高纯铝硅合金的组织遗传研究

应用光学金相研究了高纯铝硅合金中硅相的组织遗传规律.结果表明:硅原料的纯度不同,配制得到的Al-12.5％Si中间合金中共晶硅的尺寸形貌也不同,用纯度为99.996wt％的硅配制的中间合金其共晶硅比纯度为99.85wt％的更细小、均匀.Al-12.5％Si中间合金中共晶硅的尺寸形貌会影响Al-1.0％Si合金中硅的存在状态,即存在硅相的组织遗传性.     

ZL114A合金的双级固溶处理工艺研究

传统T6热处理的ZL114A合金难以满足航空航天领域日益提高的性能要求。为此,本文设计了新型低温-高温双级固溶热处理工艺,对比研究了单级固溶和双级固溶对后续时效组织和力学性能的影响。结果表明,双级固溶处理将基体中Mg溶解度从0.43 wt.%提高到0.54 wt.%,从而显著提高Mg2Si时效析出相的数目密度,并将单级固溶难以消除的长条状π-Fe（FeMg3Si6Al8）相转变成球状β-Fe（FeSiAl5）相,同时提高共晶硅颗粒的圆整度。由此,ZL114A合金的力学性能得到明显改善,其中抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达到347 MPa、287 MPa和7.7%。     

Sr+RE在Al-40wt％Si合金中的复合变质作用

研究了Sr+RE复合变质对Al-40wt％Si合金的组织和性能的影响.结果表明,Sr+RE复合变质处理不仅对初晶硅和共晶硅具有变质作用,对枝晶α也有明显的细化作用.当RE加入量保持不变,随着Sr加入量的增加,初晶硅由角块状或大板片状先变为小块状再变为多角的大块状,边、角钝化;共晶硅由针片状变为纤维状加短杆状,最后为密实短杆状,甚至粒状;枝晶α由高度发达的树枝状转变为等轴晶,分布均匀.另外,随Sr加入量的增加,合金力学性能得到显著提高,抗拉强度提高37％,伸长率增加1倍多,硬度提高21％;当Sr加入量为0.05 wt％～0.077 wt％时,组织形貌最理想,综合力学性能最优.     

Al-22Si合金的初晶硅组织细化研究

采用正交实验,研究了在熔炼变质过程中变质剂添加量、变质温度和时间、冷却速度等工艺参数对Al-22Si合金初晶硅尺寸的影响规律.借助OM、SEM、EPMA等方法对初晶硅的形态进行了观察,利用ImagePlus软件对初晶硅颗粒尺寸和粒度分布进行了分析.结果表明:在P添加量为0.02％,变质温度为850℃,变质时间30min,铜模浇注所得的Φ10mm的试样中,初晶硅颗粒最为细小,约21 μm,且分布较均匀.     

ZL108合金硬度浅析

一、硬度与各个环节的关系 1.硬度与合金成份关系 影响ZL108合金硬度的主要元素是硅和镁,其次是锰和铜。硅虽是Al—Si合金中的主要成份,可以影响合金的硬度,但硅对硬度的影响在很大程度上视其形状和分布而定。对采用钠变质的Al—Si共晶合金来说,Si在组织中是以共晶硅形态存在的;对采用磷变质的的Al—Si共晶合金来说,Si在组织中是以初晶Si和二元共晶硅(即α+Si)形态存在的。在亚共晶合金中,Si对硬度是随着硅的提高而增大,在过共晶合金中Si对硬度开始是随着Si的提高而增大,但达28％以后硬度     

熔体过热处理对过共晶Al-Si合金微观组织的影响

研究了熔体过热处理对于含12.6％、15％、18％和25％Si的过共晶铝硅合金组织形貌的影响.熔体过热处理温度范围600～1100℃,恒定冷却速度为3.5 K/s,利用CAZ-2MAY金相分析软件测试了初晶硅的粒子形貌、尺寸分布、初晶硅粒子的体积百分含量及形状因子.结果显示,随着熔体过热处理温度的升高,初晶硅粒子的微观组织形态发生变化,初晶硅粒子尺寸呈现持续减小的趋势,有明显的变质效果;初晶硅体积分数呈现小幅度的降低.     

