Al-Sc-Zr合金热力学凝固行为的计算分析

为研究Al-Sc-Zr合金中Sc、Zr含量对Al3(Sc,Zr)-LI2相和Al3(Sc,Zr)-DO23相析出的影响,使用Thermo-Calc软件计算分析不同Sc、Zr组分的Al-Sc-Zr合金平衡和非平衡热力学凝固行为。结果表明:Al-Sc-Zr合金中Sc含量主要影响Al3(Sc,Zr)-LI2相的析出温度和含量,Zr主要影响Al-Sc-Zr合金液相线温度和Al3(Sc,Zr)-DO23相的析出。通过对合金中Sc、Zr含量的设计,可以实现对Al-Sc-Zr合金中Al3(Sc,Zr)第二相析出温度和含量的控制,用以指导含钪铝合金的成分设计和熔铸工艺。     

微量Sc对Al-Cu-Li-Zr合金组织与性能的影响

研究了微量Sc对Al-3.5Cu-1.5Li-0.12Zr合金微观组织和拉伸性能的影响。结果表明:在Al-3.5Cu-1.5Li-0.12Zr合金中加入0.10%(质量分数)的Sc消除了合金铸态枝晶组织,有效地抑制了再结晶的发生,具有一定的强化作用和明显的增塑效应;添加0.25%(质量分数)的Sc显著细化合金铸态的晶粒组织,促进了合金固溶过程中再结晶的发生,从而降低了合金的强度。     

Al-Mg-Mn-Sc-Zr合金中Al3(Scx,Zr1-x)粒子的形成机制研究

用水冷铜模激冷铸造制备Al-5.8Mg-0.4Mn-0.25Sc-0.1Zr合金.用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)和金相显微镜(OM)研究合金中Al3(Scx,M1-x)第二相粒子的存在形式和形成机制.结果表明:Al-5.8Mg-0.4Mn-0.25Sc-0.1Zr合金在急冷铸造条件下,合金中的Sc和Zr主要以固溶形式存在于α(Al)基体中,透射电镜和扫描电镜下很难观察到这些粒子存在.初生Al3(Scx,M1-x)粒子对铸态晶粒具有细化作用,晶粒尺寸可细化到10～20μm.铸态合金经550℃退火20 h后析出大量次生Al3(Scx,M1-x)粒子,这些粒子呈内部富Sc,外部富Zr的复合结构.该结构的形成一方面是由于Sc在铝合金基体中的原子扩散速率比Zr大;另一方面,通过形成这样的结构可降低界面能.     

Ti3AlC2/Al复合材料的制备及性能

采用Ti、Al和C元素粉末为反应原料,通过机械合金化(MA)和热处理法制备出高纯度三元碳化物Ti3Al C2陶瓷粉体。将Ti3Al C2作为增强相添加到金属Al中,采用放电等离子烧结技术(SPS)制备出Ti3Al C2/Al复合材料,研究烧结温度对复合材料的相对密度、硬度和摩擦因数的影响。结果表明:随烧结温度的增加,复合材料的相对密度和硬度也随之增加,当烧结温度为550℃,复合材料的相对密度和硬度分别为97%和180HV;复合材料的摩擦因数随烧结温度升高而逐渐变小,当烧结温度为500℃,摩擦因数达到最低值,约为0.186 9,烧结温度继续升高,摩擦因数反而变大。     

新型含Sc焊丝焊接7B52板材工艺及性能研究

用添加含Sc铝合金焊丝TIG/MIG焊接工艺对18 mm厚7B52铝合金对接接头进行焊接,对接头成形质量、接头拉伸性能、显微硬度、显微组织及断口形貌进行分析.结果表明:添加新型含Sc焊丝TIG/MIG焊接7B52铝合金焊接性能良好,TIG焊接头最高抗拉强度为423 MPa,平均抗拉强度为412.7 MPa,MIG焊接头最高抗拉强度为420 MPa,平均抗拉强度为410 MPa,焊接接头性能远高于添加ER5356焊丝.这是由于焊丝成分中Sc、Zr、Ti在焊缝中形成的Al3Sc/Al3Zr/Al3Ti多元复合相作为焊缝金属的异质形核质点,起强烈细化晶粒的作用,在细晶强化、固溶强化和沉淀析出强化共同作用下,大幅度提升7B52铝合金焊接接头性能.     

