复合细化变质多元铝硅合金强化机制的研究

为改善力学性能,采用新型Al-5Ti-1B-1RE中间合金细化剂和Al-10Sr中间合金变质剂对铸态多元铝硅A356铝合金及在铸态A356铝合金中按一定比例添加Cu、Mn、Ti等元素组成的新型铝合金进行复合细化变质处理。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及能谱、透射电镜(TEM)和电子式万能试验机(CSS-44100)等技术对多元铝硅合金中的第二相粒子的形态分布特征及强化机制进行分析。结果表明：经复合细化变质处理的A356铝合金中的第二相粒子共晶硅相由粗大的片层状转变为典型的纤维状,在软韧相α-Al基体晶界处较均匀的析出,α-Al相晶粒尺寸显著变小,其强化机制主要是第二相粒子共晶硅Hall-Petch晶界细晶强化；在新型铝合金中除第二相粒子共晶硅外,还存在其它较弥散分布在晶界或晶内的第二相强化粒子,多种强化机制共同起作用,当分布在晶界上时,主要是Hall-Petch强化机制；当分布在晶内时,主要是Orowan强化机制,成为阻碍位错运动的有效障碍,起到强化作用。     

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.     

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。     

含C细化剂和含Sr变质剂对A356铝合金组织的影响

在A356铝合金中分别加入自制的Al-5Ti-0.5C、Al-10Sr和Al-5Ti-0.5C-8Sr三种中间合金,利用SEM以及EDS等手段研究了其对A356铝合金组织的影响.结果表明,添加w(Al-5Ti-0.5C)=0.5%的A356铝合金的晶粒尺寸由1 720 μm减小到530 μm左右,但针片状共晶硅形貌基本没变化;添加w(Al-10Sr):0.4%的A356铝合金的晶粒尺寸减少至1 550 μm,共晶硅由原来的针片状变成了细小的纤维状或颗粒状;当添加w(Al-5Ti.0.5C-8Sr)0.5%后,A356铝合金的晶粒尺寸减小至210 μm,对共晶硅的变质效果与Al-10Sr的相当,Al-5Ti-0.5G-8Sr具有双重的细化和变质效果,没有出现Ti与Sr中毒现象.     

Al-3Ti-1B-0.2C中间合金对A356合金的晶粒细化行为

对比了Al-5Ti-0.4C、Al-5Ti-1B及Al-3Ti-1B-0.2C中间合金对A356合金的晶粒细化行为.发现在730℃时,加入0.2%的Al-3Ti-1B-0.2C中间合金,可以使A356合金的晶粒尺寸由1000 μm以上细化至175 μm左右,保温60 min内,细化效果稳定,其细化能力明显优于Al-5Ti-1B和Al-5Ti-0.4C中间合金,且该中间合金的加入不影响Sr对共晶Si的变质效果.与Al-5Ti-1B中间合金细化后的A356合金相比,经Al-3Ti-1B-0.2C中间合金细化后的A356合金室温抗拉强度和伸长率分别提高了5.18%和15.98%.     

稀土Ce中间合金对A356铝合金组织的影响

主要研究了不同Ce中间合金对A356铝合金的细化变质的效果,结果表明:Al-10Ce和Al-4Ti-4Ce-B中间合金对A356合金具有较好的细化变质效果,Al-5Sr-5Ce中间合金对A356的细化变质效果不够理想,而Al-10Sr中间合金的添加对Al-4Ti-4Ce-B中间合金的细化变质具有促进作用。本文还进行了Ce对A356合金细化变质机理的探讨。     

中间合金对A356.2合金细化的效果

采用铝业协会制订的TP-1型标准测试法,对Al-10RE、Al-5Ti-1B、Al-5Ti-1B-10RE等中间合金对A356.2合金的细化效果进行评价,以优化铝合金轮毂制造过程中合金熔体细化处理工艺。结果表明, Al-5Ti-1B-10RE中间合金中的RE不仅可以有效抑制晶粒尺寸的衰退,而且在一定程度上改善Ti、B、Sr对A356.2合金显微组织的细化和变质效果;TP-1型晶粒度检测法是一种简单、直观、准确的中间合金细化效果在线评价方法。     

