细化变质处理对铸造A356铝合金组织性能及共晶硅生长机制的影响

研究了采用新型Al-5Ti-1B-1RE中间合金和Al-10Sr中间合金对A356铝合金进行单一或复合细化变质处理后的组织、力学性能和共晶硅生长机制的影响。结果表明：单一细化变质处理中Al-5Ti-1B-1RE中间合金对A356铝合金中α-Al相有明显的细化作用,合金的强度和维氏硬度显著提高；Al-10Sr 中间合金对共晶硅有强的变质作用,合金的伸长率明显提高；而经复合细化变质处理后α-Al相形状和尺寸变得更均匀细小,晶界更清晰,共晶硅相几乎都转变成更弥散、更细小的纤维状,片层状共晶硅也几乎完全消失,共晶硅长度由铸态40-60 μm降低到1-2 μm之间,达到完全变质效果,其力学性能显著高于铸态、单一细化变质剂处理的A356铝合金。未细化变质的A356铝合金中的共晶Si的生长方式为典型的小平面台阶生长,复合细化变质处理的共晶硅以孪晶凹槽机制生长为主,小平面生长特征逐渐减弱直至消失。     

不同状态中间合金对A356合金组织的影响

分别采用空气、冰水和液氮3种不同冷却方式制备了Al-4Ti-B和Al-10Sr中间合金,通过3组对比试验分析了不同冷却方式Al-4Ti-B中间合金和Al-10Sr中间合金对A356细化和变质效果的差异.结果表明,同时添加液氮深冷处理的Al-4Ti-B和Al-10Sr中间合金对A356铝合金的细化变质效果最好,α-Al晶粒变为细小等轴晶,共晶硅相变得更加细小圆整,且在α-Al基体中分布更加均匀.     

AlCuFe准晶对ZL109合金组织和力学性能的影响

通过光学显微镜、扫描电子显微镜和X-射线衍射对AlCuFe准晶中间合金增强的ZL109合金的显微组织和相结构进行分析，并对其力学性能进行测定。实验结果表明：AlCuFe准晶中间合金可以细化ZL109合金的显微组织。使合金中的针状共晶硅颗粒化，初晶硅尖角钝化。在ZL109合金的显微组织中除了共晶硅、初晶硅和α-Al外，还出现了Al62.5Cu25Fe12.5二十面体准晶相。合金的铸态和热处理态力学性能均得到提高，尤其韧性提高更为显著。由此说明，利用AlCuFe准晶中间合金增强ZL109合金是一种强化铝合金的行之有效的新途径。     

A356合金铸造工艺及组织与性能研究

研究了壳型预热温度、壁厚和变质处理对A356合金显微组织和力学性能的影响,分析了工艺参数和变质剂的作用机理。结果表明,不同壳型预热温度下未变质A356合金的金相组织都为枝晶α-Al和共晶硅相,且随着壳型预热温度的升高,枝晶α-Al不断粗化、共晶硅相不断聚集和长大,未变质A356合金的抗拉强度、断后伸长率和硬度都呈现为逐渐降低的趋势;随着壁厚的增加,La变质和Sr变质A356合金的α-Al枝晶不断粗化,共晶硅相也逐渐发生聚集和长大,抗拉强度、断后伸长率和硬度都呈现为逐渐降低的趋势;采用La或者Sr变质能够细化A356合金组织,并且相对未变质A356合金具有更高的强塑性,但是La变质A356合金对壁厚的敏感性相对Sr变质A356合金更小。     

稀土Er对半固态成形A356合金组织及性能的影响

采用添加稀土元素Er变质处理制备了A356半固态合金,通过对含Er元素A356半固态合金成形铸件的组织观察及硬度测试,研究稀土Er对半固态成形的A356合金组织及性能的影响.结果指出,合金中添加0.1%的Er可以明显的细化合金组织,使初生α-Al由树技晶向细小胞状晶和球状晶转变,同时,添加少量Er可以很好的变质细化共晶硅相,使板块状的共晶硅细化,从而使半固态合金的力学性能得到增强.     

T6处理对Al-Sr中间合金变质的A356铝合金组织与性能的影响

在传统的A356铝合金中加入Al-10Sr中间合金压铸成型制备新型的铝合金轮毂材料,通过光学显微镜和扫描电镜研究了铸态及T6热处理态A356铝合金的组织及其性能,分析了合金的断裂机制。结果表明:铸态A356合金中铁基化合物主要为β相(Al5FeSi);经T6工艺处理后,共晶Si粒子的边角更加圆润,Mg2Si完全固溶于铝基体中,合金组织得到改善;铸态及热处理态A356铝合金试样的拉伸断口均有大量韧窝存在,合金呈现较好的塑性;但T6热处理态A356铝合金的断口处韧窝与铸态相比更加均匀,合金的塑性提高;合金的断裂机制为韧窝+解理断裂的复合断裂机制。     

压铸条件下过共晶铝硅合金P变质的必要性

在铝合金压铸生产过程中,Al-P中间合金变质处理和压力铸造工艺都能够使过共晶铝硅合金中的初晶硅晶粒细化.探讨Al-P中间合金变质处理,分别在压铸工艺条件下和普通金属型条件下,对过共晶Al-15Si合金组织的不同影响.试验表明,压铸条件下未经Al-P变质的和经Al-P变质的Al-15Si合金与金属型条件下未经Al-P变质的Al-15Si相比,初晶Si尺寸分别减小50%和75%左右;在相同的压铸工艺条件下,Al-P变质后Al-15Si合金初晶Si尺寸,比未经过Al-P变质的Al-15Si合金初晶Si尺寸减小40%左右.论证了在Al-Si系过共晶铝合金压铸件生产过程中,Al-P中间合金进行变质处理的必要性.     

