天津立中新型活塞材料获国家发明专利

<正>天津立中合金集团研制开发的"共晶铝硅合金活塞材料的制备方法"日前获得了国家发明专利。并将推广应用于汽车发动机用活塞制造工艺,此举进一步提升了天津滨海新区的工业自配能力。据了解,该公司开发生产的这一新型铝硅合金材料,以金属硅、铜米、金属镁、Al Ni20、Al V5、Al Zr10、重熔铝锭、Al-P中间合金等为原料,通过控制变质工艺,制备得到这种高强度、低热膨胀系数的共晶合金材料。该合金具有高温性能     

稀土对共晶铝硅合金变质行为的探讨

本文用碳酸稀土直接变质共晶铝硅合金,取得了满意的效果。通过对不同变质剂加入量下共晶硅形貌的观察及特定部位的微区成份分析,探讨了稀土变质铝硅合金的机制。要使共晶硅成为密集分枝的扭曲纤维状变质形态,稀土首先要在硅相中触发足够数量的孪晶,并在生长界面前沿造就合适的稀土富集层。     

不同硅含量的铝硅合金在烟气冷凝液中的腐蚀行为

铝硅合金用作烟气冷凝器基材具有良好的前景,目前对其在烟气冷凝液q-的腐蚀行为研究不多。通过扫描电镜、电子能谱、金相显微镜、极化曲线、交流阻抗和全浸腐蚀试验考察了不同硅含量的铝硅合金在60℃烟气冷凝液中的腐蚀行为。结果表明：铝硅舍金在60℃的烟气冷凝液中主要发生点蚀,硅含量较低（小于共晶点12．5％）时,铝硅合金容易在晶间发生局部腐蚀;硅含量较高（大于共晶点12．5％）时,共晶体逐渐减少,块状初晶硅大量析出,加剧了铝硅合金的局部腐蚀;Si含量为13％时,铝硅合金中形成较多的纤维状共晶体（仅＋Si）并均匀分布在铝基中,其耐孔蚀性能最强,这种铝硅合金可用作烟气冷凝换热器基材。     

含17％硅的铝发动机组合金

美国BIWW公司报道，他们用含硅17%的铝硅超共晶合金，制成了发动机机组中的汽缸曲柄轴箱。汽缸内衬表面以硬硅晶体构成。镀铁活塞可直接在这种无任何镀膜的汽缸腔内运转，因而无需内护。     

活塞用近共晶铝硅合金熔体变质精炼复合处理技术的应用

铝合金熔体处理的主要目的是提高熔体的变质效果及纯净度,本文论述了当前国内广泛使用的几种铝合金熔体变质处理及净化处理技术,重点介绍了活塞用近共晶铝硅合金熔体P变质处理及氮气--氯气混合气体＋精炼剂复合净化处理技术在活塞铸造领域的应用。     

铝合金活塞材料的研发与应用进展

活塞作为汽车发动机中传递能量的一个非常重要的构件,对其材料具有特殊的要求：密度小、质量轻、热传导性好、热膨胀系数小;并具有足够的高温强度、耐磨和耐蚀性能、尺寸稳定性好。在传统的铸造铝硅活塞合金的成分优化和处理工艺的的研究还没有大的突破的情况下,科研工作者已经在寻求新的途径提高铸造铝舍金的极限强度。通过采用基体增强和新型活塞成型工艺,显著提高了活塞的性能。随着汽车发动机向高速化、大功率方向的发展,新型铸造铝舍金活塞复合材料的开发应用将成为一个发展趋势。     

铝基准晶的研究进展

概述了铝基准晶态合金的形成机理,其形成存在着相似性原则,具有电子浓度特征.分析了铝基准晶合金的组织与相变特征,铝基准晶的生成通常为包晶、包析反应,其长大速度较慢.综述了铝基准晶合金的性能,铝基准晶具有高的硬度、高的弹性模量及高的强度,室温下塑性小,表现为脆性;铝基准晶具有优良的抗腐蚀性能;铝基准晶具有低摩擦因数和抗摩损的特征.对铝基非晶合金的应用进行了评述.     