细化变质处理对A356.1合金组织和力学性能的影响

通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、拉伸性能测试和DSC差热分析等方法系统研究Al-5Ti-1B、Sr、La、Ce对A356.1铝合金组织和性能的影响。结果表明:Al-5Ti-1B对A356.1合金中初生α(Al)晶粒的细化作用十分显著,而对共晶硅和富铁相没有明显变质作用。Sr能有效地将A356.1合金中粗大、狭长的板条状转变为细小的颗粒状和短纤维状,从而大幅降低共晶硅的长度,并显著改善共晶硅的形状系数,但对初生α(Al)相和富铁相没有明显的细化变质作用。La、Ce对A356.1合金中初生α(Al)、共晶硅和富铁相均有一定的细化变质作用,但细化效果远不及Al-5Ti-1B,变质效果明显不如Sr。加入RE元素后,富铁相的形态未发生明显变化,但长度大幅减小,说明RE对富铁相的长大具有显著的抑制作用。当采用Sr变质时,合金的综合力学性能达到最佳,其中伸长率较添加Al-5Ti-1B、La、Ce时的分别提高56.8%、32.7%和21.1%。     

变质和热处理对汽车用Al-Si合金组织与性能的影响

以Al-5Ti-B和Al-10RE为变质剂对汽车用Al-Si合金进行了复合变质处理,研究了Al-10RE含量和热处理对Al-Si合金组织与力学性能的影响。结果表明,Al-10RE含量为0.6%时,Al-Si合金中的针状共晶硅转变为短棒状、α-Al枝晶得到了较好细化;Al-Si合金的硬度、抗拉强度和断后伸长率随着Al-10RE含量的增加呈现先增加后降低的趋势,在Al-10RE含量为0.6%时取得最大值;T6热处理使合金中共晶硅的形态从杆状转变为类球形,复合变质处理的Al-Si合金在T6热处理工艺下可以获得更加细小、均匀的共晶硅相;T6热处理后,未变质处理和复合变质处理的Al-Si合金的抗拉强度都较铸态合金有所提高,而断后伸长率略有降低。     

熔体处理对A356合金组织和性能的影响

通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)等分析手段,研究了磁悬浮熔炼A356铝合金在输出电流为70 A、加热时间为5 min的条件下,经过不同变质处理后的力学性能及显微组织。结果表明:不同熔体处理的A356的抗拉强度和伸长率,随着烙炼方法和变质剂不断的改进呈上升趋势,其中以磁悬浮熔炼并加入Al-10Sr+Al-5Ti-1B-1RE细化剂的A356合金的抗拉强度和伸长率最高;真空磁悬浮熔炼获得的组织更加致密,Al-5Ti-1B-1RE通过降低自由能、Al-10Sr通过生成高熔点化合物来增加异质形核细化晶粒,两者共同作用达到最佳效果。     

一种厚大平板件的V法生产工艺

介绍一种V法铸造生产厚大平板件的工艺方法,通过冷铁工艺设计解决了V法生产该类厚大平板件的工艺难题,避免了易塌型、开裂及平面度问题,获得了表面质量及内在质量都较高的铸件。     

钛及钛合金平面磨削加工工艺研究

磁控溅射钛靶靶面加工精度要求很高，采用一般砂轮磨削，砂轮粘附现象严重，磨削精度达不到设计要求。为此，通过分析钛的物理力学性质，设计制备了专用砂轮。其砂轮的磨粒组成及精度、硬度和粘结剂均与钛的性质相匹配。通过试验筛选确定了一组合适的磨削参数。其磨削速度v0=35m／s，工件纵向进速度vw=12～15m／s，砂轮径向进给运动单行程量fr=0．005m/单行程。采用此参数进行磨削，钛靶靶面尺寸精度和粗糙度均可达到设计要求。     

交变载荷作用下平面应力状态焊接接头焊趾处应力应变理论解的推导

基于弹塑性力学理论计算对接接头交变载荷作用下焊趾处应力和应变,以准确预测交变载荷作用下平面应力状态对接接头焊趾处的应力和应变值为目标,考察了不同加载情况下平面应力状态对接接头焊趾处应力和应变的理论计算方法,并给出了交变载荷作用下平面应力状态对接接头焊趾处应力和应变的理论解.结果表明,在材料参数、载荷大小以及焊趾应力集中系数已知的前提下,根据提出的理论解的计算式可获得相应载荷时接头焊趾处的应力应变,为焊接接头在交变载荷下的疲劳失效预测提供理论指导.     

