V元素对Al-4.4Cu-1.5Mg-0.15Zr合金热裂性能的影响

Al-Cu合金结晶范围宽,树枝晶发达,热裂倾向严重。通过添加不同含量的V元素,研究了Al-4.4Cu-1.5Mg-0.15Zr-x V(x=0、0.05、0.1、0.15、0.2、0.25)合金热裂倾向及组织特征。结果显示,未添加V元素时,合金晶粒形态主要是粗大树枝晶;随着V元素加入,合金的晶粒逐渐变得细小;当V元素添加量为0.2%时,合金组织变得均匀,晶粒呈近等轴晶形态;继续添加V元素合金组织出现粗化现象。对于Al-4.4Cu-1.5Mg-0.15Zr-x V合金,其热裂敏感系数HSC与合金晶粒尺寸变化规律一致。未添加V元素时,晶间低熔点相数量少,不能形成足够多的液膜,合金的热裂倾向最高,热裂敏感系数为1.64;当V元素加入量为0.2%时,合金晶粒间的低熔点相明显增多,在晶间形成大量液膜,合金的热裂倾向最低,热裂敏感系数为1.05。对于Al-4.4Cu-1.5Mg-0.15Zr-x V合金的热裂抗性,最优的V元素加入量为0.2%。添加V元素对合金的影响主要有两方面:一是细化晶粒;二是促进晶间低熔点相形成,形成液膜,提高合金抗热裂性。     

Zn对Mg-9Al合金凝固行为的影响

研究了Zn元素对Mg-9Akl合金的凝固行为，尤其是对热裂倾向性的影响。通过热分析手段考察合金的凝固特征。用热裂环法评价合金的热裂倾向性，引入了热裂倾向性（HSC）因子的概念。并通过金相观察、扫描电镜和电子探针对合金的凝固、热裂行为进行了研究。研究发现，在凝固过程中An,Al元素由于晶间偏析而在晶界富集。Zn元素的加入，增加了晶界低熔点相的量，并降低了其熔点，从而明显增加了合金的热裂倾向性。Mg-9Al-xZn合金的热凝产生于凝固后期，呈沿晶断裂。加入Zn元素对Mg-9Al合金的晶粒有细化作用。     

Zn、Mg、Cu对铸造Al-Zn-Mg-Cu合金强度和热裂性能的影响

采用正交试验,研究了Zn、Mg、Cu3种元素对铸造Al-Zn-Mg-Cu合金力学性能和热裂倾向的影响。结果表明,3种元素对合金的抗拉强度和热裂倾向影响不同。对抗拉强度影响次序为:Zn>Mg>Cu;对热裂的影响次序为Cu=Mg>Zn。在试验范围内,随着Zn含量增加,抗拉强度和热裂倾向增大;随着Cu含量增大,抗拉强度和热裂倾向减少;随着Mg含量增加,抗拉强度先增大后减小,热裂倾向先减小后增大。低熔点晶间共晶组织对抗拉强度和热裂有重要的影响,随着共晶组织数量的增加,强度下降,热裂倾向先减小后增大。     

晶粒细化对铸造Al-7Zn-2.5Mg-Cu合金性能的影响

在铸造Al-7Zn-2.5Mg-Cu合金中分别加入0.2％、0.5％、0.8％和1.2％的Al-5Ti-B细化剂,研究了细化剂加入量对合金的微观组织、抗拉强度和热裂倾向的影响.结果表明,Al-5Ti-B细化剂明显细化Al-7Zn-2.5Mg-Cu合金的组织.随着细化剂添加量的增加,晶粒尺寸先减小,后稍微增大,在加入量为0.8％时,晶粒尺寸最小,为66μm.随着晶粒尺寸的减小,Al-7Zn-2.5Mg-Cu合金的共晶体数量增多,抗拉强度增加,热裂倾向减小.抗拉强度与晶粒尺寸的关系为σb=47.227 11+1 325.354 77×d-1/2,热裂倾向与晶粒尺寸的关系为H=41.739 12+0.573 3×d.共晶组织也影响合金的抗拉强度和热裂倾向.试验范围内,共晶组织增多,抗拉强度降低,热裂倾向先降低后升高.     

