添加重熔料后ZL205A合金的组织与性能

通过向ZL205A合金铸锭中添加不同比例的重熔料,进行重熔、浇注.对利用ZL205A合金组织遗传性细化合金品粒、提高合金力学性能进行初步研究.结果表明,ZL205A合金添加不同含量重熔料后,合金组织均有所细化;合金性能随着重熔料含量的增加先增大后减小.当重熔料含量为20%时,合金组织最为细小,晶粒尺寸达到33um左右:铸态力学性能达到最优,抗拉强度比原料ZL205A合金抗拉强度提高了11.6%,屈服强度和伸长率均较高,分别为87.6MPa及7.5%.进一步增加重熔料含量,合金组织粗化,力学性能逐渐恶化.     

Al-Ti-C中间合金的显微组织与细化性能研究

采用自制的Al-Ti-C中间合金晶粒细化剂,检验其对工业纯铝的细化效果,并通过光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）和能谱分析（EDS）等手段研究了不同中间合金组织对工业纯铝的细化性能的影响.结果表明,Al-Ti-C细化剂合金组织由α-Al基体,针状或块状TiAl3相及TiC粒子团组成;Al-Ti-C具有优异的细化α-Al晶粒的性能,添加0.2%的Al-Ti-C后工业纯铝开始获得明显的细化效果;Ti/C比对Al-Ti-C组织有重要影响,在纯铝中添加不同组织的Al-Ti-C产生不同的细化效果,其中块状TiAl3的细化性能优于针状TiAl3;在其它工艺条件不变的前提下,选用Ti/C比为8,添加量为0.4%的中间合金,性价比较为理想.     

晶粒细化工艺对ZL205A合金偏析缺陷的影响

采用金相显微镜(OM)和ProCAST软件,研究了晶粒细化工艺对ZL205A合金偏析缺陷的影响。结果表明,通过优化Al-5Ti-B中间合金添加工艺(两步添加),可增强合金的晶粒细化效果,提高其流动性、力学性能、抗热裂能力以及铸造性能;在凝固末期,ZL205A合金会形成晶间搭桥,加强了晶间结合力,而晶粒细化有利于增大晶粒之间的接触面积,扩大晶间搭桥面积,有效提升晶间的结合力,使合金热裂倾向降低,因此减少ZL205A合金的偏析缺陷。     

Al-C和Al-Ti-C中间合金对AZ91合金晶粒的细化

制备出两种用于AZ91合金晶粒细化的Al-C和Al-Ti-C中间合金.结果表明:这两种中间合金对AZ91合金均有良好的晶粒细化作用.向AZ91合金中加入1%的Al-C中间合金可使晶粒由原来的约130μm减小至65μm左右;向AZ91合金中加入1%的Al-TI-C中间合金可使晶粒由原来的约130μm减小至45μm左右.然而,两种中间合金添加量分别大于1%时,晶粒尺寸没有进一步的变化.分析认为:Al-C和Al-Ti-C中间合金起晶粒细化作用的分别是Al4C3相和Al4C3和TiC复合相.     

添加微量Y对ZL205A合金组织和性能的影响

采用OM、SEM和XRD研究了添加微量稀土元素Y对ZL205A合金的流动性及T6热处理前后的微观组织和力学性能的影响,并检测了合金的流动性。结果表明,当Y质量分数达到0.2%和0.3%时,合金的晶粒细化效果相对较好,随着Y含量的增加,θ相从沿着晶界的网状分布逐渐向局部团聚,合金的抗拉强度和屈服强度降低;微量Y会使ZL205A合金的流动性降低;Y质量分数为0.3%的ZL205A合金在T6处理后,合金的抗拉强度和延伸率均大幅度提高;热处理能够降低合金中的成分偏析并能够改善材料的组织形态,促使合金具有相对较好的综合力学性能;添加微量Y以后,晶界上的难熔化合物Al Cu Y促使晶粒内部的θ相数量减少,是造成合金力学性能降低的重要原因。     

Al-Ti-C中间合金对Mg-Al合金的晶粒细化作用

制备了一种用于Mg-Al合金晶粒细化的Al-Ti-C中间合金。发现该Al-Ti-C中间合金可以有效地细化镁合金的晶粒，细化后的AZ61合金的抗腐蚀性能大大提高。分析认为，Al-Ti-C中间合金中起晶粒细化作用的是Al4C3和TiC的复合相。     

