改善废铝再生中Fe相析出形态的工艺试验

废铝再生原料中往往混杂较多的铁质材料,在熔炼与铸造过程中容易出现以粗大片状形态析出的富Fe相,降低再生产品的使用性能。开展了熔剂法改善废铝熔体中富Fe析出形态的工艺试验,以硼砂、氯化锰和Al Ti BRE(质量比为2:2:1)等组成熔剂,在730~750℃加入废铝熔体中,加入量为2%,并在30 min内完成浇注,富Fe析出相以较为规整的形状析出,颗粒较细小且分布较为均匀,铝合金性能明显提高。     

Yb对2519A铝合金抗剥落腐蚀性能的影响

采用铸锭冶金法制备了不同Yb含量的2519A铝合金试样,通过硬度测试、力学性能测试、金相显微镜、扫描电镜与透射电镜等分析方法研究了稀土Yb对2519A铝合金抗剥落腐蚀性能的影响。结果表明:在2519A铝合金中添加0.2%Yb(质量分数)时,Yb与Al,Cu,Fe和Mn形成稀土相,合金内粗大Al Cu相和Al Cu Fe Mn相数量减少,含Yb第二相粒子化学活泼性低于Al Cu相和Al Cu Fe Mn相。适量的Yb能细化合金的时效强化相,使其析出密度增加,阻止θ(Al2Cu)相在晶界上连续析出,减小晶界无沉淀析出带(PFZ)宽度,使晶界析出相变成非连续分布,从而改善了合金的剥落腐蚀抗力。当Yb含量进一步增加时,合金力学性能及抗剥蚀性能下降。     

Al-5%Ti-5%(MnFeC)合金中的过渡相

研究了Al-5%Ti-5%(MnFeC)合金的显微组织,并对其形成原因进行了探讨.试验结果表明:Al-5%Ti-5%(MnFeC)合金的富Fe相呈灰色多面体状,且存在浓度有差异的两相;富Fe相是以长条状的TiAl3相为结晶基底析出的,或分布于该相两侧或分布于其端点处;在TiAl3相与外围富Fe相之间存在一过渡相(内层富Fe相),该过渡相是在液态下依附于TiAl3相析出的,它的存在是高锰高铁铝合金中铁相球化的根本原因;内层富Fe相形态较完整,而外围富Fe相有较多的裂纹.     

3003-H16铝合金卷材生产过程中的组织演变

利用热分析仪、光学显微镜、扫描电镜和能谱仪等方法研究了3003-H16铝合金卷材生产过程中的组织演变。结果表明,晶粒尺寸、二次枝晶间距和金属间化合物尺寸从铸锭心部至铸锭表层逐渐减小。当均匀化温度为590 ℃时,α-Al晶体内析出细小颗粒状的Al₆Mn;随均匀化温度的提高,颗粒状析出相不断溶解并促进针棒状析出相长大;当均匀化温度为640 ℃时,针棒状析出相开始溶解,至650 ℃时完全溶解。金属间化合物Al₆(Fe,Mn)和Al₆Mn随均匀化温度的升高而变得圆滑球化,部分Al₆(Fe,Mn)在均匀化过程中转变为Al(Fe,Mn)Si。3003铝合金热轧卷材的晶粒组织在厚度方向上存在不均匀性,冷轧和中间退火后有所改善。3003铝合金卷材中的化合物沿轧制方向成行排列,具有明显的方向性,其中大尺寸化合物的比例随加工率的增大逐渐降低。均匀化可以改善3003铝合金的成分和组织均匀性,改善合金的塑性。变形加工在提高3003铝合金强度的同时降低了合金的塑性。中间退火过程中纤维状的变形组织转变为再结晶组织,消除了硬化现象,合金的塑性得到改善。     

富铁相杂质形态对电磁净化铝熔体效果的影响

采用加入金属锰来改善铝熔体中富铁相杂质的形态,并研究了Mn的加入量对富铁相形态的影响,确定了当Mn和Fe的摩尔比为1.4～1.5时,富铁相的形态变成了较规则的块状形态.并对不同Mn的加入量的铝合金进行了静态电磁净化试验,试验结果表明富铁相杂质的存在形态直接影响到净化效果,经过形态规则化的富铁相杂质净化效果有明显改善.     

