稀土Ce对Al-7Si-0.7Mg-0.2Fe合金组织和性能的影响

以Al-7Si-0.7Mg-0.2Fe铝合金为研究对象,利用金相显微镜、扫描电镜和拉伸试验机,研究了不同含量的稀土Ce对Al-7Si-0.7Mg-0.2Fe合金组织与性能的影响。结果表明:稀土Ce可以细化α-Al晶粒,减小二次枝晶臂间距(SDAS)。同时,还可以减小共晶Si的尺寸,使Si形貌由板条状向纤维状转变,具有良好的细化变质效果。此外,Ce还可以细化β-Fe相,改善β-Fe相形态,提高合金的力学性能。特别地,当稀土Ce含量为0.1%时,晶粒尺寸与SDAS最小,分别为82μm、17μm;合金T6热处理态抗拉强度、屈服强度和伸长率均达到峰值,分别为344 MPa、311 MPa、3.77%。随着Ce含量的增加,拉伸断口呈现韧性断裂特征,裂纹主要沿晶界扩展;当Ce含量达到0.3%时,出现大量粗大的含Ce金属间化合物,造成脆性断裂。     

元素Cu、Mn及热处理对Al-20Si合金组织及力学性能的影响

在Al-20Si合金中添加含Cu、Mn元素的中间合金,熔炼得到Al-20Si-0.2Cu-0.3Mn、Al-20Si-0.6Cu-0.5Mn、Al-20Si-1Cu-0.7Mn和Al-20Si-1.4Cu-0.9Mn的Al-Si合金。采用金相显微镜、拉伸试验机、布氏硬度计等对铸态及固溶处理+人工时效(T6)热处理态的不同Cu、Mn含量的Al-20Si合金的微观组织及力学性能进行研究。结果表明:Cu、Mn元素可以细化Al-20Si合金中的初生硅和共晶硅,使其组织均匀化,并提高Al-20Si合金的抗拉强度和布氏硬度。Cu、Mn元素的合理添加量分别为1wt%和0.7wt%,此时铸态Al-20Si合金的抗拉强度达到最大值(238 MPa),T6热处理态Al-20Si合金的硬度达到最大值(212 HB)。T6热处理可以改善Al-20Si合金中的Si相,细化初晶硅和共晶硅,消除枝晶,并形成固溶强化。     

Er对电工Al-Fe-Mg-Si合金组织和性能的影响

制备了不同Er含量的Al-0.7Fe-0.4Mg-0.1Si铝合金,采用OM、SEM、EDS、TEM等手段对合金铸态、挤压态和线材的组织进行分析,并检测了Er含量及不同制备工艺对合金力学性能和电导率的影响。结果表明,合金中加入Er后,形成的Al3Er相作为结晶核心引起合金铸态组织的细化;铸态合金经过挤压和拉拔成线材后,组织进一步细化。Er加入量过多会导致合金抗拉强度和电导率下降。适宜的Er加入量为0.2%,此时线材的力学性能和电导率最佳,抗拉强度为273.90 MPa,伸长率为21.32%,电导率为31.69 MS/m。     

微量Sc和Y对Al-0.2Ce合金线材微观组织与性能的影响

采用熔铸→均匀化→热挤压→冷拉拔→退火工艺制备出Φ4 mm的Al-0.2Ce-xSc-yY合金线材,研究了微量Sc、Y对合金晶粒组织、相组成、亚结构及电导率、拉伸性能的影响.结果表明:加入微量Sc和Y后,消除了铸态Al-0.2Ce合金的枝晶,促进了等轴晶粒的形成,Al-0.2Ce-0.2Sc-0.1Y合金的平均晶粒尺寸...     

Al-5Ti-1B和Ce对5182铝合金组织和性能的影响

用金相显微镜、扫描电镜等分析手段,研究了w(Ce)分别为0.1%、0.2%和0.3%的Al-5Ti-1B和Ce变质剂对5182铝合金铸态组织和性能的影响。结果表明,Al-5Ti-1B对5182铝合金晶粒度的细化程度优于稀土元素Ce的。加入Al-5Ti-1B或Ce的5182铝合金,其力学性能明显提高。当Al-5Ti-1B的质量分数为0.2%时5182铝合金性能最好。     