铸造Al-5Cu合金准固态断裂行为的研究

采用SEM观察手段并结合EDX分析 ,在合金的准固态区 ,通过观察Al 5Cu Mn合金准固态拉伸和热裂应力测试试样的断口形貌 ,研究了Ti、Ce等合金元素及其交互作用对Al 5Cu Mn合金准固态断裂行为的影响及其影响机理。通过对试验合金准固态力学性能的测试和大量SEM断口的观察分析研究 ,结果表明 ,Al 5Cu Mn中添加Ti元素可明显提高合金抗热裂能力 ,主要是由于其良好的细化晶粒效果 ;适量Ce元素的加入 ,不仅可细化晶粒 ,而且其在晶间富集形成的化合物还可有效改善低熔点共晶反应在准固态区的力学行为 ,对减小热裂倾向非常有利 ;Ti和Ce的综合作用对合金抗热裂水平的提高比单一元素更有效 ;热裂的产生首先表现为枝晶枝臂的屈服 ,其后的扩展则表现为脆性断裂占优的穿晶、沿晶混合型特征     

Mn对Mg-6.5Zn合金热裂倾向性的影响

通过能够准确检测和记录镁合金凝固过程中温度、收缩位移和收缩应力细微变化的实验装置,研究了Mn对Mg-6.5Zn-xMn系合金凝固过程中热裂倾向性的影响规律.结果表明,所提出的热裂倾向性评价指标最大收缩速率(vmax)和应力累积系数(k)越大,热裂倾向越大,且其在高固相率出现时热裂倾向更显著;随Mn含量的增加,Mg-6.5Zn-xMn系合金的vmax增大,但其出现向低固相率迁移;k在Mn含量为0.35%时达到最大,且在高固相率时出现,导致其热裂倾向性最大.该系合金的热裂纹在凝固后期(高固相率)萌生并扩展,晶粒间存在明显的补缩通道;低熔点相于凝固后期在晶粒表面形成液膜,且液膜越厚,晶粒越细,热裂倾向性越小;枝晶分离后相互接触的枝晶臂搭接形成的晶间搭桥加强了合金凝固后期晶间结合力,但晶粒收缩受阻拉断晶间搭桥会形成热裂.     

Al-Cu-Mg合金凝固过程中低熔点共晶体含量与其热裂敏感性之间的关系（英文）

对三元Al-Cu-Mg合金凝固过程中共晶尤其是低熔点共晶含量与热裂敏感性之间的关系进行系统研究。通过控制Al-Cu-Mg合金中主合金元素Cu、Mg的含量,使合金凝固末期的低熔点共晶体含量不同并对相应的热裂敏感性进行评价。结果表明:凝固末期具有最少量低熔点共晶体的Al-4.6Cu-0.4Mg(质量分数,%)对热裂最为敏感。在残余液体的总量基本相等的条件下,不同合金成分抗热裂性能与低熔点共晶含量密切相关,合金热裂抗性与低熔点共晶体含量密切相关,即:低熔点共晶含量越高,合金的热裂抗性越好。最后,从凝固过程中的补缩、渗透率以及整体黏度方面讨论低熔点共晶显示出良好热裂抗性的潜在机理。     

Al对压铸Mg-10Zn合金热裂性及微观组织的影响

研究了不同Al含量(0,2%,3.5%,5%,质量分数)对压铸Mg-10Zn合金的热裂敏感系数(H_(TS))及显微组织的影响。结果表明,随着Al含量增加,合金的热裂敏感系数逐渐降低;结合热力学计算(Pandat8.0)Mg-10Zn-yAl合金的凝固行为,发现热裂敏感系数随合金凝固区间减小和末期液相体积分数的增加而降低,可有效判断合金热裂敏感系数变化趋势。显微组织分析表明,Al可有效细化铸态Mg-10Zn合金的晶粒尺寸。随Al含量增加,合金中第二相数量增加。压铸态Mg-10Zn合金的第二相主要为Mg_5Zn_2,Mg-10Zn-yAl合金的第二相为Mg_(62～69)Zn_(22～25)Al_(6～16)准晶相(I相)。     

Cu对Al-7Si-xCu-0.3Mg合金铸造性能的影响

采用单螺旋法和铸造性能多功能测试仪测定了铸造Al-7Si-xCu-0.3Mg(x=1.5%～3.5%,质量分数)合金的流动性、线收缩率和热裂倾向.结合Pandat相平衡软件计算相图、θ相(Al2Cu)的晶体结构特点和凝固显微组织的扫描电镜与能谱分析仪(SEM-EDX)分析,讨论了Cu含量对试验合金的流动性、线收缩率和热裂倾向的影响.随着Cu含量的同时,合金凝固时低熔点富Cu的共晶θ相(Al2Cu)明显增多,容易形成α(Al)枝晶骨架网,导致合金的流动性降低,线收缩率增加,热裂倾向增大.     

