喷射成形过共晶Al-Si合金组织、性能的研究进展

过共晶Al-Si合金作为最具代表性的喷射成形材料在轻质、耐热、耐磨结构件,尤其是发动机缸套的工业化生产方面,已获得大量的应用。目前商用化的过共晶Al-Si合金在热稳定性和高温性能方面的不足已成为开发高性能发动机的限制因素,因而也成为近年来各研究机构的主要研究方向。用Fe,Mn,Cr为主的合金化代替传统的以Cu,Mg为主的合金化,使Al2Cu,Al2CuMg等强化相被稳定性更高的α-Al(Fe,TM)Si相所代替,达到了组织和室温、高温性能的双重优化,制备出继PEAK和OSPREY公司之后开发的可应用于更高性能发动机缸套部件的新型过共晶Al-Si合金。     

Al-Si过共晶合金拉伸断裂过程的研究

以铸造Al-Si过共晶合金为研究对象,采用现场金相显微镜对Al-Si过共晶合金的断裂过程进行观察,探讨了两相合金的断裂机理。试验发现：Al-Si过共晶合金的断裂首先发生在先析Si相的凹角处,随着外力的增加,裂纹向先析Si相内部进行扩展,达到相界处时改变方向,沿着Al-Si两相的相界进行扩展。分析认为：Al-Si两相合金中,相界的结合强度最弱,裂纹的扩展是择弱进行的。     

离心铸造过共晶Al-Si 合金自生表面复合材料

采用热模金属型工艺, 离心铸造过共晶Al-Si 合金, 获得了外层或外层和内层富集初晶Si, 其余部分为共晶组织构成的自生表面复合材料。分析了复合材料的形成过程, 考察了复合材料的组织、硬度和耐磨性。     

A1-Si过共晶合金拉伸断裂过程的研究

以铸造Al-Si过共晶合金为研究对象,采用现场金相显微镜对Al-Si过共晶合金的断裂过程进行观察,探讨了两相合金的断裂机理。试验发现:Al-Si过共晶合金的断裂首先发生在先析Si相的凹角处,随着外力的增加,裂纹向先析Si相内部进行扩展,达到相界处时改变方向,沿着Al-Si两相的相界进行扩展。分析认为:Al-Si两相合金中,相界的结合强度最弱,裂纹的扩展是择弱进行的。     

喷射成形技术制备高性能铝合金材料

采用喷射成形技术制备了过共晶Ａｌ－Ｓｉ系高强耐磨铝合金和Ａｌ－Ｚｎ系（７０００系）超高强铝合金,并对上述喷射成形材料的组织、性能进行了研究。结果表明,喷射成形材料与传统铸造材料或铸造变形加工材料相比,基本组织被显著细化、析出相尺寸更为细小且分布更加均匀、各种析出相的宏观和微观偏析得到了有效控制,从而使其各项力学性能得到了明显的提高。还同时介绍了上述喷射成形高性能铝合金在工业发达国家中的大规模应用情况,以及我国的应用开发现状。     

初始Si含量对离心法制备过共晶Al-Si合金FGM中初晶硅分布的影响

很多实验表明,Si含量不同导致离心法制备过共晶Al-Si合金梯度功能材料(FGM)中初晶硅分布内外侧不同。为了解释这一实验现象,通过理论分析,提出存在一临界初始含量和临界析出温度的观点。分析表明:当Si含量低于临界含量和析出温度低于临界析出温度时,过共晶Al-Si合金析出的初晶硅密度小于残余合金熔液密度;当Si含量高于临界含量时,在临界温度以上合金析出的初晶硅密度大于合金熔液密度,临界温度以下合金析出的初晶硅密度小于合金熔液密度。这导致了离心法制备不同初始Si含量的过共晶Al-Si合金FGM中初晶硅分布于内外侧不同。最后采用实验进行了验证。     

直流电场对Al-Si共晶合金凝固组织的影响

研究了直流电场作用下Al Si共晶凝固组织的变化。试验结果表明:电场作用改变了共晶Si的生长形态,随着电流密度的增加,共晶Si的形态经历一次细化的过程。初步分析了电场作用造成上述结果的机理。     

亚共晶Al-Si合金细化及变质的研究现状与发展

本文介绍了亚共晶 Al- Si常用的细化剂和变质剂 ,分析和概括了现有的一些细化理论 ,如“包晶反应”、“颗粒理论”、“晶体增殖理论”、“超形核理论”,及变质理论 ,并简要讨论了化学细化法制备半固态亚共晶 Al- Si合金。     

过共晶铝硅合金半固态挤压铸造近终成形技术研究

研究了AI-Si(质量分数为24.3%和AI-Si(质量分数为29.2%)合金在机械搅拌作用下初晶硅形貌变化的工艺参数,半固态料坯的制备方法和半固态挤压成形的工艺方法.实验结果表明:605℃是该成分范围的过共晶铝硅合金合适的半固态搅拌温度,在该温度下恒温搅拌50min可有效地改变板条状初晶硅的形态,获得平均直径为200μm的球状化的初晶硅;在上述优化的半固态工艺条件下采用挤压铸造工艺获得了优质的近终成形圆盘形零件.     

