热处理对喷射沉积Al-27%Si合金显微组织及力学性能的影响

采用喷射沉积和热挤压致密化相结合的方法制备Al-27%Si合金,研究热处理对合金的组织及性能的影响。利用金相显微镜、扫描电镜和MTS-858型疲劳试验机等手段对Al-27%Si合金喷射沉积挤压态和热处理态的显微组织和力学性能进行观察与测试。结果表明:喷射沉积Al-27%Si合金组织细小均匀,初晶Si均匀弥散地分布在连续Al基体中,无针状共晶硅存在;采用合理的热挤压致密化工艺可以显著消除材料中的孔隙,致密度达到99.5%;热处理能够进一步改善材料的组织,但会降低材料的屈服强度。     

喷射沉积Al-27%Si合金的半固态挤压成形

研究喷射沉积Al-27%Si合金的半固态挤压成形工艺及其对合金组织与性能的影响。结果表明:喷射沉积Al-27%Si合金在600℃下二次加热10~12 min后,合金液相体积分数适中,Si相尺寸相对细小,形貌为近球形,适合于半固态成形。经600℃二次加热10~12 min后,进行半固态挤压能消除喷射沉积合金中的孔隙,Si相比挤压前更加均匀细小,挤压棒材具有良好的表面质量和均匀的微观组织。经600℃二次加热12 min后,半固态挤压的合金可达到最高的相对密度(99.5%)、抗拉强度(195 MPa)和伸长率(6.7%)。     

喷射沉积耐热Al-15Si-5Fe-2Ni-3.5Cu-Mg-1.5Mn-V合金的组织与性能

采用喷射沉积快速凝固技术制备了Al-15Si-5Fe-2Ni-3.5Cu-Mg-1.5Mn-V合金,在480℃下进行热挤压,挤压比为8:1.采用光学显微镜以及扫描电镜对其微观组织进行观察,用X射线对其进行化学成分分析,并对喷射沉积挤压态合金的热稳定性、硬度进行测试.结果显示,喷射沉积工艺制备的Al-Si系合金组织均匀细小,初晶Si相的形状基本是颗粒状或块状.热挤压后合金组织致密,初晶Si相弥散分布在基体上.挤压态合金在300℃下初晶Si相没有明显长大,热稳定性良好.该合金在300℃下仍具有相当高的强度.     

快速凝固过共晶铝硅合金粉末的形貌与显微组织

采用快速凝固气体雾化工艺制备Al-27%Si合金粉末,研究合金粉末形貌和热处理对组织的影响,利用X射线衍射仪和显微硬度计等对Al-27%Si合金粉末中硅相的析出与长大进行表征。结果表明:快速凝固Al-27%Si合金粉末由基体α(Al)相、块状β-Si相和枝晶状共晶硅相组成;经热处理后,β-Si相发生粗化,共晶硅相逐渐转变为块状相且发生粗化;在500℃下加热保温后,α(Al)相和β-Si相的衍射峰强度随时间延长而增大,α(Al)相衍射峰向低角度偏移;合金粉末显微硬度在500℃下加热,初期有下降趋势,但随时间延长,不再下降,而是维持相对稳定。     

喷射沉积Al-10Si合金的力学性能

采用喷射沉积和热挤压方法制备Al-10Si合金,实验研究了合金力学性能。结果表明,喷射沉积和热挤压,可以使Al-10Si合金获得2～4μm均匀分布的共晶Si,极大改善了合金的塑性(δ5=25.2%)。合金试样的轴向拉伸断口呈现大量的细小韧窝,断口上少有Si出现,裂纹主要沿铝基体扩展。合金的屈服强度和极限强度分别为148 MPa和197.5 MPa。     

