熔体处理和双向电磁搅拌复合快速制浆技术

分析了中间合金微细粉末熔体处理工艺和双向电磁搅拌工艺中,Al-5Ti-B合金粉末粒度、粉末加入量、加入温度、静置时间、中间合金加入顺序、单向旋转时间、电源频率、浇注温度和搅拌时间等工艺参数对A356合金半固态浆料的组织和制备效率的影响规律及其原因,开发出适合于铝合金的熔体处理 双向电磁搅拌半固态浆料复合制备技术。结果表明:该技术可在20~25 s内制备出α(Al)的形状因子约为0.85、晶粒尺寸为70~80μm(空冷尺寸)的A356合金半固态浆料。     

熔体处理对A356合金半固态浆料组织的影响

研究了熔体处理对A356合金半固态浆料组织的影响，结果表明，适当的熔体处理工艺具有一定的生成非枝晶组织的作用，但很难实现半固态浆料的快速制备；“熔体处理＋双向电磁搅拌”复合技术具有较高的浆料制备效率，为流变成形的制浆提供了可能。同时，优化出A356合金的最佳熔体含量（质量分数），即0．6％的Al-5Ti-B和0．4％的A1-10Sr。     

A356.2合金半固态浆料的在线制备技术

利用自行研制的双向多级速电磁搅拌装置,研究“熔体处理 双向电磁搅拌”半固态浆料复合制备技术。结果表明:该技术制备浆料效率较高,可实现A356.2合金半固态浆料的在线制备。在冷速较快的情况下,降低浇注温度可以大大缩短半固态浆料的制备时间;在冷却速度较快、搅拌速度较低的情况下,提高搅拌频率不但有助于改善晶粒形貌,而且具有相当的晶粒细化作用。选取如下技术参数:加入0.03%Ti(Al-5Ti-B)(质量分数)和0.04%Sr(Al-10Sr)进行熔体处理、正反无间歇双向搅拌、浇注温度640℃、搅拌频率25~30 Hz、输出电压220 V、单向搅拌时间5 s、搅拌时间67 s,可获得形状系数大于0.8、初生晶粒尺寸在80~90μm之间的A356.2半固态浆料。     

转管倾斜角度对半固态A356合金组织的影响

采用自制的低转速输送管半固态浆料制备装置制备A356半固态浆料,研究了转管倾斜角度对半固态A356合金组织细化及圆整的影响,模拟了金属熔体在转管内的流动形态,并分析了转管倾斜角度对A356合金组织影响机理。结果表明,在浇注温度和转管转速一定时,转管倾斜角度对A356合金组织有显著影响。转管倾斜角度在20°~40°区间内能够获得理想的近球形半固态浆料微观组织。转管倾斜角度为25°时得到的A356组织晶粒平均等效直径为45μm,绝大部分晶粒形状因子在0.8以上,具有良好的晶粒细化和圆整效果。     

镁合金细化剂Al-5Zr-1B合金的组织与细化性能

采用K2ZrF4和KBF4混合粉末与铝熔体直接反应制备镁合金晶粒细化剂Al-5Zr-1B合金,利用光学显微镜、X射线衍射仪和扫描电镜,研究了Al-5Zr-1B合金的显微组织及其对纯Mg和AZ31镁合金的晶粒细化作用。结果表明:Al-5Zr-1B合金中含有大量细小的ZrB2粒子,平均尺寸为0.2μm,ZrB2粒子作为异质形核核心使纯Mg和AZ31镁合金晶粒得到细化。随着Al-5Zr-1B合金添加量的增加,纯Mg和AZ31镁合金的晶粒尺寸逐渐减小。添加0.3%(质量分数)的Al-5Zr-1B合金,可使纯Mg晶粒从1400μm细化到120μm。添加0.6%的Al-5Zr-1B合金,可使AZ31镁合金晶粒从170μm细化到45μm。     

熔体处理工艺对A356.2合金半固态浆料组织的影响

利用自行研制的双向多级速电磁搅拌装置,研究了"熔体处理+双向电磁搅拌"半固态浆料复合制备技术的可行性.结果表明在电磁搅拌前进行适当的熔体处理,可较大地提高A356.2合金半固态浆料的制备效率;同时,如果没有其他工艺辅助,仅仅依靠常规细化剂和变质剂的物理化学作用来实现半固态浆料的制备,是十分困难的.最后采用正交试验法优化出A356.2合金的中间合金的最佳加入量(质量分数),加入Al-5Ti-B和Al-10Sr中间合金,使A356.2合金的Ti的含量为0.03%,Sr含量0.04%时为最好.     

