Mg含量对Al-Si-Mg铸造合金微观组织与力学性能的影响

本文研究了Mg含量分别为0.00wt%、0.35wt%和0.70wt%的Al-7wt%Si-Mg铸造合金的微观组织和力学性能.通过变质处理和改变凝固速率,可观察到不同的微观组织.DSC试验分析了不同Mg含量合金中相的变化.结果表明,在较高Mg含量的合金中,未变质的共晶Si粗化,变质的共晶Si变质不完全.在Al-7wt%Si-0.70wt%Mg合金中,富Fe相是粗大的π相(Al9FeMg3Si5)和少量的针状β相(Al5FeSi).相反,在Al-7wt%Si-0.35wt%Mg合金中,富Fe相是针状的β相(Al5FeSi).随着合金中Mg含量的增加,合金的抗拉强度增大,延伸率却降低.     

Si对AM30变形镁合金组织和力学性能的影响

为了提高Mg-3Al-0.4Mn合金的常温力学性能,研究了铸态和挤压态下Si含量对AM30合金的组织和力学性能的影响.结果表明,增加Si的添加量会生成粗大的汉字状的Mg2Si相,不利于提高合金的力学性能;但经过挤压后,呈汉字状Mg2Si相破碎,变成颗粒细小的Mg2Si相,晶粒细化,有利于提高合金的性能.     

Co对Al-5％Fe合金铸态组织的影响

研究了Co对Al-5％Fe(质量分数，下同)合金中Al3Fe相形貌的改善作用。合金中加入Co后可以在很大程度上改善Al3Fe相的形貌：未加Co的Al-5％Fe合金中的Al3Fe相大多为粗大的针状和片状；Co的加入量为O．2％时，Al3Fe相的形貌为小花朵状和细小条状；Co的加入量在0．2％～1．0％时，细化效果较好，但尤以0．2％为最好，Co的加入量超过1．0％后，Al3Fe相开始略微粗化。在对Co元素的面扫描时发现其大多固溶在Al3Fe相内。X衍射分析发现，Co的量为0．2％和1．0％时合金中只存在Al和Al3Fe相，并未发现其它相。     

Cr对Al-5%Fe合金中初生Al3Fe相形貌的影响

采用普通熔铸的方法研究了加Cr对Al-5%Fe合金铸态组织的影响,采用XRD方法分析了合金中的物相.结果表明,Cr可以明显改善合金中的初生Al3Fe相形貌.不加Cr时,合金中的初生Al3Fe相大多为针状、针片状,仅有少量为花朵状;加入0.2%～1.0%Cr,Al3Fe相转变为细小针状和针点状;Cr含量超过1.0%时,组织开始粗化,出现长针状和星状Al3Fe相.SEM扫描表明,Cr主要固溶在Al3Fe相中.XRD并未检测到含Cr化合物.     

电磁分离制备过共晶Al—5％Fe自生表层复合材料

利用电磁分离工艺成功地制备了Al-5％Fe过共晶合金自生表层复合材料，通过改变磁场作用时间来控制富铁相的迁移，以使其更好地沿径向分布。研究了Mn对富铁相形态改变的影响，实验表明在Mn／Fe的摩尔比为1．4～1．5时，针状的富铁相变成了块状或汉字状，使之更容易在熔体中迁移。并测试试样硬度和铁含量的分布，结果表明：试样的心部富铁相含量大大降低，组织大部分是共晶组织，表层区富集了大量的富铁相，并且硬度要明显高于心部，二者之间形成很好的过渡层，使增强相和基体得到更好的结合。     

Al-Ti-C-B晶种合金对Al-12Si-4Cu-2Ni-1Mg合金组织及力学性能的影响

目的 以近共晶Al-12Si-4Cu-2Ni-1Mg合金为研究对象,对加入了Al-Ti-C-B晶种合金的Al-12Si-4Cu- 2Ni-1Mg合金的微观组织和力学性能进行分析。方法 利用金相显微镜、扫描电镜、数显布氏硬度计和万能拉伸试验机等研究Al-Ti-C-B晶种合金对该合金显微组织和力学性能的影响。利用Al-Ti-C-B晶种合金中的陶瓷颗粒对Al-12Si-4Cu-2Ni-1Mg合金进行强化,同时晶种合金中的粒子作为Al-Si多元合金中α-Al的有效形核衬底,可细化α-Al晶粒,并改善Al-Si多元合金中化合物的分布。结果 加入质量分数为0.5%的Al-Ti-C-B晶种合金后,Al-12Si-4Cu-2Ni-1Mg合金中的α-Al得到细化,合金中的Si相和耐热相粒子分布更加均匀,同时力学性能明显提高,高温抗拉强度和室温抗拉强度分别提高了约12.1%和5.3%。结论 适量添加Al-Ti-C-B晶种合金可有效改善Al-12Si-4Cu-2Ni-1Mg合金中耐热相的分布,使耐热相分布更为均匀,可进一步提高合金的力学性能。     