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。     

快速凝固过共晶铝硅合金的显微组织及摩擦学行为研究现状

过共晶铝硅合金由于具有高耐磨性、低热膨胀系数和高比强度而广泛应用于汽车和飞机制造业.该类合金在常规铸造下易产生粗大的脆硬初生硅相,降低合金力学性能及耐磨性.而利用快速凝固技术能够有效细化硅相,制备出高耐磨的过共晶铝硅合金.过共晶铝硅合金的性能可以通过改变共晶硅和初晶硅的形态及其分布、二次枝晶胞的尺寸或臂间距等方式加以改善.目前过共晶铝硅合金的研究大多是关于控制共晶和初晶硅的形态和分布,而针对常规铸造的细化晶粒工艺只对25％(质量分数)硅含量以下的过共晶铝硅合金有明显效果,因此研究人员聚焦于能对高硅含量的过共晶铝硅合金实现晶粒细化的快速凝固技术.快速凝固技术区别于常规铸造的特点是高冷却速度,研究发现冷却速度对过共晶铝硅合金的相平衡和微观结构有着显著的影响.随着冷却速度的增加,过共晶铝硅合金的微观结构细化、化学均匀性提高、固溶度增加,形成非晶及亚稳相,极大地改善了过共晶铝硅合金的性能.根据不同快速凝固技术制备的过共晶铝硅合金,其细化的显微组织及对应的摩擦学行为也有所不同.这些差异对于完善快速凝固过程中硅晶粒形核长大机制、形态演化机制及其对过共晶铝硅合金性能影响的理论体系能够起到有效的补充作用.本文综述了快速凝固过共晶铝硅合金四种主要制备方法:衬底急冷技术、快速凝固-粉末冶金技术、喷射沉积技术和选择性激光熔化技术,分析了相关快速凝固工艺的研究现状,对比了不同工艺制备的过共晶铝硅合金的显微组织及耐磨性能,并从理论体系、性能预测和技术工艺三方面对其未来的研究方向提出了一些可行建议.     

球硅增强锌铝合金的组织和性能研究

研究了锌铝硅合金ＺＡ２７Ｘ的组织性能及钠变质作用通过理论分析和试验，发现和铝硅合金一样，锌铝硅合金中的初生硅经钠处理后可由块状变成球状，而共晶硅则以杆状在硅让形成及生长。试验表明，这种球硅增强的锌铝硅合金不仅具有好的耐磨性，而且还具有较高的耐温性。     

铋基中间合金显微组织研究

介绍了Ｂｉ－Ｍｎ（及Ｂｉ－Ｍｎ－Ｆｅ）系和Ｂｉ－Ｎｉ（Ｂｉ－Ｎｉ－Ｆｅ）系高熔点铋中间合金的相及显微组织特征,以进一步建立含铋相的性质、数量与合金熔点间的定量关系。本文为Ｂｉ－Ｍｎ系、Ｂｉ－Ｎｉ系中间合金成份的优化提供了依据。     

铝钛晶粒细化合金的离心压力铸造及其细化效果

研究了高钛晶粒细化中间合金的制造法以及它对铝合金的作用效果。试验结果表明，由于浇组时旋转离子压力作用，使铝钛合金细化剂中的Ａｌ３Ｔｉ颗粒明显减小，因而可使细化剂中允许的钛含量提高将近４倍，这样可大大减小细化剂在在被处理合金中的加入量。     

抗Zr“中毒”Al-Ti-B-C中间合金对7050铝合金力学性能的影响

通过场发射扫描电子显微镜(FESEM),X射线衍射仪(XRD),能量色谱仪(EDS)分析Al-5Ti-1B,Al-4Ti-1C和Al-5Ti-0.8B-0.2C中间合金的微观组织与物相组成,比较研究3种中间合金对7050铝合金晶粒尺寸与力学性能的影响。结果表明:Zr的存在削弱了Al-5Ti-1B和Al-4Ti-1C中间合金的细化效果,而对Al-5Ti-0.8B-0.2C中间合金细化效果影响较小。含掺杂型TiC粒子的Al-5Ti-0.8B-0.2C中间合金具有较好的抗Zr"中毒"能力,加入量为0.2%(质量分数,下同)时,含Zr7050铝合金平均晶粒尺寸由200μm细化至(60±5)μm,室温极限抗拉强度由405MPa提高到515MPa,提高了27.2%,伸长率由2.1%提高到4.1%。而加入0.2%的Al-5Ti-1B或Al-4Ti-1C中间合金时晶粒尺寸较粗大且分布不均匀,表现出明显的细化"中毒"。     

Al含量对热爆合成Al-Ti-C组织及细化性能的影响

为改善Al-Ti-C中间合金的晶粒细化性能,采用铝液中热爆合成法制备出用于铝及铝合金晶粒细化的Al-Ti-C中间合金.通过DTA、XRD和SEM等手段分析了Al含量对热爆反应过程及合成产物组织形态的影响,并比较了Al-Ti-C中间合金对工业纯铝的细化效果.结果表明,铝液中热爆合成的Al-Ti-C中间合金由Al、Al3Ti、TiC三相组成,Al含量对反应体系的合成温度、反应速度及合成产物组织产生重要影响.调整原料Al含量可有效控制中间合金中第二相粒子组织形态,获得良好的晶粒细化性能.     

