半固态铝合金设计与试验研究

在半固态加工的基本原理基础上采用合金热力学计算方法设计了Al-Si-Mg系半固态新合金，并进行了初步的试验验证。结果表明，新合金在铸态和半固态下的组织和力学性能特点与预测结果基本一致，并且发现适当增加Mg，si含量可以改善铝合金半固态加工性能和提高合金的力学性能。这对进一步开发新型的实用半固态合金具有一定的指导作用。     

热处理状态对6061铝合金应力腐蚀性能的影响

以6061铝合金为研究对象,通过慢应变速率拉伸(SSRT)、断口扫描和金相组织分析等方法,研究了不同热处理状态包括铸态、均匀化态、热轧态和T6峰时效态的应力腐蚀性能。结果表明:6061铝合金从铸态、均匀化态、热轧态到T6峰时效态,均不存在应力腐蚀性能上的"遗传性"。另外,除了热轧态的合金不具有应力腐蚀敏感性外,其余3种状态下,6061铝合金的应力腐蚀敏感性情况为:均匀化态铸态T6峰时效态,其应力腐蚀敏感性系数分别为0.094、0.064、0.053。     

Zn含量对AlMgSiCu合金组织和力学性能的影响

使用常规铸锭冶金方法制备了不同Zn含量的AlMgSiCu合金.利用光学显微镜、扫描电镜、拉伸测试和纳米压痕方法研究了Zn含量对铝合金微观组织和力学性能的影响.研究发现Zn元素能够轻微细化AlMgSiCu合金铸态组织.随着合金中Zn含量的增加,铸态铝合金的晶界变宽,晶界析出相增多.Zn的添加未影响铸态合金的相组成和形貌.随Zn含量的增加,铝合金的强度和延伸率呈现先增后降的变化趋势,添加质量分数0.5%Zn可使合金具有最高的强度,而0.75%Zn使合金获得最高延伸率.对含Zn铝合金的纳米压痕测量表明:随着Zn含量的增加,铝合金的弹性模量呈现逐步降低的趋势.      

Fe和Cu元素对电气用8030铝合金性能的影响

Fe和Cu是8030铝合金中最主要的两种合金化元素。为了探究8030铝合金中Fe和Cu的合理含量及其强化机制,试验采用连铸连轧、拉制和退火工艺制备了不同Fe和Cu含量的8030铝合金,分析了Fe和Cu对8030铝合金铸态组织、形变组织、力学性能和导电性能的影响,并对不同成分的8030铝合金的强度、伸长率和电阻率进行了研究。结果表明:合理的Fe和Cu含量可以获得细小的合金铸态组织,并在后续加工过程中形成织构组织和弥散分布的第二相,提高合金强度的同时,保证塑性和导电性能;当Fe的质量分数为0.45%、Cu的质量分数为0.22%时,8030铝合金有较好的综合性能。     

国内耐蚀铸铝合金的发展

阐述了耐蚀铸铝合金从ZL301到ZL305再到ZL115、Al-Mg2-Si3型合金的发展过程，对各类耐蚀铸铝合金的成分特点、熔炼与热处理工艺，组织及性能特点进行了比较，并展望了耐蚀铸铝合金今后的研究发展方向。     

CeO2对2024铝合金显微组织和拉伸性能的影响

利用金相组织观察、扫描电镜分析、X射线衍射分析和拉伸性能检测等方法,研究了不同CeO2含量对2024铝合金显微组织及力学性能的影响.结果表明,CeO2能够细化2024铝合金的铸态组织和退火态组织.CeO2与金属Al反应生成的Ce,与基体中的Al和Cu形成新相Al3Ce、CeCu2.添加CeO2能够提高2024铝合金的抗拉强度和屈服强度,而且添加0.25%(质量分数,下同)时能够获得最佳性能,铸态下的抗拉强度和屈服强度分别提高了55%和50%,退火态下的抗拉强度和屈服强度分别提高了30%和17%.但是CeO2的加入量过高,反而使合金的性能降低.当未添加CeO2时,2024铝合金断口表面呈准解理和韧窝状态,表现为脆性与韧性结合的混合断裂特征,而添加一定量的CeO2时,合金呈现出塑性断裂特征.     

