挤压铸造Mg-Zn-Y合金显微组织与力学性能的研究

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、万能拉伸试验机等手段,研究了不同挤压压力(0,50,100,150 MPa)对挤压铸造Mg_(93)Zn_6Y_1合金显微组织与力学性能的影响。结果表明:不同挤压压力下合金显微组织由基体α-Mg相和I-Mg_3YZn_6准晶相组成。α-Mg相呈枝晶状形态存在,分枝明显,I-Mg_3YZn_6准晶相以(I-Mg_3YZn_6+α-Mg)层片状共晶组织形态存在,呈网状分布在基体枝晶间。随着挤压压力的增大,α-Mg晶粒明显细化,层片状共晶组织变得细小,且由连续网状逐渐变为断裂网状,分布更均匀。合金的拉伸力学性能随着挤压压力的增大而逐渐提高,当挤压压力为150 MPa时,合金拉伸力学性能最优,其抗拉强度和伸长率分别为193 MPa和4.2%,增幅为30.4%和75.0%,合金力学性能的提高主要归因于细晶强化和I-Mg3YZn6相的强化作用。合金拉伸试样的断口形貌呈现准解理断裂特征。     

原铝液DC铸造2A12铝合金铸锭的高温均匀化研究

针对原铝液DC铸造制备的2A12铝合金铸锭,利用金相显微镜、扫描电镜及其附带的能谱分析仪、电导率测定、DSC测定分析及拉伸试验研究了其铸态显微组织,以及高温均匀化工艺对合金铸锭显微组织、轧材力学性能及电导率的影响。结果表明,原铝液DC铸造2A12铝合金铸锭的铸态组织具有明显的树枝晶状特征,其中α-Al构成树枝晶晶干,块状Al2Cu和AlFeMnCu合金相及具有明显共晶组织特征的层片状S相Al2CuMg均分布于晶干间;合金铸锭在490℃均匀化保温8 h之前,可溶合金相回溶入基体的速度很快,490℃均匀化时间超过12 h以后,可溶合金相回溶入基体的速度很慢,490℃均匀化处理保温时间延长至36 h,合金基体中仍残留大量低熔点合金相;497℃24h高温均匀化处理不能完全消除合金基体中低熔点产物,但经497℃12 h均匀化处理后合金基体中残留低熔点合金相量较经490℃36 h均匀化处理后合金基体中残留低熔点合金相量更少;497℃均匀化保温时间由12 h延长至24 h对其热轧板力学性能及电导率无明显提高作用。     

K273铸造高温合金的组织和性能的研究

K273高温合金的铸态组织是在奥氏体基体的树枝晶间,半连续地分布着共晶状(Gr、M_0、W)_7C_3和笔迹状 N_bC 碳化物。提高凝固速度可以减少树枝晶间臂距和共晶碳化物层片间距,从而减小萌生于共晶碳化物处的显微裂纹尺寸,提高材料的高温性能。K273高温合金在600～700℃下工作,其组织和性能具有良好的长期稳定性。在650～816℃中温热处理发生 M_7C_3转变为 M_(23)C_6的相反应。相反应的结果提高合金的屈服强度和铸件的综合高温性能。     

挤压工艺对Mg-Sr-Y中间合金组织及力学性能的影响

研究了挤压工艺参数(挤压温度、挤压比)对Mg-Sr-Y中间合金组织和性能的影响。结果表明:Mg-Sr-Y中间合金的铸态组织是由树枝晶状的基体相α-Mg、沿晶分布的网状共晶组织(Mg17Sr2+Mg25Y4)组成;热挤压后合金的晶粒明显细化,树枝晶和网状组织被打碎,晶粒大小和合金中析出相的分布更均匀。同时挤压后合金的硬度显著提高,力学性能明显改善,形变强化效果较为显著,其强化效果与挤压温度和挤压比有关。挤压温度越高,挤压比越大,则强化效果越显著。     

热型连铸锌铝合金定向凝固线材的组织分析

对热型连铸锌铝合金定向凝固线材的铸态及热处理组织进行了观察、分析和讨论。结果表明：热型连铸锌铝合金线材的显微组织为定向生长的平行柱状枝晶组织;共晶合金ZA5的枝状芥是的每个枝晶都由多层片状共晶β和η两相构成,过共晶合金的组织为初生树枝晶和枝晶间共晶组织,其中ZA8,ZA12初生相为β相,ZA22和ZA27的初生相是α相。     