Al-5Ti-B和稀土Y复合添加对A356合金半固态凝固组织的影响

采用稀土Y及Al-5Ti-B中间合金对A356铝合金进行细化处理,并用低温浇注技术制备半固态坯料.研究了单独添加Al-5Ti-B和稀土Y以及两者复合添加时对A356铝合金半固态凝固组织的影响.研究结果表明,Al-5Ti-B和稀土Y对A356铝合金半固态初生相的形貌及尺寸均有不同程度的改善.将两者复合添加时,可显著提高合金中初生相的形貌及尺寸,得到细小、圆整且分布均匀的半固态组织,其添加量的最佳组合为0.02％的Ti与0.5％的Y.探讨了两者复合添加对合金凝固组织的细化机理.     

电磁搅拌对Al-5Ti-B中间合金组织及细化效果的影响

研究了电磁搅拌对Al-5Ti-B中间合金组织、成分及细化效果的影响,并在不同的温度下利用DSC对Al-5Ti-B中间合金及其细化后的纯铝的凝固和熔化过程进行了差热分析。分析了两组合金中Ti Al_3及Ti B_2的相变过程,并在此基础上提出可能的晶粒细化机理。结果表明:在浇注前对熔体施加电流为220 A的电磁搅拌10 min,可使熔体的洁净度大幅提升,并且使Al-5Ti-B中间合金的Ti B_2相均匀分布于Al基体上,在此工艺条件下制备的Al-5Ti-B中间合金可将纯铝晶粒细化至390μm左右。Al-5Ti-B中间合金以2℃/min凝固时发生了包晶反应;而Al-5Ti-B中间合金细化后的纯铝在相同温度下凝固时,没有发生包晶反应。合金熔体中的Ti浓度低于0.15%时,即使在平衡状态下凝固也不能发生包晶反应,即包晶反应由冷却速度和Ti浓度共同决定。     

Al-3Ti-1B-0.2C中间合金对A356合金的晶粒细化行为

对比了Al-5Ti-0.4C、Al-5Ti-1B及Al-3Ti-1B-0.2C中间合金对A356合金的晶粒细化行为.发现在730℃时,加入0.2%的Al-3Ti-1B-0.2C中间合金,可以使A356合金的晶粒尺寸由1000 μm以上细化至175 μm左右,保温60 min内,细化效果稳定,其细化能力明显优于Al-5Ti-1B和Al-5Ti-0.4C中间合金,且该中间合金的加入不影响Sr对共晶Si的变质效果.与Al-5Ti-1B中间合金细化后的A356合金相比,经Al-3Ti-1B-0.2C中间合金细化后的A356合金室温抗拉强度和伸长率分别提高了5.18%和15.98%.     

粉末压制Al-5Ti-1B合金的显微组织与晶粒细化性能

采用气雾化工艺制备Al-5Ti-1B合金粉,然后压制成Al-5Ti-1B合金,研究了粉末压制Al-5Ti-1B合金的显微组织与晶粒细化性能,并与铸造Al-5Ti-1B合金进行了比较。结果表明:气雾化快速凝固可以抑制TiB_2粒子的团聚和细化TiAl_3相,使TiB_2粒子和TiAl_3相均匀分布在粉末压制Al-5Ti-1B合金的α(Al)基体上。在纯铝熔体中添加0.2%(质量分数)的粉末压制Al-5Ti-1B合金并保温2 min,可使纯铝的晶粒组织从粗大的柱状晶细化为平均直径为183μm的等轴晶。保温时间延长至180 min,纯铝的晶粒平均直径仍保持在229μm。与铸造Al-5Ti-1B合金相比,粉末压制Al-5Ti-1B合金具有更强的晶粒细化能力和抗细化衰退能力。     

钴对Ag—Cu—Pd合金钎料性能的影响

研究结果表明,在Ａｇ－Ｃｕ－Ｐｄ合金钎料中添加０．２－１．０ｗｔ％Ｃｏ后,对钎料的物理性能,电学性能以及力学性能无明显影响,但对ＢＡｇ６５ＣｕＰｄ钎料在某些母材上过度的铺展性确有显著地抑制作用,Ａｇ６５Ｃｕ２０Ｐｄ１５－ｘＣｏｘ钎料可以部分地取代电子器件中的金基纤料。     

微量Mn和Sr联合添加对Al-Mg-Si合金组织的影响

试验研究了微量Mn和Sr元素联合添加对Al-Mg-Si合金的微观组织的影响。试验结果表明:联合添加Mn和Sr元素后,Al-Mg-Si合金的再结晶行为在挤压过程中得到部分抑制。在均匀化处理后合金组织中的粒状结晶相呈链状分布。组织中的AlFeSi相以细小的圆点状形貌存在,以圆滑的边缘延伸至基体,有利于减小晶内应力集中,提高合金性能。     

