快速凝固/粉末冶金制备高硅铝合金材料的组织与力学性能

采用空气雾化水冷与真空包套热挤压工艺相结合的方法,制备了Al-30Si和Al-40Si过共晶高硅铝合金材料,采用扫描电镜与金相显微镜进行了显微组织分析,检测了其力学性能.研究表明:所制备的高硅铝合金粉末颗粒尺寸在2～10 μm之间;挤压后的材料具有组织十分细小且均匀弥散分布的Si相;在370℃热挤压条件下,其抗拉强度高达239 MPa,比相同成分的铸轧态试样提高了77%,随着挤压温度的升高以及Si含量的增加,硅相颗粒增大,抗拉强度下降.     

挤压铸件优质化技术进展

概述了国内外在生产高致密度、高力学性能、高耐磨铝合金挤压铸件，以及大型复杂铝合金挤压铸件方面的新技术，对于挤压厚大的复杂零件，可使用局部补压技术消除厚大处的缩孔缩松。对于高致密度高力学性能零件，挤压时采用真空液态挤压铸造系统，可生产高质量的挤压件；对于耐磨损零件一般采用高硅铝合金和陶瓷增强铝基复合材料。对复杂内腔的零件，可用可溶性盐芯和易溃散砂芯解决难成型问题。挤压铸造在实践中得到发展。     

6005A铝合金型材挤压焊缝力学性能与显微组织研究

通过测试6005A铝合金型材的力学性能以及观察挤压焊缝与母材的显微组织,判断铝合金型材的薄弱位置,研究薄弱位置力学性能与显微组织的差异及其产生原因.结果表明:挤压焊缝与母材显微组织均为Mg2Si,均匀分布于铝基体中,但挤压焊缝处Mg2Si更粗大,分布更杂乱.挤压焊缝处晶粒形状主要为条状晶粒及细小的等轴晶粒,平均晶粒尺寸为15.5μm.在热挤压过程中,挤压焊缝处晶粒尺寸的不均匀性增大,晶粒间在变形时的协调性变差,在拉伸过程中易产生裂纹导致材料强度降低,成为铝合金型材的薄弱位置.6005A铝合金型材硬度平均值为88.176 HBW,最小值为81.7 HBW且出现在挤压焊缝处.取样位置6断后伸长率最小(4.5％),判断取样位置6为该型材最薄弱位置.     

挤压加工对SiCp／Al复合材料组织和性能的影响

开展了挤压加工对 Si Cp/ Al复合材料显微组织和力学性能的实验研究。结果表明 :挤压加工有助于提高 Si C颗粒分布的均匀性 ,挤压棒料中的 Si C颗粒在挤压方向上定向、有序地排列 ,呈现出带状组织的特征 ;挤压加工还可以消除 Si Cp/ Al复合材料毛坯中的显微疏松缺陷 ,改善铝合金基体对 Si C颗粒损伤的容限性能 ,从而大幅度地提高复合材料的强度和塑性     

挤压铸造生产技术进展

近年来挤压铸造（液态模锻）技术有了长足的进步；在高力学性能铝及镁基合金、高Si耐磨、耐压铝合金，大型及复杂结构铝、镁及其复合材料铸件的开发与生产方面已形成相当的产业规模；新发展的双重挤压铸造工艺，有望在非铸造合金的致密、复杂零件的生产上取得突破；国外挤压铸造设备已开发生产了多个系列，除实现全过程自动化外，还在向大型化、多工位化发展。     

挤压铸造生产技术进展

近年来挤压铸造(液态模锻)技术有了长足的进步;在高力学性能铝及镁基合金、高Si耐磨、耐压铝合金,大型及复杂结构铝、镁及其复合材料铸件的开发与生产方面已形成相当的产业规模;新发展的双重挤压铸造工艺,有望在非铸造合金的致密、复杂零件的生产上取得突破;国外挤压铸造设备已开发生产了多个系列,除实现全过程自动化外,还在向大型化、多工位化发展.     