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。     

熔体保温时间对含铝Monel合金组织与性能的影响

通过OM,SEM,TEM和HB-3000布氏硬度计研究了在真空下,熔体保温时间对含铝Monel合金组织与性能的影响。结果表明,在不同的熔体保温时间下,含铝Monel合金组织均由树枝晶状的γ初晶和γ＇相组成。其中γ’相有2种存在形式,一种为在枝晶干上单个颗粒弥散分布的γ’相和成花瓣状分布在枝晶干与枝晶间过渡区的γ’相;另一种为枝晶问的离异共晶γ’相。随着熔体保温时间的延长,树枝晶状的γ初晶先细化后粗化,二次枝晶臂间距先减小后增大,枝晶间的共晶γ’相先增多后减少,且弥散于枝晶干上的γ’相的直径先减小后增大;同时,随着熔体保温时问的延长,含铝Monel合金的布氏硬度先增大后减小。当熔体保温时间为60min时,合金组织中树枝晶较细小,枝晶间的共晶γ’相较多,枝晶干上的γ’相直径较小,合金的布氏硬度较大。     

激光熔炼Ti5Si3／NiTi金属间化合物合金的组织及耐磨性

设计并利用激光熔炼技术制备出了以Ti5Si3为增强相、以NiTi为基体的金属间化合物新型耐磨合金，研究了增强相Ti5Si3的含量对合金显微组织、显微硬度及耐磨性能的影响。结果表明，随Ti5Si3含量的增加，合金显微组织由亚共晶向共晶、过共晶转化，增强相Ti5Si3由细层片状共晶相向块状初生相转变，合金显微硬度随之显著提高；在室温干滑动磨损条件下，Ti5Si3／NiTi金属间化合物合金具有优异的耐磨性，并随Ti5Si3增强相的增加而显著提高。Ti5Si3增强相的高硬度和NiTi基体的高韧性及伪弹性效应是该合金具有优异耐磨性能的主要原因。     

铸造1060/Mg-2.0Mn-0.6Ca包铝镁合金的界面结构与显微组织

为探索和改善轧制包铝镁合金板的界面结合状况,用气体保护铸造法制备1060/Mg-2.0Mn-0.6Ca包铝镁合金锭。用OM,SEM,EDS和XRD等对复合铸锭基体及界面的显微组织和相结构进行观察和分析。结果表明:Mg-2.0Mn-0.6Ca合金的铸态组织由α-Mg基体相,弥散分布的粒状β-Mn相以及少量沿晶界分布的片层状α-Mg+Mg2Ca共晶体组成。铸造包铝镁合金锭界面形成扩散溶解层,扩散溶解层由α-Mg固溶体、α-Mg+β-Mg17Al12共晶层、β-Mg17Al12及AlMg化合物层组成,并在共晶层组织中弥散分布有短杆状Al9Mn相。铸造Mg-2.0Mn-0.6Ca合金界面附近扩散溶解层形成是微区"熔池"重结晶的过程,而在Al1060界面附近,扩散层形成是扩散型固态相变的过程。     

Al-3P和Al-5Ti复合变质共晶铝硅合金的组织与性能

采用Al-3P和0.2 mass％Al-5Ti对共晶铝硅合金进行复合变质处理,并对复合变质前后共晶铝硅合金的显微组织和力学性能进行了分析和测试.结果 表明,Al-3P加入量和变质处理温度对共晶铝硅合金的显微组织和力学性能有明显影响.在700℃下采用0.6 mass％ Al-3P和0.2 mass％Al-5Ti对共晶铝硅合金进行复合变质处理时,α-Al相体积分数可达到55％,初生α-Al相呈细小枝晶状,硅相呈细小颗粒状.与0.2 mass％Al-5Ti变质处理合金相比,复合变质处理后共晶铝硅合金的抗拉强度和伸长率分别提高28.3％和56.7％,综合力学性能得到明显提高,且其拉伸断口呈现明显的韧性断裂.     

Solid solubility extension and microstructure evolution of cast zirconium yttrium alloy

Yttrium addition can improve the oxidation resistance,mitigate hydrogen embrittlement and thus enhance the mechanical properties of the zirconium alloy.To study solid solubility extension of yttrium in zirconium alloy,the lattice parameters of a-Zr phase in Zr–Y alloy were accurately determined by X-ray diffraction(XRD).Yttrium exhibits solid solubility extension in the cast zirconium alloy which forms a metastable supersaturated solid solution with solubility limit of around 3 wt%.The effect of yttrium and thermal treatment on the microstructure of the alloys was investigated by optical microscopy(OM)and scanning electron microscope(SEM).The cast Zr–Y alloy shows a normal polycrystalline structure with dispersed a-Y particles when Y content is lower than 4 wt%,while the alloy shows a eutectic structure with dendrites formation when the Y content is higher.Yttrium exhibits a strong grain refining effect on zirconium alloy and precipitates from the metastable supersaturated Zr matrix after annealing at 700 and 900 °C.     