Ni、Si元素配比对Cu-Cr-Zr合金组织与性能的影响

在Cu-Cr-Zr合金中添加Ni、Si元素,制备Cu-0.6Cr-0.15Zr、Cu-2.8Ni-0.7Si-0.6Cr-0.15Zr(w(Ni)/w(Si)=4∶1)、Cu-2.8Ni-0.9Si-0.6Cr-0.15Zr(w(Ni)/w(Si)4∶1)、Cu-2.8Ni-0.56Si-0.6Cr-0.15Zr(w(Ni)/w(Si)4∶1)共4种合金。研究了Ni、Si元素及其配比对合金组织及性能的影响。结果表明:Ni、Si元素细化了合金组织,增强了合金高温力学性能。合金时效初期先析出CrSi2化合物,时效后期析出相颗粒主要有CrSi2、Ni2Si、ZrCrSi2,形态为长条形、椭圆形及圆盘状。时效处理后,与Cu-0.6Cr-0.15Zr合金相比,加入Ni、Si元素后合金硬度从131HV上升到240HV以上;导电率从88%IACS左右降到40%IACS左右。Ni、Si元素配比对导电率的峰值影响有限,在4%IACS~9%IACS;对硬度峰值的影响在20HV~30HV之间。     

Co元素对Al-10Si-1.5Fe合金显微组织和力学性能的影响

在Al-10Si-1.5Fe合金中添加不同含量的钴元素,研究了钴元素对合金中富铁相的影响。研究表明,钴元素可以有效使针状富铁相组织变质,且随着钴含量的增加,针状β相逐渐转变成小块状的α-Al_(15)(Fe,Co)_3Si_2相结构,在Co/Fe物质的量比为1.5时,针状Fe相基本消失,含Fe相平均长度达到最小值(15.4μm),细化效果最好,且其抗拉强度达到最大值(152.7 MPa),断后延伸率最大值为1.58%,相比未添加Co的原始合金分别提高了66.8%和61.2%。随着钴元素的过量加入,小块状富(Fe,Co)金属间化合物发生团聚,且有白色丝状富Co相Al_3Co析出,导致合金性能下降。由此可见,在基体中添加Co,Co会与含Fe化合物中的Fe元素发生置换反应,形成多种不同的金属间化合物,同时不同的Co含量也会对金属间化合物的形貌产生影响。     

添加Ni元素对新型高强度低Cu中温铝合金钎料腐蚀性能的影响

为研究添加Ni元素对Al-10Si-15Cu合金钎料耐腐蚀性能的影响,本文采用三电极方法测量了Al-10Si-15Cu和Al-10Si-15Cu-4Ni合金钎料在0.5MNaCl盐溶液中的动电位极化曲线和交流阻抗谱,并利用XRD、SEM和EDS等技术分析腐蚀前后的表面成分和形貌。结果表明,Al-10Si-15Cu-4Ni合金中主要含有α-Al、Si相、Al2Cu相及Al3(Cu,Ni)2相。在Al-10Si-15Cu钎料合金的基础上添加4wt.%Ni后,自腐蚀电流密度icorr从10.18μA cm-2降低到3.42μA cm-2,极化电阻RP提高近3倍,合金耐腐蚀性提高,而临界点蚀电位EPit4Ni负移,ΔE(=EPit-Ecorr)变小,点蚀倾向加剧。Al-10Si-15Cu-4Ni合金钎料中部分Cu元素固溶在粗大耐腐蚀相Al3Ni2中,抑制了腐蚀相Al2Cu相的生成;同时由于Ni的添加耐腐蚀块状Si相转变为片状结构,Al2Cu相聚集,从而增大了基体α-Al的相对面积,这两个方面均有利于钎料合金的耐腐蚀性的提高。     