快速凝固AB_5型贮氢合金显微组织、吸氢及电化学性能

对AB5型快速凝固贮氢合金与其铸态合金在显微组织、吸氢性能、电化学性能等方面进行了对比研究。发现快速凝固合金有细小的 1～ 5 μm胞状、等轴状微晶组织 ;快速凝固合金的P C T曲线平台比铸态合金平缓 ,且压力低 ;快速凝固合金容量及活化性能低于铸态合金 ,但经退火后可以部分改善 ;快速凝固合金电极循环寿命明显优于铸态合金 ,主要是因为合金的晶粒细小可以抑制合金的微粉化和氧化。     

2D70耐热铝合金铸态组织研究

利用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析、X射线物相分析、透射电子显微镜研究了2D70耐热铝合金半连续铸锭的铸态组织.研究结果表明:2D70耐热铝合金铸态组织为粗大枝晶组织,枝晶间蜂窝状共晶相为AL,A12CuMg/A12Cu,合金中含有大量块状相和条状相,能谱分析显示为含Fe,Ni相,铸态合金中Cu,Fe,Ni元素偏析严重.合金铸态相主要为а(Al),S(Al2CuMg),0(Al2Cu),Al7Cu2Fe,Al7Cu4Ni,Al9FeNi相.     

NB-109合金铜带新型制备工艺研究

借助DMIRM金相显微镜、CMT5504微机控制万能试验机和HVS-10数显维氏硬度计等设备,研究了NB-109合金的铸态、加工态及退火态的组织、力学性能及其变化规律.铸态金相组织显示几乎全为α相,为选择冷轧开坯的加工工艺提供了必要的前提条件;为了破坏铸态组织、消除形变织构,获得具有理想组织的成品带材,必须同时具备足够大的冷加工率(约90%)、配合恰当的中间退火温度制度,这是研究的重中之重.根据该材料的特性制备出了具有优异性能的NB-109合金铜带,成功开发出了一种基本与锡磷青铜相同且性能优于锡磷青铜的NB-109合金铜带制备工艺.     

快速凝固AB5型贮氢合金显微组织、吸氢及电化学性能

从AB5型快速凝固贮氢合金与其铸态合金在显微组织、吸氢性能、电化学性能等方面进行了对比研究。发现快速凝固合金有细小的1－5μm胞状、等轴状微晶组织、快速凝固合金的P－C－T曲线平台比铸态合金平缓,且压力氏;快速凝固合金容量及活化性能低于铸态合金,但经退火后可以部分改善;快速凝固合金电极循环寿命明显优于铸态合金,主要是因为合 晶粒细小可以抑制合金的微粉化和氧化。     

微量稀土对铸态Cu-3.0Si-2.0Ni合金组织及性能的影响

加入适量的稀土元素能有效改善铜合金的组织和性能.铸态Cu-3.0Si-2.0Ni合金中添加稀土Ce后,进行熔炼及热处理试验,再通过室温拉伸、导电率试验和金相观察,研究了微量Ce对铸态Cu-3.0Si-2.0Ni合金组织与性能的影响.结果表明:铸态合金晶粒随着Ce含量的升高呈现先减小后递增的趋势;铸态合金的抗拉强度和导电性随着Ce的增加分别先升高后减低;当Ce的质量分数为0.06%时,铸态合金的抗拉强度最高、导电性最强.     

喷射成形Al-8.5Fe-1.1V-1.9Si耐热铝合金的组织演变及性能分析

研究了喷射成形Al—8．5Fe—1．1V—1．9Si耐热铝合金组织结构的演变规律，测试了挤压态合金在室温及高温条件下的力学性能。与铸态组织特征相比较，喷射成形工艺有效地消除了铸态合金中粗大的富Fe析出相，获得了细小均匀的组织结构。利用OM，SEM，TEM，XRD等材料分析测试手段，探索了材料中可能的组织演变过程及规律，结果表明：喷射成形制备的Al—Fe—V—Si耐热铝合金中，形成了大量的弥散分布的球状相，有效的保证了合金在室温及高温下的力学性能。室温下，合金的抗拉强度可以达到445MPa，屈服强度也达到了398MPa，延伸率为16％；在315℃，合金的抗拉强度和屈服强度分别为229和209MPa。     

快淬对合金Mm(NiCoMnAl)5.1B0.1组织及电化学性能的影响

对铸态和快淬态贮氢合金Mm(NiCoMnAl)5.1B0.1的微观组织和电化学性能进行了研究。发现快淬态合金基本上消除了第二相，快淬合金组织中存在一定比例的非晶相，并且随着淬速增加非晶相的量增多；与铸态合金相比，快淬态合金的放电容量有所降低，但循环寿命显著提高，这主要是由于快淬导致晶粒细化和形成一定数量的非晶态组织。     

超声溶体处理对7055铝合金铸态组织和性能的影响

通过对7055铝合金熔体浇铸前作用超声，改变凝固前熔体状态．研究超声作用对铸态合金相组织、力学性能的影响。结果表明：在约650℃对7055铝合金熔体作超声处理一定时间后浇铸，能细化晶粒，提高其强度和塑性。     

