Morphology and formation of Fe–Al intermetallic layers on iron hot-dipped in Al–Mg–Si alloy melt

We have examined the morphology and the growth of Fe–Al intermetallic layers of η-Fe₂Al₅ and θ-FeAl₃ phases formed on pure Fe sheets dipped in an Al-8.2Mg-4.8Si (wt.%) alloy melt and pure Al melt at 750 °C. The η phase layer grows one order of magnitude slower in the Al–Mg–Si alloy melt than in the pure Al melt. The change in thickness of Fe sheets with dipping time is less pronounced in the Al–Mg–Si alloy melt than in a pure Al melt. Microstructure observations suggest that the retarded interfacial reaction between solid Fe and liquid Al–Mg–Si alloy is associated with a continuous θ phase layer formed in the Al–Mg–Si alloy melt, which acts as the diffusion barrier.     

硅对压铸模与铝合金相互作用的影响

为了研究压铸模与铝合金的相互作用,探讨Ｓｉ对压铸模与铝铸件焊合倾向性的影响,进行了热浸铝试验。试验结果表明,模具钢在纯铝熔体中热浸时,主要形成Ｆｅ２Ａｌ５相层和针片状的ＦｅＡｌ３相,Ｆｅ２Ａｌ５相是反应扩散的主导相。模具钢在Ａ３８０合金中热浸时,主要形成ＦｅＳｉＡｌ３和Ｆｅ２Ａｌ５两种相层。由于Ｓｉ降低了Ａｌ在ＦｅＳｉＡｌ３相层中的活度,减少了从铝熔体向Ｆｅ２Ａｌ５相供应的铝原子数,从而抑制了Ｆｅ２Ａｌ５相的快速生长。因而,Ｓｉ减弱了铝合金熔体与模具钢间的相互作用,从而降低压铸合金的焊合倾向性。热浸温度降低,Ｓｉ对Ｆｅ２Ａｌ５相层生长的抑制作用减弱。     

硅对压铸模与铝合金相互作用的影响

为了研究压铸模与铝合金的相互作用 ,探讨Si对压铸模与铝铸件焊合倾向性的影响 ,进行了热浸铝试验。试验结果表明 ,模具钢在纯铝熔体中热浸时 ,主要形成Fe2 Al5相层和针片状的FeAl3 相 ,Fe2 Al5相是反应扩散的主导相。模具钢在A3 80合金中热浸时 ,主要形成FeSiAl3 和Fe2 Al5两种相层。由于Si降低了Al在FeSiAl3 相层中的活度 ,减少了从铝熔体向Fe2 Al5相供应的铝原子数 ,从而抑制了Fe2 Al5相的快速生长。因而 ,Si减弱了铝合金熔体与模具钢间的相互作用 ,从而降低压铸合金的焊合倾向性。热浸温度降低 ,Si对Fe2 Al5相层生长的抑制作用减弱     

Fe-Al系金属间化合物中的微观缺陷和电子密度

对二元Fe-Al合金，含Cr和Si的Fe3Al合金的正电子寿命谱测量表明：随着二元Fe-Al合金中Al含量的增加，空位浓度增加，微孔洞的开空间增大。在Al含量高于40％原子分数）的B2－FeAl合金中存在着较高的空位浓度和开空间相当于Fe中的10－15个空位聚集体的微空洞。在B2－FeAl和D03－Fe3Al合金中，晶格中最邻近的Fe-Al原子对之间发生Fe-d-Alp杂化使用。Al的3p电子与Fe的3d电子被局域化并形成共价键。导致合金中的自由电子密度降低。二元Fe-Al合金中的平均电子密度随着Al含量的增加而下降。用Cr元素对Fe3Al进行合金化。合金基体和晶界处的自由电子密度均增加；而加入Si元素，合金基体和晶界处的自由电子密度均减小。讨论了Fe-Al合金的微结构对其力学性能的影响。     

