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。     

微量钇对铝-锌-镁-铜合金组织及力学性能的影响

为了提高铝-锌-镁-铜合金的力学性能,在合金中添加质量分数为0.15%的钇,并对其进行了均匀化和固溶时效处理;采用光学显微镜、X射线衍射仪和拉伸试验机等研究了添加微量钇对合金组织及力学性能的影响。结果表明:在合金中添加微量钇(0.15%)能明显细化合金的铸态组织和固溶态组织,使合金固溶时效后的抗拉强度提高4.7%,屈服强度提高5.5%;但由于添加钇导致了合金经均匀化处理后残留的共晶化合物增多,致使合金的伸长率下降了4.9%。     

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。     

添加铝对不同处理态FeCoCrNiMn高熵合金显微组织及电化学性能的影响

采用真空熔炼技术制备了FeCoCrNiMn和Al_(0.3)FeCoCrNiMn高熵合金,并依次进行了1 150℃×6h均匀化处理(固溶态),室温大变形轧制及800℃×1h退火处理(轧制退火态),研究了其固溶态和轧制退火态的显微组织及在室温0.5mol·L~(-1) H_2SO_4溶液中的电化学性能。结果表明:固溶态2种高熵合金均由面心立方单相组成;经大变形轧制及退火处理后,FeCoCrNiMn高熵合金仍为面心立方单相组织,其晶粒尺寸细化到4.57μm,铝的添加使合金中生成了大量富铬σ相及贫铬体心立方相,且晶粒尺寸细化到小于500nm;不同处理态下2种高熵合金在H_2SO_4溶液中均出现了钝化区,铝的添加降低了FeCoCrNiMn合金的耐腐蚀性能。     

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。     

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。     

钪含量和固溶工艺对Al-Zn-Mg-Cu-Sc-Zr合金组织和性能的影响

设计了钪质量分数分别为0.02%,0.07%,0.12%的Al-Zn-Mg-Cu-Sc-Zr合金,研究了钪含量以及固溶温度(450～490℃)和时间(0.5～5 h)对铸态合金组织和性能的影响。结果表明：随着钪含量的增加,合金的晶粒细化,晶界处的粗大第二相增多,硬度降低。经470℃×1 h固溶后,含质量分数0.02%钪的合金的硬度最高;继续提高固溶温度或延长固溶时间会导致晶粒尺寸增大,同时延长固溶时间还会导致晶界处聚集块状第二相,因此硬度降低。     

微量钛、硼对AM50镁合金组织和性能的影响

对在AM50镁合金中添加不同微量钛、硼元素后的微观组织和力学性能的变化规律进行了研究。结果表明：微量钛、硼的加入能够细化AM50合金的晶粒，改善第二相的形貌，使第二相变得细小，分布更加均匀；微量钛、硼在含量分别为0．002%和0．0010%附近时合金室温力学性能明显提高；过多添加钛、硼并不能明显提高AM50合金的力学性能。     

固溶时效对Inconel718合金组织和力学性能的影响

对Inconel718合金进行了(9201 060℃)×1.5h+(650850)℃×(610)h的固溶时效处理,研究了固溶温度和时效温度、时间对合金组织和力学性能的影响,并获得了较理想的固溶时效工艺。结果表明:时效处理后,合金的硬度较固溶态的明显提高;随固溶温度升高,奥氏体晶粒长大,δ相逐渐溶解,较适宜的固溶温度为1 000~1 020℃;随时效时间延长,合金中析出相的弥散强化效果更佳,屈强比提高显著;在1 000~1 020℃固溶+750℃×10h时效处理后,合金的力学性能最佳,抗拉强度超过1 200 MPa,室温冲击吸收功超过120J,硬度超过310HV10。     

