细化变质处理对铸造Al-7.5Si-4Cu合金力学性能和组织的影响(英文)

研究了单一和复合Al-5Ti-B、RE和Al-10Sr细化变质剂对砂型铸造Al-7.5Si-4Cu合金力学性能、显微组织、细化变质效果及其金属间化合物变化的影响。结果表明:与单一细化变质处理以及铸态相比,经过添加质量分数为0.8%的Al-5Ti-B、0.1%的RE和0.1%的Al-10Sr细化变质剂复合细化变质处理后铸造Al-7.5Si-4Cu合金的力学性能和显微组织都得到了显著改善。对于单一细化变质处理,加入0.8%的Al-5Ti-B中间合金后,合金的抗拉强度和布氏硬度得到大幅度提高,并且细化了α(Al)相。加入0.1%的RE中间合金后,合金的伸长率得到了最大程度的提高。这是因为RE的加入使铝合金熔液而得到净化,同时改变了金属间化合物的形状。而加入0.1%的Al-10Sr变质剂后,合金的屈服强度得到改善,但其他性能的改善有限。Al-10Sr变质剂对共晶硅具有较强的变质作用,但使得铝合金熔体含气量增加并形成严重的柱状晶组织。利用硅相的平均面积和长宽比描述细化变质效果得到的结论与力学性能和组织分析的结果相同。     

Al-5Ti细化剂和Al-10Sr变质剂对A357合金微观组织和力学性能的影响

研究了Al-5Ti细化剂和Al-10Sr变质剂对A357合金金属型铸造时微观组织和力学性能的影响.结果表明,单独细化晶粒的最佳Ti加入量为0.08%～0.14%,单独变质处理的最佳Sr加入量为0.005%～0.01%.当以单独细化晶粒的最佳Ti量和单独变质处理的最佳Sr量共同加入合金时,合金的力学性能却有所下降.适当增大Sr加入量可克服上述不利影响,并获得更好的效果.     

新型Al-5Ti-0.8C中间合金对Al-Cu-Mn合金组织形貌和高温力学性能的影响

采用自蔓延燃烧反应法制备了一种新型Al-5Ti-0.8C中间合金,在此基础上采用不同含量（0%,0.1%,0.3%,0.5%,质量分数,下同）的中间合金对Al-Cu-Mn合金进行变质处理,研究该中间合金及其含量对Al-Cu-Mn合金组织形貌和高温力学性能的影响。结果表明：新型Al-5Ti-0.8C中间合金能够显著细化Al-Cu-Mn合金的晶粒尺寸,提高合金热处理过程中θ′(Al₂Cu)相的析出密度,且细化析出相尺寸。其次,变质处理后合金的高温抗拉伸强度显著提高,且随着温度升高,抗拉伸强度的下降程度减小,主要原因在于变质处理后合金中析出均匀分布的细小θ′(Al₂Cu)相以及热稳定性高的Al₃(Ti,Zr)纳米颗粒。此外,当Al-5Ti-0.8C中间合金含量为0.3%时,Al-Cu-Mn合金的组织形貌和高温力学性能最优。     

Al-7Si-Mg合金晶粒的复合细化处理的研究

采用自制的Al-TiC细化剂以及Al-5Ti-B中间合金对Al-7Si-Mg合金进行复合细化处理,研究了复合细化处理工艺对Al-7Si-Mg合金晶粒尺寸和力学性能的影响.结果表明,在复合细化处理后,Al-7Si-Mg合金晶粒尺寸为采用2％的Al-5Ti-B细化处理的66.5％.力学性能测试表明,与采用2％的Al-5Ti-B细化处理相比,复合细化处理使Al-7Si-Mg合金的抗拉强度在T6处理前后分别提高了13.88％和4.96％,伸长率在T6处理前后分别提高了52.3％和89.3％.     

初始组织对热挤压Mg-6Al-2Ca-2Sm合金显微组织和力学性能的影响

对铸态Mg-6Al-2Ca-2Sm合金分别进行经固溶和固溶+时效处理获得不同初始组织试样,然后对不同初始组织的试样进行热挤压,研究了不同初始组织对热挤压Mg-6Al-2Ca-2Sm合金显微组织和力学性能的影响。结果表明：铸态合金经热挤压后发生明显的部分再结晶,显微组织得到显著细化；经固溶或固溶+时效处理能够改善合金组织,热挤压后合金显微组织分布更加均匀。初始组织分布能够改善热挤压Mg-6Al-2Ca-2Sm合金室温和高温力学性能,固溶+时效后进行热挤压,Mg-6Al-2Ca-2Sm合金具有最高的抗拉强度和延伸率。     

稀土复合变质处理对Al-Si合金性能的影响

采用Ce-La复合稀土对Al-20%Si合金进行变质处理,考察了稀土复合变质对Al-Si合金力学性能、耐磨性能的影响,研究了冷却速度对合金力学性能的影响。结果表明:Ce-La复合变质剂对Al-20%Si合金具有双变质作用,当稀土Ce的添加量为0.5%,La的添加量为0.6%时,Al-Si合金的力学性能最好,抗拉强度和伸长率分别为268.5 MPa、0.52%;Ce-La复合变质剂能细化合金,提高合金耐磨性;稀土共晶硅对冷却速度一定程度上较为敏感,冷却速度的提高可以有效细化合金。     