Al-Si-Fe三元合金各组元活度的计算

由ＡｌＳｉＦｅ 三元系的三个二元子系用Ｂｏｎｎｉｅｒ 法计算和讨论了ＡｌＳｉＦｅ 合金在不同温度下各组元的活度。结果表明， 该三元系中各组元活度均有负偏差， 尤以Ｆｅ 的偏差为大。当Ａｌ 含量较高时，合金中Ａｌ 的活性可近似于纯金属Ａｌ 的活性。三元系中Ａｌ 含量不变时， 增加Ｆｅ 的含量， 即用Ｆｅ 代替部分Ｓｉ 可使Ａｌ 的活度有所增加。对于ＡｌＳｉＦｅ 三元系的计算，Ｂｏｎｎｉｅｒ 法比其它解析计算方法简单     

铁基块体非晶合金的空泡腐蚀研究

通过对超声空化作用过程中试样表面物相组成变化和试样失重的实验研究,分析了Fe74Al4Ga2P12B4Si4铁基块体非晶合金的空蚀过程。分别采用处于晶态和非晶态的铁基块体合金,在自来水中进行超声空化实验,确定了材料特性对空蚀过程的影响。结合已有的空泡形成和溃灭理论,初步提出了铁基块体非晶合金的耐空蚀机理。     

铜模吸铸法制备的Fe74Al4Sn2P10Si4B4C2非晶合金圆棒及圆管块体

利用铜模吸铸法制备了直径1．0mm,1．5mm和2．0mm的Fe74Al4Sn2P10Si4B4C2块体非晶合金圆棒,利用振动样品磁强计测试了圆棒的磁性能,其饱和磁感应强度较高,矫顽力较低。利用铜模吸铸法制备了Ф5mm×庐7mm×15mm的Fe74Al4Sn2P10Si4B4C2块体非晶合金圆管,并测试了其DSC曲线,块体非晶合金圆管与块体非晶合金圆棒的热性质一致。Fe74Al4Sn2P10Si4B4C2块体非晶合金显示出优良的铸造性能。     

喷射成型制备的Al23Si5Fe合金圆锭的凝固组织

根据喷射成型的工艺过程特点, 研究了喷射成型制备的高硅铝合金圆锭凝固组织。结果表明： 喷射成型过程中, 在沉积坯件的上表面存在一个有一定尺寸的液态金属熔池; 沉积坯件的凝固组织与粉末凝固组织有明显差别： 沉积坯件整体上呈逐层凝固, 但不同部位的微观组织随凝固速度的不同而有明显区别     

锌合金压铸射嘴身失效分析与提高其使用寿命的研究

根据射嘴身的工况,通过理论分析和损伤零件的破坏分析,确定了锌合金压铸射嘴身的失效机制,是锌合金熔体表面张力小、渗透性强、腐蚀性强、熔体腐蚀和应力腐蚀共同作用的结果。锌合金熔体能溶解钢材中的Fe、C、Si等元素,与Fe形成FeZn13相,同时C、Si、P、S等元素的存在,促进了Fe在锌合金熔体中的溶解,而形成锌合金压铸时特有射嘴身高温腐蚀问题。据此,提出了对射嘴身工作面进行稀土-B共渗,来阻止腐蚀发生和延长射嘴身的使用寿命;在稀土加入量为4%,加热温度为950℃,保温时间为7h,可获得60～70μm的渗B层。实际应用结果表明,经渗B的射嘴身使用寿命比未经处理的提高了4倍。     

Nd_(60)Fe_(30)Al_(10)大块非晶的制备及其热稳定性

采用熔渣包覆水淬法获得了直径为 ６ ｍｍ,长度为 ５０ ｍｍ的非晶 Ｎｄ６０Ｆｅ３０Ａｌ１０合金,并对其非晶形成能力进行了研究．在三元系非晶合金中,除 Ｐｄ基合金外,这是目前所报道的采用水淬法所能获得的最大尺寸的非晶合金 对 Ｎｄ７０Ｆｅ２０Ａｌ１０,在同样的条件下可获得直径为 ３ ｍｍ,长度为 ５０ ｍｍ的部分非晶组织 与普通铜模铸造方法所获得的临界直径相比,前者提高了 ２ ｍｍ,而后者降低了 ４ ｍｍ．利用 ＤＴＡ 和 ＤＳＣ 对 Ｎｄ６０Ｆｅ３０Ａｌ１０合金的熔点和形成能力进行了分析,所计算的临界冷却速率为０．５５Ｋ／ｓ,表明该合金具有较大的非晶形成能力．表观晶化能计算结果和 ＤＳＣ曲线分析表明,Ｎｄ６０Ｆｅ３０Ａｌ１０非晶的热稳定性较低     