Sr对AZ91镁合金的组织和性能的影响

借助金相显微镜和扫描电镜研究了Sr对AZ91镁合金铸态组织、热处理后的微观组织及其力学性能的影响.研究结果表明,少量Sr(w(Sr)=0.3%～0.5%)加入可显著细化AZ91镁合金的晶粒,但w(Sr)进一步增加到0.8%时,合金晶粒有粗化倾向,合金组织中出现杆状Al4Sr相.经固溶处理后,合金组织中β Mg17Al12相几乎全部溶于α Mg基体中,金属间化合物Mg17Sr2及 Al4Sr部分溶于基体中,时效处理后从基体中析出,分布弥散、均匀.合金的强度和硬度随Sr含量增加,先增大后减小.其力学性能的变化与Sr加入量和晶界上脆性相的数量有关.     

晶粒细化工艺对ZL205A合金偏析缺陷的影响

采用金相显微镜(OM)和ProCAST软件,研究了晶粒细化工艺对ZL205A合金偏析缺陷的影响。结果表明,通过优化Al-5Ti-B中间合金添加工艺(两步添加),可增强合金的晶粒细化效果,提高其流动性、力学性能、抗热裂能力以及铸造性能;在凝固末期,ZL205A合金会形成晶间搭桥,加强了晶间结合力,而晶粒细化有利于增大晶粒之间的接触面积,扩大晶间搭桥面积,有效提升晶间的结合力,使合金热裂倾向降低,因此减少ZL205A合金的偏析缺陷。     

钇含量对MgZn_(4.5)Y_xZr_(0.5)合金热裂敏感性的影响

采用热分析法和铸造热裂试验研究MgZn_(4.5)Y_(x )Zr_(0.5)(x=0.5,1,2,4,6(质量分数,%))合金的热裂行为。结果表明:MgZn_(4.5)Y_1Zr_(0.5)合金的枝晶干涉温度T_(coh)最高、在脆弱区域的温度差ΔT_c最大、在最后凝固阶段剩余的液相量最少、形成的液膜厚度较薄,补缩程度较低,所能抵御的凝固收缩力最小、裂纹扩展速率最大。这些现象说明MgZn_(4.5)Y_1Zr_(0.5)合金具有最高的热裂敏感性。随着Y含量的增加,聚集在晶界处的低熔点相对合金热裂行为的作用以及合金的热裂形成机制均发生变化:当Y含量不超过1%时,低熔点相主要对晶间结合力起破坏作用,合金的热裂形成机制主要是晶间搭桥的断裂;当Y含量超过1%时,低熔点相主要对枝晶分离区起补缩作用,合金的热裂形成机制为晶间搭桥、枝晶分离区域的补缩和液膜共同作用。     

Ca对Mg-7Al-2Si合金热裂倾向的影响

研究了Ca对Mg-7Al-2Si-0.8Zn-0.5Sr-0.4Mn铸造合金热裂倾向的影响.利用等长度金属型制备了热裂试样,采用热裂棒临界直径尺寸和热裂敏感系数评价合金的热裂倾向.借助光学显微镜,扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDX)综合分析镁合金的热裂行为.结果表明,Ca的添加细化了合金的显微组织;当Ca含量为3.0％时,热裂棒临界直径尺寸和热裂敏感系数均最低,α-Mg枝晶的断裂面积为0,共晶相的断裂面积为100％.在裂纹形成过程中,共晶相具有向裂纹富集的趋势,形成了可以填充裂纹缝隙的能力,使合金的热裂倾向降低.当合金的热裂倾向较低时,对应较高的抗拉强度.     

AZ80+xSr合金的组织和Sr的存在状态

本文通过OM、XRD、SEM、EDS、DSC和拉伸试验,研究了AZ80＋xSr合金的显微组织和拉伸性能,分析了Sr元素的存在状态及其在合金中的分布,探讨了Sr元素在合金中的作用。结果表明,AZ80＋xSr合金的显微组织主要由基体α-Mg和化合物β-Mg17Al12相组成,含Sr量少的合金没有形成Mg-Sr相,而含Sr较高时可形成高温稳定相Mg17Sr2相;微量Sr元素分布在晶界上,Sr在合金中可能以两种形式存在：以固溶形式固溶在β-Mg17Al12相中,或在含量高时和Mg结合生成化合物Mg17Sr2相。Sr的加入使合金晶粒明显的细化,随Sr含量的增加沿晶分布的化合物相增多增厚;Sr含量进一步增加,化合物呈断续网状结构;加Sr后合金的抗拉强度提高20-25MPa,伸长率提高40%-100%。     

