添加MgH_2对机械合金化Al-12%Sn合金组织和性能的影响

利用机械合金化方法制备出Al-12%Sn-x%MgH_2(质量分数)合金粉末,然后将其压制成型并进行烧结,得到合金块体;并运用X射线衍射仪、扫描电镜、拉伸机和摩擦磨损实验机研究添加MgH_2对Al-12%Sn合金组织结构和性能的影响。结果表明:添加MgH_2能使合金中的Sn更加细小均匀分布在Al基体上,同时能破坏Al颗粒表面的氧化膜,增加Al-12%Sn合金的烧结活性。随着MgH_2含量的增加,合金的致密度和拉伸强度显著提高。但当MgH_2过量时,会生成硬脆相Mg_2Sn,造成基体Sn相的缺失,并降低合金的力学性能。此外,添加适量的MgH_2对Al-12%Sn合金的耐磨性也有明显改善。当MgH_2添加量为0.8%时,合金具有最优的综合力学性能和摩擦磨损性能。     

Gd与Ca对Mg-7Al-1Si镁合金组织和性能的影响

以铸态Mg-7Al-1Si合金为基体,单独添加变质剂Gd及复合添加变质剂Gd与Ca,对比研究不同变质剂对铸态Mg-7Al-1Si合金组织及性能的影响。结果表明,单一添加变质剂Gd及复合添加变质剂Gd与Ca均能明显细化Mg-7Al-1Si合金的晶粒尺寸,β-Mg_(17)Al_(12)相细小弥散且含量降低。单一添加Gd及复合添加Gd与Ca后,蠕变应变量分别降低了69.3%、80.7%。复合添加Gd与Ca后,合金的抗高温蠕变性能比单独加入稀土元素Gd时更好。变质剂Gd与Ca有效改善了Mg-7Al-1Si合金的摩擦磨损性能。     

机械合金化制备Al-Sn合金及其摩擦性能研究

采用机械合金化和粉末烧结的方法制备了纳米细晶/粗晶Al-Sn合金,研究了粗晶含量对合金微观形貌、摩擦形貌和耐磨性能的影响,探讨了Al-12Sn合金的磨损机制及影响因素。结果表明,机械合金化得到的双相双尺度Al-12Sn合金,在不同载荷下的摩擦系数要高于未添加粗晶的纯纳米晶Al-12Sn合金,但是低于纯粗晶Al-12Sn合金;当粗晶Al-12Sn粉末比例为30%时,烧结Al-12Sn合金具有最佳的抗摩擦磨损性能,其耐磨性能高于纯纳米晶和纯粗晶Al-12Sn合金,提高幅度分别约为1.5倍和2倍;随着粗晶Al-12Sn粉末比例的提高,合金的磨损机制从局部剥落演变为大面积摩擦层的剥落,并且摩擦表面的氧化摩擦层的数量不断降低。     

微量Sn和In对Al-3.5%Cu合金时效行为及微观组织演变的影响

通过显微硬度测试和透射电镜观察,研究微量Sn和In对Al-3.5%Cu(质量分数)合金的时效特性及微观组织演变的影响。结果表明:在Al-3.5%Cu合金中添加少量Sn能加速合金的时效进程并增强合金的时效硬化和强化效果,且复合添加0.15%In和0.15%Sn(质量分数)时合金的时效强化效果优于添加0.3%Sn合金的;微量Sn、In的添加能明显促进Al-3.5%Cu合金中θ′相的析出,并使之细小呈弥散分布;时效早期,Sn′粒子和Sn/In′粒子先于θ′相析出,并可作为θ′相非均匀形核位置,从而增加了θ′相的形核率;微量Sn、In的添加能抑制θ′相的粗化,提高合金过时效性能。     

