型腔真空度及热处理对AlSiMgMn压铸件性能的影响

研究了不同真空度下AlSiMgMn压铸件在铸态、T1、T5和T6热处理后的力学性能。结果表明,铸态下,高真空(真空度为95~97kPa时)铸件的伸长率是普通压铸件的2.3倍;T1处理后,高真空压铸件的屈服强度比低真空压铸件(真空度为65~70kPa时)的屈服强度提高了64.2%;T5处理后,高真空铸件的伸长率可达到8.4%,T6处理后高真空铸件屈服强度和伸长率分别达到了339.8 MPa和6.7%。     

不同压力下挤压铸造铝铜合金的组织与性能

采用挤压铸造工艺制备出一种新开发的、高强韧铝铜合金.T5热处理状态下其抗拉强度达到433 MPa,伸长率为14%.通过对该合金力学性能及其显微组织的研究表明,铸态和经T5热处理的抗拉强度和伸长率均随压力的增加而增大,在压力为50MPa时达到最大值,但在铸态下,未加压力的铸造合金其硬度高于挤压铸造的合金硬度.随挤压力增加,晶粒明显细化,二次枝晶增加,枝晶间距减小.     

引晶法制备半固态A356铝合金浆料的流变压铸

将引晶法制备的A356铝合金半固态浆料进行流变压铸,研究铸件在铸态和T6热处理条件下的力学性能和微观组织。结果表明:在铸态下铸件的抗拉强度可达到250 MPa左右,伸长率为9%~13%;经过T6热处理后,抗拉强度可提高约30%,但伸长率略有下降。引晶法可制备出初生α1(Al)的形状因子为0.76~0.85和晶粒尺寸为20~40μm的优质半固态A356铝合金浆料。     

磁场与变质对Al-Si-Cu-Mg合金组织及性能的影响

对比研究了未处理、Sr和B变质处理、脉冲磁场处理、脉冲磁场-变质复合处理对Al-6Si-3Cu-0.3Mg合金铸态和T6态组织及力学性能的影响,同时考察了复合处理条件下,不同的脉冲电压和脉冲频率对合金组织及力学性能的影响。结果表明,变质处理、脉冲磁场处理和脉冲磁场-变质剂复合处理均可以改善合金铸态和T6态组织及力学性能,但复合处理效果最为显著;与未处理时相比,合金铸态抗拉强度和伸长率分别提高了59%和71%,T6态抗拉强度和伸长率分别提高了74%和30%。在0～300V范围内,随着脉冲电压增加,合金铸态和T6态组织逐渐细化,其铸态与T6态的抗拉强度、T6态伸长率均逐渐提高,但铸态伸长率变化不大;在1～5Hz范围内,随着脉冲频率增大,合金铸态和T6态组织先细化后粗化,转折点为5Hz,其抗拉强度变化规律与之相同,但脉冲频率为10Hz时,其铸态和T6态伸长率进一步提高。     

AZ113镁合金显微组织和力学性能的研究

采用OM、SEM和XRD等手段对AZ113镁合金铸态、挤压态、热处理状态下合金相的种类、形态、数量和分布进行了分析,探讨了各种状态下AZ113镁合金的力学性能;同时研究了短时高温对AZ113镁合金的组织和力学性能的影响.结果表明,AZ113镁合金挤压后,晶粒由原来的120μm减小到30μm,抗拉强度从212.8MPa提高到353.0MPa,断后伸长率从2.8%提高到9.5%;T4处理后,合金伸长率达到最大值(10.3%);T5处理后,合金的抗拉强度达到最大值(420.3MPa);T6处理后,合金的抗拉强度和伸长率分别为365.1MPa和8%.     

铝合金高真空压铸技术的开发及应用

以MFT(Minimum Filling Time)法自主开发了涉及高真空压铸的相关关键技术,包括真空截止阀、真空系统、模具的密封结构、涂料、浇注系统等.并以ZL101合金为对象,研究了高真空压铸下试样的力学性能和组织.结果表明, ZL101高真空压铸试样的力学性能比普通压铸有较大的提升,尤其是韧度显著增高,抗拉强度、伸长率分别比普通压铸提高约17.16%、71.98%;但T6热处理后,抗拉强度比铸态下提高了7.68%,伸长率却下降了6.78%.     

