Al-5Ti-1B细化剂添加量对含铈铸造铝合金组织和拉伸性能的影响

在添加质量分数0.1%铈的基础上,对比研究Al-5Ti-1B细化剂质量分数(00.4%)对A356铸造铝合金组织及拉伸性能的影响。结果表明:随着Al-5Ti-1B细化剂含量的增加,α-Al树枝晶的平均二次枝晶间距先降后增,当细化剂的质量分数为0.2%时,平均二次枝晶间距最小,为37.3μm;添加适量细化剂能促使共晶硅由狭长纤维状向粗短棒状的转变,从而降低共晶硅的等效直径和长宽比,过量细化剂则会引起共晶硅的尖锐化;添加细化剂后,铝合金的抗拉强度和断后伸长率均提高,且随着细化剂含量的增加呈先增后降的趋势;添加质量分数0.2%细化剂时铝合金的综合变质效果最佳,此时铝合金的拉伸性能最佳,抗拉强度和断后伸长率较未添加细化剂时的分别提高了20.7%和66.7%。     

铸造AlSi7MgLa铝合金的金相组织和力学性能研究

在铸造铝合金中,添加稀土元素镧可以起到明显的效果。通过Al-9.38%La稀土铝中间合金向铝合金熔体加入稀土元素镧,制得了铸造AlSi7MgLa铝合金。用金相显微镜和电子万能材料试验机研究了铸造AlSi7MgLa铝合金的金相组织和力学性能,结果表明,稀土元素镧能改变共晶硅的形貌,当稀土元素镧的加入量为0.31%时,共晶硅形成细小的颗粒状,合金的强度较高,为116 MPa。当稀土元素镧加入量为0.87%时,有比共晶硅粗大的稀土元素镧相析出,降低了合金的力学性能,合金的强度进一步下降到52 MPa。     

稀土钇对A356合金显微组织和拉伸性能的影响

运用光学显微镜、扫描电镜和万能电子拉伸试验机等研究了稀土元素钇对A356合金显微组织和拉伸性能的影响。结果表明:稀土钇是A356合金的一种优良变质剂,不但能使初生的α-Al晶粒变得圆整细小,二次枝晶间距减小,而且能使共晶硅由粗大的板条状转变为细小的颗粒状或纤维状;当加入0.4%钇后,A356合金的抗拉强度和伸长率分别达到了298 MPa和9.5%,比未添加钇的合金分别提高了29.6%和21.5%。     

Al90Y10非晶合金细化剂对A356铝合金组织和力学性能的影响

在A356铝合金熔体中添加Al_(90)Y_(10)非晶合金细化剂进行细化处理,研究了细化剂质量分数(0,0.2%,0.4%,0.6%,0.8%,1%)对铝合金显微组织及力学性能的影响,分析了细化机制。结果表明:随Al_(90)Y_(10)细化剂含量增加,A356铝合金的二次枝晶间距先减小后增大,抗拉强度、屈服强度、断后伸长率和硬度先升高后降低,拉伸断裂形式由准解理断裂转变为准解理与微孔聚集型混合断裂;当细化剂质量分数为0.6%时,A356铝合金的二次枝晶间距比未细化的下降了39.68%,合金力学性能最好;适量添加Al_(90)Y_(10)细化剂后形成的钇聚集相能够减少脆性相析出,阻碍α-Al相和共晶硅相进行溶质交换,从而细化晶粒,改善力学性能。     

低强度脉冲磁场下时效温度和时间对A356铝合金组织和性能的影响

对A356铝合金进行T6热处理,在时效时施加33 mT低强度脉冲磁场,研究了时效温度(175,185℃)和时效时间(50,60,70 min)对A356铝合金显微组织和力学性能的影响。结果表明：在脉冲磁场作用下时效后,A356铝合金的二次枝晶间距随时效温度升高或时效时间延长而减小,共晶硅的长径比随时效时间延长先减小后增大;时效温度为185℃时共晶硅的直径和长径比较175℃时有所增大,但其数量减少;在脉冲磁场作用下时效后,A356铝合金的抗拉强度和屈服强度随时效时间延长或时效温度升高而增大;A356铝合金的热处理工艺可改进为540℃固溶60 min+175℃时效70 min,时效时施加33 mT脉冲磁场,该工艺处理后铝合金的拉伸性能满足使用要求。     