TiB2/Al-Si-Mg-Er复合材料的组织与性能

采用重熔稀释法制备了Al-7Si-0.5Mg-0.1Er和0.5TiB₂/Al-7Si-0.5Mg-0.1Er合金,研究了TiB₂颗粒增强Al-Si-Mg-Er复合材料的组织性能。结果表明,复合材料铸态组织主要由α-Al基体、共晶Si相和TiB₂颗粒组成。TiB₂粒子的加入使Al-7Si-0.5Mg-0.1Er合金二次枝晶间距减小了7.1 μm。抗拉强度达到217.53 MPa,较Al-7Si-0.5Mg-0.1Er合金提升了12.1 %。TiB₂/Al-Si-Mg-Er复合材料的最优T6热处理工艺为530 ℃×12 h固溶+160 ℃×7 h时效,经该工艺处理后,TiB₂/Al-Si-Mg-Er复合材料抗拉强度达到319.49 MPa,相比热处理前提高了46.9%,相比Al-7Si-0.5Mg-0.1Er合金提高了5.9%;屈服强度达到266.75 MPa,相比热处理前提高了106.4%,相比Al-7Si-0.5Mg-0.1Er合金提高了14.9%。复合材料抗拉强度的提升主要源于TiB₂颗粒加入后产生的晶粒细化、变质和热处理强化。     

均匀化处理对挤压态Al-4Si(-0.2Er)合金显微组织及性能的影响

为改变Al-Si合金中第二相的尺寸、形貌及分布,改善合金的电学和力学性能,选用稀土元素Er作为合金化元素,制备了Al-4Si、Al-4Si-0.2Er合金,探究了稀土Er及均匀化处理对挤压态Al-4Si、Al-4Si-0.2Er合金显微组织及电学、力学性能的影响。结果表明:稀土Er有利于促进固溶态Si的析出且形成新相ErSi₂,增加了合金中第二相数量,弥散强化效果明显,提高了合金的力学性能,且导电率保持稳定。均匀化处理工艺为540 ℃×1 h炉冷的Al-4Si-0.2Er合金综合性能较强,均匀化处理促进了第二相的析出,同时减小了第二相尺寸,使其以颗粒状弥散分布,Al-4Si-0.2Er合金的导电率由挤压态的51.61%IACS提高至56.44%IACS,提高了9.4%,炉冷过程导致了合金的力学性能略有下降,抗拉强度为87.80 MPa,伸长率为35.9%,硬度为36.00 HV0.3。     

Al-Si-Mg-Y合金消失模铸造振动压力凝固的组织与性能

应用消失模铸造振动压力凝固成形技术制备了Al-7Si-0.8Mg-0.3Y(ASMY)合金。通过SEM、XRD、DSC和TEM等测试方法对其铸态和T6组织进行分析,研究其对力学性能的影响。结果表明:在ASMY合金铸态组织的晶界处生成有少量Al3Y短棒状颗粒相;在T6热处理过程中,稀土Y或Al3Y阻碍Mg2Si相的析出和扩散聚集,使析出相Mg2Si呈弥散分布;Mg2Si相与晶界稳定相Al3Y对合金同时起到钉扎强化作用;采用消失模铸造振动压力凝固技术后,铝合金的孔隙率显著降低,从1.1%降低0.18%;ASMY合金消失模铸造振动压力凝固试样T6态的抗拉强度达到308MPa,比A356普通消失模试样T6态的抗拉强度提高29%。     

镁含量对挤压铸造Al-10Si-2.5Cu-xMg合金显微组织及力学性能的影响

通过添加不同含量的镁制备出Al-10Si-2.5Cu-xMg(x=0.5%,1.0%,1.5%和2.0%)合金,研究镁含量对Al-10Si-2.5Cu合金组织及力学性能的影响。结果表明:随着镁含量的增加,铸态合金显微组织中的共晶硅得到了细化,而T6热处理使得合金显微组织中的硅相溶断并且球化;当镁含量为1.5%时,铸态和T6态合金的抗拉强度分别达到最大值290 MPa和305 MPa;铸态合金的硬度在镁含量为2.0%时达到最大值112 HV5,T6态合金的硬度在镁含量为1.5%时达到最大值127 HV5;铸态合金的拉伸断口中存在一定量的解理面和少量的韧窝,断裂方式由准解理断裂向脆性断裂转变。     