喷射沉积Al-17Si-5Fe-2Mn-2Ni-3.5Cu-1Mg-1V合金的组织及性能

采用喷射沉积快速凝固技术制备了Al-17Si-5Fe-2Mn-2Ni-3.5Cu-1Mg-1V合金,利用金相、X射线衍射和SEM等测试方法分析了合金的组织特征、热稳定性及力学性能。结果表明：喷射沉积合金的组织由大量弥散分布的粒状相、少量块状相和共晶基体组成。挤压态合金经300℃不同时间加热后,初晶Si相没有明显的粗化,热稳定性良好;合金经热挤压后,室温极限拉强度达232.2 MPa,经T6热处理后极限抗拉强度提高了17%,达271.3 MPa。     

喷射沉积Al-17Si-4Fe-2Mn-3Ni-3.5Cu-1Mg合金组织与性能

采用喷射沉积快速凝固技术制备了Al-17Si-4Fe-2Mn-3Ni-3.5Cu-1Mg合金,利用金相、XRD、SEM等测试方法分析了合金的组织特征、热稳定性及力学性能.结果表明,喷射沉积合金的组织由大量弥散分布的粒状相,少量块状相和共晶基体组成.合金在150、250、350 ℃下不同时间加热后,初晶Si没有明显的粗化.证明其在350 ℃下具有良好的热稳定性.合金经热处理后,室温抗拉强度达373 MPa.     

激光功率对激光沉积Al-40%Si合金组织和性能的影响

采用激光沉积法制备了Al-40%Si合金。利用光学显微镜以及Image J金相分析软件,对过共晶Al-Si合金的组织进行了观察。采用维氏显微硬度计测量了合金的显微硬度,研究了激光功率对Al-40%Si合金组织和性能的影响。结果表明:相比铸造Al-Si合金,激光沉积Al-Si合金的初晶硅尺寸和形状得到了明显改善,粗大的长条块状初晶Si转变为细小颗粒状并均匀分布在基体α-Al中。随着激光功率的增大,初晶Si尺寸先减小后增大,显微硬度具有最大值,当激光功率为1000 W时,初晶Si尺寸最小,约为5μm,显微硬度达到最高值168.21 HV。     

冷却速度对过共晶铝硅合金凝固组织和耐磨性能的影响

试验研究了在不同的冷却速度下凝固的Al-20%Si和Al-30%Si(质量分数,下同）合金的组织和耐磨性。实验结果表明,冷却速度对过共晶铝硅合金的凝固组织和耐磨性能有显著的影响。随着冷却速度的增加,Al-20%Si和Al-30%Si合金的凝固组织组成,初生硅的形貌和尺寸都发生明显的变化：冷却速度小于0．1K/s 的炉冷试样和冷却速度小于1K／s耐火砖型铸造试样的凝固组织由（α＋Si)共晶和初生Si相组成,初生Si相呈粗大的片状,共晶Si呈针状;冷却速度约10K/s的金属型铸造试样的凝固组织由（α＋Si)共晶,枝晶状α相和初生Si相组成,初生Si相为块状或长条状,共晶Si呈细小的针状,并且凝固组织中出现的枝晶状α相;凝固速度为（10^3-10^5)K/s的过喷粉末的凝固组织也是由（α＋Si)共晶,枝晶状α相和初生Si相组成,初生Si相为块状,而喷射沉积快速凝固Al-20%Si和Al-30%Si合金的沉积组织都是由Si相和α相组成,细小的Si相均匀分布在α基体中。随着冷却速度的增加,Al-20%Si和Al-30%Si合金的凝固组织中初生硅的尺寸明显减少,磨损机制发生变化,合金的耐磨性显著增加。     