变质处理及亚快速凝固对Al-7Si合金组织的影响

通过改变冷却速度及变质处理变质剂的含量对比研究变质处理及亚快速凝固对Al-7Si合金组织的影响。结果表明,亚快速凝固状态下的Al-7Si合金组织得到细化;亚快速凝固条件下,0.02%Sr变质处理效果最佳。     

不同工艺热挤压后Mg-3Al-2Sc合金的组织与性能

采用不同挤压工艺对均匀化退火后的Mg-3Al-2Sc合金进行了热挤压实验,分析了挤压态Mg-3Al-2Sc合金显微组织及力学性能的变化.结果表明:在挤压温度380℃、挤压速度50mm/min下,挤压态Mg-3Al-2Sc合金可获得均匀的再结晶组织和良好的力学性能.挤压温度降低至350℃,强度明显提高,塑性降低,但挤压速度提高至70 mm/min,强度和塑性都降低.并且,经350℃、50 mm/min工艺挤压后,Mg-3Al-2Sc合金的拉伸断裂为沿晶断裂与准解理断裂的混合断裂,提高挤压温度可显著降低合金的沿晶断裂倾向.     

Al-10%Mg中间合金细化Al-5%Fe合金的研究

通过改变Al-10%Mg中间合金晶粒细化剂加入量和熔体保温时间,研究了过共晶Al-5%Fe合金微观组织形态及力学性能.试验表明,在过共晶Al-5%Fe合金中加入Al-10%Mg中间合金细化剂,当加入量为1.2%、保温时间为90 min时,细化效果仍较好,Al-5%Fe合金中初生Al3Fe相由粗大板条状变为花朵状和颗粒状,尺寸明显减小,材料的强度和塑性明显提高.     

Al-Ti-B-Sr细化变质剂对A357铝合金组织和力学性能的影响

在A357铝合金熔体中分别加入自制的Al-5Ti-1B-9Sr、Al-5Ti-1B-10Sr和Al-5Ti-1B-11Sr细化变质剂,研究了这三种细化变质剂对A357铝合金显微组织和力学性能的影响。借助于扫描电镜(SEM)、电子探针X射线显微分析(EPMA)等技术分析了加入细化变质剂前后的A357铝合金的微观组织,并对加入细化变质剂前后A357铝合金进行拉伸力学性能试验。结果表明:向A357铝合金中分别添加质量分数0.2%的Al-5Ti-1B-9Sr、Al-5Ti-1B-10Sr和Al-5Ti-1B-11Sr细化变质剂,A357铝合金的抗拉强度分别达到309.18 N/mm2、328.06 N/mm2和314.61 N/mm2;向A357铝合金中分别添加质量分数0.1%,0.2%,0.3%和0.4%的Al-5Ti-1B-10Sr细化变质剂,A357铝合金的抗拉强度分别为326.91 N/mm2、328.06 N/mm2、324.70和296.89 N/mm2,伸长率分别为3.1%、6.4%、3.1%和0.2%。     

Al-5Ti-1B和Al-P中间合金对Al-Si合金的联合变质作用

研究了Al-5Ti-1B和Al-P中间合金对Al-Si活塞合金组织和性能的影响。结果表明，加入0．2％Al-5Ti-1B中间合金能使经Al-P中间合金变质过的ZL109合金的共晶团和初晶硅进一步细化，抗拉强度也明显提高。随着Al-5Ti-1B加入的增加这种细化作用逐渐减小，当Al-5Ti-1B的加入量为2％时甚至使ZL109中的初晶硅变粗，抗拉强度也随之降低。     

Processing Effects on Grain Refinement of AZ31 Magnesium Alloy Treated with a Commercial Al-10Sr Master Alloy

The effects of Sr amount and melt holding time on the grain refinement of AZ31 magnesium alloy treated with a commercial Al-10Sr master alloy are investigated. The effects of solutionizing, rolling, and remelting of commercial Al-10Sr master alloy on the grain refinement of AZ31 magnesium alloy are also investigated. An increase in Sr amount from 0.01 to 0.1 wt.% or melt holding time from 20 to 80 min causes the grain size of AZ31 alloy treated with the commercial Al-10Sr master alloy to gradually decrease. In addition, the solutionizing, rolling, or remelting of commercial Al-10Sr master alloy can improve the refinement efficiency of the master alloy to AZ31 alloy, and the improvement resulting from the remelting is best obvious, followed by rolling and solutionizing, respectively.     