激冷薄带Al-Sr中间合金的变质效果研究

采用单辊甩带方法制备了Al-10%Sr激冷薄带中间合金.利用DSC、SEM、XRD等测试手段研究了激冷薄带Al-10%Sr中间合金对A356铝硅合金的变质效果.结果表明:Al-10%Sr激冷薄带中间合金的相组成中出现了单质Sr,并在衍射角0°～14°间出现了非晶的漫散峰.采用Al-10%Sr激冷薄带中间合金对A356合金变质处理后,其共晶开始温度由576℃降低到571.3℃,共晶潜热则增加了39.2 J/g;变质后的A356合金经T6处理后,其共晶硅多呈点状(低倍)或球状、卵状(高倍),基体组织中树枝状α(Al)固溶体组织明显增多,初晶Si相消失;电导率(20.07 S/μm)比A356合金提高了14.9%,变质效果良好.     

Al-Si系变形铝合金初晶硅尺寸的控制

从合金化过程中Si未充分溶解与扩散、Ai-Si中间合金中的初晶硅、熔炼温度、合金含Si量及均匀程度、铸造工艺等五个方面，阐述了它们对初晶硅尺寸的影响。     

变质处理和快速冷却对Al-27Si合金初晶硅细化的研究

采用添加变质剂和快速冷却相结合的方法,改善Al-27Si合金初晶硅的形貌和尺寸,并借助光学显微镜OM、分析软件Image Plus对初晶硅的尺寸、形貌、圆整度、粒度分布等进行了统计和分析。结果表明,细化Al-27Si合金初晶硅尺寸效果较好的变质处理和快速冷却的工艺为:变质剂添加量0.09%,变质温度880℃,变质时间30 min,型腔内径准10 mm的冷却模具。同时得到对初晶硅尺寸的影响因素,由大到小的顺序是:变质剂的添加量>冷却速度=变质时间>变质温度。     

过共晶Al—Si合金的双重变质

过共晶Al—Si合金的变质,目前工业上多为单变质,其变质剂是赤磷、磷盐或磷铜,而对双变质的研究多系试验阶段。本试验采用(NaPO_3)n为主的初晶硅细化剂和Na盐共晶变质剂并用,对Al—24％Si合金进行试验。 一.过共晶Al—Si合金的双重变 质剂及变质方法     

Fe3Si基合金不同热处理工艺的软化机制

Fe3 Si基合金具有优异的软磁性能 ,但由于有序相的出现导致其很强的环境脆性和本征脆性。文中采用不同的热处理工艺来研究软化机理 ,指出在再结晶温度以上采用水冷工艺能使Fe3 Si基合金得到很大程度的软化     

Effects of P+Cr complex modification and solidification conditions on microstmcture of hypereutectic Al-Si alloys by wedge-shaped copper mould casting

Large and segregated primary Si particles may drastically decrease the mechanical properties of Al-Si alloys. To solve this problem, a P-Cr complex modif ier was added into the alloy, and the effects of P-Cr complex modification and solidification conditions on the microstructure of hypereutectic Al-Si alloys casting produced in wedge-shaped copper mould were studied. The thermal analysis technique was applied to calculate the cooling rate during solidification. The microstructures were observed by means of optical and scanning electron microscopies. Results showed that the primary Si segregates in the as-cast hypereutectic Al-Si alloys. The segregation of primary Si can be inhibited by adding a P+Cr complex modif ier and increasing the cooling rate during solidif ication. The ref inement of primary Si particles by P+Cr complex modif ication is due to the formation of CrS i2 and AlP particles which act as the heterogeneous nuclei for the primary Si phase. The segregation of Si was also inhibited through the adherence of heavier CrS i2 particles to the primary Si particles.     

Regulative effect of Mg/Si ratio on microstructure evolution and mechanical properties of cast Al-Li-Mg-Si alloys

The effect of the Mg/Si ratio of Al-2.5Li-1Cu-0.8Mg-0.8Si,Al-2.5Li-1Cu-1.6Mg-0.8Si,and Al-2.5Li-1Cu-2.4Mg-0.8Si alloys on the microstructure evolution and mechanical properties was investigated.The results show that the primary phases and their morphologies in the as-cast alloys are found to vary with the Mg/Si ratio.The improvement of Mg/Si ratio of as-cast alloys promotes the formation of Mg₂Si primary phase at the expense of the AlLiSi primary phase.Moreover,a tiny amount of T_B-Al_7.5Cu₄Li phase transforms into S-Al₂CuMg phase with the increase of Mg content.In addition,the increase of Mg/Si ratio also causes the Cu-rich intergranular phase distributed along crystal boundary to Si-rich intergranular phase.After ageing treatment,the precipitation sequence as a function of Mg/Si ratio is as follows:δ/δ'+AlLiSi(Mg/Si is~1)→δ/δ'+β'-Mg₂Si+AlLiSi(Mg/Si is~2)→δ/δ'+β'-Mg₂Si(Mg/Si is~3).A good combination of strength and ductility can be obtained in Al-2.5Li-1Cu-2.4Mg-0.8Si alloy after solution and ageing.The rod-likeβ'-Mg₂Si precipitate has a positive influence on the comprehensive mechanical properties of the alloy.     