新型高强度Al合金

<正>俄罗斯专利RU2288965中公布了一种新型高强度Al合金。该合金中所含的主要合金元素为(质量分数):Zn 6%～8%、Mg 2.5%～3.5%、Ni 0.6%～1.4%、Fe 0.4%～1.0%、Si 0.02%～0.2%、Zr 0.1%～0.3%、Sc 0.05%～0.2%,其余是Al。该合金的平衡固线温度不低于540℃,硬度不低于200HV。含有Zn 7%、Mg 3%、Ni 1%、Fe 0.8%、Si 0.11%、Zr 0.2%、Sc 0.1%的典型合金经过淬火和时效处理后,拉伸强度能够达到620 MPa,屈服强度540 MPa,延伸率4%。合金以铸锭或变形加工半成品形式供货。由于具有较高的力学性能,该合金能够用于制造高负载的车辆零件以及运动器械等。     

Al2O3含量对Ti3SiC2/Al2O3复合材料抗氧化性能的影响

以Ti、Si、炭黑为原料,通过引入Al2O3,采用热压法制备了Ti3SiC2/Al2O3复合材料。通过X-射线衍射仪、扫描电子显微镜和能谱分析研究了Ti3SiC2/Al2O3复合材料的氧化行为。结果表明:添加Al2O3的试样抗氧化性优于纯Ti3SiC2试样,这是因为在1 300℃之前,形成α-Al2O3、TiO2和SiO2的混合层,且α-Al2O3集中到氧化层表面呈连续分布,形成致密氧化层。而在1 300℃之后试样表面则生成Al2TiO5抗氧化层。     

稀土Sc和高强超声振动对A380合金的作用及机理

在A380合金中添加质量分数为0~0.5%的稀土Sc进行高强超声振动,研究Sc及高强超声振动对A380合金显微组织和力学性能的影响及作用机理。结果表明:加入Sc及高强超声振动可以使A380合金显微组织中的初生α相明显细化,由粗大的树枝晶变为细小、无定向的枝晶,并且形态变为圆整;Sc质量分数为0.3%时,对α相的细化效果最佳,Sc与高强超声振动还使A380合金显微组织中的共晶Si和Al3Fe Si2相尺寸显著减小,由粗大的针片状变为蠕虫状和点状;Sc质量分数为0.3%的A380合金铸造状态下的抗拉强度、伸长率、硬度分别为299 MPa、3.68%、104BHN,高强超声振动作用下则分别为314 MPa、3.7%、109BHN,此时,单位面积晶粒数量最多。     

Al_2O_3-TiC/Cr18-Ni8扩散焊界面附近元素分布及析出相

采用Ti/Cu/Ti复合中间层实现Al2O3-TiC陶瓷基复合材料和Cr18-Ni8不锈钢的扩散焊接。采用光学显微镜(OM)、电子探针(EPMA)、X-射线衍射(XRD)等分析手段,对Al2O3-TiC/Cr18-Ni8扩散焊接头的显微组织、元素分布及析出相进行分析。结果表明:Al2O3-TiC/Cr18-Ni8界面结合紧密,界面过渡区与两侧基体间界面平直。Ti与Al2O3间的反应主要发生在陶瓷表面附近;在Cu层内,Ti和Cu浓度轮廓互补;Ti向不锈钢侧扩散较大的距离,Fe、Cr表现为相似的扩散趋势;Ni呈现"上坡"扩散的特点。Al2O3-TiC/Cr18-Ni8接头的界面结构为Al2O3+TiC,NiAl2O4,TiC,CuTi+Cu(Ni),FeTi+Cr2Ti+TiC和Fe。     

Al-Mg-Mn焊丝合金

<正>世界专利WO2006 40034中介绍了德国Corus轧制铝产品公司开发的新型Al合金焊丝材料。该类焊丝材料中主要含有质量分数为6.0-9.5%的Mg、0.9-2.0%的Mn、0.2-0.9%的Zn、不超过0.3%的Zr(最好0.05-0.25%)和Ti、不超过2.8%的Sc、不超过0.5%的Cu(最好不超过0.25%)、不超过0.5%的Fe、Cr和Si,其余成分是Al。标准焊丝合金成分为(质量分数):Mg 6.1%、Mn 1.15%、Zn0.54%、Zr 0.13%、Ti 0.01%,Cu和Cr的含量都低于0.01%。采用该焊丝材料对Al合金进行焊接后获得的焊缝的力学性能明显要高于采用其它已知焊丝进行焊接后获得的焊缝的性能。     

