快速凝固高温铝合金显微组织及热稳定性研究

本文研究了快速凝固Al90.5Fe4.0Cu2.0Ce1.0Zr0.5Ti0.5V0.4Si1.1(at%)高温铝合金的显微组织及其热稳定性.结果表明,合金存在三种基本组织,即胞晶和显微胞晶组织、共晶组织、弥散析出相.350℃等温退火后,胞晶组织发生分解,弥散强化相Al12(Fe,V)3Si和Al17Cu5Ce2Fe的数量明显增多,并有一定数量的Al3(Zr,Ti)相析出.400℃以上温度热处理时,弥散相Ai17Cu5Ce2Fe发生部分分解,形成Al7Cu2Fe相.     

铸造Al-Si系合金中的合金元素的作用

对铸造Al-Si系合金中杂质元素Fe,合金元素Mg、Cu、Sn、Mn、Be、Pb和变质元素稀土、Sr、P、B、Na等的作用进行了分析和概述。Fe能提高合金硬度和耐磨性,但会降低合金的力学性能。Mg能提高合金强度,但Fe、Mg共同作用会降低合金的力学性能。Cu和Mn对脆性Al-Fe-Si相有变质作用,并能提高合金力学性能,Cu与Ni复合作用,可提高Al-Si合金的高温强度和硬度。Sn能提高合金的力学性能。Be降低富铁相有害作业,提高合金力学性能。Pb能提高合金的机加工性能和耐磨性能。Na、Ca都对共晶硅有变质作用,P、B可细化初晶Si,稀土元素和Sr对共晶Si和初晶Si都有变质作用。     

Ce对Al-Zn-Mg-Cu合金亚快速凝固铸造组织的影响

通过XRD,DSC,SEM,EDS等现代分析方法,研究了稀土元素Ce在不同凝固冷却速率下对Al-Zn-Mg-Cu合金显微组织、凝固温度的影响,分析讨论了Ce对合金晶粒细化和熔体净化作用的原理。结果表明,合金的主要析出相为α-Al和MgZn_2型共晶相,MgZn_2固溶了Al,Cu,Mg等元素并形成了Mg(Zn,Cu,Al)_2相,在晶界上溶质元素浓度较高,与α-Al基体共晶形成层片状共晶组织。添加Ce能使合金枝晶间距减小,并减小共晶层片间距和细化共晶组织,显著细化晶粒,并抑制铝合金中的杂质相Al7Cu2Fe的出现。Ce还将合金α-Al基体和共晶相的析出温度分别降低了6.4℃和5.6℃。     

A1-Si过共晶合金拉伸断裂过程的研究

以铸造Al-Si过共晶合金为研究对象,采用现场金相显微镜对Al-Si过共晶合金的断裂过程进行观察,探讨了两相合金的断裂机理。试验发现:Al-Si过共晶合金的断裂首先发生在先析Si相的凹角处,随着外力的增加,裂纹向先析Si相内部进行扩展,达到相界处时改变方向,沿着Al-Si两相的相界进行扩展。分析认为:Al-Si两相合金中,相界的结合强度最弱,裂纹的扩展是择弱进行的。     

Al-Si过共晶合金拉伸断裂过程的研究

以铸造Al-Si过共晶合金为研究对象,采用现场金相显微镜对Al-Si过共晶合金的断裂过程进行观察,探讨了两相合金的断裂机理。试验发现：Al-Si过共晶合金的断裂首先发生在先析Si相的凹角处,随着外力的增加,裂纹向先析Si相内部进行扩展,达到相界处时改变方向,沿着Al-Si两相的相界进行扩展。分析认为：Al-Si两相合金中,相界的结合强度最弱,裂纹的扩展是择弱进行的。     

喷射成形过共晶Al-Si合金材料的研究现状

过共晶Al-Si合金具有较高的强度、较低的密度和热膨胀系数、良好的耐磨性和耐蚀性,在汽车、造船、航空航天及其他制造行业广泛应用.但当合金中Si含量太高时,合金组织粗大、偏析严重,同时材料的强度、塑性急剧降低而失去使用价值.喷射成形技术是一种全新的材料制备技术,具有快速凝固技术的基本特征,同时还具有生产工序简单、氧化和污染小等优点,在国外已经在特殊钢、高温合金、铝合金和铜合金等方面进行了产业化应用.但利用喷射成形技术来制备和生产过共晶Al-Si合金材料还很不成熟,有许多问题还没有得到妥善的解决,作者提出两点建议来进一步改善过共晶Al-Si合金材料的性能(1)在喷射成形过共晶Al-Si合金中添加微量稀土元素;(2)利用喷射共沉积技术制备过共晶Al-Si合金为基体的纤维增强复合材料.     