共晶Al-Si自生复合材料在直流磁场作用下的组织形成规律

在直流磁场作用下制备了Al-Si共晶自生复合材料,其组织发生共晶分离,在试棒外表层形成硅的富集层,其厚度随磁感应强度的增大而增加。探讨了直流磁场对自生复合材料微观组织形成规律的影响机理。      

喷射成形铝硅合金电子封装梯度材料的研究进展

高硅铝合金电子封装材料以其良好的热物理性能与力学性能,越来越受到材料和电子封装行业研究者的重视,但是其焊接性能与机械性能不理想。铝硅合金梯度板材可解决电子封装材料低膨胀与高机械性能的矛盾,其高硅端热膨胀系数低,导热好,适于裸集成电路;低硅端机械性能高,可焊接,便于精加工和封装,是未来武器装备高集成电路封装构件重要的备选材料。针对这类材料的制备问题,提出了双金属一步式喷射成形技术的概念,并对喷射工艺参数进行了初步的探索研究。2个沉积器的间距可以影响复合板材的外形轮廓与内部硅成分的梯度分布,模拟结果显示间距大于等于40 mm时,出现台阶而且成分变化有突变。     

直升机轮毂材料用喷射成形7055铝合金性能

目的 研究一种新型直升机轮毂用材料。方法 采用喷射成形工艺制备了7055铝合金轮毂,与传统2A14铝合金材料对比分析,分析了其组织结构（晶向结构、致密度等）、宏观性能（抗拉强度、屈服强度等）、静压试验以及L-T方向断裂韧性等。结果 喷射成形7055铝合金组织为细小的等轴晶组织,合金相均匀弥散分布,无宏观偏析、疏松、孔洞等铸造缺陷,其抗拉强度比传统2A14铝合金高出33.3%,承载能力高出39.4%。结论 喷射成形7055铝合金,可有效替代2A14等传统直升机轮毂材料,改善轮毂的稳定性和安全性,推进轮毂材料的国际化水平。     

喷射成形技术产品的研究现状

喷射成形是一种快速凝固近终成形材料制坯技术，利用该技术制备的材料具有优异的性能，喷射成形技术产品在特定的领域中正在逐步取代一些传统材料，简要阐述了喷射成形技术和产品的研究发展现状。     

喷射沉积连续挤压Al-20Si合金的微观组织及磨损性能

喷射沉积连续挤压技术是由喷射成型和连续挤压复合而成的新技术。本试验采用自制的喷射沉积连续挤压设备,在多种过热度条件下完成了Al-20Si合金的喷射沉积连续挤压试验,获得了8mm的铝合金杆件制品,分别对其显微组织和摩擦磨损性能进行研究。结果表明:喷射沉积连续挤压工艺可有效抑制初生硅的形核和生长,制备的铝硅合金中初生硅的尺寸约3~8μm,较铸态组织有明显细化,使得其耐磨性能提升1~2倍;随过热度的增加,喷射沉积连续挤压铝硅合金中初生硅的尺寸不断减小且分布更加弥散,使得合金的耐磨性更加优良。     

Zr对过共晶铝硅合金中初生硅组织的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等实验手段,研究了质量分数为1%、3%和5%的Zr对Al-20Si铝合金铸态组织的影响。结果表明,随着Zr质量分数的增加,初生硅颗粒尺寸逐渐变大。加入Zr后,反应生成了AlSi4Zr5,毒化了形核核心,使晶粒长大;同时Zr使初生硅周围分枝状的α-Al"晕圈"形成充分,减小了对初生硅生长的抑制。     

电磁场对A1-18%Si过共晶合金初晶Si相形貌的影响

研究了交流电场、直流磁场和二者复合产生的电磁振荡对A1-18%(质量分数)Si过共晶初晶Si相形貌的影响。结果表明:交流电场、直流磁场和电磁振荡都使合金初晶Si相的大小经历了一次细化过程,交流电场使Si原子有序偏聚团的尺寸和数目发生改变,增大形核率,细化初晶Si相;直流磁场通过电磁制动效应抑制了初晶Si相的形核与长大;电磁振荡细化作用是通过减弱合金的成分过冷和温度梯度从而增大过冷度实现的。三者相比,在电磁振荡的作用下初晶Si相更为细小。     

快速凝固/粉末冶金(RS/PM)高硅铝合金材料的研究

采用冷压 +热挤压工艺制备快速凝固高硅铝合金材料 ,并探讨了挤压温度、保温时间、挤压比等工艺参数对材料组织及性能的影响 .研究结果表明 ,与高硅铝合金铸造材料相比 ,本研究所制的材料硅相尺寸得到了显著细化 ,且分布更为均匀 ,材料的抗拉强度和延伸率有明显的提高 .采用光学金相显微镜、SEM、XRD等手段对快速凝固高硅铝合金粉末及大块材料的微观结构及相组织进行了深入研究 .     

固体雾化铝硅合金的粉末特性

固体雾化是一种新型的制粉方法 ,通过改变雾化介质来改善雾化效果。本文利用固体雾化方法制备了共晶铝硅合金 ,并与在相同条件下的普通气体雾化的同种粉末作了比较 ,发现采用固体雾化法制备的粉末细 ,粒度分布窄 ,冷却速度高