A356铝合金Al-5Ti-1B和Al-10Sr熔体处理遗传效应

通过重熔试验研究Al-5Ti-1B和Al-10Sr中间合金在A356熔体中的遗传效应。结果表明:A356合金经熔体处理后流动性较母材提高17.36%,T6处理后α-Al枝晶细化,二次枝晶间距仅为16.8μm,共晶硅圆整,抗拉强度达269 MPa、屈服强度203MPa、伸长率12.5%、硬度92 HBW。伴随重熔,细化变质效果逐渐衰退,熔体质量下降,以致力学性能和流动性下降。试验发现固溶后快淬可减小变质衰退带来的影响。     

Effects of Al-10Sr master alloys on grain refinement of AZ31 magnesium alloy

The effects of Al-10Sr master alloys on grain refinement of AZ31 magnesium alloy were investigated, and the refinement efficiency of different Al-10Sr master alloys （commercial, solubilized, rolled and remelted＋rapidly cooled） was compared and analyzed. The results indicate that the morphology and size of Al4Sr phases in the microstructures of different Al-10Sr master alloys, are of great difference. For the commercial Al-10Sr master alloy, the Al4Sr phases evolve from coarse block shape to relatively fine block shape after being dissolved at 500 ℃ for 4 h and followed by water quenching; but after being rolled at 300 ℃ for 50% reduction or remelted and followed by rapid cooling, the Al4Sr phases mainly exhibit fine granule and fibre shapes. In addition, the different Al-10Sr master alloys can effectively reduce the grain size of AZ31 magnesium alloy, but their refinement efficiency is different. The refinement efficiency of the Al-10Sr master alloy obtained by remelting and rapid cooling is the best, then the rolled, solubilized and commercial Al-10Sr master alloys are in turn. The difference of refinement efficiency for different Al-10Sr master alloys may be related to the dissolution rates of Al4Sr phases with different morphologies and sizes in the melt of AZ31 magnesium alloy.     

均匀化处理对Al-Cu-Mg合金组织和性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析、差热分析、硬度测试和拉伸测试等方法研究了均匀化处理对Al-4.5Cu-0.8Mg合金的组织和性能的影响。结果表明:Al-4.5Cu-0.8Mg铸态组织中存在较严重的枝晶偏析现象,晶界及晶界交汇处有大量Al2Cu相及Al2Cu和Al2CuMg的共晶相,合金经480℃×12 h均匀化处理后,组织中的非平衡相已基本溶解,综合力学性能较好,抗拉强度为320 MPa,屈服强度为246 MPa,伸长率为10.2%,硬度为139.2 HV。     

Mn和Mg对Al-5Fe合金初生Al3Fe相形貌的影响

Mn和Mg添加到Al-5Fe(质量分数，％，下同)合金中，初生Al3Fe相的形貌发生明显变化．未加入合金元素时，该合金中的初生Al3Fe相长成粗大的针片状；加入2．5％Mn和0．1％Mg(质量分数，下同)后，粗大的初生富铁相消失，取而代之的是细小针状、粒状和花朵状；加入2．5％Mn和1．5％Mg，合金中的富铁相大部分转变为粒状和穗状(分叉状)两种．探讨了粒状和穗状的形成机理．对合金力学性能的测试表明，加入Mn和Mg后，合金的抗拉强度得到了不同程度的提高：Al～5Fe合金为107MPa，Al-5Fe-2．5Mn-0．1Mg合金为139MPa，Al-5Fle-2．5Mn-1．5Mg合金为122MPa，增长幅度分别为29．9％和14％．     

固溶处理对铸态Mg-4.8Al-2.7Ca-0.4Mn合金组织及力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、X射线能谱仪、X射线衍射仪、硬度测试及拉伸性能测试等手段分别研究了铸态Mg-4.8Al-2.7Ca-0.4Mn合金固溶处理前后的组织演变及力学性能。结果表明,铸态Mg-4.8Al-2.7Ca-0.4Mn合金的微观组织中,α-Mg相呈现典型的枝晶形态,枝晶间分布着大量在凝固过程中形成的Al₂Ca相;固溶处理对第二相的形貌有显著影响,随着固溶时间的增加,枝晶偏析减弱,Al₂Ca相从网状分布演变为多边形或细块状;经500 ℃固溶4 h,合金具有较好的综合拉伸性能,抗拉强度、屈服强度及伸长率分别达到222.0 MPa、182.5 MPa和4.5%。     

微量B对Mg-3A1-1Zn镁合金组织和性能的影响

B通过Al-3B中间舍金加入Mg-3Al-1Zn舍金中，利用OM、XRD及力学性能测试、极化曲线测定等手段对不同B加入量合金的组织和性能进行了分析。实验结果表明，合金的组织随着B加入量的增加变得粗大，当B加入量为0．05％时出现粗大枝晶，0．1％时枝晶进一步长大且出现二次枝晶。舍金的力学性能和耐腐蚀性能也随B加入量的增加而降低。     

对A356Al合金细化和变质处理的研究

研究了A356Al合金熔体处理过程中细化与变质的交互作用。结果表明:只添加Al-10Sr的熔体处理,α-Al二次枝晶间距为19.6μm,抗拉强度228MPa、屈服强度177MPa、伸长率8.9%、布氏硬度73HBW;而只添加Al-4Ti-1B的熔体处理,α-Al二次枝晶间距为17.3μm,抗拉强度203MPa、屈服强度159MPa、伸长率6.9%、布氏硬度67HBW。指出:Si相的形态对A356Al合金力学性能影响最大,变质效力是限制A356Al合金力学性能的首要因素。