Sr变质Mg2Si/Al-Cu-Si复合材料的机理与组织性能

采用熔炼法制备了x%Mg₂Si/Al-3%Cu-3%Si(x=15,20,25和30)复合材料，并选择15%和25%Mg₂Si含量的复合材料通过添加微量Sr进行了变质处理。结果表明，铸态复合材料组织由多边形块状Mg₂Si初生、棒状Mg₂Si共晶、网状θ-Al₂Cu、过剩Si和块状Q-(Al₄Cu₂Mg₈Si₇)相组成。其中，Mg₂Si初生的晶粒尺寸约为31.2μm。随着Mg₂Si含量的增加，Mg₂Si初生由颗粒状转变为更为粗大的树枝状。加入0.04%Sr对15%Mg₂Si/Al-3%Cu-3%Si进行变质处理，Mg₂Si初生的晶粒尺寸减小至20.1μm，尖角状Mg₂Si初生转变为多边形。用第一性原理计算变质元素Sr在Mg₂Si中结合能和吸附...     

Er含量对铸态6061铝合金组织和性能的影响

借助光学显微镜、扫描电镜(SEM)、万能拉伸试验机、电化学工作站和X射线衍射(XRD)等研究了不同含量Er添加对铸态6061铝合金组织和性能的影响。结果表明：当Er添加量为0.2～0.6 mass%时，6061铝合金的晶粒细化效果明显，针状的β-AlFeSi相转变为颗粒状AlFeSiEr相，Er的添加抑制了Mg₂Si相析出，并使得其形貌由针状改变为颗粒状，合金的抗拉强度和耐腐蚀性能得到共同提高；当Er添加量超过0.6 mass%时，AlFeSiEr相逐渐粗化为块状，Mg₂Si相含量增加，这对6061铝合金的力学性能和耐腐蚀性能产生不利影响。当Er含量为0.6 mass%时，6061铝合金的综合力学性能最佳，其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为161.1 MPa、84.2 MPa和8.47%,此时，合金的氧化膜也更稳定且均匀，表现出较好的耐腐蚀性能。     

第一性原理研究应力对6005A铝合金电子结构和弹性性质的影响

6005A铝合金中的纳米析出相可以有效提高合金的力学性能。然而，纳米级的尺寸和取向变化极大地阻碍了对析出相之间的潜在关系和晶体结构的理解。因此，本文用第一性原理计算研究了6005A铝合金中Mg₅Si₆、Mg₉Si₅和Mg₂Si 3种析出相在有无应力条件下的结构稳定性、力学性质和电子结构。无应力条件下的计算结果与以前的实验和理论结果符合得较好。结果表明，压缩应力不仅会增加3种析出相的韧性，还会降低Mg₂Si的带隙。此外，应力条件下会普遍提高析出相的生成焓和内聚能，从而降低其稳定性，促使亚稳态析出相向稳态析出相转变。这些发现将有助于进一步理解6005A铝合金析出相的结构行为和力学性能，对改善6005A铝合金性能具有理论指导意义。     

新型高铜的6005A铝合金焊接接头疲劳性能

采用扫描电镜,透射电镜,拉伸试验及疲劳试验分析两种6005A铝合金焊接接头的组织及疲劳性能,揭示影响6005A铝合金焊接接头疲劳裂纹形成的主要原因.结果表明,适量铜能显著提升商用6005A铝合金拉伸性能与疲劳性能,其抗拉强度、断后伸长率和高周疲劳强度分别为220 MPa,12%和106 MPa.6005A铝合金焊接区域疲劳失效源于受焊接热输入影响的沉淀相Mg₂Si粗化长大,适量铜能稳定热影响区相成分,改善远离焊缝的软化区间强化相Mg₂Si在结晶面上偏聚,提高接头区域的疲劳性能.     

Mg2Si强化相对AZ31镁合金挤压组织与力学性能的影响

通过Al-Si中间合金取代Al添加,并经热挤压成形,在AZ31镁合金中引入Mg₂Si强化相。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)、电子万能试验机等研究了Mg₂Si强化相对AZ31镁合金挤压组织与力学性能的影响。结果表明,添加Al-Si中间合金后的Mg-3(Al-Si)-Zn挤压组织呈现明显的双峰分布特征,Mg₂Si颗粒相可通过粒子激发形核(PSN)作用促进动态再结晶,在碎化的Mg₂Si颗粒相周围,合金组织显著细化,形成明显异于其他正常尺寸晶粒的细晶区。引入Mg₂Si强化相后,Mg-3(Al-Si)-Zn挤压态合金的屈服强度和抗拉强度都得到提高,分别达到175和269 MPa,同时伸长率略有降低。     