热处理对激光选区熔化AlSi7Mg合金微观组织和拉伸性能的影响

采用退火和固溶时效两种热处理方法对激光选区熔化(SLM)技术成形Al Si7Mg合金沉积态试样进行热处理试验,对热处理试样微观组织、拉伸性能和断口形貌进行分析。结果表明:沉积态试样微观组织主要由网状Si相和α-Al基体组成。经350℃/3 h/空冷(AC)退火后,在Al基体中形成尺寸约0.5μm的颗粒状Si析出相,横向试样抗拉强度和屈服强度由沉积态的435.78 MPa和299.23 MPa分别下降到210.35 MPa和152.01 MPa,伸长率由14.36%增加到30.83%。经535℃/3 h/水淬(WQ)+150℃/6 h/AC固溶/时效处理后,在Al基体中形成尺寸约2～3μm的颗粒状Si析出相,横向试样抗拉强度和屈服强度分别下降到349.27 MPa和309.67 MPa,伸长率增加到17.12%。本试验条件下,采用535℃/3 h/WQ+150℃/6 h/AC固溶时效热处理方法可获得较好的抗拉强度和伸长率匹配度。     

熔体混合对过共晶Al-Si合金细化的研究

研究了高温Al-30%Si合金熔体和低温Al-7%Si合金熔体混合后浇铸得到的过共晶Al-Si合金显微组织及力学性能.结果表明:不同成分的高低温熔体混合后可有效细化过共晶Al-Si合金的初晶Si尺寸:混合前熔体温差越大,初晶Si细化效果越好;随着混合后静置时间的增加,初晶Si的尺寸变大,Al-Si合金硬度增加.并探讨了其细化机理.     

Al-10RE中间合金对Al-20Si合金组织和性能的影响

研究了不同Al-10RE添加量对Al-20Si合金铸造组织和力学性能的影响。结果表明,加入Al-10RE后的Al-20Si合金主要由α-Al基体、初晶Si、共晶Si和针状的Al11RE3相组成;初晶Si的形状由大块状变为小块状和球状,其最佳加入量为1.5%,初晶Si平均晶粒尺寸最细小,且呈弥散均匀分布。其抗拉强度、伸长率和硬度达到最大值,分别为117 MPa、11.0%、87.76。分析认为,RE的加入改变了初晶Si晶粒的生长方式,而细化的晶粒以及针状Al11RE3相的产生又大大改善了Al-20Si合金的力学性能。     

熔体温度处理对Al-19%Si合金组织和性能的影响

研究了熔体温度处理和热处理对Al-19%Si合金组织和性能的影响.实验结果发现,熔体温度处理可大大细化Al-19%Si合金的组织,明显提高其力学性能.熔体温度处理后,Al-19%Si合金的初生硅尺寸从80～100 μm被细化到20 μm以下,合金的抗拉强度从177 MPa提高到235 MPa.热处理能明显改善熔体温度处理后Al-19%Si合金的组织,大大提高其力学性能.热处理后,Al-19%Si合金组织中的初生硅棱角明显钝化,共晶硅明显球化,化合物相数量减少、尺寸减小.熔体温度处理与热处理相结合,可使Al-19%Si合金抗拉强度达到333 MPa.     

冷却速度对气雾化非平衡Al-27%Si合金粉末组织形貌特征的影响

采用快速凝固气体雾化技术制备Al-27%Si合金粉末,利用对流传热原理计算合金粉末的冷却速度,采用扫描电镜(SEM)观察分析不同粒度合金粉末的形貌。结果表明:快速凝固气体雾化的冷却速度介于103~106 K/s之间,对合金粉末形貌组织有较大影响。该合金粉末中细小初晶Si相和共晶Si相均匀弥散分布在α-Al基体中,且Si颗粒尺寸随粉末尺寸减小而减小。通过测定合金粉末二次枝晶间距,结合冷却速度与二次枝晶间距之间的经验公式,能较好地预测实验结果。     

快速凝固粉末冶金TiB2颗粒增强AlFeVSi耐热铝合金

利用快速凝固粉末冶金方法制备了TiB2颗粒增强Al-8.5Fe-1.3V-1.7Si耐热铝合金试样以及不含TiB2颗粒的基体合金试样,通过光学显微镜、扫描电镜分析了其显微组织和断口形貌,采用X射线衍射进行了物相分析,并进行力学性能测试.结果发现,TiB2颗粒能有效地添加到Al-8.5Fe-1.3V-1.7Si耐热铝合金基体中,并能有效地抑制平衡相Al13Fe4的析出,且能细化晶粒,TiB2颗粒的存在使得粒度小于74μm粉末冶金合金挤压试样的室温强度高达454.1 MPa,屈服强度达407.8 MPa,延伸率保持在7.7%;350℃高温强度稳定在210 MPa以上,延伸率稳定在7.7%以上.     