固溶时效处理对7005铝合金冲击性能的影响

采用光学显微镜、SEM和冲击试验机研究了固溶时效处理后的7005铝合金的冲击性能。结果表明,7005铝合金铸态组织中晶界比较宽大,并且在晶内存在大量的非平衡析出相,经固溶时效处理后晶粒内的颗粒析出相的数量大量减少。铸态合金晶界上析出相含有较多的Zn、Mg、Mn元素,固溶时效后在合金晶粒内部存在的析出相主要为η(MgZn₂)平衡相,在晶界上仍然残留有部分AlZnMg(Mn)析出相,该析出相具有较好的热稳定性,无法完全回溶。固溶时效后,合金晶粒内的颗粒状析出相大部分溶入基体,使固溶度增加而使合金强度增高,改善了7005铝合金的冲击性能。     

熔体温度处理对不同成分铝合金凝固组织和性能的影响

运用熔体温度处理工艺 ,研究了A35 6铝合金中Cu ,Fe ,Mg成分的变化对凝固组织及性能的影响。组织观察和性能测试结果表明 ,熔体温度处理工艺能够明显抑制富Cu、富Mg、富Fe等金属间化合物相的析出 ,改善和减小了富Cu、富Mg、富Fe相析出形貌和尺寸 ,显著地提高合金力学性能。用团簇理论分析和解释了有关的实验现象和结果。     

合金元素对Al-Mg-Si铝合金铸态组织的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪,研究了不同Mg/Si比及Mn元素对Al-Mg-Si铝合金铸态显微组织及第二相形貌的影响。结果表明:Mg/Si比在1.73附近时,组织比较均匀,Mg2Si相及粗大针状AlFeSi相在晶界富集量较少。大量Si过剩或Mg过剩都会对铸态组织的均匀性及析出相的种类和尺寸以及分布产生影响。少量Mn元素的添加,能有效的改善富Fe相的形态,促进α富Fe相的生成,减少β-AlFeSi相及Mg2Si的数量。     

应变诱导析出对7050合金连续热变形组织的影响

利用Gleeble 1500热模拟试验机、光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)和背散射衍射(EBSD),研究变形工艺对7050铝合金析出相颗粒的影响,以及应变诱导析出颗粒对连续热变形组织的影响。结果表明:变形可使析出相颗粒发生球化,低应变速率促使析出相颗粒细化和再析出,高应变速率则促使析出相颗粒回溶和粗化;在连续热变形过程中,应变诱导析出的细小球形颗粒仍大量弥散分布在合金中,尺寸略有长大,并且析出相颗粒钉扎位错和晶界,晶内取向差变大。变形条带晶粒被细化,合金基体中形成大量多边形亚结构,这可能对铝合金强度和断裂韧性的提高产生积极作用。     

3003铝合金箔制备过程中的组织演变

通过硬度、电阻测试，X射线衍射分析，以及光学显微镜、扫描电镜、透射电镜观察，研究了3003铝合金箔制备过程中的组织演变，探讨了Fe、Si杂质元素对3003铝合金组织及性能的影响。结果表明，随（Fe＋Si）含量升高，Mn的固溶度降低，且α-Al（Fe，Mn）Si相增多；3003铝合金冷轧后在300℃和500℃退火时有大量含Mn粒子析出，300℃退火时析出受到冷轧变形量的影响，而在500℃退火时的析出与冷轧变形量无关；此外，Fe／Si含量比高的3003铝合金箔可获得大量细小且均匀分布的第二相粒子。     

均匀化退火对3003铝合金冷轧板组织的影响

利用OM、SEM及EDS等手段,研究了均匀化退火对电解铝液直接铸轧3003铝合金冷轧板显微组织的影响。结果表明,均匀化退火前的3003铝合金冷轧板组织中存在较多粗大的针片状FeAl3相,少量圆颗粒状(Fe,Mn)SiAl相及短棒状(Fe,Mn)Al6和MnAl6相;均匀化退火后,Mn从过饱和固溶体中析出,置换FeAl3中的部分Fe而形成大量(Fe,Mn)Al6相,针片状FeAl3相明显减少,同时在晶间析出大量圆颗粒状(Fe,Mn)SiAl及短棒状MnAl6相。     

铝合金中Fe相形态的遗传性及球化机制的研究

试验表明，铝合金中的Fe相形态及结构存在明显的遗传性．本文提出了消除针片状Fe相遗传性、培育Fe相新晶核并使之球化的处理工艺，从而达到消除针片状Fe相危害的目的，并对Fe相球化的机理进行了研究．     

改善铝中富铁相形貌对电磁净化的影响

研究了Mn元素加入到Al-1.0Fe-0.6Si中对铝合金中富铁相杂质形态的影响,发现加入适量的Mn对铝合金中的富铁相形态具有很好的改善作用,通过不同锰铁比的合金在电磁场的作用下进行分离试验,结果表明当Mn和Fe的摩尔比为1.4～1.5时,电磁净化效果最为明显.并进一步验证了杂质的微观形态对电磁净化效果的重要性.     

6061铝合金中富铁相在均匀化过程中的相变机理

采用金相(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)和透射电镜(TEM),研究6061铝合金中富铁相在均匀化过程中的转变和析出行为.结果表明:Mn元素直接参与6061铝合金中富铁相的相变过程,使富铁相由板条状的β-AlFeSi相转变成颗粒状的α-Al(FeMn)Si相,在560℃未发现明显的β-Al5FeSi→α-Al8Fe2Si的相变过程;在均匀化过程中,析出块状Al8Fe2Si相和颗粒状Al167.8Fe44.9Si23.9相,其中,Al167.8Fe44.9Si23.9相的析出速度受β-Al5FeSi→α-Al8Fe2Si的相变过程影响.     