Al-5Ti-xCe细化剂制备及对Al-7Si合金组织和冲击性能的改善

试验研究了铈含量对细化剂Al-5Ti-x Ce(x分别为0.3,0.6,0.9)微观组织的影响,以及细化剂Al-5Ti-x Ce对Al-7Si合金组织和冲击性能的影响。结果表明,稀土Ce加入到Al-5Ti合金后,合金基体中的Al3Ti的尺寸明显降低,Al3Ti形状由长条状转变为羽毛状,并随着稀土Ce添加量增加,Al3Ti尺寸进一步降低,当Ce的加入量(质量分数,下同)为0.6%时,Al3Ti尺寸降低至最小,当Ce的添加量增至0.9%时,Al3Ti尺寸不再细化;用不同Ce的添加量的Al-5Ti-x Ce细化剂细化Al-7Si合金,发现随着Al-5Ti-x Ce中Ce的添加量增加,Al-7Si合金中α-Al树枝晶逐渐细化,其中Al-5Ti-0.6Ce细化剂的细化效果最佳;随着Al-5Ti-x Ce中Ce的添加量增加,Al-7Si合金中粗片状的共晶硅逐渐变得细小,其冲击性能随Al-5Ti-x Ce细化剂中铈含量的增加而显著提升,当Al-5Ti-x Ce中Ce的添加量增加到0.9%时,冲击性能不再增加。     

汽车用Al-20Si合金的变质处理与合金化试验研究

试验研究单独添加P和复合添加P+Er对Al-20Si合金的变质作用并优化出最佳添加量,在此基础上考察了Cu和Ni对Al-20Si合金室温和300℃高温强度的影响。结果表明:未添加P变质处理的合金中的初晶Si主要呈粗大块状或星状,棱角较为尖锐且分布不均匀,P变质处理的后合金中初晶Si的形貌逐渐转变为颗粒状,尺寸变小的同时均匀度增加;复合添加P+Er变质处理的合金中初晶Si形态变化不大,而共晶Si尺寸明显减小,w(P)=0. 04%、w(Er)=0. 06%复合变质处理Al-20Si合金可以得到最佳变质效果;在Cu含量不变前提下增加Ni含量或者Ni含量不变前提下增加Cu含量,都可以提升Al-20Si合金的室温强度和300℃高温抗拉强度,且Ni元素对提高300℃高温抗拉强度更加显著,Al-20Si合金中Cu和Ni适宜的添加量都为1. 6%(质量分数)。     

V合金化对Al-9Si合金凝固组织与力学性能的影响

研究了V合金化对Al-9Si合金凝固过程、微观组织和力学性能的影响。结果表明,在Al-9Si合金中添加V,析出化合物Si₂V,而无Al V化合物析出,V对初生α-Al的析出温度无明显影响。随着V量增加,Al-9Si合金的初生α-Al的形核温度和形核过冷度同步增加,0.4%V(质量分数)使形核温度由未添加V的607.5℃上升至612.6℃,过冷度由24℃增加至27.1℃;继续增加V量,形核温度略有升高,但形核过冷度略有减小。V添加使Al-9Si合金初生α-Al晶粒形态由枝晶向等轴晶转变,Al-9Si-0.4V合金的α-Al晶粒尺寸由Al-9Si的593μm细化至302μm。V对共晶Si无变质作用,但V能使针状β-Al5FeSi转变为鱼骨状的Al₁₂(Fe,V)3Si相。0.6%Sb(质量分数)变质Al-9Si-0.4V合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率为153.9 MPa、78.5 MPa和6.56%,较Al-9Si合金分别提高23.8%、14.1%和102.4%;硬度由47.3 HV提高至59.1 HV。Al-9Si合金的拉伸断口由撕裂棱和解理...     