喷射成形Al-8.5Fe-1.1V-1.9Si合金的热稳定性

利用喷射成形技术制备了Al-8.5Fe-1.1V-1.9Si合金,借助透射电镜、X射线衍射和拉伸测试等手段研究了合金的微观组织和力学性能.结果表明,沉积态组织是由α-Al基体和Al12(Fee,V)3Si耐热相所组成.合金在400℃保温24 h后具有高的拉伸强度,颗粒状的耐热相Al12(Fe,V)3Si的尺寸变化不大,显示了良好的热稳定性.     

激光封焊高硅铝合金焊缝组织缺陷及应力分析

使用光学显微镜、扫描电镜、X射线应力分析仪等测试分析手段,对激光封焊盒体(壳体Al-50%Si,盖板Al-27%Si,质量分数)的焊缝组织缺陷及焊后残余应力分布进行试验分析研究。发现激光封焊盒体焊缝中存在气孔、热裂纹等缺陷。气孔的类型可以分为两种,第一类气孔由于尺寸较小,并不会对盒体质量产生较大影响,而尺寸较大的第二类气孔虽出现较少,但是对盒体影响较大;此外,焊接热裂纹分布很少且尺寸较小,对盒体影响较小。X射线应力分析结果显示,封焊盒体焊缝中均存在压应力,且残余应力值在(-10)～(-70)MPa之间,最大值出现在盒体四边中点处,并且残余应力最大值约为原材料屈服强度的1/2左右。     

添加Mn和Mg对喷射沉积Al-12Si合金微观组织与性能的影响

针对微波组件用Al-12Si合金盖板材料中存在粗大针状Si相导致强度不足的问题,采用喷射沉积?热压制备Al-12Si和Al-12Si-1Mn-0.6Mg合金,对比分析添加1％Mn和0.6％Mg对合金微观组织、力学和热物理性能的影响.结果表明:热处理后,Al-12Si-1Mn-0.6Mg合金组织中Si相呈近球形颗粒均匀分...     

纳米SiC颗粒对Mg9Al-1Si合金组织及力学性能的影响

研究了纳米Si C颗粒对Mg9Al-1%Si(以下记作Mg9Al-1Si)合金显微组织和力学性能的影响。研究结果表明:Mg9Al-1Si合金组织由α-Mg基体、网状β-Mg17Al12相及粗大汉字状或细长鱼骨状两种形态的Mg2Si相组成。加入质量分数为1%的纳米Si C颗粒,Mg9Al-1Si合金的α-Mg基体晶粒明显细化;β-Mg17Al12相变细变小,网状分布改善不大;粗大汉字状Mg2Si相消失,鱼骨状的Mg2Si相变得更加细小。合金的力学性能得到显著提高,屈服强度提高了13.5%;抗拉强度提高了54%;伸长率由0.48%提高到1.56%,提高了225%.     

喷射沉积Al-Si-Mg合金及热处理研究

研究了喷射沉积Al-7Si-0.4Mg合金及其热处理工艺,确定了该材料的最佳热处理制度,通过光学显微镜、X射线衍射仪(XRD)、透射电镜和力学性能测试等研究了喷射沉积材料热处理工艺及其对微观组织和力学性能的影响。结果表明,喷射沉积工艺可有效细化铝合金晶粒和第二相尺寸,轧制和后续热处理进一步消除了材料内部孔洞等缺陷并使Si颗粒球化、促进第二相的弥散析出,阻碍位错移动,从而提高合金的力学性能。