稀土元素La对Al-0.5Mg-0.24Si合金组织和性能的影响

以Al-0.5Mg-0.24Si合金为研究对象,探讨了稀土元素La对合金微观组织、导电性能、力学性能及耐腐蚀性的影响。结果表明,La能与Si形成LaSi_2稀土相,并且促进富Fe相从β-Al_5FeSi向α-Al_8Fe_2Si转变。经过热轧和热处理后,适量La的加入可提高Al-0.5Mg-0.24Si合金的电导率和力学性能。当La的加入量为0.1%时,合金电导率最高,为31.80 MS/m;当La的加入量为0.3%,合金抗拉强度为175 MPa,伸长率为22%。但La的加入会降低铝合金的耐腐蚀性能。     

稀土氧化铈(CeO2)与铸态Cu-Ni-Si合金性能

在Cu—Ni—Si合金中加入稀土氧化铈（CeO2），研究稀土氧化铈（CeO2）量对铸态Cu—Ni—Si合金组织与性能的影响。结果表明：适量添加稀土氧化铈（CeO2）能显著细化铸态合金的晶粒，提高合金抗拉强度，对电导率则影响较小。在合金中添加0．06％稀土氧化铈的Cu—Ni—Si材料，铸态条件下的抗拉强度可达4uMPa，比未加稀土的合金材料的抗拉强度提高了40．7％。过量添加稀土，合金的晶粒尺寸并不能继续细化，却显著降低材料的抗拉强度。     

挤压铸造Al-6.8Zn-2.6Mg-2.3Cu的组织和性能

采用金相、扫描电镜和DSC热分析仪研究了挤压铸造Al-6.8Zn-2.6Mg-2.3Cu合金的显微组织、铸造性能和力学性能,并与Al-5.5Si-4.0Cu合金进行了对比研究。结果表明,熔体温度为720℃和740℃时,Al-6.8Zn-2.6Mg-2.3Cu合金的流动性能比Al-5.5Si-4.0Cu合金分别提高了10.9%和2.9%;挤压压力从0.1MPa增加到75.0MPa时,铸态Al-5.5Si-4.0Cu合金的抗拉强度和伸长率都略高于Al-6.8Zn-2.6Mg-2.3Cu合金,但经过T6热处理后,Al-6.8Zn-2.6Mg-2.3Cu合金的抗拉强度增幅比Al-5.5Si-4.0Cu合金高100MPa以上,这主要是因为Al-6.8Zn-2.6Mg-2.3Cu合金具有更强的时效强化效果。     

氧化硅气凝胶对Al-4Cu-0.1Sn合金组织与性能的影响

采用铸造、冷轧和T6热处理制备了SiO₂气凝胶(SA)增强铝基复合材料。研究了SA含量对Al-4Cu-0.1Sn合金显微组织(铸态与冷轧T6态)与力学性能的影响。结果表明,SA能有效地加入到Al-4Cu-0.1Sn合金中,并以球状形式均匀的分布在晶粒内部。铸态下,随着SA含量的增加,合金的显微硬度呈上升趋势。当SA含量为0.02%时,合金平均硬度(HV)达到最高85,相对于未添加SA的合金提升了49%,但铸态下添加SA的合金拉伸性能略微下降;冷轧T6态下,当SA含量为0.02%时,合金硬度(HV)为138。随着SA增加,合金的屈服强度与抗拉强度先升高后降低,当SA含量为0.04%时,合金屈服强度达到320 MPa,抗拉强度达到401MPa,相比于未添加SA的合金提升了10.3%和10.7%。添加SA能够提高铸态Al-4Cu-0.1Sn合金硬度的机理是其细化了铸态合金的晶粒,并使晶界处第二相由粗大的骨骼状变成细小的非连续状。添加SA提高冷轧T6态强度的机理是细化了Al₂Cu相并消除了Al₇Cu₂Fe相。     

Te对Al-7Si-0.3Mg合金组织和力学性能的影响

采用Te对亚共晶Al-7Si-0.3Mg合金进行了变质处理,考察了加入量、熔体保持时间以及重熔次数对合金组织和力学性能的影响。结果表明,Te对Al-7Si-0.3Mg合金中的共晶Si相具有良好的变质作用。考虑到成本因素,Te的最佳加入量为0.1%左右时,共晶Si绝大部分转化为颗粒状,合金的抗拉强度和伸长率为240.1MPa和4.2%,相比未变质合金分别提高了31.1%和133.3%。熔体保持6h或经重熔3次后,Te变质的效果基本保持不变,表明Te具有良好的抗变质衰退和重熔特性,是一种长效变质剂。     