热丝辅助电弧增材Al-Cu-Mg-Ag耐热铝合金组织与性能研究

电弧增材制造技术可以缩短生产周期,降低成本,实现铝合金的快速成形,但存在结构内部含有较多气孔及晶粒粗大的问题。热丝辅助电弧增材制造(HWAAM)可以有效降低气孔率和细化晶粒,进一步提高电弧增材制造Al-Cu-Mg-Ag合金的性能。采用热丝电弧增材制造技术制备了Al-Cu-Mg-Ag耐热铝合金,利用拉伸试验、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等实验方法,研究了电弧增材制造Al-Cu-Mg-Ag铝合金的气孔缺陷、显微组织和力学性能。结果表明,与冷丝成形合金相比,热丝辅助电弧增材制造Al-Cu-Mg-Ag合金气孔率降低25%,气孔球形度增加,空间分布较为均匀;同时晶粒尺寸降低30%,晶粒形貌趋于等轴晶化。冷丝结构件抗拉强度为218 MPa,屈服强度为134 MPa,延伸率为3.2%,使用热丝电弧增材制造后,力学性能提高,其抗拉强度提升至242 MPa,屈服强度提高至148 MPa,延伸率4.2%。最后,分别采用固溶+时效和人工时效热处理工艺,进一步改善了热丝辅助成形Al-Cu-Mg-Ag合金的力学性能。固溶与时效热处理后抗拉强度达到368 MPa,延伸率下降至0.5%,时效热...     

不同晶粒细化剂对5083铝合金铸锭晶粒细化对比研究

采用坩埚熔炼炉以及自主设计铸锭冷却系统模拟工业生产半连续铸造技术,通过不添加晶粒细化剂以及添加Al-Ti5-B1和Al-Ti3-C0.15两类晶粒细化剂制备3种5083铝合金铸锭,采用直读光谱分析、室温拉伸、金相研究在不同晶粒细化剂的条件下的力学性能、偏光显微组织、合金元素成分变化规律。研究结果表明：在铸造过程中添加Al-Ti-B或Al-Ti-C晶粒细化剂,通过细化剂中的Ti Al3和Ti B2颗粒能够有效的对铝合金显微组织起到细化作用,且越细小、越弥散,则可形成的非均匀形核核心越多,晶粒细化效果越显著,对比晶粒尺寸可知,Al-Ti5-B1晶粒细化剂效果最佳,Al-Ti3-C0.15晶粒细化剂其次;在合金凝固的过程中,由于不同元素在液相与固相的溶解度差异,从而导致5083合金铸锭中Mg、Mn、Cr、Fe、Si等元素成分差异,虽然添加晶粒细化剂能够促进熔体在凝固过程中的形核从而有一定作用抑制偏析,但晶粒细化剂对5083铝合金的偏析改善不明显;添加晶粒细化剂的铸锭晶粒细小,晶界多,位错集群中位错个数小,应力集中小,从而导致添加晶粒细化剂的5083铸锭室温力学性能优于未添加晶粒细化剂。     

锌对Mg-6Al合金显微组织和力学性能的影响

采用光学显微镜、万能材料试验机、X射线衍射仪、电子探针和扫描电镜等手段分析了Mg-6Al-xZn合金的显微组织和力争性能。结果表明:加入不同锌含量的Mg-6Al合金显微组织主要由α-Mg、β-Mg_(17)Al_(12)和τ-Mg_(32)(Al,Zn)_(49)相组成;随着锌含量的增加,合金中第二相的数量增多,晶粒逐渐细化;Mg-6Al-6Zn合金具有最高的室温抗拉强度和韧性,当锌含量超过6%后合金晶粒粗化,综合力学性能下降。     

微量元素对18Ni马氏体时效钢显微组织和力学性能的影响

为了进一步提高18Ni马氏体时效钢的力学性能,在钢中分别加入铌、钒或硼等微量元素,研究了不同微量元素对其显微组织争力学性能的影响.结果表明:添加微量(0.1%)铌元素的效果好于添加钒(0.1%)和硼(0.01%)的,能够更加有效地细化晶粒,使其固溶态的晶粒度达到10.2级;经时效处理以后,钢中金属间化合物能够更加弥散地...     

复合添加稀土钕和铒的AZ91D镁合金显微组织与拉伸性能

采用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪和电子万能试验机等研究了复合添加稀土元素钕和铒的AZ91D镁合金显微组织和拉伸性能。结果表明:在AZ91D合金中复合添加稀土钕和铒,并经420℃×8h固溶处理和165℃×10h人工时效处理后,合金组织明显被细化,形成大量的颗粒状稀土化合物和沿晶界分布的析出相;当加入质量分数0.8%钕和0.4%铒时,合金晶粒尺寸最小,晶粒内弥散分布的析出相颗粒也最多,沿晶界处形成了连续网络状的析出相,此时合金的室温和高温抗拉强度都达到最高值,分别为238MPa和182MPa,比单独加入质量分数0.4%铒时分别提高了30%和21%。     