La对再生A356合金凝固组织及力学性能的影响

采用直读光谱仪、金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、电子万能拉伸试验机和JMatPro12.4软件研究了La含量对A356铝合金凝固组织的影响。结果表明，A356合金的平衡组织主要由α-Al、共晶Si、Mg₂Si、β-Al₉Fe₂Si₂、Al₁₁La₃和Al₈FeMgSi₆相组成。随La含量由0增加至0.5%,A356合金中的α-Al组织几乎全部由粗大枝晶转变为等轴晶和类等轴晶，抗拉强度由149 MPa增加至182 MPa,伸长率由4.8%增加至7.7%。     

AZ91D镁合金激光熔覆Al-Si涂层微观组织及热力学分析

以Al-Si共晶成分合金粉末为熔覆材料在AZ91D镁合金表面进行了激光熔覆试验.采用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪分析了涂层的微观组织,并利用Thermo-Calc软件分析了涂层的相组成、相成分及结晶转变过程.结果表明,涂层微观组织分为两层,上半层为Al₁₂Mg₁₇基体上均匀分布着Mg₂Si树枝晶和细小的Al₃Mg₂针状相,其结晶过程为液相→液相+Mg₂Si→Mg₂Si+Al₁₂Mg₁₇→Mg₂Si+Al₁₂Mg₁₇+Al₃Mg₂;下半层由Mg₂Si颗粒、α-Mg树枝晶和(α-Mg+Al₁₂Mg₁₇)共晶组织组成,其结晶过程为液相→液相+Mg₂Si→液相+Mg₂Si+α-Mg→Mg₂Si+α-Mg+(α-Mg+ Al₁₂Mg₁₇)共晶组织.研究结果对AZ91D合金表面激光熔覆Al-Si合金涂层微观组织及其转变过程分析具有指导意义.     

6082-T6铝合金的微观组织与拉伸断裂的关系

采用静态拉伸的方法,研究了时效态6082-T6铝合金的力学性能。利用光学显微镜(OM)、透射显微镜(TEM) 观察了合金的微观组织,利用扫描电镜(SEM)对拉伸断口形貌进行了研究,利用电子探针(EPMA)分析了析出相的分布。通过以上方法分析了时效态6082-T6铝合金的微观组织与拉伸断裂间的关系。结果表明:时效态6082-T6铝合金的屈强比高,抗拉强度为345 MPa,屈服强度为326 MPa;该铝合金中分布有球形凹坑状黑色的Mg₂Si析出相,同时还存在白色的α-AlMnFeSi等富铁夹杂相;时效态6082-T6铝合金的拉伸断口呈明显的韧窝型断裂特征。位错塞积产生的应力集中超过弱界面结合强度时,合金的基体就会发生局部区域的断裂,从脆硬的析出相颗粒周围断裂形成坑状的韧窝,最后形成包含有硬脆夹杂相颗粒的韧窝型断裂。     

新型高强度压铸Al-Si-Mg-Mn合金组织和性能的演变

研究了新型高强度Al-Si-Mg-Mn合金组织和性能的演变。基于JMatPro相图模拟计算,设计了不同共晶体积分数的Al-Si-Mg-Mn合金成分。结果表明,新型Al-Si-Mg-Mn合金压铸后(铸态)的抗拉强度可达230~310 MPa,屈服强度200~240 MPa,伸长率约0.5%。铸态组织中包含α-Al、α-AlFeMnSi、二元(α-Al+α-AlFeMnSi/α-AlFeMnSi+Mg₂Si)、四元(α-Al+α-AlMnSiFe+Mg₂Si+Si)共晶。微观组织观察表明,细小α-AlFeMnSi相和多尺度的共晶组织的形成使得该合金具有高的强度;断口形貌分析发现,合金伸长率较低是较大的气孔以及粗大的第二相直接导致的。     

La变质对亚共晶Al-xMg2Si组织及磨损性能的影响

通过摩擦磨损试验研究了经0.4%的La处理的不同Mg₂Si含量的亚共晶Al-xMg₂Si合金的组织和磨损性能。结果表明，经0.4%的La变质后，合金磨损速率均降低，且磨损速率平稳波动较小；未变质时，合金的磨损机制为疲劳磨损+磨粒磨损+粘着磨损，变质后以粘着磨损为主，伴有氧化磨损+轻微磨粒磨损。由纵截面显微组织和硬度可知，随着硬化层厚度增加，合金的耐磨性增加，经0.4%的La变质后合金硬化层厚度增加，表现出较好的耐磨性，且变质对Al-10Mg₂Si和Al-11Mg₂Si合金的耐磨性提高更明显，使磨损速率降低，表现出较好的耐磨性和综合力学性能。     

