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。     

冷却速度对过共晶A1-Si合金的初晶Si微细化的影响

通过检测过共晶Al-20%Si-1%Cu-0.5%Mg-0.5%Mn合金不同变质处理下的组织变化,研究了冷却速度对初晶Si微细化的影响,结果表明：在5－100℃/s的不同冷却速度下,未变质合金的初晶Si粗大,为50－120μm,冷却速度对初晶Si尺寸的影响较显著,磷变质或双重变质条件下,冷却速度的变化对初晶Si细化的影响较小,双重变质剂具有同时细化共晶Si及初晶Si的作用,使初晶Si比磷变质更细小,可使初晶Si小于20μm。     

Al-Ti-C-B晶种合金对Al-12Si-4Cu-2Ni-1Mg合金组织及力学性能的影响

目的 以近共晶Al-12Si-4Cu-2Ni-1Mg合金为研究对象,对加入了Al-Ti-C-B晶种合金的Al-12Si-4Cu- 2Ni-1Mg合金的微观组织和力学性能进行分析。方法 利用金相显微镜、扫描电镜、数显布氏硬度计和万能拉伸试验机等研究Al-Ti-C-B晶种合金对该合金显微组织和力学性能的影响。利用Al-Ti-C-B晶种合金中的陶瓷颗粒对Al-12Si-4Cu-2Ni-1Mg合金进行强化,同时晶种合金中的粒子作为Al-Si多元合金中α-Al的有效形核衬底,可细化α-Al晶粒,并改善Al-Si多元合金中化合物的分布。结果 加入质量分数为0.5%的Al-Ti-C-B晶种合金后,Al-12Si-4Cu-2Ni-1Mg合金中的α-Al得到细化,合金中的Si相和耐热相粒子分布更加均匀,同时力学性能明显提高,高温抗拉强度和室温抗拉强度分别提高了约12.1%和5.3%。结论 适量添加Al-Ti-C-B晶种合金可有效改善Al-12Si-4Cu-2Ni-1Mg合金中耐热相的分布,使耐热相分布更为均匀,可进一步提高合金的力学性能。     

Sr变质对Al—Si合金共晶硅中孪晶产生的影响

本文利用TEM观察了经Sr变质后Al-Si合金中共晶硅的生长特征。结果表明:变质后共晶硅中孪晶密度较高,且常有两个以上的{111}孪晶同时存在,生长速度对孪晶密度与孪晶特征影响很大。文章也分析了产生上述现象的原因。     

抗Si"中毒"AlTiC-B晶种合金对ZL114铝合金组织和力学性能的影响

针对亚共晶Al-Si合金中粗大α-Al枝晶和Si致细化"中毒"难题,研制出一种抗Si"中毒"的AlTiC-B晶种合金.本工作研究了该晶种合金对ZL114铝合金微观组织和力学性能的影响,通过X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、布氏硬度计和万能试验机对ZL114铝合金进行了微观组织分析和力学性能测试.结果表明,加入质量分数为0. 3% 、0. 6%和1. 0%的AlTiC-B晶种合金后,ZL114合金粗大的α-Al枝晶得到了显著细化,晶粒尺寸由1 224 μm分别细化至186 μm、122 μm和116 μm;室温屈服强度从250 MPa分别提升至295 MPa、340 MPa和345 MPa,分别提高了18. 0% 、36. 0%和38. 0% .力学性能的提高主要归因于α-Al枝晶的细化,以及细化后共晶Si分布的均匀化.     