Y对ZA84镁合金显微组织和力学性能的影响

利用金相显微镜、电子万能试验机、扫描电镜和X射线等手段,研究了添加Y含量(0%～1.5%)对铸态Mg-8Zn-4Al-0.3Mn合金的显微组织和力学性能的影响。结果表明,随稀土元素Y的加入,合金的铸态组织的变化趋势为先细化后粗化。适量稀土元素Y(0.5%)的加入使ZA84镁合金的组织明显细化,网状的τ-Mg32(Al,Zn)49相变成颗粒状。当Y含量0.5%时,网状的τ-Mg32(Al,Zn)49相重新出现,组织又逐渐粗化。合金的硬度值随Y含量的增加先升高后降低,且Y含量1.0%时达到最大值。稀土Y的加入,以固溶形式和形成强化相2种方式极大改善了合金的力学性能。当Y含量为0.5%时,获得最佳室温和高温力学性能,其常温抗拉强度和高温抗拉强度分别为206MPa和182MPa。与基体合金相比,分别提高了15%、14.4%。     

Zn对医用Mg-Mn合金显微组织的影响

Mg合金具有可降解性、生物学特性和力学相容性等一系列特性,是一种极具发展潜力的新型可降解生物医用材料。本文采用真空气氛保护金属型Mg-Zn-Mn合金,通过金相组织观察和硬度试验,研究了合金的性能。结果表明:纯Mg中添加合金元素Zn和Mn可显著地细化晶粒,Zn含量的变化对Mg合金晶粒尺寸影响较小;Mg合金硬度随着Zn含量的增加而提高,并且Zn具有较好的固溶强化效果;Mg合金固溶处理后,晶粒发生一定程度上的长大,Mg合金硬度随Zn含量的增加而提高,这说明固溶强化的效果强于晶粒粗化而造成的力学性能降低。     

自制覆盖剂在熔炼含铈AZ91D镁合金中的使用效果

开发了镁合金用变质处理和防氧化功效合二为一的新型覆盖剂,采用热分析仪、光学显微镜、力学性能试验机、X射线衍射仪等研究了自制NRJ覆盖剂对熔炼含铈AZ91D镁合金铸态显微组织和力学性能的影响,并与传统RJ2覆盖剂进行了对比。结果表明:含铈AZ91D镁合金采用NRJ覆盖剂熔炼后,合金组织中Mg_(17)Al_(12)相得到了细化,晶内出现了Al_4C_3形核质点,促进了基体晶粒细化;合金的抗拉强度、屈服强度及伸长率分别提高了36%,32%和146%,且拉伸断口中韧窝更多、更深;防氧化性能比用传统RJ2覆盖剂的更好。     

LY12M铝合金板同步冷却热拉伸后的组织与性能

对LY12M铝合金板进行同步冷却热拉伸试验,随后进行固溶时效处理,利用光学显微镜和拉伸试验机对其显微组织和力学性能进行了研究。结果表明:对LY12M铝合金板进行同步冷却热拉伸并固溶时效后,合金中强化相弥散均匀、尺寸细小,其抗拉强度和屈服强度均提高了150%～200%,固溶保温时间长的强化效果较好;同步冷却热成型工艺同样适用于铝合金。     

微量锆元素对激光选区熔化成形AlSi10Mg合金组织及性能的影响

采用激光选区熔化技术制备添加不同质量分数(0～0.5％)锆元素的AlSi10Mg合金,并进行了固溶时效处理,研究了锆元素对合金组织及性能的影响.结果表明:热处理前合金均主要由α-Al相和共晶硅相组成,添加锆后合金中生成ZrAlSi相,随着锆添加量的增加,α-Al相和共晶硅相先细化后粗化,在锆质量分数为0.3％时细化效果...     

碳纳米管增强镁基复合材料的组织与力学性能

在Mg-1.3Mn-1.0Ce-4.0Zn合金熔体中加入质量分数为0~1.5%的碳纳米管(CNTs),采用搅拌铸造法制备了碳纳米管增强镁基复合材料,研究了复合材料的组织和力学性能,并探讨了复合材料的强韧化机制。结果表明:CNTs能细化基体合金的晶粒尺寸,改变晶粒形貌及第二相的分布特征;随着CNTs添加量增大,复合材料的室温强度、断口伸长率和硬度均呈先增大后减小的趋势;当CNTs的质量分数为0.5%时,室温强度、断后伸长率和硬度最高,分别为212.2 MPa,21.1%和55.0HBW,较基体合金的分别增加了8.5%,37.5%和10%;复合材料的强韧化机制包括增强相强化、第二相强化和细晶强化,而晶粒细化、CNTs的润滑作用及对裂纹的阻碍作用是复合材料塑性提高的主要原因。