Mg对6061再生铝合金凝固特性和热裂行为的影响

利用约束杆模具测试不同Mg含量(0.9%,1.0%,1.2%,1.4%和1.7%)对6061再生铝合金热裂敏感性(HTS)的影响,采用双电偶热分析法研究6061再生铝合金凝固行为、凝固过程特征温度等。试验结果表明,合金热裂敏感性随着Mg的加入先减小后增大;在Mg含量为1.2%时,合金有最小的热裂敏感性。Mg的加入促使初生α-Al、Al_(13)Fe_4和α-AlFeSi的析出温度降低,Mg_2Si析出温度升高,合金凝固温度区间ΔT和易脆温度区间ΔT_V均降低。6061再生铝合金热裂是合金在易脆温度区间ΔT_V收缩和共晶反应收缩共同作用的结果。合金Mg含量低时,ΔT_V比较大,凝固收缩应力大导致热裂敏感性大;随着Mg含量增加,ΔT_V减小,凝固末期Mg_2Si相增多,共晶转变收缩量大引起热裂。     

合金元素对Mg—Zn—Gd合金组织和力学性能的影响

采用金相显微分析、X射线衍射、扫描电子显微镜和室温拉伸试验,研究了合金元素Zn、Gd对Mg-Zn-Gd合金铸态组织和力学性能的影响.结果表明,当Zn含量不变时,随着Gd含量的增加,合金中的第二相依次从准晶相(I相) Mg7Zn3相、I相到I相 W相转变,二次枝晶臂间距明显减小,晶粒细化,晶间组织也由颗粒状、细线状向封闭的网状转变;当保持x(Zn)/x(Gd)=5.8不变时,合金第二相的组成不变,枝晶相分布更加细密,第二相也随之增多.拉伸测试表明,当Zn含量不变时,随着Gd含量的增加,合金的抗拉强度和伸长率均增加,但屈服强度先升高后降低;同比例增加Zn、Gd的含量,合金的强度升高,伸长率降低.     

晶粒细化和残余元素对A713铸态铝合金热裂行为的影响（英文）

为减少或防止热裂现象的产生,研究具有长程凝固区A713铸态铝合金的热裂行为。对添加不同晶粒细化剂如Al-2.5Ti-0.5C和Al-3.5Ti-1.5C的合金在不同浇铸温度(700、750和780°C)条件下进行热裂实验。结果表明:添加晶粒细化剂Al-3.5Ti-1.5C能减少热裂现象的产生,但仅添加晶粒细化剂不能完全阻止A713铸态铝合金中热裂现象的产生。这与早期一些研究者得出的结论相矛盾。考察了铁元素对A713铸态铝合金热裂行为的影响。结果显示,同时添加晶粒细化剂和铁元素能减少A713铝合金的内部枝晶分离,从而沿晶界产生枝晶间的联锁。因此,铁元素作为工业铝中的一种杂质元素,能阻止A713铝合金热裂现象的产生。     

纳米细化剂对K403高温合金组织的影响

在K403高温合金熔体中加入高熔点TiN纳米细化剂,通过控制凝固结晶参数,对其宏微观组织实行整体细化。结果表明,与普通铸造的K403合金相比,添加了纳米细化剂的K403合金宏观晶粒度明显细化,枝晶间距、碳化物、共晶相的尺寸及数量都有所降低,(γ+γ)′相尺寸和形状更为规则。随细化剂添加量的增加,晶粒尺寸和微观组织进一步细化且均匀度提高。     

增压涡轮用镍基高温合金的凝固特性和热裂倾向性

研究了增压涡轮用镍基高温合金K418和K419的凝固特性和热裂倾向性。同时研究了合金元素的偏析行为和析出相。结果表明,凝固末期多种强枝晶间偏析元素在液相中的偏聚导致K419合金的凝固行为较K418复杂。多种元素在枝晶间剩余液相中的偏聚导致K419合金的液相线极低。K419合金凝固过程中漫长的剩余液相期的存在严重削弱了枝晶间结合力,增加了其热裂倾向性。基于一种热裂敏感区模型提出热裂倾向性系数判据,K419合金的热裂倾向性系数高于K418合金。     

AZ91B镁合金TIG焊接头组织与性能

使用AZ61和AZ91焊丝TIG焊AZ91B镁合金均可获得组织致密、焊缝与母材结合良好的焊接接头。焊缝组织由分枝发达、呈雪化状的α枝晶以及晶间(α Mg17Al2)低熔点共晶体组成；熔合区组织由细小的α-Mg等轴晶和晶间共晶体组成；热影响区组织接近母材，由粗大的α-Mg树枝品和分布于其间的α Mg17Al2共晶体组成。由于焊接过程中镁的过热蒸发，导致焊缝相对含Al量升高，共晶体含量增多，从而使焊缝热裂纹倾向增大。使用ER AZ61焊接AZ91B合金更易获得抗热裂性能高、与母材成分和组织一致性好的接头；而且接头抗拉强度和伸长率也较高。