消失模壳型铸造A356铸态和T6态铝合金的组织、性能及拉伸断口(英文)

对采用消失模壳型铸造制备的A356铝合金在铸态和T6热处理态下的微观组织、拉伸性能以及拉伸断口进行了研究,并与消失模铸造A356铝合金进行了对比分析。结果表明:消失模壳型铸造A356铝合金组织主要有α(Al)初生相、共晶硅相以及Mg2Si相组成。经过T6热处理后,共晶硅形貌更加球化,均匀地分布于晶界处;且共晶硅粒子的平均长度、宽度和长宽比都比铸态条件下的小。与消失模铸造相比,组织中的初生相和共晶硅相都明显细化。经T6处理后,消失模壳型铸造A356合金的力学性能得到明显提高,其中抗拉强度、延伸率和布氏硬度分别达到260.53MPa、6.15%和86.0,其与消失模铸造相比具有明显优势。此外,消失模壳型铸造A356铝合金拉伸断口为具有准解理面和韧窝形貌的混合断口,最终表现为穿晶断裂模式。而消失模铸造A356铝合金拉伸断口为明显的脆性断口。     

Al-5Ti-1B-0.5RE对A356铝合金的细化效果

探讨了Al-5Ti-1B-0.5RE中间合金对A356铝合金的细化效果,并用OM、SEM、EDAX等进行微观组织观察分析.结果表明,该中间合金对A356铝合金不仅具有明显的晶粒细化效果,且具有显著的细化枝晶作用;RE对该中间合金的细化效果起到了重要作用,即该中间合金中(AlTiRE)相在铝液中不稳定,很快分解释放出RE元素,降低了表面能,减少了TiB2相的聚集倾向,增加了形核粒子的数量; 同时RE易吸附偏聚在铝熔体的晶界和相界面上,阻碍TiAl3相的生长,阻止针条状TiAl3相的形成,也增加了形核几率.此外,RE的加入可有效保证该细化剂及铝熔体的冶金质量,在一定程度上也增强了该细化剂的细化效果.     

微量锆对铸态A356铝合金组织和性能的影响

A356铝合金中添加微量Zr,研究微量Zr对A356铝合金的组织和性能的影响。研究结果表明,添加0.05%~0.25%Zr能显著细化α-Al枝晶组织,且当0.15%~0.25%Zr时其细化效果能达到最佳,并有利于改善共晶硅分布。SEM分析结果表明,添加Zr在组织中形成块状的含Zr的化合物相,且Zr元素主要分布于晶界处。添加Zr有利于提高铝合金的屈服强度、抗拉强度、伸长率和硬度。     

因瓦合金强化途径研究概况

简要介绍了固溶强化、形变强化、细晶强化和沉淀强化的强化机理.总结了高强度低热膨胀合金研究的国内外现状和达到的水平,对高强度低热膨胀合金将来的研究方向提出了看法.     

Microstructure development of steel during severe plastic deformation

The microstructure development during plastic deformation was reviewed for iron and steel which were subjected to cold rolling or mechanical milling (MM) treatment, and the change in strengthening mechanism caused by the severe plastic deformation (SPD) was also discussed in terms of ultra grain refinement behavior. The microstructure of cold-rolled iron is characterized by a typical dislocation cell structure, where the strength can be explained by dislocation strengthening. It was confirmed that the increase in dislocation density by cold working is limited at 10¹⁶m⁻², which means the maximum hardness obtained by dislocation strengthening is HV3.7 GPa. However, the iron is abnormally work-hardened over the maximum dislocation strengthening by SPD of MM because of the ultra grain refinement caused by the SPD. In addition, impurity of carbon plays an important role in such grain refinement: the carbon addition leads to the formation of nano-crystallized structure in iron.     

镁合金强韧化的研究现状及发展

从变质处理细晶强化、稀土元素强化及热处理强化等方面阐述了目前镁合金强韧化处理的研究现状和最新进展,重点分析了不同强韧化方法的工艺特点及强化机理,指出镁合金强韧化处理现阶段存在的问题和今后工作的方向。     

镁合金强韧化的研究现状及发展

从变质处理细晶强化、稀土元素强化及热处理强化等方面阐述了目前镁合金强韧化处理的研究现状和最新进展,重点分析了不同强韧化方法的工艺特点及强化机理,指出镁合金强韧化处理现阶段存在的问题和今后工作的方向.     

