高性能结构材料

一种新型铝合金产品在渝研制成功 由重庆汽车研究所和长安汽车股份有限公司共同研制开发的铸态铝合金产品通过了重庆市科委的技术鉴定。 铸态铝合金是近年来世界各国投入研制开发较多的一种新型铝合金产品,它主要用于汽车、摩托车以及其他精密机械铝合金铸造零部件。铸态铝合金质量轻、强度高、形变小、刚性好、能耐高温、耐腐蚀。与传统铝合金相比,该产品可在铸态下直接使用,不需进行热处理工序,克服了一般铝合金产品热处理的时间长、温度高、耗电量大,薄壁件热处理时变形和发生裂纹等缺点。该产品填补了我国铸态铝合金系列新材料的空白,并已向中国专利     

高硬度Mg-5Al-2Sn-5Ca镁合金在铸态与热处理后的蠕变行为

本工作借鉴MRI230D合金的设计思路,通过添加Al、Ca、Sn等元素,采用普通铸造工艺制备了一种新型的Mg-5Al-2Sn-5Ca镁合金。使用XRD衍射仪、扫描电子显微镜对样品进行表征,采用图像处理显微维氏硬度计和蠕变试验机测试合金在铸态与热处理后的力学性能。研究结果表明:该合金由α-Mg、Al_2Ca、Mg_2Ca、CaMgSn相组成;铸态及经热处理后(热处理态)的合金晶界处均分布着连续的骨架状相,具有较高的维氏硬度,且热处理态合金的晶粒内部有微小颗粒状相析出;在520℃,该合金才发生相变,说明合金具有较高的耐热性能。分别在50 MPa/200℃下对铸态合金和热处理态合金进行蠕变试验,结果发现,相比于铸态合金,经热处理后合金的总蠕变时间延长至540 h,蠕变总量降低了0.001%,但在100 h时的蠕变量减少了0.030%。对比其他研究者的蠕变数据可知,在相同条件下,该铸态合金的蠕变性能远优于MRI153镁合金;热处理后的合金在50 MPa/200℃的蠕变断裂时间也长于A380铝合金。     

基于不同原始组织预设变形第四代单晶高温合金的再结晶行为

第四代单晶高温合金标准热处理试样和铸态试样压痕后分别在1100,1150,1200,1250,1300℃和1340℃退火处理,采用光学显微镜、扫描电镜、电子背散射仪研究不同条件的再结晶组织。结果表明:1100,1150,1200℃退火处理后,标准热处理试样和铸态试样都出现胞状再结晶。1250℃退火处理后,标准热处理试样和铸态试样都为混合再结晶。1300℃退火处理后,标准热处理试样再结晶组织全部为等轴再结晶,而铸态试样仍为混合再结晶。1340℃退火处理后,标准热处理试样和铸态试样都形成了等轴再结晶。随着退火温度升高,标准热处理试样和铸态试样的再结晶层深度明显增加,标准热处理试样再结晶深度明显大于铸态试样,相同条件下标准热处理试样的再结晶晶粒更容易长大。再结晶与基体的界面为小角度晶界、大角度晶界,而再结晶晶粒之间为小角度晶界、大角度晶界和孪晶界。孪晶在单晶高温合金再结晶的过程中发挥了重要作用。     

非连续增强LY12复合材料蠕变机制研究

研究了应力、温度和热处理对22vol%莫来石短纤维增强LY12复合材料性能的影响,实验采用铸态、退火态和T4处理复合材料,三种状态下复合材料的抗蠕变性能均高于基体材料LY12铝合金.文中提出一种复合材料的蠕变机制:在低应力阶段,复合材料的蠕变受位错的攀移过程所控制;在高应力阶段,复合材料的蠕变受增强体与基体的界面所控制.用TEM分析了材料的界面.     