超声与变质处理对Al-6Si-3Cu-0.3Mg合金组织及力学性能的影响

对比研究了未处理、B和Sr变质处理、超声处理及超声-变质剂复合处理对Al-6Si-3Cu-0.3Mg合金组织及力学性能的影响,同时考察了复合处理条件下,不同的超声功率和处理时间对合金铸态和T6态组织及力学性能的影响。结果表明,变质处理、超声处理和复合处理均可以改善合金铸态与T6态合金的组织和力学性能,但复合处理效果最为显著,与未处理相比,其铸态抗拉强度和伸长率分别提高了10.3%和57%,T6态抗拉强度和伸长率分别提高了33.4%和12.9%。在0～900W范围内,随着超声功率不断升高,铸态初生α-Al相和T6态共晶Si逐渐细化;在0～90s范围内,随着超声处理时间延长,铸态初生α-Al相和T6态共晶Si先细化后粗化,转折点为30s。不同条件下,合金铸态抗拉强度变化不大,而其铸态伸长率、T6态抗拉强度与伸长率的变化规律与其组织基本对应。     

CNTs/AZ91D镁基纳米复合材料的热处理及其力学性能

采用高能超声分散技术和金属型重力铸造工艺制备了CNTs/AZ91D镁基纳米复合材料,并对复合材料进行了固溶T4热处理和固溶时效T6热处理。T4态1.0CNTs/AZ91D复合材料的抗拉强度、伸长率分别为285 MPa、17.3%,与铸态复合材料的抗拉强度(196MPa)和伸长率(4.1%)相比,分别提高了45%、322%。T6态的抗拉强度进一步提高到296MPa,特别是屈服强度显著提高到155MPa,伸长率有所降低,但仍有5.5%。利用OM、SEM、TEM观察1.0CNTs/AZ91D复合材料的显微组织。结果表明,碳纳米管具有细化晶粒、促进滑移和孪生、载荷转移等作用,从而能够明显提高CNTs/AZ91D复合材料的综合力学性能。     

镁合金石膏型低压铸造组织与性能研究

对镁合金石膏型熔模铸造进行了不同浇注方法的对比实验。结果表明,重力铸造很难消除显微疏松缺陷,低压铸造方法要明显优于重力铸造,它的抗拉强度和伸长率好于重力铸造。低压铸造试样经T6热处理后,其抗拉强度平均为(250±10)MPa,比铸态强度提高31%;伸长率为(3±0.2)%,比铸态伸长率提高50%。     

锻压力对铸锻复合成形6061铝合金组织性能的影响

研究了在不同锻压力下6061铝合金的显微组织与力学性能.结果表明:铸锻复合成形过程未施加锻压力时相当于压力铸造过程,显微组织中枝晶比较发达,晶粒粗大,宏观组织中有明显的凝固收缩产生的裂纹;施加锻压力后能够显著改善合金的组织,铸造缺陷减少,晶粒得到较大细化;随着锻压力的增大,铸锻态和T6热处理态合金的抗拉强度皆先增大后趋于平缓减小,当锻压力为90MPa时,铸锻态达到最大224MPa,T6热处理后,合金的抗拉强度显著提高,达到最高358MPa;铸锻态和T6热处理态的伸长率皆在60MPa时达到最大.     

热处理对原位(ZrB_2+TiB_2)增强AlSi9Cu3复合材料组织和性能的影响

采用Al-K2Ti F6-K2ZrF6-KBF4体系制备(ZrB_2+TiB_2)二元纳米颗粒增强AlSi9Cu3基复合材料,并对其进行热处理,研究了颗粒加入量对复合材料组织与性能的影响。结果表明,确定的优选颗粒加入量为3.14%;铸态抗拉强度和伸长率分别为265 MPa和14.8%;时效处理后,复合材料的强度略有上升。经过T6和T7热处理后强度有了大幅度提升,拉伸断口呈明显的韧性断裂形式,T7处理的拉伸断口韧窝较清晰、伸长率高于T6。     