C70250铜合金抗拉性能和导电性能研究

研究了铸态C70250铜合金的抗拉和导电性能,对合金的固溶与时效工艺进行了探讨,适当的加工和热处理工艺,可使合金力学性能和导电率都有很大的提高．     

Al-Zn-Mg-Cu系铝合金微合金化的研究进展

就单一合金元素及复合多种合金元素对Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的铸态组织、析出相、力学性能及腐蚀性能的影响进行综述。单独加入稀土元素Er,Ce,Ho,Sc等,可以净化基体,使合金熔铸缺陷明显减少,细化晶粒,促进合金元素在基体中的固溶,使晶界减少偏析;单独加入微量的Zr,可以提高合金的再结晶温度,抗拉强度,应力腐蚀能力;复合添加稀土及其他微量合金元素,对提高铝合金的综合性能更为有效。     

Al-Si-Fe铸造铝合金的搅拌摩擦加工组织和性能研究

对不同热处理状态的Al-Si-Fe铸造铝合金进行了搅拌摩擦改性,采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、拉伸试验机、显微硬度仪等研究了合金状态及改性后热处理对合金组织和性能的影响。结果表明:搅拌摩擦加工后合金的铸造缺陷消失,但存在明显的组织不均匀性和不对称性,源于前进侧的带状组织均匀性和细化程度均高其它区域,而铸态合金更容易获得带状组织。改性后第二相的平均长度和圆整度均大幅改善,长度最大减小90%以上,而圆整度则提高7倍以上。相比于T6态合金,铸态合金的改性效果更好,且富铁相的细化效果较共晶硅好。改性后T6热处理对富铁相的长度和圆整度均略有改善,而共晶硅略有长大,圆整度大幅提高。改性后合金的延伸率提高了4.3倍以上,而强度则与改性前合金状态相关。改性前未处理的合金强度、硬度略有提高,而改性前T6处理的合金的强度、硬度大幅降低。当铸态合金经改性后进行T6热处理,获得的组织最为均匀、细小,综合力学性能最佳。     

时效处理对Al-7.8Zn-1.6Mg-1.8Cu-0.12Zr合金超声铸锭轧件组织与抗腐蚀性能的影响

分别采用T6、T73和RRA 3种时效制度对超声铸造Al-7.8Zn-1.6Mg-1.8Cu-0.12Zr铝合金热轧板进行时效处理,研究时效制度对材料的组织、力学性能与耐腐蚀性能的影响,并与未经超声熔体处理的合金热轧板进行对比。结果表明:对于超声铸造Al-7.8Zn-1.6Mg-1.8Cu-0.12Zr铝合金的热轧板,与T6时效态合金相比,T73时效态合金的抗腐蚀性能较好,但强度显著降低,RRA状态的合金强度与T6态合金相当,抗腐蚀性能显著提高;相对于未经超声熔体处理的合金,在超声波的空化、声流和机械振动效应的作用下,铸态合金的合金元素固溶度以及基体空位浓度都增加,在其组织遗传效应的影响下,采用相同时效工艺处理后合金中析出相的分布更加均匀但出现部分粗化现象,均匀分布的细小析出相对合金的强度有积极影响,粗化的析出相对合金的强度不利,但能提高合金的耐腐蚀性能。     

探讨稀土在Al-Ti-B-Re中间合金中的作用

采用电解抛光和阳极复膜处理金相试样，对Al-Ti-B-Re中间合金进行金相组织分析，并观测其细化处理的铸态铝及铝合金的晶粒大小和枝晶间距，同时分析了其在生产中的应用，探讨了稀土在Al-Ti-B-Re中间合金中的作用。     

高强韧铝合金轮毂的轻量化铸旋新工艺

综述了铸造铝合金的强韧化研究现状和最新进展,介绍了铝合金轮毂的铸旋成形新技术,分析了铸旋工艺在铝合金轮毂轻量化中的作用。分析表明热塑性形变韧化可成为A356合金强韧化的新途径,以此为基础发展的铸旋成形工艺可满足汽车轮毂进一步轻量化的要求。采用铸旋工艺成形的铝合金车轮轮辋部位的各项性能指标比低压铸造车轮有大幅提高,轮辋壁厚也可大幅度减薄,相同规格的车轮,采用铸旋工艺生产可减重5%～15%,实现了产品的高强度、轻量化要求,具有更轻的竞争力。之后重点介绍了铝合金轮毂铸坯热旋压工艺原理、A356合金的可旋性、工艺参数的选择及有限元分析在热旋压工艺设计中的应用,并指出存在的问题和所需做的进一步研究。结果表明铸造A356合金的热旋压可加工窗口较窄,成形温度控制是关键,为了促进铝合金轮毂铸旋工艺的广泛应用与发展,在铸造铝合金的热旋压变形性能、热旋压时金属的变形机理和流动行为,以及热旋工艺数值模拟和参数优化等方面还需要做大量的、深入系统的研究工作。