电磁铸造铝合金的疲劳性能及差热分析

使用扫描电镜，透射电镜，X射线衍射仪和差热分析仪等设备对比观察阳性磁铸造和普通连续铸造2024铝合金铸态及热处理状态的显微组织和力学性能。与普通连续铸造铸锭相比，电磁铸造铸锭的铸态及热处理状态的力学性能都有提高。通过观察差热分析曲线发现，电磁铸造试样具有较高热焓。说明其在加热过程中有更多沉淀强化物形成。而普通连续铸造铸锭尽管经过热处理仍然不能达到电磁铸造试样的性能。     

制备工艺对（LaCe）1.0（NiCoMnAl）5.2高功率贮氢合金微观结构及电化学性能的影响

对铸态(LaCe)1.0(NiCoMnAl)5.2高功率合金采用热处理、快淬、快淬+热处理的工艺进行处理。合金通过XRD、SEM、EDS等分析发现无论是铸态还是快淬态合金通过热处理后其相组成和成分组成都变得更加均匀。电化学测试结果表明,不同制备工艺对合金的活化性能无明显影响。铸态合金表现出良好的高倍率性能,其1、3、5和10C HRD分别达到95%、76%、72%和35%。热处理后的铸态合金的循环性能提高,但合金的高倍率性能降低。快淬使合金的各项性能均降低,快淬态合金通过热处理后循环性能显著提高,50次容量保持率达到96.7%,其高倍率性能和铸态合金相当。     

热处理对Al2O3f+Cf/ZL109混杂复合材料干滑动摩擦磨损性能影响的统计学研究

利用挤压铸造法制备了Al₂O_3f+C_f/ZL109短纤维混杂增强金属基复合材料,并利用统计学方法对比研究了在滑动速度为0.837 m/s、压力为196 N的条件下热处理对该混杂复合材料干摩擦磨损性能的影响。研究结果表明:铸态和热处理态复合材料的磨损率和摩擦系数均服从正态分布,铸态复合材料的磨损率和摩擦系数均值都大于热处理态复合材料,热处理有利于复合材料摩擦磨损性能的提高。铸态复合材料的磨损机制主要为犁沟磨损和层离,热处理后复合材料抗层离的能力增强,磨损机制主要为轻微的犁沟磨损。     

循环热处理细化一次锻造的Ti-46Al-8.5Nb-0.2W合金组织

铸态ｕ－ＴｉＡｌ合 过一次包套锻造后,铸态组织往往不能完全碎化,且组织极不均匀,为了彻底碎化铸态组织,铸态合金往往要经过多次包套锻造,这样不公工艺复杂,锻造成本高,而且合金收得率低。Ｔｉ－４６Ａｌ－８．５Ｎｂ－０．２Ｗ（ｒ（Ｂ）／％）合金的一次包套锻造组织的循环热处理工艺进行了研究,并成功细化了该合金不均匀的一镒包套锻造组织,这对进一步改善钛铝合金包套锻造工艺具有现实的意义。     

等径角挤压对Al-Cu-Mg-Ag合金组织性能的影响

为研究大塑形变形对耐热铝合金的作用,采用铸冶金工艺制备了新型的Al-Cu-Mg-Ag耐热铝合金,通过显微组织观察、差热分析及硬度测试等方法,研究了等径角挤压对耐热铝合金显微组织与力学性能的影响.结果表明:通过对挤压态的Al-Cu-Mg-Ag耐热铝合金在固溶淬火后时效前进行等径角挤压变形,可获得晶粒尺寸低于2μm的块体超...     