中间合金细化剂在铝合金中的应用及细化机理

摘要：综述了中间合金细化剂对铝合金晶粒细化处理的研究与应用现状。对已开发的Al—Ti—B，Al—Ti—C，Al—Ti—C-B和Al—Ti—B-RE等新型的中间合金细化剂进行了详细的比较。并对具有代表性的细化理论如包晶反应、碳化物一硼化物及组织遗传性进行了分析和讨论。但迄今还没有一种观点和理论能完全解释所有的晶粒细化现象和细化行为。     

铸造用TiAl母合金制备技术研究进展

目前,新型轻质高温结构材料TiAl合金铸造部件已经进入工业化生产阶段,急需工业级铸造用TiAl母合金的制造技术和评估体系作为支撑。结合了钢铁研究总院铸造TiAl合金工程化研究和应用成果,概述了国内外铸造TiAl合金材料和部件的工程化应用现状,在此基础上,提出了铸造TiAl母合金的化学成分、规格等技术要求,并进一步对比分析了2次自耗熔炼、自耗熔炼+凝壳熔炼、自耗熔炼+凝壳熔炼+自耗熔炼等母合金制备工艺的优缺点,最后提出了工业级铸造TiAl母合金的技术发展方向。     

变形Al-Sr中间合金的变质遗传效应

经变形处理后的Al－5％Sr中间合金与未变形的相比,具有明显的变质效果差异在砂型条件下,用Al－5％Sr中间合金对共晶Al－Si合金进行变质处理,加入含锶量为0．1％的锭料,变质度为5级;加入变形处理的中间合金时,含锶量仅为0．05％时变质度为5级,含锶量为0．06％即达到最佳变质效果,为5.5级在金属型条件下,加入含锶量为0．06％的锭料与加入含锶量0.03％的变形处理的中间合金的变质效果相当,都为6级这种变质效果的差异是Al－5％Sr中间合金的组织遗传效应造成的     

Microstructure and Mechanical Properties of Al25 − xCr25 + 0.5xFe25Ni25 + 0.5x (x = 19, 17, 15 at%) Multi‐Component Alloys

A series of Al_{25 ? x}Cr_{25 + 0.5x}Fe₂₅Ni_{25 + 0.5x} (x = 19, 17, 15 at%) multi‐component alloys are prepared by arc‐melting and rapid solidification of copper molds. The technique of thermal‐mechanical processing is further applied to the master alloys to improve their mechanical properties. These alloys consist of face‐centered cubic (FCC) and body‐centered cubic (BCC) structure. The volume fraction of the BCC phase increases as Al content increase and Cr and Ni contents decrease, accompanied with a microstructural evolution from dendritic structure to lamella‐like structure. Due to the increase of volume fraction of BCC phase, the master alloys exhibit an increased strength and a declined ductility as Al content increases. The rapid solidified alloys have more BCC phase compared with the master alloys, which enhances the strength and decreases the ductility. After homogenization, hot‐rolling, and annealing at 1000 °C, the Al₈Cr_33.5Fe₂₅Ni_33.5 alloy displays excellent combination of strength (yield strength is ～635 MPa and fracture strength is ～1155 MPa) and ductility (tension strain is ～11%).

     

Production,Properties and Microstructures of Mg—RE—Zn—Zr（RE=MM,Nd）Alloy

The Mg-MM and Mg-Nd master alloys were prepared through the ingot metallurgy method under the protection of a special flux.The thermodynamic behaviors of different rare earth elements in the molten Mg alloys were investigated.Two experimental alloys,Mg-3.0 wt pct MM-0.7wt pct Zn-0.7wt pct Zr and Mg-2.8wt pct Nd-0.7wt pct Zn-0.7wt pct Zr,were prepared.The hardness and tensile properties of experimental alloys were measured and the microstructures were observed.The results showed that the rare earth elements could react greatly with the Mg chloride in the flux.The Mg-Nd-Zn-Zr alloy displayed a good aging hardening effect.The dispersed metastable phase βˊ(Mg3Nd) is an important strengthening phase to improve the tensile properties of this alloy.So the M-g-Nd-Zn-Zr alloy has better tensile properties and elongation than those of the Mg-MM-Zn-Zr alloy,and the ductile fracture character could be observed.The microvoid coalescence is the dominant fracture mechanism in this alloy.     

Study of the properties of low-cost powder metallurgy titanium alloys by 430 stainless steel addition

Titanium is a lightweight metal with an outstanding combination of properties which make it the material of choice for many different applications. Nonetheless, its employment at industrial level is not widespread due to higher production costs with respect to competitor metals like steel and aluminium. In this work the production of low-cost titanium alloys is attempted by combining the utilisation of a powder metallurgy process and cheap alloying elements (i.e. commercial 430 stainless steel powder optimised for the powder metallurgy industry). Low-cost titanium alloys are fabricated by blending elemental titanium with stainless steel. The behaviour of the powders as well as that of the sintered materials are analysed and compared to that of a master alloy addition Ti6Al4V alloy. The produced low-cost titanium alloys show comparable properties to both wrought and powder metallurgy titanium alloys and, therefore, they are proposed as an alternative to obtain structural component made out of titanium alloys.