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。     

Al-5Ti-0.2C细化剂对5356铝合金显微组织和力学性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、万能材料试验机等设备,研究了Al-5Ti-0.2C细化剂质量分数和细化保温时间对5356铝合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:Al-5Ti-0.2C细化剂能够明显地细化5356铝合金晶粒;随着细化剂质量分数的增加和细化保温时间的延长,铝合金晶粒尺寸先减小后增大;添加细化剂后,铝合金的力学性能得到提高,当细化剂质量分数为0.3%和细化保温20min时,铝合金的伸长率最大,为12.58%,其综合力学性能最好。     

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%。     

加入Al-5Ti-B细化剂和Al-2Zr-Sc中间合金后铝锌镁合金的组织和拉伸性能

在单独或复合添加Al-2Zr-Sc中间合金和Al-5Ti-B细化剂的条件下对铝锌镁合金进行细化处理,研究了不同细化条件下铸态铝镁锌合金的显微组织和力学性能。结果表明:单独加入质量分数为0.4%的Al-2Zr-Sc中间合金或Al-5Ti-B细化剂都可以细化铝镁锌合金的晶粒,且加入Al-2Zr-Sc中间合金后有Al3(Sc,Zr)相析出,提高了合金的抗拉强度;复合添加质量分数均为0.2%的Al-2Zr-Sc中间合金和Al-5Ti-B细化剂后,晶粒的细化效果最优,相比于基体合金,平均晶粒尺寸减小了20μm,抗拉强度提高了32%,这主要是细晶强化和析出强化共同作用的结果;晶界处长杆状第二相的存在导致复合细化合金的伸长率比单独细化合金的低。     

稀土元素镧对汽车轮毂用A356铝合金显微组织与力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、拉伸试验机等设备,研究了稀土元素镧对汽车轮毂用A356铝合金显微组织与力学性能的影响。结果表明:添加稀土元素镧后,A356铝合金中初生相α-Al得到显著细化,共晶硅形貌由粗大的针状或板条状变为细小的纤维状,共晶硅的平均面积和长径比分别从126μm2和18.2减小至7.8μm2和1.8;添加稀土元素镧后,铝合金中生成了AlSiLa金属间化合物;随着稀土元素镧含量的增加,铝合金的抗拉强度和伸长率均呈先升高后降低的趋势,当稀土元素镧质量分数为0.6%时,抗拉强度和伸长率均达到最大值,分别为215MPa和5.4%。     

钇含量对Al-1%Mn变形铝合金显微组织和力学性能的影响

以Al-11%Y中间合金的形式向Al-1%Mn合金基体中添加稀土元素钇,制备了钇质量分数分别为0%,0.07%,0.21%,0.31%,0.38%的Al-1%Mn合金铸锭,然后依次进行固溶、热轧和冷轧处理,研究了稀土钇含量对合金铸态、热轧态和冷轧态显微组织、冷轧态的拉伸性能以及铸态硬度的影响。结果表明:稀土钇是Al-1%Mn合金的一种有效的变质剂,添加一定含量的稀土钇能有效地使粗大的初生α-Al枝晶变成圆整和细小的等轴晶;当钇的质量分数为0.31%时,晶粒的细化效果最好,铸态组织中α-Al晶粒的尺寸从163.5μm减小至38.2μm,冷轧态合金的抗拉强度、伸长率和铸态合金的硬度分别从未添加钇的267.62 MPa,8.2%,36.8HV增至313.13 MPa,14.8%,39.42HV。     

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%。     

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%。     

叶片用新型铝合金的铸态组织与性能研究

在浇注过程中用固定交变感应线圈进行磁场辅助搅拌,制备叶片用新型铝合金Al-1.2Ti-0.2Cu-0.2Mg-0.2Sr-0.1Y,并分析新型铝合金显微组织观察、物相组成分析以及力学性能。结果表明,采用磁场辅助搅拌法制备的合金铸态组织均匀、细小,由α-Al基体和少量的Al3Ti第二相组成,室温抗拉强度、屈服强度和断后伸长率分别达到518MPa、427MPa、33.6%。     

锡添加量对铸态Mg-3Al-0.5SiO2合金显微组织和力学性能的影响

以纯镁锭、纯铝锭、纯锡锭、纳米SiO₂粉末为原料熔炼铸造Mg-3Al-0.5SiO₂-xSn(x=0,1,3,5,7,10,质量分数/%)合金，研究了锡添加量对合金显微组织和力学性能的影响。结果表明：随着锡添加量的增加，粗大的Mg₂Si初生相逐渐转变为块状或针状相，Mg₂Sn相含量增加，当锡质量分数为5%时，Mg₂Sn相分布最均匀，尺寸最小；合金的强度和断后伸长率均随着锡添加量的增加呈先升高后降低的趋势，断裂方式先由脆性断裂向韧性断裂转变，再向脆性断裂转变；当锡质量分数为5%时，合金具有最佳的室温拉伸性能，其抗拉强度、屈服强度、断后伸长率分别为145.6 MPa, 98.7 MPa, 7.12%,断裂方式为韧性断裂。     

锆对电磁铸造7050铝合金显微组织和力学性能的影响

利用电磁铸造技术制备了加入锆元素的高强度7050铝合金;采用光学显微镜和扫描电镜分析其显微组织,并进行了硬度和拉伸试验,研究了锆对铝合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:适量金属锆的加入可以细化铝合金的显微组织,提高铝合金的硬度、抗拉强度和伸长率;当锆质量分数控制在0.1%时,可以使铝合金获得最优的性能,抗拉强度为331.6 MPa,伸长率为12.1%,硬度为87.8 HBS。     

