Zn、Mg、Cu对铸造Al-Zn-Mg-Cu合金强度和热裂性能的影响

采用正交试验,研究了Zn、Mg、Cu3种元素对铸造Al-Zn-Mg-Cu合金力学性能和热裂倾向的影响。结果表明,3种元素对合金的抗拉强度和热裂倾向影响不同。对抗拉强度影响次序为:Zn>Mg>Cu;对热裂的影响次序为Cu=Mg>Zn。在试验范围内,随着Zn含量增加,抗拉强度和热裂倾向增大;随着Cu含量增大,抗拉强度和热裂倾向减少;随着Mg含量增加,抗拉强度先增大后减小,热裂倾向先减小后增大。低熔点晶间共晶组织对抗拉强度和热裂有重要的影响,随着共晶组织数量的增加,强度下降,热裂倾向先减小后增大。     

Mg对6061再生铝合金凝固特性和热裂行为的影响

利用约束杆模具测试不同Mg含量(0.9%,1.0%,1.2%,1.4%和1.7%)对6061再生铝合金热裂敏感性(HTS)的影响,采用双电偶热分析法研究6061再生铝合金凝固行为、凝固过程特征温度等。试验结果表明,合金热裂敏感性随着Mg的加入先减小后增大;在Mg含量为1.2%时,合金有最小的热裂敏感性。Mg的加入促使初生α-Al、Al_(13)Fe_4和α-AlFeSi的析出温度降低,Mg_2Si析出温度升高,合金凝固温度区间ΔT和易脆温度区间ΔT_V均降低。6061再生铝合金热裂是合金在易脆温度区间ΔT_V收缩和共晶反应收缩共同作用的结果。合金Mg含量低时,ΔT_V比较大,凝固收缩应力大导致热裂敏感性大;随着Mg含量增加,ΔT_V减小,凝固末期Mg_2Si相增多,共晶转变收缩量大引起热裂。     

Mg-7Zn-xCu-0.6Zr合金的热裂行为及热分析测试（英文）

通过热分析方法研究Mg-7Zn-x Cu-0.6Zr合金在凝固过程中的显微组织演变。采用具有测力传感器和数据采集系统的约束棒实验装置研究Cu含量(0,1,2和3,质量分数,%)对Mg-7Zn-x Cu-0.6Zr合金热裂行为的影响。Mg-7Zn-xC u-0.6Zr合金的热分析结果表明,该合金主要由α-Mg和Mg Zn2相组成,而含Cu合金有3个潜热释放峰,分别对应α-Mg、Mg Zn Cu和Mg Zn2相。同时,随着Cu含量的增加,α-Mg相的反应温度降低,Mg Zn2和MgZ n Cu相的反应温度升高。热裂实验结果表明,由于添加Cu能提高合金的共晶温度,而缩小凝固温度区间,因此,Mg-7Zn-x Cu-0.6Zr合金的热裂敏感性明显降低。     

化学成分和浇注温度对7A04合金铸造性能的影响

采用水平直棒流动性金属型模具、临界长度法热裂模具、Tatur Test锥形模具分析研究了Mg、Zn、Cu、Ti合金元素和浇注温度对7A04合金铸造性能影响。结果表明：Mg含量提高后，合金流动指数降低、收缩率变大，Mg含量增加到1.01%时，热裂倾向增加，Mg含量继续增加到2.64%，热裂倾向变小；Zn含量提高后，流动性指数增加，收缩率变小，热烈倾向减小；Cu含量提高后，流动指数大幅提高，收缩率增加，热裂倾向减小；Ti含量提高后，流动指数和收缩率均有所提高，热烈倾向明显减小，当Ti含量由0.131%增加到0.20%时，铸造性能变化幅度减小。温度为720℃时，是热裂指数变化转折点。     

Al-Cu-Mg合金凝固过程中低熔点共晶体含量与其热裂敏感性之间的关系（英文）

对三元Al-Cu-Mg合金凝固过程中共晶尤其是低熔点共晶含量与热裂敏感性之间的关系进行系统研究。通过控制Al-Cu-Mg合金中主合金元素Cu、Mg的含量,使合金凝固末期的低熔点共晶体含量不同并对相应的热裂敏感性进行评价。结果表明:凝固末期具有最少量低熔点共晶体的Al-4.6Cu-0.4Mg(质量分数,%)对热裂最为敏感。在残余液体的总量基本相等的条件下,不同合金成分抗热裂性能与低熔点共晶含量密切相关,合金热裂抗性与低熔点共晶体含量密切相关,即:低熔点共晶含量越高,合金的热裂抗性越好。最后,从凝固过程中的补缩、渗透率以及整体黏度方面讨论低熔点共晶显示出良好热裂抗性的潜在机理。     