稀土元素钇对ZL205A合金铸态组织与性能的影响

向ZL205A合金熔体中加入不同含量的稀土元素钇,在同样条件下进行熔炼、浇注。利用光学显微镜、扫描电镜、能谱及热分析,研究钇对ZL205A合金铸态组织、性能及凝固过程的影响规律。结果表明,钇能使铝-铜合金的铸态组织得到细化并且对第二相θ-Al2Cu相具有变质作用;热分析表明不同含量钇均使得ZL205A合金的共晶温度下降,并缩小其凝固区间。加入少量稀土钇(0.05%)后,合金铸态性能有所提高,继续增加钇含量得到的合金铸态力学性能与原料ZL205A合金力学性能相同,钇含量达到0.3%时,合金晶粒细化效果最好,此时力学性能又有进一步改善。     

Al—Ti—C中间合金的相组成及其细化特性

用专利方法制备出各种成分的Al-Ti-C中间合金作为铝及铝合金的晶粒细化剂。对该系列中间合金的组织和物相分析表明：在制备中间合金过程中,C与Ti反应充分,生成TiC和TiAl3两种管二相,且TiAl3析出量取决于中间合金的Ti含量和Ti/C含量比。用于纯铝的晶粒细化试验表明：与Al-Ti-C中间合金相比,Al-Ti-C中间合金的晶粒细化效率更高;Al-Ti-C中间合金只有在组织中TiC与TiAl3保持适当比例时,才能对纯铝产生良好的晶粒细化效果,不含TiAl3的Al-Ti-C中间合金的晶粒细化作用很微弱;用Al-Ti-C中间合金细化纯铝晶粒时,响应时间短,但衰退较快,且不能通过熔体搅拌法予以消除。分析和探讨了Al-Ti-C中间合金的晶粒细化机理,认为“碳化物理论” 不能充分解释Al-Ti-C的晶粒细化机理,提出“Ti在TiC或TiAl3颗粒表面富集引发包晶反应”的晶粒细化机制。     

Al-Ti-C添加剂对亚共晶铝硅合金组织和性能的影响

研究了不同Al-Ti-C加入量对Al-7Si-1.5Cu-Mg合金的晶粒细化效果.试验发现,随着Al-Ti-C加入量的增加,枝晶α-Al晶粒越细小,组织也越均匀,合金的综合力学性能得到提高;当Al-Ti-C加入量w为2.6%时,枝晶α-Al晶粒接近最小,继续提高Al-Ti-C加入量则组织变化不明显.试验表明Al-Ti-C中间合金是Al-Si合金的良好细化剂.     

Al-Ti-C中间合金的制备及其在4032铝合金中的应用

采用元素直接合成法,以工业纯铝、钛屑及石墨颗粒为原料制备Al-Ti-C中间合金,研究和评价了Al-Ti-C中间合金的显微组织及其对4032铝合金铸态组织和活塞模锻件组织的影响。结果表明,制备的Al-Ti-C中间合金由Al基体、长条状Al3Ti相和细小粒状TiC相,以及少量的游离C组成。将其应用于4032铝合金中,起到了明显的铸态晶粒细化效果。用该合金制备的活塞模锻件,显微组织和性能优良。     

退火及深冷处理对SLM成形ZL114A合金组织及性能的影响

以选区激光烧结(SLM)成形ZL114A合金为研究对象,进行了SLM成形ZL114A合金的退火和深冷处理工艺试验,主要研究了退火温度和深冷保温时间对SLM成形ZL114A合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,230℃×2h退火处理后,SLM成形ZL114A合金的伸长率提高了18.0%,抗拉强度下降了2.9%;300℃×2h退火处理导致合金的抗拉强度和伸长率下降了28.2%和22.3%;合金退火态的微观组织表现为α-Al与Si相交界处存在大量的孔洞。而深冷处理(-196℃)对SLM成形ZL114A合金的力学性能有明显改善,其中深冷保温36h对力学性能提升效果最佳,相较沉积态,其抗拉强度提高了18.9%,伸长率提高了23.0%;其深冷态的共晶Si在基体中分散更均匀,并转为棒状结构,使合金的塑性得到明显提高。     

交变磁场-分级加压压差对真空差压铸造ZL205A合金晶粒尺寸的影响

在真空差压分级加压铸造ZL205A铝合金过程中施加交变磁场,研究交变磁场-真空差压分级加压协同场作用对ZL205A铝合金晶粒尺寸的影响。结果表明,在分级加压压差不变的条件下,随着交变磁感应强度增加,铝合金晶粒细化程度先增大后减小;随着分级加压压差增大,当交变磁感应强度小于20mT时,协同场作用下铝合金晶粒显著细化,当交变磁感应强度大于20mT时,协同场作用下铝合金晶粒粗大。在交变磁感应强度为20mT,分级加压压差为130kPa条件下,ZL205A铝合金晶粒细化效果最佳。     

高性能铝铜合金铸造性能的研究

通过实验对铝硅合金与铝铜合金流动性、热裂倾向等铸造性能进行对比,研究了铝铜合金铸造性能。结果表明,由于凝固过程的不同,同ZLAlSi7Cu2MgA合金相比,ZL205A合金流动性较差;合金元素Zr使ZL205A热裂倾向性增大。     