Zn含量对Al-12Si-3Cu合金强度和磨损性能的影响（英文）

系统研究Zn含量对重力铸造Al-12Si-3Cu合金强度和磨损性能的影响。通过OM、XRD、SEM、硬度、拉伸、压缩和Charpy冲击测试等手段对合金的显微组织和力学性能进行评价。干滑动磨损测试采用球-盘式摩擦磨损仪。显微镜观察结果显示,基体显微组织含有α(Al)枝晶、针状和粗Si颗粒及CuAl_2 (θ)相。添加Zn导致合金中α-固溶体的形成和粗Si颗粒含量的增加。随着Zn含量的增加,Al-12Si-3Cu-Zn合金的硬度、屈服强度、抗拉强度、抗压强度、断裂伸长率和冲击韧性均增加;但是,当Zn含量为1.5%～2%时,合金的抗拉强度、抗压强度和伸长率均降低。此外,Al-12Si-3Cu-Zn合金的摩擦因数和体积磨损量随Zn含量的增加而减小。总之,在Al-12Si-3Cu合金中加入Zn可以提高其作为摩擦材料的应用潜力。     

稀土元素Nd对近共晶Al-12Si合金显微组织与力学性能的影响(英文)

研究稀土元素Nd(0~0.4%,质量分数)对近共晶Al-12Si合金显微组织与力学性能的影响。结果表明:在0.3%Nd改性的Al-12Si合金中形成一种亚微米或纳米尺寸的Al2Nd相。在Al-12Si合金中添加稀土元素Nd能显著细化合金中的α(Al)相,粗生硅相转变为细小颗粒状,共晶硅由粗大针状变成细小纤维状。在改性效果最佳的Al-12-0.3Nd合金的Si相表面观察到少量的生长孪晶。力学性能测试结果表明:添加Nd元素后,Al-12Si合金的力学性能得到改善,当合金中Nd元素含量达到0.3%时,合金的力学性能达到最优,抗拉强度(UTS)为252 MPa,伸长率(EL)为13%。合金力学性能的改善主要归因于合金中Si相形貌的改善和细小Al2Nd相颗粒的形成。     

Al-3B变质共晶铝硅合金的显微组织与力学性能

采用Al-3B中间合金对不同温度Al-12.6Si合金熔体进行变质处理。结果表明:当变质温度相同时,随着Al-3B加入量的增加,Al-12.6Si合金中α(Al)相的面积分数呈现先增大后减小的变化趋势,当Al-3B加入量为0.4%(质量分数)时,α(Al)相面积分数达到最大值35.6%。当Al-3B加入量为0.4%时,随着变质温度的升高,Al-12.6Si合金中α(Al)相的面积分数也呈现先增大后减小的变化趋势,当变质温度为700℃时,合金组织中α(Al)相的面积分数最大。与未变质Al-12.6Si合金相比,在700℃时经0.4%Al-3B变质处理后,Al-12.6Si合金的抗拉伸强度和伸长率分别提高12%和64%,变质处理后合金的综合力学性能得到明显提高。     

单独或复合添加Al-5Ti-B、Mn和Sn对A356铝合金滑动磨损性能的影响(英文)

研究添加Al-5Ti-B、Mn和Sn对A356铝合金滑动磨损性能的影响。采用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜观察合金的显微组织和磨损表面。结果表明,Al-5Ti-B晶粒细化的合金具有α(Al)等轴晶组织,比未细化合金具有更好的抗磨损性能。另外,Mn元素的添加能使β-Al5Fe Si转变成α-Al(Mn,Fe)Si相,减少裂纹形成的倾向并提高合金的抗磨损性能。A356合金中添加Sn会形成Mg2Sn相,导致合金不能形成Mg2Si析出强化相;同时软化的β-Sn相会降低合金的硬度并最终降低合金的抗磨损性能。     