强流脉冲电子束处理对Al-20Si合金微观组织和显微硬度的影响

研究了强流脉冲电子束处理对过共晶铝硅合金Al-20Si组织结构和显微硬度的影响.通过扫描电镜和X射线衍射对改性表面的组织特征进行了分析.扫描电镜结果表明,在电子束所诱导的顶部熔化层中,初生硅溶解在铝基体中形成了铝硅过饱和固溶体.相邻初生硅颗粒由于硅元素的扩散融合成大的初生硅颗粒.X射线衍射分析表明电子束处理后铝的晶格常数下降,晶格畸变增加.显微硬度测试结果指出初生硅的表面硬度在电子束处理后从中心向边缘呈现梯度分布,并且初生硅的中心硬度随脉冲次数的增加而减小.这表明强流脉冲电子束技术在处理过共晶铝硅合金初生硅组织中有着良好的应用前景.     

过共晶铝硅合金Al-17.5Si强流脉冲电子束表面改性

研究了强流脉冲电子束表面改性处理对过共晶铝硅合金(Al-17.5Si)组织和性能的影响.利用扫描电镜和X射线衍射分析了改性机理.扫描电镜结果表明,在电子束处理后的合金表面上,硅元素扩散到铝基体中形成单相α固溶体.X射线衍射分析指出,电子束处理后合金表面没有新的物相生成,并在15脉冲处理后铝的晶格参数显着降低.硬度结果表明,在铝硅扩散区域,初生硅的硬度从中心向边缘呈现梯度分布趋势,而且初生硅中心处的硬度随脉冲次数的增加逐渐减小.耐磨性随脉冲次数的增加先提高后降低,磨损量在15次脉冲后降低了84.6%.因此该技术在改善过共晶铝硅合金表面耐磨性方面展现了良好的应用前景.     

超声半固态流变挤压成形Al-20Si-2Cu-0.4Mg-1Ni合金的组织特征(英文)

通过超声振动半固态流变挤压铸造工艺制造汽车空调压缩机铝硅合金斜盘零件,研究合金的组织特征。发现在Al20Si2Cu0.4Mg1Ni合金的组织中,除了通常具有的初晶Si和α(Al)+β-Si共晶相之外,还有非平衡α(Al)颗粒或枝晶。挤压铸造过程中的较快的冷却速度而非压力是非平衡α(Al)相形成的主要原因。在半固态浆料的制备过程中,超声振动的声压作用能促进非平衡α(Al)相在共晶温度以上生成,并生长为非枝晶颗粒。超声处理的过共晶AlSi合金中的非平衡α(Al)相由共晶温度以上生成的圆形α(Al)晶粒和少量共晶温度以下生成的细小α(Al)枝晶构成。由于超声振动的作用使α(Al)基体中的Si的固溶度增加,并使初晶Si的形成温度降低,组织中初晶Si颗粒的体积分数显著降低。流变挤压斜盘中的初晶Si颗粒的平均直径和体积率分别为24.3μm和11.1%。     

Regularities of recrystallization of rolled single crystals and polycrystals of zirconium and alloy Zr-1% Nb

Features of processes of recrystallization in rolled single crystals and polycrystals of zirconium and alloy Zr-1% Nb have been analyzed. To estimate the crystallographic texture and structural state of the materials under study, diffractometric X-ray methods have been used. It has been found that the α-Zr matrix regions that were deformed with the preferential participation of twinning are characterized by a reduced tendency to recrystallization. Based on the established regularities of textural changes, recrystallization mechanisms operating in the deformed α-Zr matrix have been revealed. The orientation of recrystallized α-Zr grains corresponds to those that are represented by the slopes of deformation-texture maxima in which the level of the crystal-lattice distortion reaches a maximum, and nuclei of recrystallization arising in these regions can, in the process of their growth, be accompanied by a 30° rotation of the matrix about its basal normal. It has been shown that this rotation of the deformed matrix under recrystallization annealing of samples only occurs in the case of predominant participation of prismatic slip in the process of deformation, as well as under fairly slow heating of samples and in the absence of additional components in the α-Zr texture.     