175℃热暴露对7A99铝合金微观组织与力学性能的影响

通过XRD、TEM与室温拉伸等测试分析手段,研究了在175℃下50、100h热暴露处理对T6态7A99铝合金微观组织与力学性能的影响。结果表明,经过175℃下50、100h热暴露处理后,7A99铝合金晶内析出相种类未发生变化,析出相仍然以η′相和η相为主。175℃热暴露处理后,7A99铝合金晶内析出相由η′相向η相发生转变,η相尺寸长大、密度降低、晶界无析出带显著增宽。T6态7A99铝合金的抗拉强度为505MPa、屈服强度为406 MPa、伸长率为12%;经175℃×50h热暴露处理后其抗拉强度为330MPa、屈服强度为250MPa,分别较T6态降低了34.7%和38.4%,而伸长率升至16.8%,较T6态提高40%;经175℃×100h热暴露处理后合金的抗拉强度为305MPa、屈服强度为225MPa,分别较T6态降低了39.6%和44.6%,而伸长率升高到20%,较T6态提高了66.7%。175℃热暴露处理后7A99铝合金强度降低主要是热暴露过程中大量半共格的η′相转变成为非共格的η相,导致铝基体晶格畸变程度显著降低。     

镁含量对挤压铸造Al-10Si-2.5Cu-xMg合金显微组织及力学性能的影响

通过添加不同含量的镁制备出Al-10Si-2.5Cu-xMg(x=0.5%,1.0%,1.5%和2.0%)合金,研究镁含量对Al-10Si-2.5Cu合金组织及力学性能的影响。结果表明:随着镁含量的增加,铸态合金显微组织中的共晶硅得到了细化,而T6热处理使得合金显微组织中的硅相溶断并且球化;当镁含量为1.5%时,铸态和T6态合金的抗拉强度分别达到最大值290 MPa和305 MPa;铸态合金的硬度在镁含量为2.0%时达到最大值112 HV5,T6态合金的硬度在镁含量为1.5%时达到最大值127 HV5;铸态合金的拉伸断口中存在一定量的解理面和少量的韧窝,断裂方式由准解理断裂向脆性断裂转变。     

真空压铸技术对铝合金压铸件的外观质量和力学性能的影响

以铝合金压铸试样为对象,研究了普通压铸试样和真空压铸试样的外观质量和力学性能。结果表明:经抗拉强度试验后,与普通压铸试样相比,真空压铸试样的断面晶粒更细密,颜色更接近铝合金本色;经T6热处理后,真空压铸试样的表面鼓泡更少;测量试样相同部位的直径,与热处理前相比,普通压铸试样的直径增大了0.1 mm以上,而真空压铸试样几乎没有变化。铸态时,真空压铸试样比普通压铸试样的力学性能略好一些,其中抗拉强度提高约6.67%,伸长率提高了25%,硬度提高约4.34%;经T6热处理后,真空压铸试样的力学性能仍然保持在良好状态,伸长率还比铸态时提高了180%,而普通压铸试样的力学性能下降幅度较大。采用普通压铸工艺生产的快速接头平均合格率只有69.79%,应用真空压铸技术后,产品的平均合格率达到了89%,平均合格率提高约28%。     

T5热处理对真空压铸铝合金力学性能的影响

对真空压铸试样进行500℃×0.5h+150℃×5h、500℃×2h+150℃×5h的T5热处理后,结合铸态试样的力学性能,研究了T5热处理对真空压铸试样力学性能的影响。结果表明,经过500℃×0.5h+150℃×5h热处理后的试样抗拉强度最高,而且抗拉强度和伸长率稳定性最好;固溶处理时间越长,微型气孔缺陷对试样的力学性能影响越大。     