Ca对Mg-5Al合金热裂敏感性的影响

采用等长热裂试棒法评价Ca对Mg-5Al合金热裂敏感性的影响,通过光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、拉伸实验机和Image-J软件分析合金的热裂机制。结果表明:Ca含量2.5%时,合金热裂敏感性最低;共晶组织对合金热裂敏感性影响明显,单一、充足的共晶组织有利于对初生热裂纹补缩,降低合金热裂敏感性;在凝固末期,若合金力学性能不佳,在树枝晶搭桥区会产生不可补缩热裂纹。     

Fe和Cu对6061再生铝合金凝固行为和热裂倾向的影响

利用双电偶热分析和约束杆模具热裂评价法,研究了Fe和Cu杂质元素对6061再生铝合金凝固特性和热裂倾向(HTS)的影响。结果表明,随着Fe和Cu元素含量的增加,再生铝合金的热裂倾向逐渐增大。Fe元素主要影响再生铝合金初期凝固行为,提高Al13Fe4富铁相的形核温度和含量,促使凝固过程中枝晶搭接完成,阻碍液相流动补缩。Cu元素主要影响再生铝合金末期凝固行为,低熔点Al5Cu2Mg8Si6相显著降低脆性温度区间的下限,并降低固相线附近糊状区强度,导致热裂性能恶化。     

Zn、Mg和Cu元素对Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Er铝合金铸态组织及性能的影响

采用OM、SEM、EDS、XRD、硬度和导电率测试研究了Zn、Mg和Cu元素对Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Er铝合金铸态组织及性能的影响。结果表明:合金的铸态组织均为典型的树枝晶,主要由α-Al基体、粗大的非平衡共晶相(AlZnCuMg四元相)、细小弥散的MgZn_2相及少量的Al_2Cu相组成。随着Zn、Mg和Cu含量的增加,非平衡共晶的数量和体积分数增加,枝晶臂间距变窄,且非平衡共晶相的厚度增加。同时,提高Zn、Mg和Cu元素含量,合金硬度增加,导电率下降,其中Mg含量增加对其影响最大。这些与JmatPro热力学相图计算结果及第二相的理化性能相吻合。     

冲制用7075-O态铝合金薄板的退火工艺

采用力学性能测试和显微组织观察等方法,研究了Zn含量、退火温度和冷却速率对7075-O态铝合金组织与性能的影响。研究结果表明:随退火温度的升高,7075-O态铝合金板材的强度逐渐减小,伸长率先增大后减小;随冷却速率和Zn元素含量的增加,7075-O态铝合金板材强度逐渐增大,伸长率逐渐减小。为满足冲制用7075-O态铝合金薄板的性能要求,应选择Zn含量≤5.6%,最佳退火工艺为410 ℃×3 h炉冷至100 ℃出炉空冷。     

Mg-xZn-2Y合金的热裂敏感倾向性（英文）

采用具有测力传感器和数据采集系统的约束棒实验装置研究Zn含量(0,0.5%,1.5%和4.5%)对Mg-2%Y合金热裂敏感倾向性的影响。实验结果表明,不添加Zn元素的合金热裂敏感倾向性最小。随着Zn含量的增加,Mg-2%Y合金的热裂敏感倾向性增强,当Zn含量为1.5%时达到最大值,然后随着Zn含量的进一步增加热裂敏感倾向性降低。在凝固过程中,由于Mg-1.5Zn-2Y合金具有较大的收缩力下降和凝固收缩力释放率,导致该合金的热裂敏感倾向最大。Mg-xZn-2Y系合金的热裂纹是沿着枝晶或晶界萌生和扩展的。通过ProCAST软件模拟合金的热裂敏感倾向性与实验结果一致。     

