B对Al-13Si-0.3Mg合金流动性的影响

采用浇注螺旋型试样的方法测量了B对Al-13Si-0．3Mg合金流动性的作用；并通过温度校正的方法校正了浇注温度的误差对测量结果的影响。研究发现随B含量的增加，合金的流动性明显提高。采用对凝固中期的合金进行液淬的方法研究了该合金的凝固方式。根据合金凝固后的组织及合金凝固的方式分析了B影响Al-13Si-0．3Mg合金流动性的原因。     

Al-9.0%Si-4.0%Cu-0.4%Mg(-0.3%Sc)合金的显微组织及其低周疲劳行为

为了确定稀土元素Sc对T6态铸造Al-9.0%Si-4.0%Cu-0.4%Mg合金(质量分数)的低周疲劳行为的影响规律,研究了T6态铸造Al-9.0%Si-4.0%Cu-0.4%Mg合金和Al-9.0%Si-4.0%Cu-0.4%Mg-0.3%Sc合金的低周疲劳行为.结果表明,在低的外加总应变幅下,Al-9.0%Si-4.0%Cu-0.4%Mg合金在整个疲劳变形期间均表现为循环应变硬化,Al-9.0%Si-4.0%Cu-0.4%Mg-0.3%Sc合金在疲劳变形初期表现为循环应变硬化,在疲劳变形后期则表现为循环稳定;当外加总应变幅较高时,Al-9.0%Si-4.0%Cu-0.4%Mg(-0.3%Sc)合金均呈现循环应变硬化.Sc的加入可以有效地提高T6态Al-9.0%Si-4.0%Cu-0.4%Mg合金的循环变形抗力和低周疲劳寿命.在较低的外加总应变幅下,T6态Al-9.0%Si-4.0%Cu-0.4%Mg(-0.3%Sc)合金的循环变形机制为平面滑移,当外加总应变幅较高时则为波状滑移机制.     

冷却速率对Al-Si-Mg三元合金凝固过程的影响

试验研究了冷却速率对Al-2.06%Si-1.58%Mg三元合金凝固过程的影响.同时通过热力学计算预测了不同冷却条件下Al-2.06%Si-1.58%Mg三元合金的凝固路径和相析出规律.试验及计算结果均表明,改变凝固速率可使Al-2.06%Si-1.58%Mg合金的凝固过程按照不同的路径进行,从而达到控制析出相种类的目的.在低的冷却速率下,相析出规律为:L→L1 Fcc_A1→L1 Fcc_A1 Si→L1 Fcc_A1 Si Mg2Si,而在较高的冷却速率下,相析出规律为:L→L1 Fcc_A1→L1 Fcc_A1 Mg2Si→L1 Fcc_A1 Si Mg2Si.     

高频磁场下制备颗粒增强铝基梯度复合材料

通过向Al-20%Mg2Si-5%Si母合金中加入10%SiO2颗粒,制得颗粒增强复合材料Al-14.9%Mg2Si-10.3%Si-11.8%MgAl2O4,然后重熔母合金和复合材料,利用高频磁场的电磁相分离法分别成功制备了Al-20%Mg2Si-5%Si(样品1)和Al-14.9%Mg2Si-10.3%Si-11.8%MgAl2O4(样品2)两种颗粒增强梯度复合材料.发现加入的SiO2与铝熔体中的铝镁反应形成了MgAl2O4,并通过电子探针证实了该相的存在,除此之外,初生的Mg2Si、Si也富集于试样表面.在此基础上,对两种合金沿径向进行了硬度测量,结果表明:硬度在径向呈梯度分布,满足梯度复合材料外硬内韧的性能特征.     

不同热处理温度下Al-Si-Mg线材的组织与性能

用真空熔炼、氩气保护下引法连续定向凝固设备制备出φ8.0mmAl-1%Si-0.08%Mg柱状晶组织铸杆,再将铸杆在拉丝机上拉成φ1.0mm的线材,对其进行热处理.研究了不同热处理温度对Al-1%Si-0.08%Mg线材组织性能的影响.结果表明,退火温度越高,Si相变得越均匀细小,在500℃×12h退火时,Si相呈均匀细小分布,线材抗拉强度和伸长率优良.与Al-1%Si线材相比,Al-1%Si-0.08%Mg线材具有更高的力学性能.     