Fe和Si杂质对Al-Zn-Mg-Cu合金淬火敏感性的影响EI北大核心CSCD

采用光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等方法,研究了Fe和Si杂质对Al-Zn-Mg-Cu合金淬火敏感性的影响。结果表明:杂质含量的增加降低了合金的淬火敏感性,用硬度表征时最大降低3.29%。随杂质Fe和Si含量的增加,Al7Cu2Fe相和Mg2Si相含量明显增加,消耗了基体中的Cu和Mg原子,合金的过饱和度降低,从而引起合金淬火敏感性的降低;同时粗大的Al7Cu2Fe相和Mg2Si相有利于再结晶核心的形成,增加了合金的再结晶晶粒和(亚)晶界数目,促进慢速淬火过程中η平衡相的析出。过饱和度对合金淬火敏感性的影响大于晶粒结构对合金淬火敏感性的影响。     

Ag合金化对热挤压前后耐热Al-Cu-Mg合金组织和性能的影响

采用拉伸力学性能测试和金相分析 ,研究了Ag合金化对热挤压前后耐热Al Cu Mg合金组织与性能的影响。结果表明 ,Ag的微合金化可以改善热挤压后Al Cu Mg合金的显微组织 ,明显提高合金的强度、延伸率及高温热稳定性。显微组织分析认为 ,这主要归功于合金化后析出的Ω相的沉淀硬化。     

Al_xCoCrFeNiCu_2高熵合金的组织结构及力学性能

采用真空电弧熔炼技术制备出不同Al含量的AlxCo Cr Fe Ni Cu2的高熵合金,研究Al含量对该高熵合金的微观组织及力学性能的影响。结果表明,该铸态高熵合金合金具有简单的bcc相固溶体结构及fcc相固溶体结构。AlxCo Cr Fe Ni Cu2(x=1,2和3)合金中fcc相固溶体的含量在增加;当x=4,5时,合金中bcc相固溶体的含量增加。合金的硬度随着Al元素的增加而提高。制备出的5种合金中Al4Co Cr Fe Ni Cu2硬度值最高。Al3Co Cr Fe Ni Cu2高熵合金具有较高的屈服强度和断裂强度。     

强磁场下Al-Si过共晶合金组织细化原理研究

为了改善Al-Si合金性能,研究了强磁场对Al-Si过共晶合金组织的影响.依据热力学和晶粒形核理论,阐述了组织变化的原因.研究表明:当Al-Si过共晶合金在600℃施加强磁场并平行于磁场方向下凝固时,共晶组织被细化,但对初生硅相影响不大;磁场强度越大,细化效果越明显;强磁场降低了固态熵和磁自由能的影响,使共晶组织临界形核半径减小,而硅由于是逆磁质对其影响不大;强磁场使液态金属平行于磁场方向流动,进一步细化了组织.     

快速凝固Al-Si合金干摩擦条件下的磨损特性

主要对挤压态和T6态RS/PM Al-Si合金的耐磨性进行了研究，并与传统耐磨合金ZL109进行对比。结果表明：两种状态RS/PM-Si合金的耐磨性比ZL109合金更为优越；相对于挤压态，经T6处理后RS/PM Al-Si合金的耐磨及减磨性有一定程度的改善。对磨损机制分析表明，RS/PM Al-Si合金的磨损主要以氧化磨损为主，而ZL109合金的磨损主要表现为粘着和塑性剥离磨损机制。     

二元Al-Si合金的力学性能与微结构的关系

研究了二元Al-Si合金的力学性能、氢含量和原子密度并分析了它们这间的关系,结果表明,Al-Si合金的力学性能在共晶点附近达到最佳值,其溶氢能力随Si含量的增加呈V形变化在共晶点附近达到最小值,而原子密度则呈倒V形变化。Al-Si合金力学性能的变化是其液、固态微观结构演化综合作用的结果。近共晶成分的Al-Si合金有良好的综合性能。     

球墨铸铁和铝硅合金组织与机械性能关系比较——相似性与相异性

考察了混合基体球墨铸铁和铝硅合金组织与机械性的关系。球铁和铝硅合金基体共晶类组织与机械性能关系相似;球铁中球状石墨和铝硅合金初生硅对组织受力行为影响显著,使合金表现出一些相异的性能特征。基体塑性相的引入对两种合金机械性能有不同影响。如仅以组织与机械性能关系看,珠铁的组织特点更适于使合金获得高的机械性能。     