Co对Al-5%Fe合金铸态组织的影响

研究了Co对Al-5?(质量分数,下同)合金中Al3Fe相形貌的改善作用.合金中加入Co后可以在很大程度上改善Al3Fe相的形貌:未加Co的Al-5?合金中的Al3Fe相大多为粗大的针状和片状;Co的加入量为0.2%时,Al3Fe相的形貌为小花朵状和细小条状;Co的加入量在0.2%～1.0%时, 细化效果较好,但尤以0.2%为最好,Co的加入量超过1.0%后,Al3Fe相开始略微粗化.在对Co元素的面扫描时发现其大多固溶在Al3Fe相内.X衍射分析发现,Co的量为0.2%和1.0%时合金中只存在Al和Al3Fe相,并未发现其它相.     

Fe含量对Al-1.04wt.%Mg-0.64wt.%Si-0.23wt.%Cu合金析出相、力学性能和腐蚀性能的影响

Fe含量对于铝合金的熔炼成本、成形性能和使用性能具有重要影响,本文研究了 Fe含量(质量分数)对AlMg1SiCu合金析出相、力学性能和腐蚀性能的影响,并探讨了 Fe含量对性能的影响机制.结果表明,随着Fe含量由0.27％增加至1.44％,试样中的主要富铁相变化规律为:针状β-Al9Fe2Si2 →汉字状α-Al17 Fe3.2 Mn0.8 Si2 →短棒状Fe2Al3Si3.Fe含量由0.27％增加到1.21％时,试样的平均晶粒尺寸由173 μm减小到122 μm,继续提高Fe含量则平均晶粒尺寸增大.在本文Fe含量范围内,试样的屈服强度基本不变,但抗拉强度和断后伸长率随着Fe含量的增加而显著增加,当Fe含量超过1.21％时略有下降,其原因与富铁相的变化规律有关.试样的腐蚀速率与试样中主要富铁相的种类和数量有关,试样的自腐蚀电位随着Fe含量的增加先增大后减小,腐蚀电流随着Fe含量的增加逐渐增大.综合考虑力学和腐蚀性能因素,AlMg1SiCu合金合适的Fe含量约为0.50％.     

Fe基超微晶合金的XRD研究

用XRD测定了退火Fe73.5Cu1M3Si13.5B9(M=Nb,Mo)合金中晶化相－－α-Fe(Si）和非晶相的结构，讨论了添加元素M＝Nb,Mo对Fe73.5Cu1m3Si13.5B9合金起始磁导率影响的原因，结果表明，添加Nb的Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金其α-Fe(Si）的尺寸小，Si含量高，且非晶相的铁磁性强，从而获得了较高的起始磁导率。     

一步法制备针状Fe3O4

在磁场诱导下一步制备针状Fe3O4,考察了影响产品成分的主要因素,得到了最佳工艺条件.探讨了磁场对Fe3O4生长过程的影响,结果表明,磁场对粒子形貌影响显著,随着磁场强度增大,粒子由球形转变为针形,且产品中针形粒子比率增加;在0.35T磁场下,Fe3O4形貌变化过程为:絮状→六方片状→米粒状→针状.     

Fe对高铝青铜摩擦磨损性能的影响

利用合金化的方法、电子探针、扫描电镜、RFT-Ⅲ往复实验机研究了Fe元素对新型铝青铜Cu-14Al-X合金机械性能摩擦磨损性能的影响.结果表明,增加Fe含量合金中形成弥散分布的[Fe,Mn]Al K相组织,细化合金组织,增加合金硬度和耐磨性.当Fe含量为4%时合金综合力学性能及耐磨性最好,当Fe含量超过4%时,合金的耐磨性下降.     

Ca对Mg-8Zn-3.2Al-0.9Si-0.3Mn合金显微组织及性能的影响

采用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、带能谱分析(EDS)的扫描电子显微镜(SEM)等分析手段研究了元素Ca对Mg-8Zn-3.2Al-0.9Si-0.3Mn合金基体及Mg2Si相的细化效果及其细化机制。结果表明:Ca的加入能够使Mg2Si初生相由粗大的汉字状变为细小、弥散分布的颗粒状,并使合金基体组织显著细化。Ca对Mg2Si相的变质是以CaSi2作为Mg2Si相的异质形核核心和Ca作为表面活性元素影响其生长两种机制共同作用的结果。由于显微组织的改善,使得合金的室温和高温力学性能均得到提高。     