不同热处理温度下Al-Si-Mg线材的组织与性能

用真空熔炼、氩气保护下引法连续定向凝固设备制备出!8.0mmAl-1%Si-0.08%Mg柱状晶组织铸杆,再将铸杆在拉丝机上拉成!1.0mm的线材,对其进行热处理。研究了不同热处理温度对Al-1%Si-0.08%Mg线材组织性能的影响。结果表明,退火温度越高,Si相变得越均匀细小,在500℃×12h退火时,Si相呈均匀细小分布,线材抗拉强度和伸长率优良。与Al-1%Si线材相比,Al-1%Si-0.08%Mg线材具有更高的力学性能。     

钙和铈元素对镁合金α枝晶生长方式的影响

采用快速液淬方法,研究了Ca、Ce元素对Mg-6Al-0.6Zn-0.3Mn合金凝固过程中α枝晶生长形貌的影响。测量了液淬组织中α枝晶的体积分数及α枝晶的特征尺寸参数。试验结果表明,Ca的加入,促使了枝晶前沿液相中的等轴晶形核,抑制了α枝晶生长;而Ce的加入则抑制了等轴晶形核,促使了α枝晶柱状化。研究发现Ca或者Ce的加入对镁合金凝固过程中二次枝晶的粗化均有阻碍作用,减小了α枝晶的二次枝晶间距。     

新型倾斜式冷却剪切技术三维数值模拟

自行设计制造了改进的倾斜式冷却剪切技术试验装置,用来制备半固态Al-3%Mg合金坯料。建立了模拟制备半固态Al-3%Mg合金三维分析模型。结果表明:冷却斜板的倾角对合金温度场与速度场分布具有明显影响,出口温度与速度随斜板倾角增大而增大,合金温度沿合金中心线从浇口到出口基本成线性逐渐降低。合金出口温度随着浇注温度的提高而明显升高。为制备具有良好质量的半固态Al-3%Mg合金坯料,倾角θ=45°比较合理,浇注温度控制在650℃~660℃的温度范围,不能高于700℃。     

机械振动对Al-Fe合金凝固组织的影响

在Al-5%Fe合金凝固过程中施加机械振动,研究了机械振动参数(如振幅、振动频率)、模具预热温度及浇注温度对其凝固组织的影响。结果表明,通过控制机械振动参数和凝固条件可有效细化Al-5%Fe合金的凝固组织,A13Fe相由粗大的长针状转变为细针状或短杆状;随着振幅和振动频率的升高,合金的凝固组织逐渐细化,且振幅细化效果优于振动频率;在200~800℃范围内,凝固组织随模具预热温度的升高逐渐粗化;在800~890℃范围内,随浇注温度升高,A13Fe组织先细化后又粗化,830℃时细化效果最好。     

电磁搅拌对半固态Al-20%Mg2Si合金组织的影响

研究了Al-20%Mg2Si过共晶合金在不同搅拌电压下凝固时的凝固组织变化,并对其进行了布氏硬度的测量。结果表明:Al-20%Mg2Si过共晶合金在电磁搅拌下出现了非搅拌凝固中所没有的-αAl相晶粒,初生Mg2Si呈簇状分布在基体上,且随着搅拌电压的升高,α-Al相晶粒尺寸减小,Mg2Si团簇尺寸增大;而且电磁搅拌下,Al-20%Mg2Si过共晶合金的硬度随搅拌电压增加而增加。     

新型半固态铝合金的设计与优化研究

结合半固态加工基本原理,利用热力学计算方法,设计出了新型半固态铝合金,主成分为Al-6%Si-2%Mg,并利用实验方法优化选择了微量元素Zr、Sr。结果显示:Zr元素具有明显的细化晶粒作用,Sr元素的加入具有改善共晶硅形态的作用。合金中Zr含量为0.10%~0.14%、Sr含量为0.02%~0.04%的新合金AlSi6Mg2,表现出良好的半固态组织和力学性能。     

Solidification behaviour of Al-7 %Si-Mg casting alloys

The effects of Mg content and cooling rate on the solidification behaviour of Al-7% Si-Mg(mass fraction)casting alloys have been investigated using differential scanning calorimetry, differential thermal analysis and microscopy. The Mg contents were selected as respectively 0.00%, 0.35% and 0. 70% (mass fraction). DTA curves of Al-7%Si-0.55%Mg(mass fraction) alloy at various cooling rates were accomplished and the alloy melt was cast in different cooling rates. The results indicate that increasing Mg content can lower the liquidus and binary Al-Si eutectic transformation temperatures. Large Fe-rich π-phases (AlsFeMg3Si6) are found in the 0.70% Mg alloys together with some small β-phases (Al5FeSi) ; in contrast, only β-phases are observed in the 0.35% Mg alloys. The test results of the Al-7%Si-0.55% Mg alloys identify that the liquidus and binary Al-Si eutectic transformation temperatures decrease, and the quantity of ternary Al-Si-Mg2 Si eutectic phase decreases as the cooling rate increases.     

