粒的效果,能改善纯铜带材的力学性能;少量稀土可提高纯铜的电导率。添加0.04%稀土的纯铜,冷轧后经过退火的0.35mm带材具有良好的性能,其抗拉强度为213.8MPa,电导率为98.5%IACS,伸长率为23%。     

微量Nd和Sc对A1-6．5Mg-0．5Mn合金组织及力学性能的影响

采用拉伸力学性能测试、扫描电镜及透射电镜观察等手段研究了微量Nd和Sc对Al-6．5Mg-0．5Mn合金的显微组织及力学性能的影响。结果表明：分别单独添加Nd,Sc使合金的抗拉强度均有所提高;同时添加Nd和Sc可使合金的抗拉强度、屈服强度分别提高65MPa、55MPa,但合金的伸长率有所降低;合金中晶界上形成含Nd或Sc的化合物,这些化合物钉扎亚晶界、从而抑制合金的再结晶晶粒的形成。     

Er和Ce对铸造ZL101A铝合金组织与力学性能的作用对比研究

在ZL101A铝合金中分别加入稀土元素Er和Ce,比较加入两种稀土后合金的组织和力学性能方面的差异。结果表明：在α-Al和共晶Si方面,Er的细化作用明显优于Ce,加入Er可在ZL101A铝合金中形成更加细小和弥散分布的稀土化合物相,使合金的力学性能有较大程度的提高,其ZL101A (Er)合金的抗拉强度达到188 MPa,伸长率是6.7%,高于ZL101A (Ce)合金。     

微量Ce对Cu-Ag-Cr合金性能的影响

采用真空熔炼的方法制备了高强度、高导电的Cu-Ag-Cr和Cu-Ag-Cr-Ce合金,通过显微硬度测试、电导率测试、抗拉强度测试等方法,对这两种合金的性能进行了研究,并探讨了Ce对Cu-Ag-Cr合金性能的影响.结果表明,微量Ce的加入,能够提高Cu-Ag-Cr合金的显微硬度、抗拉强度,改善合金的导电性能;并明显细化Cu-Ag-Cr合金的晶粒;同时抑制合金的再结晶过程,使其再结晶温度相对提高50℃左右.     

稀土变质及热处理对过共晶A1-0.6Mg-18Si合金力学性的影响

通过实验研究了稀土变质及热处理对过共晶Al-0．6Mg-18Si合金显微组织及力学性能的影响。利用扫描电镜与光学显微镜观察了不同处理条件下合金的显微组织，并测试了合金的力学性能。结果表明，综合运用稀土变质处理和热处理是改善Al-0．6Mg-18Si合金组织形貌、提高其综合力学性能的有效途径。     

新型Al-10Sr-RE中间合金对Al-20Si合金组织及性能的影响

研究了新型Al-10Sr-RE中间合金对Al-20Si合金组织及性能的影响。实验结果表明,新型Al-10Sr-RE中间合金主要由α(Al)基体、Al_4Sr相和Al_(11)RE_3相组成;未经变质处理的Al-20Si合金,初晶硅的尺寸粗大,同时含有大量尖端和棱角,平均晶粒尺寸为79.56μm,尺寸范围为48.54μm~98.26μm;添加新型Al-10Sr-RE进行变质处理后,初晶硅的尺寸显著变小,分布趋于均匀,其中在添加Al-10Sr-4RE中间合金变质剂后初晶硅的晶粒尺寸达到最小,平均晶粒尺寸为32.83μm,尺寸范围为16.85μm~38.67μm;新型Al-10Sr-RE中间合金的加入提高了Al-20Si合金的抗拉强度和伸长率,其中在添加Al-10Sr-4RE中间合金变质剂后,合金的抗拉强度和伸长率达到最佳值,分别为132.4 Mpa和12.3%。     

稀土元素Sm对Mg-Zn-Y合金组织结构和力学性能的影响

制备了Mg-6Zn-1.5Y-0.8Zr-xSm(x=0,1,2,3)系列合金,研究了稀土元素Sm对Mg-6Zn-1.5Y-0.8Zr合金组织结构和力学性能的影响.通过金相显微镜、扫描电镜、EDS、XRD等观察和分析了合金的微观形貌和组织结构,测量了合金抗拉强度、屈服强度和伸长率等力学性能.结果表明:合金中添加稀土元素Sm后晶粒有了明显的细化,随着Sm元素含量的增加,晶粒细化效果更为明显;通过XRD分析,添加Sm元素后,合金中并没有出现新的含Sm的物相,通过扫描电镜和EDS分析表明,合金中加入的Sm置换了部分Y,形成了Mg3( SmY)2 Zn3,Mg3( SmY) Zn6的相结构,Sm元素对Y的置换主要出现在Mg3( SmY) Zn6结构当中,在Mg3 (SmY) Zn6相结构出现较少;力学性能测试结果表明,随着Sm含量增多,合金晶粒细化,细晶强化作用明显,合金屈服强度逐渐增大,而抗拉强度和伸长率在Sm含量为2％时达到最大,比未添加Sm元素时提高约15％以上.     

Y元素对超高强Al-Zn-Mg-Cu合金显微组织和力学性能的影响

采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和室温拉伸力学性能测试等手段研究了Y元素对超高强Al-9Zn-2.5Mg-2Cu(wt.%)合金铸态和T6热处理态微观组织和力学性能的影响。结果表明:Y元素的添加能够细化铸态合金晶粒,降低晶界第二相的连续性;经轧制变形和T6热处理后,随着Y元素含量的提高,合金的强度呈先升高后降低的趋势。当Y元素添加量为0.2%时,性能优秀,其屈服强度为590.1 MPa,极限抗拉强度为622.7 MPa,伸长率为10.44%。     

Ce对A356合金的影响及细化机制的研究

研究了Ce对A356铝合金晶粒细化的效果以及对其力学性能的影响。结果表明:在未添加稀土Ce时,A356铝合金结晶时,其中的初生相α-Al呈现为粗大的树枝状。在添加不同量的稀土Ce时,A356铝合金中的初生相α-Al明显得到细化,树枝状晶转化为等轴晶。在Ce合金添加量为0. 1%时其细化效果最好,α-Al的等效直径和形状因子均达到最优水平,分别为24. 5μm和0. 61;二次枝晶臂间距最小,平均二次枝晶臂间距为14. 63μm;其力学性能也达到最佳,抗拉强度和延伸率分别为165. 89 MPa和3. 5%,合金的硬度为HV 77. 6。添加量超过0. 1%时,其细化效果会随着添加量的增加而逐渐减弱。稀土Ce对于合金晶粒细化比较符合异质形核理论,Al-Ce中间合金中的Al11Ce3和α-Al具有相似的晶体结构,而且晶格常数也能与之相对应。在A356合金液中添加Al-Ce中间合金时,Al11Ce3粒子作为A356合金凝固时的异质形核点从而促进细化。