化学成分对Al-Mg-Si合金组织及性能的影响

研究了合金化学成分对Al-Mg-Si合金导体材料微观组织和性能的影响。结果表明:对于Mg、Si含量不同的Al-Mg-Si导体材料,在时效过程中,其析出相的含量和尺寸不同。当Mg/Si原子比在1.5附近时,时效时析出更加完全,析出相含量最高,同时表现为强度、电学性能更加优异。对于Fe含量不同的导体材料,含Fe高的材料析出较快,析出相呈针状,在时效初期含量较高;但是含Fe较少的材料析出较慢,析出相呈棒状,在时效初期析出相含量很少。含Fe较少的样品在时效过程中强度较高;并且在时效后期导电率也比较好。     

7475铝合金中η相沿E/Al相界的非均匀析出机理

采用高分辨透射电镜(HRTEM) 和高角环形暗场扫描透射电镜(HAADF-STEM)中的三维重构技术,研究了7475铝合金中η相沿E/Al相界的非均匀析出行为及其形核和生长机理。结果表明,η相在不同的E相颗粒（具有不同形态和不同体积）或同一个E相颗粒的界面析出时,其形核位置、形核率、生长速率和形态有很大差异。E相的界面能和弹性应变能是η相在E/Al相界形核、生长和粗化的决定性因素。η相长大属于扩散控制转变,主要通过相界高速扩散传输溶质原子。     

1235铝合金在加工过程中析出相组织的演变

利用透射电镜对1235铝合金在加工过程中析出相显微组织进行观察。结果表明,1235铝合金在铸轧中液态铝经急冷形成了大小为10~30 nm的纳米晶区域,有的纳米晶区域被拉伸,铝有多种取向分布,并且有明显的滑移带,没有检测到Al与Fe、Si等晶粒细化剂形成的析出相,这说明它们极可能是以固溶体形式存在。在轧制过程中有Al3Fe Si相析出,析出相沿轧制方向被拉伸,分别呈线状、散点状或棒状分布。经630℃7h的均匀化退火后形成的析出相是Al4Si,经380℃7h中间退火后形成的析出相是(Al,Fe,Si),这些析出相都团聚成球状。     

纳米Al2O3P/6061铝基复合材料时效硬化特性的研究

探讨了不同纳米氧化铝颗粒含量、不同时效温度对纳米Al2O3P／6061铝基复合材料时效硬化行为的影响，结果发现，因强化相颗粒与铝合金基体的热膨胀系数差异．提供了析出物形成与成长的驱动力，导致其峰时效时间随强化相颗粒含量的增加及时效温度的升高而缩短，但其峰时效硬度会因时效温度提高使得析出物过度成长而随之降低。复合材料因受强化相与基体材料热膨胀系数的差异、强化相造成的铝合金晶粒细化以及强化相颗粒分散强化等三项因素影响，其硬度值随强化相颗粒增加而提高。     

汽车用6082铝合金热处理工艺研究

针对挤压态6082铝合金性能无法达到企业汽车零件加工标准要求的问题,通过OM、SEM、XRD、硬度测试等手段与方法,研究了热处理过程中固溶和时效处理对6082铝合金组织和性能的影响。研究表明:铸态6082铝合金组织主要由Al基、Mg2Si强化相以及α-(Al Mn Fe Si)夹杂相组成,Mg2Si强化相、α-(Al Mn Fe Si)夹杂相大量聚集在晶界处,挤压处理后组织中的金属间化合物发生破碎,沿着挤压方向排列。6082铝合金适宜热处理工艺为:530℃×4 h固溶、水淬+170℃×10 h时效,此工艺下,6082铝合金组织中强化相颗粒弥散析出、均匀细小,硬度值达到104 HBS,达到企业使用标准要求。     

2A02硬铝合金不同热处理后的腐蚀行为

对2A02硬铝合金进行了不同的时效处理,然后进行了腐蚀性能检测。采用恒温浸泡方法、极化曲线测量、扫描电镜等手段研究了不同时效处理对合金的组织及性能尤其是晶间腐蚀性能的影响。结果表明:对于单级时效而言,自然时效析出相较少,随时效温度升高,析出相增多,但大量析出相存在于晶界;两级时效析出相细小弥散,且均匀分布于晶内。硬铝合金的电化学腐蚀过程以晶间腐蚀为主,随时效温度的升高,耐蚀性增强。两级时效可获得均匀的晶粒结构与细小弥散的析出相分布形态,材料的耐蚀性能最好。