固溶时效处理对AlMg5Si2Mn铝合金组织与性能的影响

利用硬度测试、显微组织观察、XRD、拉伸性能测试及断口截面组织观察等表征手段研究了固溶时效处理对AlMg5Si2Mn铝合金组织与性能的影响。结果表明,AlMg5Si2Mn铝合金固溶时效处理后的组织中Mg₂Si形貌发生改变,从迷宫状和棒状转变为细小圆球状,分布更为均匀,并且铝合金的硬度显著提高,还随固溶温度的升高而先增加后降低,同时拉伸性能亦有显著提高。经530℃×30 min固溶和190℃×6 h时效后,合金的硬度较高,为49.5 HRB,抗拉强度、屈服强度和断后伸长率分别为260 MPa、173 MPa和17%。     

SPS制备SiCp/Al-4.2Cu-xMg复合材料的显微组织及力学性能

采用放电等离子体烧结(SPS)技术制备了Mg含量分别为1.6、4和6 mass%的30 vol%SiCp/Al-4.2Cu-xMg复合材料。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、能谱仪(EDS)和万能试验机等研究了复合材料的微观形貌、相组成和力学性能。结果表明，Mg₂Si、Al₂CuMg和Al₂Cu相为SiCp/Al-4.2Cu-xMg复合材料的主要析出相，并存在Al-Fe-Mn(-Si)不溶相；随Mg含量的增加，复合材料的抗压强度提高，塑性减小，T6热处理对Mg含量为1.6和4 mass%时的复合材料强化作用较大，与未经热处理的复合材料相比，抗压强度分别提高了11.2%和12.4%,伸长率分别提高了47.6%和35.7%。     

Cu含量和热处理工艺对Al-Si-Mg-Mn-xCu铸造铝合金显微组织和力学性能的影响（英文）

采用三维X射线显微镜、光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜及硬度测试系统研究Cu含量及热处理工艺对真空压铸Al-Si-Mg-Mn-xCu合金显微组织和力学性能的影响。研究发现,虽然Cu含量增加会提高铸锭中气孔的密度和尺寸,但是Cu添加将促进凝固过程中含Cu初生相(Q-Al₅Cu₂Mg₈Si₆和θ-Al₂Cu)的形成,从而提高合金性能。合金中形成5种不同结构的初生相,包括共晶Si、α-Al(Fe,Mn)Si、β-Mg₂Si、Q-Al₅Cu₂Mg₈Si₆和θ-Al₂Cu相。随着Cu含量增加,θ相的面积分数迅速增加,α-Al(Fe,Mn)Si相面积分数首先降低,随后缓慢增加,而Q相的变化趋势与α-Al(Fe,Mn)Si相相反。这些初生相在热处理过程中会出现不同的演变规律。在随后的时效处理过程中,Q’和θ’相的协同析出能显著提高合金的时效硬化潜力。     

汽车用6082铝合金热处理工艺研究

针对挤压态6082铝合金性能无法达到企业汽车零件加工标准要求的问题,通过OM、SEM、XRD、硬度测试等手段与方法,研究了热处理过程中固溶和时效处理对6082铝合金组织和性能的影响。研究表明:铸态6082铝合金组织主要由Al基、Mg2Si强化相以及α-(Al Mn Fe Si)夹杂相组成,Mg2Si强化相、α-(Al Mn Fe Si)夹杂相大量聚集在晶界处,挤压处理后组织中的金属间化合物发生破碎,沿着挤压方向排列。6082铝合金适宜热处理工艺为:530℃×4 h固溶、水淬+170℃×10 h时效,此工艺下,6082铝合金组织中强化相颗粒弥散析出、均匀细小,硬度值达到104 HBS,达到企业使用标准要求。     

微量Sc对6005A合金微观组织与拉伸性能的影响

采用铸锭冶金法制备出不同Sc含量的6005A合金铸锭,合金铸锭经均匀化、热轧、中间退火、冷轧成2.5 mm厚的薄板,研究Sc含量对6005A合金拉伸性能、晶粒大小、金相组织及其相组成的影响。结果表明：微量Sc可提高6005A合金的强度,其中含0.07%Sc的合金具有最佳的拉伸性能,其抗拉强度、屈服强度分别提高19 MPa、47 MPa,伸长率也提高1.2%;添加微量Sc的合金晶粒得到细化,且随着Sc含量的增加,细化效果越明显;添加微量Sc减合金中枝晶的偏析,形成弥散的Al₃Sc相,抑制合金的再结晶;随着Sc含量的增加,晶内弥散的Mg₂Si相得到细化。     