半固态铝硅合金中共晶硅的形貌

利用扫描电镜研究了未变质和锶变质半固态铝硅合金中共晶硅的形貌,实验结果表明,未变质半固态合金中晶硅的形貌较常规铸态合金有较硅变化,从成簇的细长片状过渡到以粗短片状或碎块状为主,锶变质半固态合金中的共晶硅仍以细长片状为主,但有一部分为粗短片状或碎块状,上述结果与旋转磁场引起的熔体流动对凝固过程的影响有关。     

激冷非晶/纳米晶Al65Si35合金的显微组织

用单辊熔体激冷法制得Al65Si35（原子分数/％，下同）的铝硅合金薄带，厚度为0.02-0.03mm，宽度2mm。经过透射电子显微分析、能谱分析和X射线衍射分析。结果表明该合金的组织结构由纳米Si相、acc-Al纳米颗粒主非晶相组成。形成了纳米/非晶复合材料。合金的显微硬度达到HV230。     

AlTiC中间合金组织遗传性的研究

详细论述了采用不同铸造工艺制取的相同成分不同组织形貌的AlTiC中间合金。通过对比试验发现,不同组织形貌的AlTiC中间合金细化工业纯铝时具有明显不贩细化效果,AlTiC呈块状分布的AlTiC中间合金细化效果最好,其次是TiAl3呈梅花状和片状分布的AlTiC中间合金。借助金相显微镜、X射线衍射仪手段对其组织进行了分析对比,探讨了组织遗传对细化效果的影响,分析表明：3种AlTiC中间合金的相组织相同,均由αAl基体、TiAl和TiC组成,细化效果的差异由AlTiC中间合金的组织遗传效应造成的。     

"绿色”高效Al -Si合金变质剂--Al-P中间合金

为了解决Al-Si变质过程中的环境污染问题,用熔铸法制备了一种高效,低价格且适于产业化生产的Al-Si合金变质剂－Al-P中间合金,该中间合金w(P)可达到2．0％－5．5％,对共晶和过共晶（含Si量12％－24％）成分的Al-Si合金进行变质,加入0．3％－0．8％的Al-3P中间合金即得良好的变质效果,使其初晶Si数量明显增多,平均晶粒尺寸分别下降到30μm和50μm以下,该中间合金使用工艺简便,可在低温下加,而且无污染,无反应渣,变质效果长效稳定,易储存、使用综合成低,克服了当前变质的缺点,可以实现Al-Si合金的“绿色”变质,有着广阔的应用前景。     

铝硅合金中共晶硅的变质机理:杂质诱发共生成对孪晶

为探讨铝硅合金中共晶硅的变质机理,根据杂质诱发共生成对孪晶的理论,对共晶硅的变质机理进行了分析.结果表明:杂质原子诱发的共生成对孪晶之一使得共晶硅在平行于{111}晶面的方向以TPRE的机制生长,而共生成对孪晶中的另一处与原{111}晶面夹角为109.5°的孪晶,则使得共晶硅垂直于{111}晶面方向的生长也按照TPRE机制进行;共生成对孪晶大大加快了共晶硅垂直于{111}晶面方向的生长,并大大降低{111}晶面厚度方向的生长速度与平行于{111}晶面的生长速度的差异,从根本上改变了共晶硅生长时的各向异性特点,使得共晶硅以各向同性方式生长,最终长成纤维状.     

Eutectic Solidification in Near-eutectic Al-Si Casting Alloys

Eutectic solidification in near-eutectic Al-13 wt pct Si casting alloys and the effect of trace addition of boron or strontium on it have been investigated using thermal analysis and microstructural characterization.In unmodified alloy,dual eutectic structure has been observed.The coarse eutectic(dendrite-like Al+ coarse Si flakes) is formed above the equilibrium temperature of eutectic(Al+Si) reaction(577℃).The coarse eutectic(CE) grains nucleate from the primary silicon particles formed earlier due to loc...     

籽晶边长对SAPMAC法蓝宝石晶体放肩阶段生长质量的影响

温度场的控制是蓝宝石生长过程关键技术问题。采用有限元方法研究了冷心放肩微量提拉法蓝宝石单晶生长过程中籽晶的边长对晶体生长放肩阶段温度场内温度分布、流场分布和晶体的等效应力分布的影响。结果表明:当籽晶边长为24mm时,放肩阶段熔体的轴径向温度变化平缓,温度场内温度分布均匀,熔体的流动和晶体的热应力均适合晶体的生长。     