氧化铝(γ-Al_2O_3)和锶对Al-20Si合金显微组织和力学性能的影响（英文）

为得到细晶硅,向铸造Al-20Si合金中加入4%(质量分数,下同)γ-Al_2O_3和0.1%Sr。在铸造过程中,γ-Al_2O_3的作用是细化初晶硅,其添加量为0.5%～6%,而锶的作用是改性共晶硅,其添加量为0.05%～0.1%。结果表明,当添加4%γ-Al_2O_3时,初晶硅的平均尺寸为24μm。当添加0.1%Sr时,共晶硅的形状因子约为0.6,平均长度约为1.2μm。热分析发现γ-Al_2O_3可以作为潜在的异质形核点。而且,与在Al-20Si合金中同时添加P和Sr一样,同时添加γ-Al_2O_3和Sr不会污染γ-Al_2O_3颗粒和抑制他们的形核效率。与铸态Al-20Si合金相比,Al-20Si-4γ-Al_2O_3-0.1%Sr合金的极限抗拉强度提高了20%,伸长率提高了23%。抗拉强度的提高可归因于初晶硅的细化、共晶硅的改性,以及合金中由于共晶转变而析出的α(Al)。     

稀土Ce对7A04铝合金组织和力学性能的影响

通过金相组织分析、扫描电子显微镜观察、能谱仪分析及力学性能测试等手段,研究了稀土Ce对7A04铝合金铸态组织和加工态力学性能的影响。结果表明:当稀土Ce加入量为0.39%时,7A04铝合金的晶粒最为细小,第二相与夹杂最少,合金基体组织得以改善。稀土Ce的加入使合金中生成了大量的CeAl_2和Al_4Cu_2Ce等稀土相。稀土Ce对7A04铝合金硬度影响不大,但是能提高其抗拉强度与伸长率。     

稀土Ce对铸态AlCuMgAg合金耐热性能的影响

采用拉伸测试与透射电镜(TEM)，研究了稀土Ce对铸态Al-5.3Cu-0．8Mg-0．6Ag(质量分数)合金的组织和耐热性能影响。结果表明，添加质量分数为0．20％～0．45％的Ce，在室温到300℃，铸态合金的室温抗拉强度和高温耐热性能得到了提高。金相显示，稀土Ce的添加能明显细化铸态合金的晶粒，减少晶界上Cu的偏析。透射电镜分析表明，合金中的主要强化相为Ω相；添加微量Ce能细化合金中的强化相，提高该相的析出密度。同时研究也表明，当合金中同时添加微量Ce和Ti时，铸态合金中形成了一种AlxTi6Ce3Cu的大块稀土化合物相，这种化合物相严重降低了合金的拉伸性能。     

热轧对Mg-5Al-0.3Mn-2Ce合金组织与性能的影响

采用铁模铸造法制备了Mg-5Al-0.3Mn-2Ce镁合金。合金铸锭在410℃均匀化处理24h后,在400℃进行热轧试验。经过4道次轧制,合金的总压下量为62%。利用X-射线衍射仪、光学显微镜、扫描电子显微镜和拉伸试验研究了铸态合金和轧制态合金的组织和力学性能。结果表明,Mg-5Al-0.3Mn-2Ce合金由α-Mg和Al11Ce3相组成。轧制变形明显细化了合金的晶粒尺寸,轧制后合金的平均晶粒尺寸约为20μm。轧制后合金强度也得到了显著提高。轧制态合金的抗拉强度和屈服强度分别为301MPa和222MPa,与铸态合金相比,分别提高了69%和196%。     

稀土元素Ce、La、Y对5182铝合金组织的影响

在5182铝合金中分别加入质量分数为0.1%、0.2%、0.3%的Ce、La和Y稀土元素,用金相显微镜观察研究不同稀土元素以及其不同含量对5182铝合金铸态晶粒尺寸和析出相形貌的影响。结果表明,在5182铝合金中添加一定量的稀土Ce能使合金的第二相得到了很大程度的细化并且呈弥散分布;而在稀土La的作用下,5182铝合金中的第二相出现了球化现象;在5182铝合金中添加稀土Y的变质效果较添加等量Ce或La的要差一些。     

SiC对C194铸态合金组织及性能的影响

研究Si C的加入量对C194合金铸态组织和性能的影响。研究结果表明,Si C对C194合金铸态组织有明显的细化效果,能有效减小铸锭晶粒的尺寸。通过Image Pro Plus软件统计得出,当Si C添加量为0.4%时晶粒细化效果最佳,比未添加Si C的合金晶粒尺寸减小了83.1%。合金硬度也得到提高,Si C添加量为0.8%时硬度达到最高值为HB76.7,比未添加时提高了20%。