Al-(7.8~9.0)Zn-1.6Mg-(1.0~2.2)Cu合金铸态及其均匀化组织

采用光学显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)和扫描电镜(SEM)及其附件能谱仪(EDX)研究Al-(7.8~9.0)Zn-1.6Mg-(1.0~2.2)Cu铝合金的铸态及其均匀化组织。结果表明:该铝合金的铸态凝固组织由α(Al)基体+Mg(Zn,Al,Cu)2非平衡共晶相组成;铸态组织中粗大非平衡共晶组织的体积分数随着Zn含量的增加而增大,且伴随其周围析出的条状、细小Mg(Zn,Al,Cu)2粒子也逐渐增多、粗化;当Cu含量(质量分数)为1.0%、1.4%、2.2%时,铸态组织晶内的独立第二相分别为T(Al2Zn3Mg3)相、S(Al2CuMg)相、T(Al2Zn3Mg3)相+θ(Al2Cu)相;各成分合金经过(470℃,24h)均匀化处理时,基体中仅剩下均匀化过程无法消除的尺寸较小、数量较少的初生富Fe相。     

Cu、Mg、Zn对铸造铝合金YL102电导率的影响

研究了Cu、Mg、Zn对铸造铝合金YL102电导率的影响.结果表明Cu、Mg、Zn的存在都使得铸造铝合金YL102的电导率下降.要保证电导率γ＞17 S/m,应严格控制铸造铝合金YL102中的Cu、Mg、Zn含量,Cu的质量分数不高于1.7%, Mg的质量分数不高于0.3%,Zn的质量分数不高于1.1%.     

Mg-5Al-xCa合金的热裂行为

在浇注温度700℃、模具温度200℃条件下,通过热裂曲线和凝固曲线测试以及OM、XRD、SEM等手段分析了Ca加入量对Mg-5Al-xCa(x=0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0,质量分数,%)合金热裂敏感性的影响。结果表明,当Ca加入量增加到4.0%时,合金的热裂敏感性随着Ca加入量的增加而减小;Mg-5Al-4.0Ca合金的热裂敏感性最小,其热裂敏感性系数仅为0.824;Ca加入量增加到5.0%时,合金的热裂敏感性又出现上升,其热裂敏感性系数上升到0.96。加入适量的Ca会降低Mg-5Al-xCa合金凝固时a-Mg的析出温度,并抑制Mg17Al12相形成,缩小合金凝固温度范围,增加组织中的共晶含量,有利于合金凝固后期的补缩,从而降低合金的热裂敏感性。但加入过多的Ca会增加含Ca脆性相的数量,并使合金组织发生粗化,从而导致合金的热裂敏感性增加。     

7075铝合金的热处理工艺与组织性能研究

研究了固溶和时效热处理对锻态7075合金显微组织、硬度和拉伸力学性能的影响,并对断口形貌进行了观察。结果表明,锻态7075合金中的第二相主要为Al7Cu2Fe、η(Mg Zn2)和S(Al2Cu Mg)相;经过固溶处理后,晶界处η(Mg Zn2)相已经回溶至基体中;固溶温度为480℃时组织中存在Al7Cu2Fe相,而η(Mg Zn2)和S(Al2Cu Mg)相消失;随固溶温度升高,合金显微硬度先上升后减小,在470℃时显微硬度最高;随固溶时间延长,显微硬度先上升后降低,在240 min时硬度最大;延长时效时间,合金抗拉强度和屈服强度都有所提高,而断后伸长率略有降低;7075合金经470℃×240 min固溶以及125℃×24 h时效后可以获得良好的强度和塑性。     

Zn、Mg、Cu和Fe对Al-Ni共晶铸造合金组织与性能影响

为开发以Al-Ni共晶体系为基础的铸造铝合金,采用砂型铸造、挤压铸造工艺,对比研究了Zn、Mg、Cu和Fe等元素对Al-Ni合金的微观组织、热分析曲线和力学性能的影响。研究发现,Zn、Mg加入到Al-Ni合金中形成了具有时效强化作用的Al_2Mg_3Zn_3、MgZn_2相,而不与Ni反应形成新的第二相;Cu、Fe分别与Ni反应形成了大量的Al_3CuNi相、Al_9FeNi相。Zn、Mg和Cu的加入减少了共晶相的数量,增大了凝固区间,使Al-Ni合金的铸造性能下降,而Fe的加入缩小了凝固区间,使Al-Ni合金的铸造性能提高。对比力学性能发现,Zn、Mg是Al-Ni合金中最有效的强化元素,优于Cu、Fe。     