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。     

Comparative evaluation of X‐ray test results with bend test results for aluminium alloy welded joints

The SiC particle reinforced aluminum alloy has been developed for various machine parts. Aluminum welded machine parts often require welded joints composed of dissimilar alloys. In the present study, electron beam weldability of dissimilar joints was investigated on different combinations of aluminum alloys of 10 mm thickness. The main alloy is 10% SiC particle reinforced Al–Si aluminum alloy. Combination wrought alloys are Al–Si, Al–Mg, Al–Mg–Si and Al–Zn–Mg–Cu alloys. The electron beam machine is a 6 kW high voltage type. The joint groove is of square butt without filler metal.

In the case of SiC reinforced alloy/Al–Si and Al–Mg, joints, weldability was poor because some weld imperfections were recognized such as arcing and other defects. In the case of SiC reinforced alloy/Al–Mg–Si, Al–Zn–Mg–Cu, the cracking sensitivity is low while some small porosity was recognized. Tensile strength became about 150 MPa such as SiC reinforced alloy. Impact values of the SiC reinforced alloy/Al–Mg–Si joint were recovered through 2160 h room temperature ageing. Micro segregation of the Si element was recognized for the SiC reinforced alloy/Al–Mg–Si joint by electron probe microanalyser analysis.     

Al-Si合金中Si相的团粒化研究

利用金相和电子探针等手段研究了AC8C、ZL104和ZL109牌号的亚共晶及共晶Al-Si合金中共晶和初晶Si相的团粒化。结果表明，用Sr变质处理附以热处理手段相结合的方法可促使共晶Si相呈团粒状。并均匀分布干铝基体上，加入TiB2粒子可进一步促进共晶Si趋于圆滑，甚至使之团球化。使用杆状Al-P中间合金后，可使共晶Al-Si合金析出大量初晶Si，获得过共晶组织，并在一定条件下可促使初晶Si晶粒团粒化，提高活塞的金相等级。另外，在Si、Cu和Mg成分一定的条件下可形成一个球状复合相，为获得真正的球状Si相开辟了新思路。     

Sr对Mg-4%Si合金中Mg2Si的变质作用

研究Sr对过共晶Mg-4%Si（质量分数）合金中Mg2Si相的变质作用与机理。Mg-4%Si合金中存在多面体形初生Mg2Si相与汉字状共晶Mg2Si相。添加Al-10%Sr可以明显细化初生Mg2Si相,同时可以将共晶Mg2Si相由汉字状变质为多面体状或者纤维状。对初生Mg2Si相的细化作用主要是由凝固过程中含Sr颗粒的异质形核作用引起的,而对共晶Mg2Si相的变质作用是由在凝固过程中熔体中的Sr原子在Mg2Si晶体生长表面富集,从而改变了其生长优势所致的。     

Si元素含量对激光快速成形制备Nb-Si二元合金显微组织演变的影响

以铌粉和硅粉为原料,采用双通道同轴送粉制备了四种不同Si元素含量的Nb-Si二元合金,通过扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）及X射线衍射仪（XRD）等分析了合金的显微组织演变及维氏硬度.结果表明,硅含量由7%增加至25%,合金的显微组织由Nb_SS+Nb₃Si转变为初生Nb_SS+（Nb_SS/Nb₃Si）共晶,硅含量为18%时,呈Nb_SS/Nb₃Si全共晶组织,硅含量提高至25%,合金中出现初生β-Nb₅Si₃相,并仍存在Nb_SS/Nb₃Si共晶组织.铌和硅粉末在激光作用下原位反应并快速凝固,显著细化了Nb-Si合金的显微组织.随硅含量增加,硅化物含量逐渐增加,合金显微硬度由746 HV增至1 342 HV.     

不同Si/Al比和变质处理对ZA27合金中Si相形态的影响

分析了Al-Si合金中初生Si相的变化规律，并与相同Si／Al比的ZA27合金中析出的Si相作比较，提出了将Al-Si合金中对Si相的变质工艺应用到ZA27合金中，细化组织中的Si相。结果表明，在ZA27合金中Si相的变化规律与Al-Si合金中的Si相大致相同，用1．5％的Cu-P中间合金对ZA27合金进行变质处理，可获得良好的变质效果。