变质处理对过共晶铝硅合金组织和性能的影响

通过在铸造过程中对熔体进行二元和三元变质处理,制备了硅质量分数为18%的A390过共晶铝硅合金;通过金相分析、扫描电镜观察、拉伸性能测试、耐磨性能测试等手段研究了变质处理对A390过共晶铝硅合金组织和性能的影响。结果表明:A390合金经过变质处理后,初晶硅棱角得到钝化,尺寸小于30μm,共晶硅出现球化,晶粒尺寸减小;变质后合金力学性能明显提高,其中经三元变质处理后其室温抗拉强度与伸长率较未变质处理的分别提高了31%与150%;耐磨性能也有一定程度的改善,三元变质处理后的磨损机理以微观切削为主。     

铈、镧及富铈混合稀土对AZ91D合金组织和力学性能的影响

用SEM、XRD和EDS分析了添加0.5%,1.0%,1.5%铈、镧和富铈稀土的AZ91D合金的微观组织形貌和相组成;并测试了各合金的硬度以及不同温度下的拉伸性能。结果表明:铈、镧和富铈稀土的添加均能细化AZ91D合金α相,降低β相含量,同时形成针杆状Al11RE3化合物。添加同一稀土元素的合金中,当稀土含量为1.0%时,其常温和高温抗拉强度达到最大值。对比相同含量不同元素的作用,低含量时含铈合金抗拉强度较好,高含量时含镧合金常温和高温断后伸长率较高;铈、富铈混合稀土、镧提高合金硬度的作用依次减弱。     

铸造A356铝合金的拉伸性能与断口分析

对铸造A356-T6铝合金材料在不同位置的拉伸性能进行研究,利用扫描电镜和光学显微镜观察了拉伸断口。通过试验分析数据可得,铸造A356-T6铝合金的拉伸屈服强度和离浇道口的直线距离有关,成线性反比关系;而断裂强度则是先降低后升高,延伸率变化微乎其微。对铸造A356-T6铝合金的平均屈服强度、延伸率、断裂强度和断面收缩率进行比对,通过对断口分析表明:有明显的杂质附着在拉伸断口表面,表面存在少许孔洞,并存在氧化膜的缺陷。取样得知,断口主要含有铝、硅颗粒,还包含碳、氧、铁、镁等复合颗粒。在拉伸过程中,铸造A356-T6铝合中共晶硅粒子与基体结合处会产生裂纹,不断扩大后分布在共晶区域中;当产生裂纹的方向和共晶硅方向不同时,裂纹将会截断共晶硅颗粒。铸造A356-T6铝合金拉伸断裂方式为沿胞(即穿晶断裂)方式的准解理断裂。     

微合金化对原位合成(Al_2O_3+Al_3Zr)_p/A356复合材料显微组织与力学性能的影响

采用微合金化和熔体原位合成法制备了(Al2O3+Al3Zr)p/A356复合材料,研究了微合金化对复合材料显微组织和力学性能的影响。结果表明:微合金化后复合材料中Al2O3和Al3Zr的尺寸更加细小,在0.5～2μm之间,分布更加均匀,颗粒形貌趋于球形,周边圆滑;其力学性能较未添加合金元素的复合材料有明显提高;当添加0.2%Mn+0.2%Cr+0.3%RE时,复合材料的抗拉强度、屈服强度和伸长率达到379 MPa,297 MPa和7.5%,分别提高了32.5%,37.5%和59.5%;其断裂形式属韧性断裂;其强化机制主要有Orwan强化、细晶强化、固溶强化和位错强化。     

NaCl-KCl基排杂熔剂对A356铝合金熔体的 净化及净化后的组织和性能

在NaCl-KCl基净化熔剂中分别添加10%NaF、10%NaF+2%Na_2SO_4+4%Na_2CO_3、3%NaF+2%Na_2SO_4+4%Na_2CO_3+7%Na_3AlF_6(均为质量分数)制备得到3种排杂熔剂(熔剂Ⅰ、熔剂Ⅱ、熔剂Ⅲ),并对A356铝合金熔体进行净化处理,研究了不同熔剂的净化效果及净化后合金的显微组织和拉伸性能。结果表明:3种排杂熔剂均提高了铝合金的冶金质量,净化处理后的组织中夹杂物含量减少、尺寸减小,铝液中的氢含量降低,合金的抗拉强度和伸长率提高;熔剂Ⅲ的净化效果最佳,且最佳添加量(质量分数)为2%,净化处理后的基体组织均为等轴晶,主要断裂模式为穿晶微孔(韧窝)聚集型韧性断裂。     