挤压铸造半固态A356铝合金的组织与力学性能

采用低温铸造方法制备A356铝合金半固态坯料.在200 t立式油压机上用挤压铸造方法将A356铝合金半固态浆料挤压成件.研究挤压铸造件的微观组织、力学性能,并与液态挤压铸造件进行比较.结果表明,A356铝合金半固态挤压铸造件组织由球形及椭圆形α-Al晶粒和α+Si共晶成分组成,且制件充型完整、无宏观缩孔、组织致密.在比压48.7 MPa,浇注温度575℃,保压时间3s条件下成形的半固态挤压铸造件的抗拉强度、屈服强度、伸长率分别达到278 MPa、225 MPa、13.2％,相比于在比压48.7 MPa,保压时间3s,710℃液态挤压铸造件性能分别提高了8.6％、8.2％、24.5％.A356铝合金半固态挤压铸造成形件具有较高的综合力学性能.     

等径角挤压汽车用高强铝合金的组织和性能

对汽车用7075高强铝合金进行了等径角挤压,对比分析了挤压前后的显微组织和力学性能。结果表明:等径角挤压后试样的平均晶粒尺寸为3.5μm,比等径角挤压前减小7.5μm;抗拉强度、屈服强度和断后伸长率分别达到612MPa、540 MPa、16.4%,比等径角挤压前增大38 MPa、35 MPa、4.8%。等径角挤压明显提高了汽车用7075高强铝合金的力学性能。     

挤压压力对挤压铸造ZL109铝合金组织和性能的影响

研究了挤压铸造过程中挤压压力对ZL109过共晶铝合金组织和性能的影响。试验选择在200 t液压机上进行挤压铸造，设计挤压压力为75 MPa、95 MPa、115 MPa进行评估。结果表明，挤压铸造工艺改善了铸件组织，提高了合金的力学性能。挤压压力的变化对合金的初生Si、共晶组织的尺寸、体积分数和力学性能影响显著。在试验范围内，挤压压力为115 MPa下的初生Si颗粒直径相较于75 MPa与95 MPa分别减小了23.5%和28.4%、共晶Si的平均尺寸分别减少了22.1%和50.3%;α-Al的尺寸分别降低了13.6%和18.3%；挤压压力从75 MPa增加到95 MPa，合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率和硬度分别提高13.9%、22.6%、19.9%和9.4%；压力从95 MPa提高到115 MPa，抗拉强度和伸长率分别降低2.4%和6.6%。     

固溶-时效对6061铝合金挤压棒材组织和性能的影响

采用硬度、拉伸力学性能测试和电子显微分析技术,研究了固溶-时效处理对6061铝合金挤压棒材组织与性能的影响。结果表明,6061铝合金挤压态组织除固溶体基体外,还包括亚微米级的Mg2Si平衡相、含Cr相和α-AlFe(Cr)Si夹杂相;固溶过程中,亚微米级的Mg2Si平衡相溶解而含Cr相及α-AlFe(Cr)Si夹杂相仍然保留下来;时效过程中,铝合金表现出明显的时效硬化效应,GP区的形成是合金强化的主要原因。6061铝合金棒材合适的固溶-时效制度为535℃50 min固溶、水淬后180℃6 h时效,在此条件下,合金棒材的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为339N/mm2、309 N/mm2和14.3%。     

稀土元素对过共晶铝硅合金的变质机理

过共晶铝硅合金具有很多优良的特性,是一种极有发展前途的结构材料,但合金中粗大的初晶硅和细长的共晶硅组织会影响其力学性能,研究表明添加稀土元素可以有效的细化初晶硅和共晶硅。本文总结了目前几种主要的变质理论,并对其以后的研究和发展方向进行了展望。     

Effect of hot extrusion process on microstructure and mechanical properties of hypereutectic Al-Si alloys

The hypereutectic Al-Si alloy was fabricated by hot extrusion process after solidified under electromagnetic stirring,and the microstructure and mechanical properties of the alloy were studied.The results show that the ultimate tensile strength and elongation of the alloy reached 229.5 MPa and 4.6%,respectively with the extrusion ratio of 10,and 263.2 MPa and 5.4%,respectively with extrusion ratio of 20.This indicates that the mechanical properties of the alloy are obviously improved with the increase of extrusion ratio.After hot extruded,the primary Si,eutectic Si,Mg2Si,AlNi,Al7Cu4Ni and Al-Si-Mn-Fe-Cr-Mo phases are refined to different extent,and the efficiency of refinement is obvious more and more with the increase of extrusion ratio.After T6 heat treatment,the sharp corners of these phases become passivated and roundish,and the mechanical properties are improved.The ultimate tensile strength of the extruded alloy after T6 heat treatment reaches 335.3 MPa with extrusion ratio of 10 and 353.6 MPa with extrusion ratio of 20.     