热处理工艺对Mg-3Zn-0.6Zr合金组织和性能的影响

本工作采用的热处理工艺分为均匀化处理及固溶处理,通过金相显微镜、扫描电镜、能谱分析、X射线衍射分析、压缩试验和硬度测量等多种实验方法,研究Mg-3Zn-0.6Zr合金铸态和热处理态的组织及性能。研究发现,均匀化处理后,铸态合金晶粒细化,抗压强度提高到338.3 MPa;固溶处理后,铸态合金中的MgZn第二相逐渐溶解到α-Mg基体中,抗压强度提高到431.1 MPa。最后,确定了最佳热处理工艺为:固溶处理温度400℃,保温8h,水冷。     

车身制造中的铝合金板热处理-冲压一体化技术

随着能源和环境问题日益严峻,对汽车轻量化的需求愈发强烈,高比强度铝合金板在车身中的应用成为重要发展方向.铝合金板在室温下较低的成形性促使人们将各种成形技术引入到汽车制造领域.本文简述了适用于铝合金板件小批量生产的超塑性成形和板材液压成形等特种成形技术,重点介绍了适用于铝合金构件大批量生产的热处理-冲压一体化技术,包括带中间退火-冲压一体化技术、温冲压、W态下冲压和热冲压,阐明了它们的发展历史和现状,指出铝合金板热处理-冲压一体化技术控形控性的关键,最后比较了不同技术的优缺点,并展望了铝合金板冲压技术未来应重点开展的工作.     

铝合金晶粒细化剂的研究现状与分析初探

文章在叙述铝合金熔体处理剂应用现状与细化机理的基础上，分析了稀土添加剂、Al-Ti-B中间合金细化剂以及Re-Al-TiB中间合金对铝合金铸态组织的影响，接着对复合添加剂稀土铝钛碳中间合金作了应用研究。结果表明：稀土铝钛碳的细化效果显著、抗衰减能力优越，能合理改善材料的强韧性，是一种高效能新型铝合金处理剂。     

Ni合金化球墨铸铁组织和性能研究

为获得兼具较高强度和良好低温冲击韧性的球墨铸铁铸件,向球墨铸铁中加入质量分数约0.5%的Ni进行合金化,并对其进行中温奥氏体化(880℃+3 h)和低温退火(720℃+4 h)处理.采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)对铸态和热处理态试样的显微组织和冲击断口形貌进行分析;利用万能试验机、布氏硬度计和摆锤式冲击试验机等对铸态和热处理态试样进行了室温拉伸、硬度检测、低温冲击等力学性能测试.结果表明:铸态球墨铸铁的微观组织由珠光体、铁素体和球状石墨及少量的渗碳体组成,其强度、硬度偏高,塑性、韧性较差;热处理态试样中的珠光体向铁素体转变后为铁素体和球状石墨,试样强度、硬度有所降低,塑性、韧性得到明显的改善;铸态试样呈现典型的脆性断裂特征,热处理态试样冲击断口处存在少量韧窝,断裂模式以解理断裂为主,伴有少量塑性变形的韧脆混合断裂,且在-40℃冲击功达到12.4 J;比较铸态与热处理态的冲击断口形貌可知,试样断裂方式由脆性断裂转变为韧脆混合断裂.     

真空感应凝壳熔炼TC4合金的显微组织和力学性能

针对在航空航天等领域有重要应用背景的TC4合金 ,运用水冷铜坩埚真空感应熔炼炉制备了合金铸锭 ,研究了合金在铸态、热处理和热等静压条件下的显微组织和力学性能 .结果表明 ,铸态TC4合金的晶粒粗大 ,基体为大片状α+ β相组织 ,合金的强度较高 ,塑性低 ;合金经热处理 ,尤其经热等静压处理后 ,组织明显细化 ,塑性提高 .     