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。     

纳米及微米石墨/聚四氟乙烯复合材料的力学与耐磨性能

用热压成型法分别制备了纳米、微米石墨填充聚四氟乙烯(PTFE)的复合材料,对纯PTFE和复合材料进行了硬度、耐磨性和拉伸试验,用SEM观察了拉伸断口形貌.结果表明:纳米和微米石墨均能提高复合材料的硬度和耐磨性,而复合材料的抗拉强度和断后伸长率均有所下降;纳米石墨/PTFE复合材科的硬度、耐磨性、抗拉强度和断后伸长率均比微米石墨/PTFE复合材料的高;当纳米石墨质量分数为7%时,复合材料的综合性能较好,当质量分数大于7%后,复合材料的断后伸长率迅速下降;纳米石墨与PTFE相容性较好,在PTFE中的分布均匀.     

旋转速度对6061-T6铝合金高速搅拌摩擦焊接头组织与性能的影响

在高焊接速度(3 000 mm·min^-1)下分别对3 mm和4 mm厚6061-T6铝合金板进行搅拌摩擦焊,研究了高旋转速度(4 000～6 000 r·min^-1)对接头组织与拉伸性能的影响。结果表明：旋转速度越小越容易产生孔洞缺陷,旋转速度越大越容易出现过热氧化现象,增大旋转速度有利于接头区域再结晶形成致密组织,4 mm厚铝合金板焊接接头的焊接缺陷较3 mm厚铝合金板焊接接头严重;3 mm厚铝合金板在5 000 r·min^-1旋转速度下的焊接接头质量最好,拉伸性能最佳,抗拉强度和断后伸长率分别为265.82 MPa, 4.58%;4 mm厚铝合金板在6 000 r·min^-1旋转速度下的焊接接头质量最好,拉伸性能最佳,抗拉强度和断后伸长率分别为212.14 MPa, 4.03%。     

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%。     

压缩与半固态等温热处理对Mg-3Al-0.8Gd合金组织与性能的影响

对Mg-3Al-0.8Gd合金进行了压缩变形及半固态等温热处理,研究了压缩变形量(10%,15%,20%)、等温温度(530,540,550,560,570℃)及保温时间(3,5,10,15min)对该合金显微组织与硬度的影响,并对比了铸态和热处理态Mg-3Al-0.8Gd合金的拉伸和冲击性能。结果表明:不同条件压缩变形及等温热处理后,Mg-3Al-0.8Gd合金组织均由α-Mg基体和β-Mg_(17)Al_(12)相组成;随着等温温度、保温时间及压缩变形量的增加,合金中的α枝晶逐渐转变为等轴晶,晶粒细化,组织均匀性提高,同时显微硬度增大;压缩变形20%并经550℃保温15 min热处理后,Mg-3Al-0.8Gd合金的抗拉强度、断后伸长率、断面收缩率和冲击吸收能量较其铸态合金的分别提高了11.3%,32.6%,3.8%和23.3%。     

混合稀土和镧对AL-4.5%Cu合金平板铸件凝固参数、二次枝晶间距及力学性能的影响

本文对结晶间隔较宽的合金-AL-4.5%Cu平板铸件,在砂型铸造条件下研究了混合稀土（RE）及镧（La）对合金的二次枝晶间距（DAS）、力学性能和宏观偏析的影响;探讨了凝固参数与二次枝晶间距、铸件抗拉强度之间的关系。实验结果表明：在AL-4.5%Cu合金中加入少量的RE和La能使合金的二次枝晶间距减小,当RE加入量为0.2%时,可使平板铸件的抗拉强度提高14%,延伸率提高24%。当RE加入量为0.5%时,可使整个平板铸件的逆偏析强度减轻。对凝固参数、二次枝晶间距及抗拉强度之间的关系进行回归分析表明,凝固指数（f、I）和温度梯度加速度（GAP）均为控制二次枝晶间距的有效参数,铸件的二次枝晶间距与抗拉强度之间存在较好的线性关系。这就为控制铸件质量以及用无损检验方法评价铸件抗拉强度提供依据。     

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。     

几种铸造铝合金的铸造性能及力学性能分析

主要对3种铸造铝合金的铸造性能和力学性能进行研究对比。第一种是铝硅系的铸造铝合金,假设为A(ZL101,Al-7.1%Si-0.3%Mg);第二种是铝镁系的铸造铝合金,假设为B(ZL301,Al-10.0%Mg-0.09%Ti);第三种是最近新研制调配出的低镁低硅铝合金,假设为C(Al-2.5%Si-2.1%Mg-0.8%Mn-0.2%Cr)。通过试验及结果对比可知,这3种铝合金的抗拉强度、屈服强度、断后伸长率都表现出极好的强度,即具有很好的力学性能。其中,合金A的铸造性能良好;合金B的铸造性能、抗应力能力较差;低镁低硅的铝合金C的性能比较均衡,表现出很高的综合性能。     

挤压铸造高强韧铝铜合金组织与性能的研究

应用挤压铸造工艺制备出一种新开发的高强韧铝铜合金,在T6热处理状态下其抗拉强度达到520MPa,伸长率为8%。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T6热处理的抗拉强度和伸长率均随压力的增加而增大,在挤压力达到75MPa后再增加压力,对抗拉强度和伸长率的影响已不明显。另外,对合金的显微组织和断口形貌进行的分析表明,随挤压力增加,晶粒明显细化,二次枝晶增加,枝晶间距减小。