泡沫铝镁合金的压缩与吸能性的研究

对用渗流法制备的泡沫铝镁合金进行了准静态压缩实验,测试了其压缩应力-应变曲线,研究了泡沫铝镁合金的准静态压缩力学行为及其吸能性,并与泡沫纯铝的静态压缩性能进行了比较.实验结果表明, 泡沫铝镁合金的压缩过程具有明显的三阶段变形特征,即弹性段、塑性平台段和压实段;随孔径的增加,泡沫铝镁合金的屈服强度升高、吸能量上升.由于铝镁合金的强度远高于纯铝,从而使泡沫铝镁合金的压缩屈服强度及吸能性均显著高于泡沫铝.     

无压浸渗制备Si3N4/Al复合材料的工艺与抗弹性能研究

利用铝镁合金无压渗入氮化硅多孔预制体的方法制得致密的富含有氮化铝相的陶瓷金属基复合材料,并分别就 热处理温度和浸渗温度对复合材料的显微组织、相组成和显微硬度的影响进行了观察和测定。试验发现浸渗温度越高或 热处理温度越高,则复合材料中AlN相含量越高;弹击试验显示该复合材料的局部效益系数比LC52提高一倍以上。     

内氧化法制备Al2O3/ Cu复合材料

Al2O3/Cu复合材料不仅具有和纯铜一样优良的导电、导热性能,而且由于弥散强化的作用使其拥有高的硬度和强度,特别是优越的高温强度,从而使其成为越来越重要的工程材料之一。论述了Al2O3/Cu复合材料的强化机理及Cu-Al合金的内氧化机理,重点阐述丁内氧化过程中Al2O3颗粒的形核、长大和粗化,并采用内氧化法制备了性能优越的Al2O3/Cu复合材料。     

载流条件下Al2O3/Cu复合材料的摩擦磨损特性研究

采用内氧化法制备了Al2O3/Cu复合材料,研究了该复合材料在载流条件下的摩擦磨损特性,并进行了微观组织结构分析。结果表明:采用内氧化法制备的Al2O3/Cu复合材料,在铜基体中弥散分布着纳米级的Al2O3颗粒;在载流条件下,该复合材料的抗摩擦磨损性能显著优越于铬青铜合金;电流较小时具有磨粒磨损和粘着磨损的共同特征,电流较大时以粘着磨损为主。在试验范围内,电流较载荷对磨损率的影响显著。     

基体合金对B4C/Al复合材料力学及抗弹性能的影响

为研究基体合金对B4C/Al复合材料力学性能及抗弹性能的影响,选择强度、硬度和塑性各不相同的5083Al、2024Al和7075Al铝合金为基体合金,采用压力浸渗工艺制备B4C颗粒增强体积分数为55%的B4C/5083Al、B4C/2024Al和B4C/7075Al复合材料,并对其进行力学性能和抗弹性能测试。结果表明:3种B4C/Al复合材料的力学性能特征与基体铝合金相对应,B4C/7075Al复合材料的强度和硬度最高,抗侵彻能力最好,侵彻深度为15.7 mm,防护系数为4.13;B4C/5083Al复合材料的塑性最好,其靶板整体能力最好。     

铝-镁-铝轻质金属层状复合靶抗弹性能

为了对比铝-镁-铝三明治结构复合靶与等厚度铝合金靶的抗弹性能,研究铝-镁层状复合靶用于装甲防护的可行性,提出使用镁合金替代部分铝来降低铝合金装甲质量的方法.采用爆炸焊接法制备铝-镁-铝层状复合板,并通过实验测试和数值模拟分析其抗弹性能及机理.基于残余穿深法,对铝-镁-铝层状复合靶与AZ31镁合金靶、2024铝合金靶和铝...     

铈对Fe_3Al室温力学性能的改善作用

在二元Ｆｅ３Ａｌ中添加适量的铈（Ｃｅ）可以显著提高合金的室温强度和塑性，尤其是将微量Ｃｅ加入三元Ｆｅ－２８Ａｌ－２Ｃｒ合金时，室温延伸率可达２２．２％。ＸＰＳ研究表明，这是由于Ｃｅ的加入钝化了合金表面的氧化膜，抑制或推迟了Ａｌ和环境水汽的反立。此外Ｃｅ的加入导致了Ｆｅ３Ａｌ基体的晶粒细化和第二相颗粒的析出。