Ti-Ni形状记忆合金多阶段可逆相变的类型及其演化过程

用示差扫描量热仪(DSC)和部分热循环分析法研究了350-800℃退火态和300-500℃时效态Ti-(50.2-50.8)Ni(原子分数,%)形状记忆合金多阶段可逆相变的类型及其演化过程.结果表明,这些合金发生R和马氏体两种可逆相变,相变可以一阶段完成,也可以多阶段完成.时效态合金的相变比退火态复杂,时效温度越低相变越复杂.若用DSC曲线上冷却相变峰数/加热相变峰数表示相变类型,则退火态和时效态合金冷却/加热时可以发生1/1,2/1,2/2,3/2和3/3等类型的相变.给出了各类相变发生的热处理工艺.多阶段可逆相变是一个渐变过程,在冷却相变峰的温度区间进行部分热循环时,随冷却停止(加热开始)温度降低,逆相变峰温度降低.     

TiFe_xCr_yMn_z系贮氢合金研究

研究了TiFe_xCr_yMn_z系合金在1.5MPa氢压下活化吸氢的贮氢特性,并对Cr,Mn改善活化性能的原因进行了讨论。结果表明,加入Cr,Mn后形成的第二相具有较高的活性,可作为吸氢择优途径,TiFe_xCr_yMn_z系合金是有希望的低压贮氢合金系列。     

合金元素对镁及镁合金腐蚀性能影响

由元素的化学电化学等多项参数论述了元素在镁及镁合金中的腐蚀特点,并对镁及其合金在不同环境、介质中的腐蚀数据进行了分析,为镁及镁合金进行合金化强化力学性能的同时提供相关元素腐蚀方面的依据。     

触变成形AZ91D镁合金腐蚀过程中表面合金元素浓度变化分析

通过EPMA-1600电子探针对触变成形AZ91D镁合金在3.5%NaCl溶液腐蚀过程中表面主要合金元素浓度变化进行跟踪分析。结果表明:表面合金元素浓度的变化与合金元素所处的区域有关,在整个腐蚀表面上,Mg浓度随腐蚀的进行而降低,Al浓度升高;其中,原液相区Al浓度升高幅度最大。这是因为在β相(Mg17Al12)表面析出H2的扰动破坏了共晶α相表面腐蚀产物成膜的稳定性,使得共晶α相因无法得到腐蚀产物膜的保护继续腐蚀;Zn主要以固溶方式随β相凝固,作为腐蚀电池的阴极,在腐蚀过程中浓度基本不变化。     

触变成形AZ91D镁合金腐蚀过程中表面合金元素浓度变化分析

通过EPMA-1600电子探针对触变成形AZ91D镁合金在3.5%NaCl溶液腐蚀过程中表面主要合金元素浓度变化进行跟踪分析.结果表明：表面合金元素浓度的变化与合金元素所处的区域有关,在整个腐蚀表面上,Mg浓度随腐蚀的进行而降低,Al浓度升高;其中,原液相区Al浓度升高幅度最大.这是因为在β相（Mg17Al12）表面析出H2的扰动破坏了共晶α相表面腐蚀产物成膜的稳定性,使得共晶α相因无法得到腐蚀产物膜的保护继续腐蚀;Zn主要以固溶方式随β相凝固,作为腐蚀电池的阴极,在腐蚀过程中浓度基本不变化.     

快淬非晶合金制备态磁各向异性研究SCIEI

本文详细研究了铁基、铁镍基和钴基非晶合金条带制备态的平面磁各问异性。测定了退火前后试样中各向异性的变化及各向异性常数K_(us)随温度的变化,得出K_(us)(T)∝M_s^2(T)关系,由此得出平面磁各向异性由应力各向异性和表面形状各向异性两部分组成。     

新型半固态铝合金设计与优化选择研究

结合半固态加工基本原理利用热力学计算方法设计出了新型半固态铝合金主成分Al-6%Si-2%Mg,利用实验方法优化选择了微量元素Zr、Sr。结果显示,合金中Zr含量为0.10￣0.14%,Sr含量为0.02￣0.04%的新合金AlSi6Mg2表现出良好的半固态组织和力学性能。     

添加硅钙合金对AM60镁合金耐腐蚀性能的影响

利用化学浸泡实验法和电化学测试法研究了添加硅钙合金对AM60镁合金耐腐蚀性能的影响。结果表明,硅钙合金加入后细化了AM60合金的显微组织、形成了新的耐腐蚀相—Mg2Si相、使β-Mg17Al12相的含量增多,从而使合金的腐蚀电位正移、腐蚀电流密度和腐蚀速率降低,合金的耐腐蚀性得到有效改善。