颗粒增强Al－4％Mg复合材料中显微孔隙的分析

探讨了Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＣ、ＳｉＯ２等三种颗粒增强Ａｌ－４％Ｍｇ复合材料凝固组织中显微孔隙的形成规律．结果表明：前者显微孔隙是由Ａｌ２Ｏ３颗粒加入导致熔体粘度增加、颗粒堵塞枝晶间的补缩流动通道以及颗粒与基体合金的热膨胀系数的差异三种因素所引起；第二种材料由于气孔易在ＳｉＣ颗粒表面形核，或者ＳｉＣ颗粒与基体结合较弱，使得该复合材料比前者易形成显微孔隙；第三种复合材料，是由于ＳｉＯ２颗粒与基体间发生了界面反应，一定量的Ｓｉ溶入了基体，增大了基体的凝固潜热，从而提高了基体合金凝固时的补缩流动能力，所以ＳｉＯ２ｐ／Ａｌ－４％Ｍｇ复合材料的凝固组织比同样条件下Ａｌ２Ｏ３ｐ／Ａｌ－４％Ｍｇ和ＳｉＣｐ／Ａｌ－４％Ｍｇ复合材料致密。     

Effect of Ce on solidification and mechanical properties of A360 alloy

The effect of Ce addition on the AA A360 (Al-10%Si-0.5%Mg) alloy was investigated using equilibrium thermodynamic calculation, thermal analysis, differential scanning calorimetry (DSC) and scanning electron microscopy (SEM). The purpose is to study the variations that occur during solidification and precipitation with different Ce additions, as well as their effect on the mechanical properties. The results show that the Ce addition decreases the eutectic (α_Al + Mg₂Si) temperature. The solidus temperature also decreases with the increasing Ce addition. The precipitation enthalpy determined using DSC decreases with the Ce addition, while precipitation takes place more rapidly and intensively, indicating increased reaction kinetics. The mechanical properties like hardness and tensile strength also increase with the Ce addition. The phase that contributed to the hardness of the investigated alloy was composed of Al, Ce, Mg and Si.     

Sr,B添加对Al-15.5%Si合金中共晶团尺寸的影响

考察了Sr,B及Sr＋B联合作用对Al-15．5％Si（质量分数）合金中共晶团尺寸大小的影响．实验结果表明,随合金中Sr量增加,共晶团尺寸呈减少的趋势,冷却速度对共晶团的影响也很显著;在Sr变质的合金中加入B,共晶团尺寸先显著下降,随B量增加降低幅度趋于平缓;在未变质的Al-15.5％Si合金中单独加B,共晶硅由粗大的片状变为细长的层片状,层片间距明显降低．分析认为,合金中加入Sr,导致共晶过冷度增大,因而共晶团形核驱动力增大促使共晶团细化;合金中加入B,增加了共晶团有效形核基底的数量促使共晶团显著细化．     

Fabrication of ceramic layer on an Al-Si alloy by MAO process

The MAO (Micro-Arc Oxidation) process is applied to a eutectic Al-Si alloy (Al-12.0%Si-1.0%Cu-0.9%Mg (mass fraction)). The oxide ceramic layer was fabricated with about 220 (J.m thickness and 3000 Hv micro-hardness. By XRD (X-ray diffractometry) and DSC (differential scanning calorimetry) analyses, the oxide layer consists of amorphous A12O3, which is distinct from the results reported by the other researchers. The SEM photographs of such layer show that the layer is fixed tightly on the substrate alloy. So this alloy can be used in the high temperature and friction environment after it is treated with such process.     

准晶增强Al-11%Mg复合材料的组织和性能

以Al-11％Mg合金为基体,十面体准晶相Al72Ni12Co16为增强颗粒,通过机械搅拌的方法制各了Al72Ni12Co16/Al-11％Mg复合材料。采用扫描电镜和能谱分析研究了Al72Ni12Co16/Al-11％Mg复合材料的微观组织和成分,并测试了其拉伸性能和硬度。试验结果表明：Al72Ni12Co16颗粒在加入到Al-11％Mg基体中后发生破碎和钝化,颗粒沿晶界处均匀分布。由于原子间的相互扩散,颗粒由Al72Ni12Co16转变为AlgCo2（Ni）,同时在凝固过程中伴随有Al3Ni相析出。加入15％Al72Ni12Co16颗粒后,Al-11％Mg合金的抗拉强度σb、弹性模量E和维氏硬度HV分别提高了38．5％、27．1％和58．7％,但伸长率降低。     

常压及高压凝固Al-Mg及Al-Mg-Zn合金中Al相的固溶体结构

采用X射线衍射仪、能谱仪和透射电镜分别对Al-9.6%Mg合金、Al-11Mg-4.5Zn合金和Al-17Zn-1.5Mg合金常压及6 GPa高压凝固后Al相的固溶体结构进行研究。结果表明:6GPa高压凝固后,Al-9.6%Mg合金中Mg在Al相中的固溶度显著增大;在Al-11Mg-4.5Zn合金和Al-17Zn-1.5Mg合金中,Mg、Zn溶质在Al相中的固溶度均增大,但Zn比Mg固溶的比例要大得多。在常压凝固条件下,与纯铝相比,3种合金中Al相的晶格常数均增大。与常压凝固相比,高压凝固Al-9.6Mg合金和Al-11Mg-4.5Zn中Al相晶格常数分别增大了1.178%和0.220%;在Al-17Zn-1.5Mg合金中,Al相晶格常数变化很小。此外,在Al-Mg-Zn合金中,原子半径较大的Mg固溶到Al相中,导致其晶格常数增大,原子半径较小的Zn固溶到Al相中,导致其晶格常数减小,且高压凝固后,溶质的原子半径越小,在Al相中固溶的比例越大。