FORMATION OF GRADIENT COATING OF Fe-BASED ALLOY WITH RARE EARTHS BY PLASMA SURFACING

A gradient coating of Fe-based alloy was manufactured with rare earths (RE) by plasma surfacing on Q235 steel substrate. The coatings were studied by using X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscope (SEM), differential thermal analyzer (DTA), and electron probe micro-analyzer (EPMA). The results show that the phases of the two kinds of coatings(with and without RE) both include α-Fe, Fe7C3， Fe3C, Cr2B, Fe2B and FeB. The microstructure of F314 coating is mainly hypereutectic, the pro-phases Cr7C3 and Cr2B are loose, crassi, spiculate and contain microcracks. The brittleness of the coating is high, and the average hardness is 787 HV. When 0.8wt% RE was added into the F314 alloy, the microstructure varied from hypoeutectic to hypereutectic continuously, The hardness appears as gradient distribution with the highest value of 773 HV, meanwhile, the brittleness decreases significantly. The formation of gradient structure depends on the fallowing factors: (i) the conversion of RE. The addition of RE lowers the elements point and Fe-C eutectic temperature, thus the base metal melting acutely. (ii) the heating of plasma arc.Graded temperature results in directional solidification, thus the gradient structure forms easily. The main reasons for the hardness decrease with RE addition in the alloy are the ratio of hard phase lowering and the hardness of the hard phase decreasing.     

Microstructure,mechanical properties and two-body abrasive wear behaviour of hypereutectic Al—Si—SiC composite

The microstructure, mechanical properties, and the effects of sliding distance and material removal mechanism on two-body abrasive wear behaviour of hypereutectic Al—Si—SiC composite and its matrix alloy were investigated. The hypereutectic Al—Si—SiC composite was prepared by stir casting route. The hardness, ultimate tensile strength and yield strength of the composite are increased by 17%, 38%, and 30% respectively compared with those of the matrix alloy, while the elongation of the composite is decreased by 48% compared with that of the matrix alloy. The wear rate of the materials is increased with increasing the abrasive size and the applied load and does not vary with the sliding distance. The wear surfaces and wear debris of the materials were characterized by high-resolution field emission scanning electron microscopy (HR FESEM) and wear mechanism was analyzed for low and high load regimes.     

高硅铝合金粉末的高温空气氧化预处理工艺

通过对铝硅合金粉末采用高温空气氧化预处理,然后进行包套热挤压,制备了Al-12Si共晶及Al-30Si过共晶高硅铝合金材料。利用氧分析仪、金相显微镜、扫描电镜及透射电镜等分析检测设备,对预处理粉末的氧含量与组织及所制备材料组织进行分析比较。结果表明：铝硅合金粉末氧含量随氧化时间延长而逐渐增加,氧化速度随氧化时间延长而下降;粉末颗粒表面氧含量明显高于颗粒内部的;在相同氧化时间内,Al-30Si粉末氧含量的增加大于Al-12Si的,Al-30Si粉末的氧化速度更快;合金粉末经高温空气氧化预处理后,晶粒出现不同程度的长大,Al-12Si共晶合金的晶粒长大不明显,而Al-30Si过共晶合金晶粒长大十分明显。     

激光熔覆制备ZrC颗粒增强金属基复合表层组织

采用激光熔覆搭接技术 ,在中碳钢基体上制备出原位析出的颗粒增强金属基复合材料表层。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪 ,对熔覆层显微组织特征以及硬质颗粒的分布规律进行了观察、分析。熔覆层显微组织特征是树枝状的先共晶奥氏体分布在共晶基体上的亚共晶组织 ;组织发生了马氏体相变 ;熔覆层与基体成良好的冶金结合 ;熔覆层内析出的颗粒是以ZrC为主的复合碳化物 ,分布在枝晶内与枝晶间。随多道搭接的进行熔覆层组织中枝晶的排列方向由平行变得紊乱 ;奥氏体转变为马氏体的数量增多 ;熔覆层中颗粒数量增多 ,颗粒尺寸变大。     

Mg-5Sn-1Zn-0.5Zr合金的显微组织与时效硬化行为

研究了Mg-5Sn-1Zn-0.5Zr(SZK510)合金经固溶处理(480 ℃×10 h)和175、200、225 ℃,1～100 h时效处理后的时效硬化行为和显微组织特征,并推导出该合金的时效动力学方程.结果表明,固溶时效处理后显微组织由α-Mg和Mg_2Sn,以及少量的MgZn相和α-Zr组成;试验合金具有明显的时效硬化特征:在3个不同的时效温度下,硬化曲线都呈抛物线形状,但在175 ℃时效时,曲线出现两个峰值,并且在保温时间为3.98 h有最大的显微硬度值;试验合金的时效动力学方程符合f=1-exp(-kt~m)关系,随着时效温度提高,k值减小m值增大.