浅论抗震概念设计的重要性和实用性

大量的地震灾害调查研究表明,一个良好的建筑抗震结构,必须在总体设计方案的初始阶段,就将抗震性能设计融于其中,逐步形成抗震概念设计思想。笔者指出,概念设计是一项系统工程,贯穿于抗震设计的全过程,其内容纷繁、复杂、综合性极强,需要设计人员认真研究、细心体会,做好6个方面的工作,才能使构造的抗震性能收到较好的效果。     

板条马氏体的宏观点阵变形特征及其相变晶体学研究

利用原子力显微镜观察并配合透射电子显微镜研究了板条马氏体的宏观点阵变形特征及其相变晶体学。结果表明：板条马氏体的同位向束的表面浮凸即“浮凸束”,是由若干个平行排列的“切变基元”堆垛而成,“切变基元”浮凸为不规则“N”型;单变体板条马氏体即马氏体板条的表面浮凸呈不规则“篷帐”型;马氏体板条的浮凸高度远低于{31015}f孪晶马氏体。建立了板条马氏体切变基元的形成模型。     

三维有限元网格图形的剖切及场变量可视化

为了更好地分析三维有限元模拟过程中工件内部场变量的变化分布规律, 本文着重介绍了在屏幕工件上用鼠标任意点取3个点构造一平面, 然后应用该平面将基于八节点三维六面体单元的工件进行剖切的方法, 给出了剖切后网格图形上场量值所对应的等值线、彩色云图及速度矢端图等的生成算法。文中算例表明, 该算法灵活、可靠, 具有很好的可行性。     

EBSD技术在研究高强马氏体不锈钢氢脆机理中的应用

用EBSD技术研究了在恒定应力和长期氢扩散作用下马氏体不锈钢的氢脆断裂机制。结果表明,氢脆在初期阶段萌生沿晶裂纹,晶界开裂有选择性和倾向性,高能量的大角晶界易发生开裂,低能量的CSL晶界抑制氢脆裂纹。沿晶裂纹两侧的塑性应变宽度仅为微米或亚微米量级,宏观下表现出典型的脆性开裂特征。扩展阶段氢脆裂纹沿特定的滑移系和解理面穿晶扩展,穿越不同晶粒时,裂纹随解理或滑移晶面的取向变化而发生弯折。氢脆断裂机制符合结合力降低和氢促进局部塑性变形模型。     

定偏心和不定偏心平面研磨均匀性的研究

对修正环形抛光机定偏心和不定偏心平面研磨进行了运动分析，给出了研磨盘上一点相对于工件的速度矢量与轨迹方程，讨论了研磨盘上不同位置的点的相对轨迹。在Preston方程基础上，建立了材料去除函数和研磨均匀性函数。实验结果与理论分析表明通过设置选择适当的转速比组合，可使工件获得均匀研磨，有利于工件平面度的提高。     

马氏体相变晶体学的简易矢量分析方法

基于界面错配可以通过一组缺陷松弛的假设, 发展了一种简易矢量分析法来计算界面包含一组缺陷的系统的相变晶体学. 通过该方法可以方便地求解惯习面的取向. 本文运用该方法求解了fcc/bcc系统中经典马氏体表象理论对应的相变晶体学, 所有计算结果与文献报道完全一致. 并根据矢量分析方法求解了满足上述假设条件惯习面取向的一般表达式. 这一结果对系统地研究fcc/bcc中无理取向的惯习面提供了简便的分析工具.     

平面凸轮数控加工程序及其误差控制

详细地介绍了平面凸轮曲线的计算方法 ,分析了编制程序误差及其控制办法 ,并用APT国际标准语言编制出平面凸轮的数控加工程序 ,该程序顺利通过运行并进行图形仿真。