Al-Si-Ti合金除铁工艺研究

通过对富铁的Ａｌ－Ｓｉ－Ｔｉ合金液进行自然沉降和添加锰元素再自然沉降后的组织观察和分析表明：自然沉降前后Ａｌ－Ｓｉ－Ｔｉ合金中铁相含量几乎无变化,而经加锰再自然沉降后则可去除大部分Ａｌ－Ｓｉ－Ｔｉ合金中的铁相     

Characterization and analysis of non-metallic inclusions in Ni42-Fe expansive alloy

Cracks and ruptures always occur during wire drawing process of 42% nickel-iron expansive alloy. In order to study the reasons of these phenomena, a method of metallographic observation in combination with sample electrolysis was used to characterize the non-metallic inclusions in the alloy wire. The results indicate that the inclusions in the alloy are oxidation products during the process of melting. There are single or complex phase inclusions composed of elements such as Al, Si, Ca, Ti, Fe, and O2. Among them, the macro-inclusions are TiO2 compound inclusions formed by the adhesion of Al and Si oxides on them. These inclusions are fragile ones with a low strain rate, as well as a rather high hardness, so that they are the main reason that leads to the surface cracks and ruptures in the alloy wires. The analysis has educed that the key point to enhance the product quality is to promote the cleanliness of the melt, control the types and quantity of non-metal inclusions in the alloy.     

铁对铝硅合金性能的影响及抵消其有害作用的措施

铝硅合金因其具有优良的性能而得到了广泛地应用,铁相是铝硅合金中最为常见的杂质。综述了铁相对铝硅合金不同性能的影响;归纳了抵消和减轻铁相有害作用的措施。     

变质工艺对ZL102铝硅合金表面张力的影响

利用回归正交设计法设计了变质处理影响ZL102铝硅合金表面张力的试验方案，利用自行研制的表面张力快速测定仪炉前测定ZL102铝硅合金液的表面张力，建立了变质工艺影响ZL102铝硅合金表面张力的数学模型。结果表明，变质剂加入量对ZL102铝硅合金表面张力影响显著，变质时间次之，变质温度的影响不明显，交互相和二次相的影响可以忽略。进一步试验表明，利用该数学模型求得的表面张力值与实际测量值偏差较小。     

Al-V合金预磨状态对Al-Fe-V-Si-Nd机械合金化过程中显微组织演化的影响

采用高能球磨法制备Al89.5Fe6 .4V0 .7Si2 .4Nd合金粉末 ,并用X射线衍射技术研究了球磨过程中的组成。发现经 60h高能球磨 ,合金粉末的微观组织由Al非晶和Al3V相组成 ;Al V合金的预磨状态影响Al89.5Fe6 .4 V0 .7Si2 .4Nd合金机械合金化过程中显微组织演化。     

Sb对锌液与X80钢表面润湿性影响的研究

目的通过添加不同量的Sb元素降低锌液表面张力,提升X80管线钢热浸镀锌可镀性及镀层质量。方法采用改良座滴法在450℃下进行润湿实验,利用轴对称液滴分析软件(ADSA),计算不同Zn-Sb合金熔体在X80钢基板上的接触角,得到450℃时Zn-Sb合金熔体表面张力。通过能谱仪和扫描电子显微镜对镀层表面及截面的微观形貌和组织结构进行分析。结果当Sb添加量为1.0%时,450℃下Zn-Sb合金表面张力约为0.63 N/m,随Sb含量的增加,表面张力逐渐减小,当Sb含量增加到4.0%时,表面张力达到0.46 N/m,远低于纯锌液的0.79N/m。同时,Zn-Sb合金熔体与X80钢的接触角也从最初的57°逐渐减小到43°。锌合金熔体与X80钢界面处形成铁锌化合物组成的连续反应层,且在反应三相线外存在前驱膜,前驱膜的形成使随后的合金液在其上铺展,促进了润湿。结论Sb的添加能有效降低锌液表面张力,减小Zn-Sb合金熔体与X80钢间的接触角。Sb的表面张力较小,倾向于在锌合金表面富集,其作为表面活性元素降低锌液表面张力,从而提高润湿性。     