稀土元素Gd对Al-Si-Mg铸造合金微观组织和力学性能的影响

为了系统地研究稀土Gd对铸造Al-Si-Mg(A357)合金组织和性能的影响,采用OM,SEM,EPMA,XRD,DSC,TEM及拉伸实验等方法对不同Gd含量A357合金进行研究。结果表明:Gd的添加可以细化A357合金的晶粒并减小二次枝晶间距。此外,Gd可以有效地细化合金中的共晶硅,但是对片状共晶硅的形貌影响不大。晶粒和共晶硅的细化及二次枝晶间距的减小使添加Gd后的A357合金的力学性能有了显著的提高。其中,A357-0.5Gd(质量分数/%)合金热处理态抗拉强度为355MPa,相对于未添加Gd元素的A357合金提高了37MPa。当Gd质量分数为1.0%时,尽管组织得到进一步细化,但是大量粗大Al 2Si 2Gd第二相的形成导致了合金力学性能的下降。同时对Gd的细化机制进行探究,结合TEM分析结果可以推断,Gd变质处理后共晶硅上的孪晶密度并不足以引起共晶硅形貌的转变,使得Gd变质效果较弱。而Gd对共晶硅的细化作用可能与Gd增加成分过冷以及形成纳米相阻碍共晶硅生长有关。     

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。     

快淬铜钴镍合金的晶体结构及其颗粒形貌研究

利用熔体快淬法制备了的铜钴镍合金材料Cu95-xCoxNi5（x=0,7,13,15,19,25,31）。利用场发射扫描电子显微镜及其X射线能谱附件研究了样品表面形貌以及颗粒和背景区域的Co／Ni／Cu含量比。利用X射线衍射研究了样品的晶体结构。发现样品具有面心立方结构,其晶格常数比Ni大,略小于Cu;样品表面存在着大量小颗粒,多数颗粒粒径分布在10-30nm之间,X射线能谱给出颗粒附近区域Co含量明显高于无颗粒区域。     

凝胶注模成形Ti6Al4V钛合金的组织和性能研究

目的 为了实现低成本、低能耗、高效率制备大尺寸复杂形状钛合金的问题,以凝胶注模技术为成形手段,制备近净成形Ti6Al4V合金,并研究其组织及性能.方法 通过溶液包覆法,在Ti6Al4V钛合金球形粉末表面包覆石蜡(PW),分析有机包覆层在凝胶注模过程中的作用机制及流变行为的影响,测定包覆前后不同粉末进行凝胶注模烧结后的组...     

含钪Al-CU-Li合金的研究

通过显微组织观察和室温拉伸实验,研究了微量Sc对Al-Cu-Li合金微观组织和拉伸性能的影响.结果表明:在Al-Cu-Li合金中加入0.10%(质量分数,下同)Sc消除了合金铸态枝晶组织,有效抑制合金再结晶,明显提高了合金的强度和塑性,添加0.15%Sc显著细化合金铸态晶粒组织,合金强度基本不变而塑性进一步提高,但添加0.25%Sc促进合金再结晶,降低合金强度.在本实验中,Sc的理想加入量约为0.10%～0.15%.     

Al含量及均匀化处理对AZ系列镁合金组织的影响

为了在挤压生产中获取均匀的镁合金变形组织,需要掌握合金含量及均匀化退火对热挤压组织的影响规律.本实验通过在Gleeble-1500D热模拟实验机上对不同Al含量的AZ10,AZ31,AZ61和AZ91镁合金进行热模拟挤压,结果表明,经过400℃/12h均匀化退火,AZ10和AZ31合金均形成单一的α固溶体,AZ61合金...     

晶种容量表面积的低温脱硅动力学

研究了品种容量表面积的低温脱硅动力学，建立了低温脱硅动力学的经验公式及溶液中SiO2含量与脱硅时间的曲线方程，探索了晶种的选择及品种的循环利用。晶种容量表面积的作用是随溶液中SiO2介稳浓度的升高而增强，又随介稳浓度的降低而减弱。增大晶种容量表面积能加快脱硅速度。