用非晶合金细化变质处理A356铝合金的显微组织和力学性能

通过添加不同量的Zr_(56)Co_(22)Al_(16)Ag_6非晶合金条带对用Al-5Ti-1B预细化的A356铝合金进行细化变质处理,然后再进行固溶时效热处理,研究了合金的显微组织和力学性能,并探讨了非晶合金的细化强化机制。结果表明:随着非晶合金添加量的增加,铝合金的晶粒尺寸和二次枝晶间距均逐渐减小,力学性能得到了提高;铝合金的共晶组织中出现了弥散分布的颗粒状Al_3Zr相,该相作为非均质形核的核心,起到细化晶粒的作用;加入质量分数为0.4%的非晶合金,并设定孕育期为10min,铝合金可获得最佳的细化效果,其经固溶时效处理后的抗拉强度和伸长率比未加入非晶合金的分别提高了7%和64.4%。     

锡添加对硅铝合金铸锭中初晶硅枝晶宽度及回收率的影响

通过在硅铝合金熔体中添加不同原子分数(0,10%,20%,30%)的锡制备了合金铸锭,研究了锡的添加对该合金铸锭中初晶硅枝晶宽度及回收率的影响。结果表明:初晶硅枝晶宽度随着锡含量的增加而增大,当合金铸锭中硅原子分数为31.86%、锡原子分数由0增至30%时,初晶硅平均枝晶宽度由490μm增大至710μm;较低硅含量合金铸锭中的初晶硅枝晶宽度较大,锡的添加对枝晶宽度的增大效果也更明显;初晶硅的回收率随着锡含量的增加而增大,当锡原子分数由0增至30%时,实际回收率由62%增至85%。     

SiC质量分数对SiC_p/6061铝基复合材料组织和性能的影响

采用半固态搅拌方法添加SiC颗料制备了SiCp/6061铝基复合材料,研究了SiC颗粒添加量对复合材料显微组织、力学性能及耐磨性能的影响。结果表明:SiC颗粒在复合材料中分布均匀,其分散性随SiC添加量的增大先提高后下降,当SiC质量分数为20%时达到最佳;随SiC添加量的增大,复合材料的抗拉强度、硬度和耐磨性能增加,伸长率下降,当SiC质量分数为25%时,复合材料的抗拉强度、伸长率和磨损率分别为282 MPa,3.9%,4.563×10-8 mg·mm-1·mm-2,抗拉强度和耐磨性能分别比6061铝合金的提高了64.2%和670%,伸长率则下降了38.1%。     

机械振动和锰铬变质对Mg_2Si/富铁A356再生铝基复合材料组织与性能的影响

制备了12%Mg_2Si/A356-1.2%Fe(质量分数,下同)富铁再生铝基复合材料,研究了振动频率(100,150,200Hz)和变质剂锰铬质量比(0∶1,3∶7,1∶1,7∶3,1∶0)对其铸态组织和性能的影响,并对比分析了固溶+时效态复合材料和A356-0.5%Fe再生铝合金的组织和抗拉强度。结果表明:机械振动有助于细化未变质复合材料中的共晶Si相、Mg_2Si相和富铁相,促进其均匀分布,从而提高复合材料的室温抗拉强度;锰铬变质后的富铁相由针状变为鱼骨状、颗粒状或汉字状,当锰铬质量比为1∶1时,室温抗拉强度最大,为125 MPa;在振动频率200Hz、锰铬质量比1∶1条件下,固溶+时效态复合材料中形成了六角晶型α-Fe(Al_8Fe_2Si)相,而A356-0.5Fe再生铝合金中形成了单斜晶型β-Fe(Al_5FeSi)相,复合材料的室温和200,300℃高温抗拉强度均高于A356-0.5%Fe再生铝合金的。     