挤压铸造ZX60镁合金组织和力学性能研究

采用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和拉伸试验研究了浇注温度和T6热处理对挤压铸造Mg-6Zn-0.1Ca-0.5Mn(ZX60)合金组织和力学性能的影响。研究表明,铸态合金的相组成为Mg基体和第二相MgZn_2相。随着浇注温度由720℃降低至680℃,铸态组织枝晶间距减小,连续、粗大的第二相趋向于弥散分布,合金屈服强度提高但抗拉强度和伸长率下降。ZX60镁合金经T6热处理后,主要强化相为沿[0001]_Mg分布的杆状MgZn_2相,其屈服强度、抗拉强度和伸长率相对于铸态分别提高了122%、62%和32%。     

中间合金及均匀化处理对航空用镁合金组织和性能的影响

研究了AlTiC中间合金及均匀化处理对镁合金组织和性能的影响。结果表明,铸态镁合金的物相主要为α-Mg和Mg_3Zn_6Y。随着AlTiC含量的增加,镁合金中第二相Mg_3Zn_6Y衍射峰增强,α-Mg基体由粗大树枝晶向等轴晶变化,Mg_3Zn_6Y相含量增加。随着AlTiC含量的增加,铸态镁合金抗拉强度和伸长率显著变化,AlTiC含量在0.15%时,镁合金抗拉强度达到最大值195.3 MPa。铸态镁合金经均匀化处理后,抗拉强度明显提高。中间合金添加0.15%时,镁合金抗拉强度达到213.5 MPa。     

Zr含量对Mg-5Zn-2Al镁合金组织与性能的影响

采用光学显微镜及拉伸试验机等手段,研究了Zr含量对Mg-5Zn-2Al合金铸态和热处理后显微组织及力学性能的影响.结果表明,Zr的加入使Mg-5Zn-2Al镁合金的铸态和热处理后的晶粒得到明显的细化.在铸态及热处理条件下,合金的抗拉强度与伸长率均呈现先上升后下降的变化趋势.对于铸态合金而言,Zr含量为0.6%时,Mg-5Zn-2Al合金的晶粒最为细小,并且其抗拉强度与伸长率均达到最大值,为215 MPa和12.563%.经热处理后,合金的抗拉强度较铸态得到了显著地提高.当Zr含量为0.6%时,合金的抗拉强度达到最大,为249 MPa.     

Gd对ZL205A合金显微组织和力学性能的影响

研究了不同质量分数Gd对ZL205A合金铸态及T6态显微组织和力学性能的影响.采用光学显微镜、荧光光谱仪和电子探针对制备的试样微观组织和元素分布进行分析,并利用电子拉伸试验机对铸锭的力学性能进行测试.结果表明:微量稀土元素Gd能细化ZL205A合金的晶粒,并与合金中的其他元素形成新相,能提高合金铸态和T6后的力学性能;当Gd加入量为0.06％时,综合力学性能最优,铸态时抗拉强度为192MPa,伸长率为11.1％;T6态时抗拉强度达到421.1MPa,伸长率为10.2％.但当Gd添加量过多时,合金的组织与性能均产生恶化.     

真空熔铸法制备ZL101A合金工艺及性能研究

针对目前支架、机构箱等汽车用关键零部件采用传统大气条件下熔炼+砂型重力浇注工艺制备的铸件普遍存在铸造缺陷多、综合性能较差等问题,在真空中频感应炉中采用石墨坩埚熔炼+气体保护浇注+金属型凝固工艺制备了ZL101A合金铸锭,分别测试了铸态和经535℃×8 h固溶+180℃×3 h、5h、7h不同时效工艺T6热处理后合金的力学性能,观察了合金微观组织,并同传统大气熔铸工艺制备的合金性能和微观组织进行了对比.结果表明:采用真空熔铸法制备的合金铸态条件下硬度为HB68.5,抗拉强度和伸长率分别为178MPa和4.7％,较之大气熔铸工艺制备的合金硬度提高了2.1％,抗拉强度和伸长率分别提高了9.2％和14.6％;经535℃×8 h固溶+180℃×3 h时效处理后,硬度达到HB117,抗拉强度和伸长率分别达到329MPa和8.5％;铸态合金中初生相α-Al比例较高,共晶相含量较低,Si主要以灰色骨骼状分布在共晶相中.在试验条件下,该工艺制备的合金综合性能优良.