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。     

第三代汽车钢表面合金镀层的性能

采用热浸镀方法在第三代汽车钢表面制备了3种不同组分的合金镀层,研究了Al含量和Si元素添加对合金镀层物相组成、显微组织、显微硬度、耐腐蚀性能的影响。结果表明:Zn-0.6Al-1.6Mg、Zn-1.8Al-1.6Mg和Zn-1.8Al-1.6Mg-0.25Si合金镀层的主要物相都为Zn、Al和MgZn_2,在Zn-1.8Al-1.6Mg-0.25Si合金镀层中还出现了黑色的针状Mg_2Si相,增加Al含量和添加Si元素后,合金镀层的晶粒更加细小、组织均匀性提高;Zn-0.6Al-1.6Mg、Zn-1.8Al-1.6Mg和Zn-1.8Al-1.6Mg-0.25Si合金镀层的显微硬度分别为164.5、186.1、195.4 HV,不同组分的合金镀层的耐腐蚀性能从高至低顺序为Zn-1.8Al-1.6Mg-0.25SiZn-1.8Al-1.6MgZn-0.6Al-1.6Mg,在合金镀层中增加Al含量或者添加Si元素都有助于提升合金镀层的显微硬度和耐腐蚀性能。     

时效态Al-4.5Cu-0.6Mg(-0.3Si)合金的组织与力学性能

通过硬度和拉伸性能测试以及扫描电镜和透射电镜观察,研究了Al-4.5Cu-0.6Mg和Al-4.5Cu-0.6Mg-0.3Si合金在180℃下进行不同保温时间(6、10、14和18 h)的时效处理及元素Si对力学性能的影响。结果表明:随时效时间的延长,Al-4.5Cu-0.6Mg(-0.3Si)合金的硬度和强度先增大后减小,断裂伸长率明显降低;Si元素的添加使Al-4.5Cu-0.6Mg合金的硬度、强度、断裂伸长率均有明显提高,但延迟了Al-4.5Cu-0.6Mg合金达到峰时效的时间。利用SEM对Al-4.5Cu-0.6Mg(-0.3Si)合金拉伸断口形貌进行的观察表明:加入0.3%的Si元素后,Al-4.5Cu-0.6Mg合金的断裂特征由韧脆混合断裂变为韧性断裂。     

Zr对Al-6.5Si-0.45Mg-xSc合金微观组织和拉伸性能的影响

采用传统熔配法制备不同Zr含量的铸造Al-6.5Si-0.45Mg-x Sc(x%=0.3%,0.45%(质量分数))合金。利用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)及电子万能试验机等,研究Zr对铸造Al-6.5Si-0.45Mg-x Sc合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:未添加Zr时,Sc对铸造Al-6.5Si-0.45Mg合金的α(Al)相和共晶Si相均有一定的细化和变质作用,且Sc含量较高时,效果更好。向Al-6.5Si-0.45Mg-x Sc合金中再加入适量Zr,可改善Sc对合金的α(Al)相和共晶Si相的细化和变质效果。与未加Zr合金相比,Zr的添加可进一步细化Al-6.5Si-0.45Mg-x Sc合金的α(Al)相、降低二次枝晶间距(SDAS)、改善共晶Si相形貌和提高合金的拉伸性能,而且,加Zr还能在提高铸造Al-6.5Si-0.45Mg-x Sc合金拉伸性能的同时,降低Sc使用量。     

Ce含量和T6热处理对Al-0.3Fe-0.1Si合金组织与性能的影响北大核心

研究了稀土元素Ce和T6热处理工艺对Al-0.3Fe-0.1Si合金组织和性能的影响。结果表明，添加适量的稀土Ce和T6热处理均可抑制晶粒长大，并有效细化Al-0.3Fe-0.1Si合金的晶粒尺寸。当稀土Ce的加入量为0.2%时，铸态合金的抗拉强度为81.7 MPa，比加入量为0.1%时提高了10.7%。稀土Ce的加入量为0.3%时，T6态合金的电导率为58.13%IACS，比铸态合金提高了2.3%。热处理前后的Al-0.3Fe-0.1Si-0.1Ce合金与Al-0.3Fe-0.1Si-0.3Ce合金的电导率接近。当稀土Ce的加入量为0.1%～0.2%时Al-0.3Fe-0.1Si合金获得较好的综合性能。本研究的结果可为导电Al-0.3Fe-0.1Si合金制备提供理论和试验参考。     