Mg、Cu和Zn含量对液态模锻铝合金力学性能的影响

在实验室条件下,运用多因素正交试验调整合金元素Mg、Cu、Zn和Si的含量,随后在120MPa压力下对该铝合金进行液态模锻成形.试样经力学性能测试,结果显示:Zn对合金抗拉强度影响最大,其含量(ω_(zn))为5.5%时,合金抗拉强度的平均值达到182MPa;对合金的伸长率和硬度影响最大的均为Mg,其含量(ω_(Mg))分别为1.0%和3.0%.     

Er对Mg-5Zn-xEr镁合金热裂敏感性的影响

采用优化的RDG (Rappaz-Drezet-Gremaud)热裂模型预测了Mg-5Zn-x Er (x=0.83、1.25、2.5、5,质量分数,%)三元多相合金的铸造热裂敏感性,并利用"约束杆"钢模铸造(CRC)实验评价了该合金的热裂敏感性。结果表明,优化的RDG热裂模型可准确地预测Mg-5Zn-x Er镁合金的热裂敏感性:随着Er含量的增加,合金的热裂敏感性呈先增加后降低的趋势,当Er含量为2.5%时合金的热裂敏感性最高,当Er含量为5.0%时合金的热裂敏感性最低,与实验结果相一致。对铸件凝固曲线、相组成、微观组织等进一步分析表明,当Er含量提高至2.5%时,合金凝固过程发生包晶反应生成I相的同时消耗了液相,并且扩大了合金的凝固温度区间,使合金的热裂敏感性上升;Er含量继续提高至5.0%时,合金在凝固过程中发生L→α-Mg+W的共晶反应,凝固温度区间减小,有利于凝固后期枝晶间裂纹的补缩,显著降低了合金的热裂敏感性。     

高Zn超强Al-Zn-Mg-Cu系合金的铸态及均匀化态组织

利用Thermo-cale软件计算及OM、SEM、XRD、DTA等分析手段,对比研究几种高Zn型超强Al-Zn-Mg-Cu系合金的铸态与均匀化态组织。结果表明:高Zn低Cu含量的7037、7056、7097铝合金铸态组织中主要存在a(Al)+Mg(Zn,Cu,Al)_2共晶组织,经多级均匀化热处理后非平衡结晶相基本溶解;高Zn高Cu含量的7095铝合金沿晶界呈网状分布的粗大凝固组织主要由a(Al)、Mg(Zn,Cu,Al)_2相、T(AlZnMgCu)相以及少量的θ(Al_2Cu)相组成,经均匀化热处理后,仅存在少量AlZnMgCu相;高Zn低Cu含量合金凝固及均匀化组织中非平衡结晶相少的主要原因是合金成分远离极限固溶度曲线。     

交流磁场对7075铝合金中溶质分布的影响

在7075铝合金凝固过程中施加磁场强度为0.06T、频率为30Hz的交流磁场,研究了交流磁场对溶质元素的晶内含量、宏观偏析的影响。从微观角度探讨了磁场对溶质分布的作用机制。实验结果表明:与未施加磁场的凝固试样相比,经过交流磁场处理后,7075铝合金中Zn、Mg、Cu等3种溶质元素的晶内含量均得到显著增加。同时,交流磁场能有效抑制这3种溶质元素的宏观偏析,在交流磁场作用下,试样的偏析率明显减小。     

Cu对Al-7Si-xCu-0.3Mg合金铸造性能的影响

采用单螺旋法和铸造性能多功能测试仪测定了铸造Al-7Si-xCu-0.3Mg(x=1.5%～3.5%,质量分数)合金的流动性、线收缩率和热裂倾向.结合Pandat相平衡软件计算相图、θ相(Al2Cu)的晶体结构特点和凝固显微组织的扫描电镜与能谱分析仪(SEM-EDX)分析,讨论了Cu含量对试验合金的流动性、线收缩率和热裂倾向的影响.随着Cu含量的同时,合金凝固时低熔点富Cu的共晶θ相(Al2Cu)明显增多,容易形成α(Al)枝晶骨架网,导致合金的流动性降低,线收缩率增加,热裂倾向增大.