Mg对反重力铸造ZL116合金组织和性能的影响

通过OM、XRD以及室温拉伸试验等手段,分析了Mg对反重力铸造ZL116合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,随着Mg含量提高,ZL116合金的抗拉强度有所提高,伸长率基本没有变化。反重力铸造方式中差压铸造的ZL116合金力学性能最优,低压铸造次之,调压铸造的力学性能差于重力铸造。随着Mg含量提高,ZL116合金中的强化相Mg2Si含量也随之增加,最终导致ZL116合金抗拉强度提高。     

电渣净化对ZL205A力学性能的影响

利用万能力学试验机测量了经电渣净化后的ZL205A的抗拉强度和伸长率.结果发现,经电渣净化后的ZL205A的抗拉强度和伸长率大幅下降.利用直读光谱仪分析净化后试样的成分,发现净化后的ZL205A中Ti含量减少近48％.通过在净化后的铝熔体中补加Al-Ti中间合金,测量试样的力学性能,发现其抗拉强度为486.29MPa,和净化前的相当,但伸长率为11％,比净化前提高了100％.     

混合稀土和挤压铸造对ZL305合金组织和性能的影响

采用挤压铸造和重力铸造制备出不同混合稀土含量的ZL305合金,研究了混合稀土含量和挤压铸造对合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,在重力铸造下,添加混合稀土对合金晶粒细化效果明显,当添加0.1%的混合稀土时,ZL305合金的综合力学性能达到最佳,抗拉强度增加到227.88MPa,伸长率为6.47%。相比重力铸造,挤压铸造成形的合金组织明显细化,并且合金铸态的抗拉强度和伸长率都明显提高。添加0.2%的混合稀土时,合金的抗拉强度和伸长率最佳,分别为302.35MPa和7.23%。经430℃×10h固溶处理后挤压铸造合金的性能显著提高。     

Al-5Ti-1B对Al-Si合金磷变质行为影响机理的研究

研究了熔炼条件及Al-5Ti-1B中间合金加入量对P变质ZL109合金凝固组织的影响，并着重对其影响机理进行了探讨。结果发现在中频感应炉熔炼条件下，加入适量Al-5Ti-1B对初晶硅有明显的细化作用，而在静置炉（电阻炉）熔炼条件下，这种作用却不明显；同时发现，无论是在电阻炉还是感应炉熔炼条件下，加入过量的Al-5Ti-1B都会使合金中的初晶硅粗化。EPMA分析发现，加入Al-5Ti-1B后合金的初晶硅中心有Ti元素富集。分析认为Al-5Ti-1B中的TiB：粒子对AlP质点具有吸附作用，从而对Al-P中间合金的变质效果产生影响。     

温度梯度和冷却速率对ZL205A合金凝固组织及性能的影响

由于在不同温度梯度下ZL205A合金冷却速率对凝固组织的影响不同,采用不同壁厚的阶梯状结构的合金,在不同凝固条件下制备厚度不同的合金试样,探究了冷却速率及温度梯度对合金凝固组织及T5处理后合金抗拉伸强度及延伸率的影响,同时探索了合金的相变规律与组织和性能的关联效应。实验结果表明：由壁厚差引起的温度梯度对合金的微观组织及形貌会产生一定的影响,降低温度梯度的合金力学性能显著提升,T5处理后合金的抗拉伸强度达到506 MPa。     

Al-5Ti-1B对AZ31合金组织与性能的影响

研究了Al-5Ti-1B中间合金不同添加量对AZ31镁合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,在AZ31镁合金中添加Al-5Ti-1B中间合金有利于组织性能的改善。在试验中,添加量控制在0.5%为佳,此时,合金晶粒尺寸达到最小,约为170μm,是AZ31镁合金未添加细化剂时晶粒尺寸的30%,抗拉强度及伸长率分别达到最大。AZ31镁合金组织性能的变化主要与Al-5Ti-1B中间合金中的游离Ti和TiB2有关。     

Al-Si合金挤压铸造工艺研究

以工业ZL102合金为原材料,采用正交试验方法,研究了挤压铸造工艺参数对Al-Si合金挤压铸造件热处理前后的力学性能和显微组织的影响.结果表明,挤压铸造组织比常压金属型铸造组织细小;挤压铸造件经过热处理之后,组织比热处理前均匀,晶粒细小,抗拉强度比热处理前提高了4.5％,而伸长率在热处理前平均是0.74％,热处理后提高到1.78％;对9组试验进行分析比较,最终得出热处理后的最优方案:压力为100 kPa,模具预热温度为150℃,合金浇注温度为660℃,保压时间为14 s.