快速凝固过共晶铝硅合金材料的研究进展

快速凝固技术是改善过共晶铝合金组织和提高其性能的有效手段,快速凝固过共晶铝硅合金是具有巨大应用潜力的活塞材料。对快速凝固过共晶铝硅合金材料的成分、组织结构特点,制备理论及工艺,性能及其强化机理进行了综合评述。     

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.     

Rapidly solidified hypereutectic Al-Si alloys prepared by powder hot extrusion

Rapidly solidified hypereutectic Al-Si alloys were prepared by powder hot extrusion.By eliminating vacuum degassing procedure.the fabrication routine was simplified.The tensile fracture mechanisms at room temperature and elevated temperature were investigated by SEM fractography.Compared with KS282 casting material,the tensile strength of rapidly solidified Al-Si alloy is greatly improved due to silicon particles refining while its density and coefficient of thermal expansion are lower.than those of KS282.The wear resistance of RS AlSi is better than that of KS282.     

Al-P中间合金在Al-Si活塞合金中的应用

在实验室和生产条件下研究了Al-P中间合金对共金和过共晶Al-Si活塞合金的变质工艺特点，变质效果和力学性能等的影响，结果表明：使用Al-P中间合金操作简单，变质效果好且稳定，力学性能也比其他变质剂有不同程度的提高；使用该中间合金无渣，无污染，从时间上看可以完全省去变质处理过程，节约能源，提高合金的实收率，降低铝耗，有着良好的应用前景。     

P+RE变质对过共晶Al-Si合金组织的影响

采用P+RE对过共晶Al-Si合金进行复合变质。结果表明,P+RE复合变质对初晶硅和共晶硅均有很好的变质效果。五心瓣状初晶Si尺寸明显减小且棱角钝化,共晶Si由原来的长针状变为短杆状,微观组织得到明显的细化。同时也对P+RE的变质机理进行了论述。     

发动机缸盖用铸造铝硅合金力学性能研究

通过改变Si的含量,对发动机缸盖用铸造铝硅合金力学性能进行了研究。结果表明,随着Si含量的提高,铸造Al-Si合金的常温、250℃高温抗拉强度先升高,再降低,在共晶点附近达到最大值,其中高温抗拉强度的提高幅度明显。而合金的硬度先是缓慢上升,过了共晶区域后则急剧上升。与国外的常用缸盖材料的力学性能进行对比后发现,所研究的发动机缸盖用铸造铝硅合金具有优良的综合力学性能。     

P变质对不同冷速下过共晶压铸铝合金初晶Si的影响

以过共晶压铸铝合金为对象，研究了P变质对不同冷却速度下初晶Si组织的影响。发现P变质处理前后随冷却速度的增加，初晶Si尺寸减小的变化趋势十分相似，并且都存在一个明显的突变区域。对于不同冷却速度下合金组织的细化，P变质都有很好的促进作用。同一冷却速度下，P变质后细化效果可增加42．7％，在冷却速度很高（铸件厚度达到1mm）时，P变质对初晶Si仍然具有很好的细化作用。在快速凝固和P变质双重作用下，初晶Si组织得到更加明显的细化。Al—P中间合金是一种良好的过共晶压铸铝合金变质剂。     

Variation of microstructure of RE-containing AlSi20Cu2Ni1RE0.6 alloy with different cobalt contents

Cobalt is generally considered as the element that can promote the high-temperature mechanical properties of Al-Si alloys. In order to develop new hypereutectic Al-Si alloys that can be used at high temperature, the changes of microstructure of Al-20Si-2Cu-1Ni-0.6RE-xCo alloy with different contents of Co were studied in this paper. The results show that, under P-RE complex modification of the alloy melt, the content of Co varying from 0 to 1.5% had little influence on the refining effect of primary Si and modification effect of eutectic Si, but the amount of acicular RE-bearing Al-RE-Ni-Co-Si compounds gradually increased with the increase of Co content. In addition, Co could also modify the morphology of Fe-bearing phases, which solidified as particles instead of long needles. The addition of Co even has an adverse effect on the tensile strength of this RE-containing hypereutectic Al-Si alloy.