18Ni马氏体时效钢强化方法概述

18Ni马氏体时效钢是以无碳（或超低碳）铁镍马氏体为基体的,主要是经时效产生时效强化的高强度钢。本文简要概述了18Ni马氏体时效钢的发展过程,介绍了固溶强化、相变强化、时效强化、细晶强化、形变强化方法和发展趋势。     

大应变冷轧工业纯铝的强度与应变的关系研究

工业纯铝在冷轧大变形过程中,屈服强度随应变量的增加先上升后降低.强度在等效应变为3.3时(εvM=3.3)达到峰值,之后随着压下量进一步增加,其强度反而下降,即出现了变形致软化的现象.透射电子显微镜观测两科样品(εvM=3.3和εvM=4.1)发现,造成这一现象的主要原因是材料内部微观结构不同.εvM=4.1的样品微观结构为冷轧大变形之后典型的层状结构;而εvM=3.3的样品中除含有典型层状结构之外,还包含近似等轴晶的区域,该区域中小角度晶界比例以及位错密度较高.通过理论计算位错强化与细晶强化的贡献,发现εvM=3.3的样品强度高于εvM=4.1的样品,与实验结果一致.     

镍基690合金的晶粒控制及其对力学性能的影响

针对不同C含量的690合金,分别研究了C含量对合金晶粒长大行为及退火孪晶的影响。结果表明:在0.011%~0.028%的范围内,C含量变化显著影响690合金晶粒长大过程,其平均晶粒尺寸随着C含量升高而逐渐减小,尤其是C含量在0.020%~0.028%区间时,C含量的晶粒细化效果更为显著。合金组织中∑3ⁿ(n=1、2、3)晶界体积分数基本均随C含量升高而呈先升后降趋势;0.020%左右C含量合金具有更高的∑9和∑27晶界体积分数分布。在此基础上选择C含量为0.02%的合金进一步探讨了固溶温度变化引起的合金晶粒尺寸与力学性能之间的定量关系发现:690合金晶粒细化对强度的影响规律遵循位错塞积模型的Hall-Petch关系,且通过拟合发现抗拉强度强化系数k_T值(18.95 MPa·mm^1/2)小于屈服强度强化系数k_y值(23.67 MPa·mm^1/2),晶粒细化对屈服强度的强化效果比抗拉强度更高。溶质元素变化通过固溶强化引起的强化增量为243 MPa,而晶粒细化引起的强化增量在157~7 MPa之间,690合金强化机制主要为固溶强化机制。     

双模晶粒氧化物弥散强化合金的强化模型及热稳定性

通过透射电子显微镜、电子背散射衍射、扫描电子显微镜和室温拉伸检测等手段,建立并验证双模晶粒尺寸分布氧化物弥散强化合金的室温强化预测模型。同时,通过在1150℃下进行不同时间的热处理试验,结合组织观察和显微硬度测试,研究合金的高温组织热稳定性。结果表明:室温强化预测模型通过叠加固溶强化(σss)、晶粒尺寸强化(σg)、位错强化(σd)与氧化物纳米粒子强化(σp)之和的平方根,模型预测结果与试验值十分接近。合金组织热稳定性研究结果表明,在1150℃热处理初期,晶粒长大迅速且合金硬度迅速降低;而当热处理时间延长到8 h之后,晶粒尺寸虽有变化但其长大速率明显放缓,且合金硬度在热处理8 h后趋于稳定。     

ZrC含量对钨材料组织和性能的影响

采用"溶胶-非均相沉淀-喷雾干燥-热还原"制备了W-ZrC复合粉末,经氢气保护气氛高温烧结后制备出W-ZrC材料,研究了ZrC含量对W的力学性能和显微组织的影响。结果表明,W-ZrC材料的相对密度较纯W材料得到很大提高,其室温抗拉强度由粉末烧结态纯W的290 MPa可提高至543 MPa,材料的应变由1.7%增大至3.5%;ZrC第二相粒子作为障碍能有效阻碍钨晶界的移动,由纯W晶粒的100μm左右细化至10~15μm;纯W的断口形貌主要为沿晶解理断裂,添加ZrC第二相粒子后断口组织中出现了穿晶解理断裂,说明ZrC能够有效强化W的晶界强度,并起到良好的细晶强化和弥散强化作用。     

ITER级CuCrZr合金高能喷丸后的组织与强化机制

用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、显微硬度仪对经喷丸处理的Cu-0.8Cr-0.1Zr合金进行组织结构分析和硬化效果的测试,并在此基础上探讨了合金喷丸强化机制。结果表明,合金喷丸后在距表层300μm深度内形成了剧烈变形层和变形层两种不同变形程度的区域。其中剧烈变形层内位错密度较高,并形成位错胞亚结构和孪晶亚结构。随喷丸时间的增加,剧烈变形层晶粒尺寸可细化至80nm,表层HV硬度达到1.99GPa,较未变形试样提高1倍以上。合金的喷丸强化机制为细晶强化和应变硬化,而应变硬化的贡献大于细晶强化。