Si对AZ91D镁合金显微组织与力学性能的影响

利用光学金相显微镜OM和XRD分析了加入微量Si的AZ91D合金显微组织和相组成,测试了合金室温拉伸力学性能和硬度,利用SEM分析了合金拉伸断口形貌.结果表明,加入一定量Si后AZ91D合金组织中形成汉字状Mg2Si相,富集于固液界面前沿,阻碍α-Mg基体的自由长大,从而细化合金铸态组织;汉字状Mg2Si相的存在导致合金力学性能的降低;AZ91D合金室温拉伸断口是以解理断裂为主的脆性断裂,加入Si后,断裂常发生于α-Mg基体和汉字状Mg2Si相间的界面处.     

Mn含量对6061铝合金组织与力学性能的影响

研究了Mn含量对含0.15%Fe的6061铝合金的均匀化组织、再结晶分数、时效析出相和力学性能的影响。结果表明:未添加Mn的合金均匀化后组织以β-Al9Fe2Si2相为主,Mn含量大于0.1%的合金均匀化后的组织以α-Al8(FeMnCr)2Si相为主;同时一种块状的Al9(MnFe)3Si结晶相随着Mn含量的增加开始出现,并随之增多;时效处理时,Mn优先与Mg,Si元素结合形成的AlMnSi和AlFeMnSi相,减少了主要时效析出相,使强化效果减弱;Mn的添加量为0.2%时σb=390 MPa,σ0.2=330 MPa,δ=22.2%,比AA6061铝合金的标准力学性能分别提高90 MPa,55 MPa,延伸率提高10%。     

铸态Mg-4Al-4Si-0.75Sb合金的显微组织与力学性能

采用重力铸造法制备Mg-4Al-4Si-0.75Sb(AS44-0.75Sb)(质量分数/%,下同)镁合金,研究铸态合金的显微组织和室温力学性能。结果表明:铸态AS44-0.75Sb合金主要由α-Mg基体、β-Mg17Al12相、Mg2Si相和Mg3Sb2相组成;加入0.75Sb后形成高熔点的Mg3Sb2相,显著改善了Mg2Si相的形貌,使粗大的骨骼状Mg2Si转变为相对细小的汉字状Mg2Si。铸态合金的硬度HV为65.9,屈服强度为136.4MPa,抗拉强度为172.3MPa,伸长率为3.3%;拉伸断裂形式为准解理脆性断裂。     

电磁分离制备过共晶Al-5%Fe自生表层复合材料

利用电磁分离工艺成功地制备了Al-5?过共晶合金自生表层复合材料,通过改变磁场作用时间来控制富铁相的迁移,以使其更好地沿径向分布.研究了Mn对富铁相形态改变的影响,实验表明在Mn/Fe的摩尔比为1.4～1.5时,针状的富铁相变成了块状或汉字状,使之更容易在熔体中迁移.并测试试样硬度和铁含量的分布,结果表明:试样的心部富铁相含量大大降低,组织大部分是共晶组织,表层区富集了大量的富铁相,并且硬度要明显高于心部,二者之间形成很好的过渡层,使增强相和基体得到更好的结合.     

Bi对Mg-3Al-3Nd合金显微组织和力学性能的影响

使用扫描电子显微镜(SEM)和光学显微镜(OM)观察、X-射线衍射(XRD)分析以及力学性能测试等手段研究了Bi含量对Mg-3Al-3Nd合金的显微组织和力学性能的影响。结果表明：添加Bi元素可细化Mg-3Al-3Nd合金的组织。当Bi含量(质量分数)为1%时晶粒最小,晶粒尺寸从1854±58 μm减小到890±64 μm;Mg-3Al-3Nd合金由呈网状分布在晶界的Al₁₁Nd₃相和分布在晶内的颗粒状Al₂Nd组成;随着Bi含量的提高Al₁₁Nd₃相和Al₂Nd相的数量减少,晶内的BiNd相数量增加;Bi能明显改善Mg-3Al-3Nd合金室温和高温力学性能,Bi含量为1%时其室温和高温力学性能最佳。室温抗拉强度和延伸率分别为167±2.3 MPa和(16.1±0.3)%,高温抗拉强度及延伸率分别为136±1.7 MPa和(19.3±0.3)%。