铝合金局部热处理技术及其在板材成形中的应用发展现状

铝合金因具有密度低、比强度高、耐蚀性好、回收再生性好等诸多优点,在航空航天、汽车等领域获得广泛的应用。然而铝合金的室温成形性较差,常依靠加热辅助其成形,不仅增加制造成本,降低生产效率,而且严重降低产品表面质量,从而限制其在复杂结构零部件以及高端制造领域中的应用。而局部热处理技术能够有效制备具有梯度性能分布的铝合金差性板,可以改善板材的变形行为和与模具之间的接触摩擦作用,实现调控成形过程中材料的流动时序,从而提高铝合金的室温成形能力。本文系统论述铝合金局部热处理技术的工艺原理及特点,对材料微观组织和力学性能的影响规律,快速加热的实现方式及优缺点,热处理路径的选取、加热温度和保温时间等关键技术,以及在实际板材成形中的应用。详细介绍局部热处理软化和硬化对铝合金板材强韧化的作用和调控机制,对比分析局部热处理提高铝合金板材成形能力的实际效果,从而加快推进该技术在我国高端铝制品加工行业中的实践和应用。     

锌铝合金时效处理后硬度降低的原因分析

针对某N型锌铝合金时效处理后硬度降低的问题,对该锌铝合金试样进行了硬度测试、化学成分分析、金相检验、扫描电镜分析、能谱分析、材料热处理性能分析和热处理验证试验。结果表明:该N型锌铝合金是在ZA50型系列锌铝合金的基础上开发得到的,其热处理后硬度降低的主要原因是时效处理的温度过高、时间过长,出现了过时效现象。最后针对该N型锌铝合金的硬度要求,提出了改善措施。     

微量 Sc 对高强铝合金铸态组织性能的影响

目的研究Sc对某7系铝合金铸态组织性能以及对合金主要元素分布情况的影响。方法在某7系铝合金中添加微量Sc,采用金相显微镜、硬度测试等实验方法,研究了合金铸态组织与性能;通过SEM和EDS分析了合金主要元素分布情况。结果添加0.2%的Sc的合金,晶粒尺寸从106μm细化到41μm;Sc的添加使硬度得到了一定程度的改善,增大了Cu元素的枝晶偏析,而对合金基体中Zn和Mg等合金元素枝晶偏析影响不大。结论添加微量Sc,可以得到细小、圆整、均匀的铸态组织,合金主要元素的分布也得到改善。     

金属型铸造Fe_3Al金属间化合物的组织和力学性能

研究了中频感应炉熔炼、金属型冷却制备的Fe3Al铸态及热处理后的组织、力学性能和冲击断裂行为。结果表明:合金的铸态组织为等轴晶,平均晶粒尺寸约为100μm左右;合金经1000℃,15h均匀化退火+炉冷+600℃,1h中温回火+油淬热处理后,晶界得到了细化,晶内和晶界上析出了弥散分布的第二相,合金晶粒尺寸有所长大;XRD及EPMA点扫描分析综合得出弥散相的主要成分为Fe2AlCr,基体主要相组成为Fe2AlCr、Fe3Al、FeAl,晶界处主要相组成为Fe2AlCr和FeCr;热处理后合金的σb提高了46MPa,HRC由铸态时的22.5提高到了26.8,但合金的冲击韧性有所下降;铸态时合金的断裂方式主要以沿晶断裂为主,热处理后合金断口呈沿晶+穿晶的混合型断裂特征。     

稀土对6063铝合金热塑性的影响

采用热扭转试验、扫描电镜和透射电镜观察,研究了混合轻稀土对6063铝合金热塑性的影响规律,探讨了稀土的影响机制。结果表明,在480—560℃的温度范围内,混合轻稀土的加入能显著提高6063铝合金的热塑性;加稀土的 RE6063合金不经均匀化退火,其热塑性就与已均匀化处理的6063铝合金相当。通过组织观察和分析,讨论了稀土提高热塑性和改善铸态、均匀化态组织之间的关系。     

含钪超高强铝合金的研究现状及发展趋势

钪是优化铝合金性能最有效的微量元素,概述了钪对超高强铝合金组织性能的作用机理:细化铸态组织,阻碍再结晶,提高合金力学性能、焊接性能及抗应力腐蚀性能.结合国内外含钪铝合金的研究,指出了今后含钪超高强铝合金的发展趋势.