Si含量对Fe-Cr-Si系合金组织与耐蚀性能的影响

利用电弧熔炼工艺制备了不同Si含量(6wt%、8wt%、10wt%、12wt%)的Fe-Cr-Si系合金,系统研究了Si含量对Fe-Cr-Si系合金组织和耐腐蚀性能的影响。结果表明,4种不同Si含量的Fe-Cr-Si合金均由初生树枝晶和枝晶间基体组成,Si含量的增加促进了合金中金属硅化物Fe₃Si的形成。Fe-Cr-Si系合金在10%HCl中均表现出良好的耐蚀性能,浸泡72 h后合金表面形成的SiO₂具有钝化作用,且Si含量的增加可以显著提高合金的耐蚀性能,当Si含量达到12%时,耐蚀能力为2Cr13不锈钢的26倍。     

Al-Si-Cu-Ni-Mg合金凝固组织调控及对高温拉伸性能的影响

应用JMat Pro软件、金相显微镜、高温拉伸试验机和扫描电镜研究了浇注温度和模具温度对Al-Si-Cu-Ni-Mg合金凝固组织及高温拉伸性能的影响。结果表明：Al-Si-Cu-Ni-Mg合金的凝固组织主要为α-Al和共晶硅，合金中的强化析出相主要为δ-Al₃Cu Ni、Q-Al₅Cu₂Mg₈Si₆、γ-Al₇Cu₄Ni、ε-Al₃Ni和Mg₂Si相；当控制浇注温度710℃，模具温度150℃时，Al-Si-Cu-NiMg合金中α-Al晶粒、共晶硅、富Ni相、Q相、Mg₂Si相尺寸最小，组织均匀程度和高温拉伸性能达到最佳。     

汽车用AZ31镁合金激光熔覆Al-Si涂层的组织与性能

通过激光熔覆Al-Si涂层的方法对AZ31镁合金表面进行了改性,研究了熔覆层的物相组成、显微组织、显微硬度、耐磨性和耐腐蚀性能。结果表明,熔覆层主要由Mg₂Si、Mg₁₇Al₁₂、Al₃Mg₂、Al₂Mg相组成,与基体呈冶金结合,硬度最高达到152 HV;耐磨性和耐腐蚀性较好,磨损失重及腐蚀速率分别为基体的1.75倍和1.88倍。     

Si含量对WMoNbCrTi高熵合金微观组织和力学性能的影响

WMoNbCrTi高熵合金是一种极具应用潜力的高温结构材料，添加Si有望提高其综合力学性能。以高能球磨粉末为原料，采用放电等离子烧结技术制备了WMoNbCrTiSi_x(x=0、0.1、0.25和0.5)高熵合金，研究Si含量对其微观组织和力学性能的影响。结果表明：加入Si后高熵合金的组织由BCC固溶体、Laves相和硅化物组成。当x=0.1时，Si主要形成Ti₅Si₃,当x=0.25时，大部分Si与Ti形成Ti₅Si₃,少部分Si与Nb形成Nb₃Si,当x=0.5时，Si主要形成Ti₅Si₃、Nb₃Si和Cr₃Si。当x从0增加到0.5时，WMoNbCrTiSi_x高熵合金的硬度由9.84 GPa增加到13.46 GPa,断裂韧性从6.68 MPa·m^1/2下降到4.72 MPa·m^1/2。WMoNbCrT...     

AZ33M镁合金激光熔覆Al-Si涂层的组织与性能

利用激光熔覆技术在AZ33M镁合金表面制备了Al-Si涂层,通过采用腐蚀电化学测试结合X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)及显微硬度计等对熔覆层微观组织和性能进行了表征。结果表明,熔覆层主要由Mg和Mg₁₇Al₁₂、Mg₂Si及Mg₂Al₃相组成。熔覆层显微组织由柱状树枝晶和方向各异的树枝晶组成。由于第二相强化和细晶强化等原因,制备的Al-Si涂层相比镁合金基体具有更高的硬度。熔覆层的自腐蚀电位相比基体提高了约400 mV,自腐蚀电流降低了一个数量级,熔覆层的耐蚀性明显优于基体镁合金。