微量锆、镧对Al-Zn-Mg-Cu合金组织和性能的影响

分别制备了未添加和同时添加0.1%(质量分数,下同)锆和0.2%镧的铸态Al-Zn-MgCu合金,然后进行了均匀化、固溶和时效处理,研究了锆、镧的添加对该合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:添加0.1%锆和0.2%镧后,该合金的形核率增加,组织分布更加均匀,晶粒得到了细化;其铸态硬度、抗拉强度、伸长率分别比未添加锆、镧的提高了13.60%,25.00%,21.88%;断裂方式由未添加锆、镧合金的沿晶断裂转变为韧窝型穿晶断裂,合金的韧性得到了提高。     

稀土镧改性Fe_(78)Si_9B_(13)非晶薄带的磁感应效应

制备了稀土镧元素改性的Fe78Si9B13非晶薄带,研究了镧含量和退火温度对薄带磁感应效应和磁感应效应变化幅度的影响。结果表明:当磁场强度小于1 356A·m-1时,薄带的磁感应效应随着稀土元素含量的增加呈先增大后减小的趋势,当磁场强度大于1 356A·m-1时,稀土元素含量对磁感应效应的影响不大;磁感应效应变化幅度随着稀土元素含量的增加呈现出先增大后减小的趋势,当稀土镧质量分数为0.6%时最大;非晶薄带的磁感应效应变化幅度随着退火温度的升高呈现出先增大后减小的趋势,当退火温度为300℃时最大。     

熔体超声处理对A356合金铸态显微组织和力学性能的影响

采用高能超声装置对A356合金熔体进行处理,利用扫描电镜、万能材料试验机等研究了高能超声功率及处理时间对A356合金铸态显微组织和力学性能的影响,并分析了其作用机理。结果表明:对A356合金熔体进行超声处理后合金铸态组织中的硅相逐渐由树枝状变成颗粒状,-αAl相细小圆整;当超声功率为1.2 kW、处理时间为600 s时,处理效果最好;处理时间一定后,随着超声功率的提高,A356合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率都增加,最大值可分别达到294.37,207.98 MPa和6.85%,分别为未施加高能超声处理的1.56,1.93和1.10倍;随着高能超声处理时间的延长,A356合金的抗拉强度、屈服强度以及伸长率呈现先升后降的趋势。     

挤压工艺参数对4032铝合金组织与性能的影响

采用YK28-800型双动数控液压机研究了挤压温度及变形程度等工艺参数对4032铝合金挤压后显微组织和力学性能的影响。结果表明:挤压温度不变而变形程度增大时,初晶硅在基体上分布更细小均匀;当挤压温度高于350℃变形程度在25%～70%时,挤压变形后合金的抗拉强度变化不明显,而伸长率随变形程度的增加而提高,但在变形程度超过70%后伸长率明显下降;挤压变形温度为400℃时,变形后的合金可获得最大的伸长率和一定的抗拉强度。     

快速凝固对A356-K_2ZrF_6体系原位合成Al_3Zr/A356复合材料组织的影响

采用X射线衍射仪、电子探针和扫描电镜等研究了快速凝固条件下A356-K2ZrF6体系熔体反应法原位合成Al3Zr/A356复合材料的凝固组织。结果表明:单辊旋淬快速凝固条件下原位合成的Al3Zr颗粒细小,呈长方体状,尺寸为3～4μm,比常规金属型凝固增强颗粒尺寸减小1～2μm,同时单辊旋淬快速凝固相对于常规金属型凝固增强颗粒更易于被凝固前沿的枝晶所捕获,颗粒分布更加均匀;另外单辊旋淬快速凝固相对于常规金属型凝固复合材料基体A356合金组织中的初晶α-Al细小,共晶硅相形态大部分以颗粒状或小块状存在,且在基体中分布均匀。     

模压变形5052铝合金的显微组织与室温拉伸性能

对5052铝合金板进行了多道次模压(GP)变形,研究了GP变形道次对其显微组织和室温拉伸性能的影响。结果表明:该铝合金的平均晶粒尺寸随GP变形道次的增加而减小,4道次变形后平均晶粒尺寸由未变形的43.2μm细化到约1.1μm;抗拉强度随GP变形道次的增加而单调递增,伸长率则先快速下降后缓慢升高;4道次GP变形能使5052铝合金在提高抗拉强度的同时保持良好的塑性。