Al-Si共晶系连续定向凝固自生复合材料的组织与性能

本文采用新型连续定向凝固(CDS)装置研究了Al-Si合金(成分为12.7%～16.6%Si)的可采用工艺范围、共生区及其连续定向凝固材料的组织与性能。实验结果表明,Al-Si共晶系合金通过连续定向凝固可以获得短纤维的自生复合材料.在凝固速度为0.02～2.0mm/s的范围内,随着凝固速度的增加,Al-Si共晶系合金的共晶硅形态经历了片/纤维转变,抗拉强度及延伸率随凝固速度的增加而增大。本文还分析了Si纤维的形成机制。      

Structure and mechanical properties of unidirectionally solidified Zn-Ge eutectic alloys

The Al-Si eutectic alloys are known to undergo various structural transitions when unidirectionally solidified. This paper describes another metal/non-metal combination, Zn-Ge, which undergoes closely similar morphological changes. The tensile and compressive properties of the unidirectionally solidifed Zn-Ge eutectic have been examined and compared with those of the Al-Si eutectic. It is shown that the marked compressional stiffness of Al-Si alloys containing 〈100〉 type branched silicon dendrites only arises because of the lateral constraints of the aluminium matrix and does not occur in the Zn-Ge system.     

亚共晶Al-Si合金细化及变质的研究现状与发展

本文介绍了亚共晶 Al- Si常用的细化剂和变质剂 ,分析和概括了现有的一些细化理论 ,如“包晶反应”、“颗粒理论”、“晶体增殖理论”、“超形核理论”,及变质理论 ,并简要讨论了化学细化法制备半固态亚共晶 Al- Si合金。     

Effects of Solution Treatment Time and Sr-Modification on Microstructure and Mechanical Property of Al-Si Piston Alloy

The purpose of this paper was to investigate the effects of solution treatment time and Sr-modification on the microstructure and property of the Al-Si piston alloy.It was found that as-cast microstructures of unmodified and Sr-modified Al-Si alloys consisted of a coarse acicular plate of eutectic Si,Cu_3NiAl_6 and Mg_2Si phases in theα-Al matrix but different in size and morphology.Both size and inter-particle spacing of Si particles were significantly changed by increasing the solution treatment time.After a short solution treatment,the coarse acicular plate of the eutectic Si appears to be fragmented.Fully modified microstructure of Sr-modified alloy can reduce the solution treatment time compared to unmodified alloy.The maximum of a peak hardness value is found in the very short solution treatment of both Al-Si piston alloys.Compared to 10 h solution treatment,the solution treatment of 2-4 h is sufficient to achieve appropriate microstructures and hardness. The short solution treatment is very useful to increase the productivity and to reduce the manufacturing cost of the Al-Si piston alloys.     

Effect of addition of Al-Si eutectic alloy on microstructure and mechanical properties of Mg-12wt%Li alloy

Mg-12Li, Mg-12Li-3(Al-Si), Mg-12Li-7(Al-Si) and Mg-12Li-9(Al-Si) alloys (all in wt%) were fabricated by high frequency vacuum induction melting in a water cooled copper crucible. After subsequently hot-rolling and annealing, their microstructure and mechanical properties were investigated. Experimental results show that mechanical properties of Mg-12Li alloy were significantly improved by the addition of Al-Si eutectic alloy. Mg-12Li-7(Al-Si) alloy shows the highest strength of 196 MPa of the investigated alloys, which is about 1.8 times of the strength of Mg-12Li alloy, and maintains high elongation of 27%. The improved mechanical property with addition of Al and Si in the eutectic proportion into Mg-12Li alloy was attributed to the solution strengthening effect of Al and precipitation hardening effect from AlLi and Mg₂Si precipitates.     

Elastic moduli of Al-Si and Al-Ge solid solutions

The elastic moduli of Al-Si and Al-Ge alloys obtained by solid-solution under pressure are investigated theoretically using a previous treatment based on the microscopic electronic theory. The obtained results for elastic coefficients such as bulk modulus, shear modulus, Young's modulus and Poisson's ratio for matrix Al are in good agreement with temperature-dependent experimental data. These moduli of Al-Si and Al-Ge alloys are calculated, and the concentration dependence of the elastic data is presented quantitatively.     

铸造铝硅系合金的时效研究与应用进展

围绕铸造铝硅系合金,基于国内外文献调研,综述了当前国内外的时效研究与应用进展.通过调整合金成分、改善热处理工艺等方式可以调控铸造铝硅系合金中析出相的形貌与分布,从而改善合金的性能以满足工业应用的需求.在现有的时效处理工艺中,主要分为单级时效、双级时效以及回归再时效.在此基础上着重分析了不同时效工艺下铸造铝硅合金的组织及...