添加钛对Al-25Zn-3Cu和Al-25Zn-3Cu-3Si合金的结构、力学、摩擦学和腐蚀性能的影响（英文）

为了研究晶粒细化对新开发的Al-25Zn-3Cu基合金性能的影响,采用金属型铸造法制备Al-25Zn-3Cu、Al-25Zn-3Cu-0.01Ti、Al-25Zn-3Cu-3Si和Al-25Zn-3Cu-3Si-0.01Ti合金。用扫描电镜(SEM)观察合金的显微组织,分别用布氏硬度法和拉伸试验测定合金的硬度和力学性能,用球盘式摩擦试验机研究合金的摩擦学特性,用电化学腐蚀实验装置研究合金的腐蚀性能。结果显示,A1-25Zn-3Cu三元合金的显微组织含有α、α+η和θ(Al₂Cu)相。添加3%Si(质量分数)的A1-25Zn-3Cu合金显微组织中形成硅颗粒。添加0.01%Ti(质量分数)的Al-25Zn-3Cu和Al-25Zn-3Cu-3Si合金的晶粒尺寸分别减小约20%和39%,硬度分别从HRB130和HRB141增加到HRB 137和HRB 156,合金的屈服强度分别从278 MPa和320 MPa增加到297 MPa和336 MPa,抗拉强度分别从317 MPa和334 MPa增加到340 MPa和352 MPa。随着钛含量的增加,合金的耐磨性提高,但耐腐蚀性...     

Al和Si对热浸Zn-Al-Mg合金镀层组织和耐腐蚀性的影响

采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪、透射电子显微镜、全浸腐蚀及中性盐雾腐蚀试验等方法,对比研究Zn-0.5Al-1.5Mg、Zn-2Al-1.5Mg和Zn-2Al-1.5Mg-0.3Si(质量分数,%)合金镀层的组织与性能,探讨Al和Si对热浸Zn-Al-Mg合金镀层组织和耐腐蚀性能的影响。结果表明:三合金镀层的组成相是Zn相、Al相和Mg Zn2相;Zn-0.5Al-1.5Mg合金镀层由块状富Zn相和晶界Zn+MgZ n2二元共晶组织组成,Zn-2Al-1.5Mg合金镀层由块状富Zn相和晶界Zn+Al+MgZ n2三元共晶组织组成,Zn-2Al-1.5Mg-0.3Si合金镀层由块状富Zn相、晶界Zn+Al+Mg Zn2三元共晶组织和针状相Mg2Si组成;Al、Mg和Si主要分布在晶界,Al和Si有细化镀层晶粒作用,添加Si能提高Zn-Al-Mg合金镀层的耐腐蚀性能。     

合金元素Nb和Si对O相合金抗氧化性能的影响

研究了添加(0.3-0.9)Si(原子分数,%,下同)对Ti-24Al-14Nb-3V-0.5Mo合金650℃到800℃的静态和循环等温氧化性能的影响.研究结果表明由于增大了表面氧化膜TiO2+Al2O3的致密度,添加Si元素能显著提高O相合金的抗氧化性能,并深入探讨了Si的影响机制.与一种高Nb含量的Ti-22Al-26Nb合金对比研究发现,在O相合金中最佳抗氧化性能对应的Nb含量是14左右.     

添加Mn和Mg对喷射沉积Al-12Si合金微观组织与性能的影响

针对微波组件用Al-12Si合金盖板材料中存在粗大针状Si相导致强度不足的问题,采用喷射沉积?热压制备Al-12Si和Al-12Si-1Mn-0.6Mg合金,对比分析添加1％Mn和0.6％Mg对合金微观组织、力学和热物理性能的影响.结果表明:热处理后,Al-12Si-1Mn-0.6Mg合金组织中Si相呈近球形颗粒均匀分...