Influence of high pressure and manganese addition on Fe-rich phases and mechanical properties of hypereutectic Al−Si alloy with rheo-squeeze casting

The influence of high pressure and manganese addition on Fe-rich phases (FRPs) and mechanical properties of Al?14Si?2Fe alloy with rheo-squeeze casting (RSC) was investigated. The semi-solid alloy melt was treated by ultrasonic vibration (UV) firstly, and then formed by squeeze casting (SC). Results show that the FRPs in as-cast SC alloys are composed of coarse β-Al₅(Fe, Mn)Si, δ-Al₄(Fe, Mn)Si₂ and bone-shaped α-Al₁₅(Fe, Mn)₃Si₂ phases when the pressure is 0 MPa. With RSC process, the FRPs are first refined by UV, and then the solidification under pressure further causes the grains to become smaller. The peritectic transformation occurs during the formation of α phase. For the alloy with the same composition, the ultimate tensile strength (UTS) of RSC sample is higher than that of the SC sample. With the same forming process, the UTS of Al?14Si?2Fe?0.8Mn alloy is higher than that of Al?14Si?2Fe?0.4Mn alloy.     

Mg添加量对粉末冶金法制备泡沫铝材料过程中AlSi7基合金发泡行为的影响

本文研究了高镁添加量(2wt%, 4wt%, 6wt%)对AlSi7基合金发泡行为的影响。研究结果表明：镁可以和Al粉表层的氧化物Al2O3以及添加的硅发生反应,生成和铝熔体具有良好润湿性的MgAl2O4相以及Mg2Si相,这两相均能均匀的分布在泡沫体中以颗粒稳定机理,减小重力和毛细排液,起到稳定泡体的作用。高镁添加量最重要的作用是改变泡沫体的早期形核、长大方式,使泡体在液态熔池中以圆形孔的方式稳定的形核和长大,所以高镁添加量的泡沫体可以得到高的膨胀率和良好的孔结构。但镁添加量过高时,熔体表面张力降低,泡体很容易破裂,反而会使泡沫体的最大膨胀体积降低、孔结构恶化,综合利弊,本论文得出的AlSi7基合金的最优镁添加量为4wt%。     

Viscosity variation of hypereutectic Al–Si alloys with high iron contents around liquidus temperature

The viscosity of high Fe-containing hypereutectic Al–Si alloys was studied by using a high-temperature Searle-type rheometer. The results show that the steady-state viscosity of Al–17Si–(2,3,4) Fe alloy melts increases with the increase of iron content. During the continuous cooling of Al–17Si–(2,3,4) Fe alloy melts, the transient viscosity increases slowly at the initial stage of cooling. When the temperature decreases to a critical value, the transient viscosity increases abruptly. In the cooling process of Al–17Si–2Fe–(0,0.4,0.8)Mn alloy melts, the steady-state viscosity continues to increase and reach the maximum value firstly, then decreases abruptly, and then continues to increase again. The steady-state viscosity of Al–17Si–2Fe, Al–17Si–2Fe–0.4Mn and Al–17Si–2Fe–0.8Mn alloy melts experiences a sudden decrease at 630°C, 640°C and 670°C respectively due to the settlement of Fe-rich phases. The maximum value of viscosity of the Al–17Si–2Fe–(0,0.4,0.8)Mn alloy melts is increased with the increase of Mn content.     

微量RE对易拉罐用铝材中富Fe杂质相的变质作用

在易拉罐用铝材熔体中添加微量RE元素对富Fe杂质相进行变质处理，采用扫描电镜（SEM）、X-Ray衍射（XRD）、能谱分析（EDAX）等分析测试手段研究杂质相的变质效果。结果表明：RE聚集于基体晶界，可通过与Al生成富Fe相异质形核核心，影响溶质原子扩散过程和杂质相生长方式，取代富Fe相中部分组成元素以降低x（Fe）/x（Mn）的经值等途径提高富Fe相形核率，并促使其生长形态发生变化，变质效果显著，即晶界处由粗大鱼骨状的Al（Fe,Mn,Si）复合相转变为Al（Fe,Mn,Mg,Si,RE）和Al（Fe,Mn,RE）复合相，分别呈短小骨骼状或小球状，可明显提高该事金的塑性。