Si含量对挤压铸造Al-5.0Cu-0.6Mn-0.7Fe合金显微组织和力学性能的影响

采用拉伸性能和硬度测试、光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪等手段研究不同Si含量对挤压铸造Al-5.0Cu-0.6Mn-0.7Fe合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:当挤压压力为0时,随着Si含量的增加,凝固后期形成的富铁相阻止液相补缩,形成缩松组织,导致合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率都下降;当挤压压力为75MPa时,随着Si含量增加,缩松组织消失,虽然细小和分散的α-Al15(Fe Mn)3(Si Cu)2相和Al2Cu相数量增多,但Al6(Fe Mn Cu)相消失,有利于晶界强化和阻止裂纹的扩展,使得合金的抗拉强度和屈服强度增加;虽然富铁相数量的增加使得合金伸长率降低,但挤压铸造工艺减缓了伸长率降低的趋势。当挤压压力为75 MPa和Si含量为1.1%(质量分数)时,合金的综合力学性能最好,其抗拉强度为232 MPa,屈服强度为118 MPa,伸长率为12.4%。     

挤压铸造Al-5.0Cu-0.6Mn-0.5Fe合金的显微组织和力学性能

采用拉伸性能测试、定量金相分析、扫描电镜等手段研究挤压铸造Al-5.0Cu-0.6Mn-0.5Fe合金的显微组织和力学性能,分析挤压压力对合金的力学性能和显微组织的影响。结果表明:当挤压压力从0增大到75 MPa时,合金的抗拉强度(σb)和伸长率(δ)都显著增加。当挤压压力为75 MPa时,铸态合金的抗拉强度为298 MPa,伸长率达17.6%;经T5热处理后,合金的抗拉强度为395 MPa,伸长率为14.2%。当挤压压力从0增大到75 MPa时,α(Al)二次枝晶间距减小了69%,θ相(Al2Cu)和富Fe相的体积分数略有降低,针状β-Fe相消失,同时晶界处汉字状α-Fe相由连续的汉字状变成分散、细小的骨骼状。     

超声振动和加压制备Al-5.0Cu-0.6Mn-0.6Fe铸态合金的组织和力学性能（英文）

采用金相显微镜(OM)、扫描电镜及能谱(SEM-EDS)、图像分析和拉伸试验等测试方法,研究超声振动(UT)和施加压力(P)耦合作用对铸态Al-5.0Cu-0.6Mn-0.6Fe合金组织和力学性能的影响。结果表明:P+UT工艺对α-Al、富铁相和Al_2Cu的形貌和尺寸有明显的影响,促进α-Al的形貌由树枝状向球状结构转变,明显地降低α-Fe、Al_6(FeMn)和Al_2Cu相的尺寸。P+UT工艺也有助于减少经常出现在挤压铸造中的双峰组织,也能有效地降低晶界偏析。P+UT工艺制备合金的最佳力学性能为抗拉强度268 MPa,屈服强度192MPa,伸长率17.1%,分别比未经过处理的合金高64%,59%和307%。     

Si含量对Al-6.5Cu-0.6Mn-0.5Fe合金组织演变及力学性能的影响（英文）

采用定量分析、扫描电镜、透射电镜和拉伸性能测试研究Si含量:对高铁含量铝铜合金组织演变及力学性能的影响。结果表明:当Si含量低于1.0%时,Al-6.5Cu-0.6Mn-0.5Fe合金的常温力学性能稍有降低,这主要是由于组织演变的综合作用,包括纳米及α-Fe相的增多,晶粒的粗化以及晶界处Al_2Cu相的增多;当Si含量为1.5%时,Al-6.5Cu-0.6Mn-0.5Fe合金性能急剧下降,这主要是由于多余Si粒子的析出导致第二相产生偏聚。     

施压熔体温度对挤压铸造Al-5.0Cu-0.6Mn-0.5Fe合金组织和性能的影响

采用拉伸性能测试、定量金相分析、扫描电镜等手段,研究施压熔体温度对挤压铸造Al-5.0Cu-0.6Mn-0.5Fe-0.1Ti-0.1RE合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,在547~650℃的液固两相区,随着施压熔体温度的升高,合金的抗拉强度和伸长率缓慢增加。当施压熔体温度为650℃时,合金获得较高的综合力学性能,抗拉强度为299 MPa,伸长率达到17.5%。这主要与压力下发生凝固的液相增多导致的α-Al二次枝晶间距、第二相体积分数、铸造缺陷体积分数减小,以及"双峰组织"中的小晶粒组织体积分数增大有关。     

挤压铸造Al-5.0Cu-0.6Mn-1.0Fe-1.0Ni合金的高温力学性能

采用拉伸性能测试、光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、电子探针、X射线衍射等研究了T7热处理态的挤压铸造Al-5.0Cu-0.6Mn-1.0Fe-1.0Ni合金的显微组织及力学性能,重点研究了挤压压力对合金高温力学性能的影响。结果表明:当挤压压力从0 MPa增加到75 MPa时,合金的高温力学性能明显提高,但抗拉强度和屈服强度的增加值随温度升高而逐渐减小。挤压压力可以消除合金中的缩松,抑制合金中针状Al7Cu2Fe相的形成,使块状Al7Cu2Fe相及Al9FeNi相分布更为弥散,并形成联通的骨骼状结构。但是,挤压压力也使合金晶间热稳定性好的富铁相数量减少,同时,细化合金晶粒及二次枝晶,增加晶界数量。     

Cu-1.2Cr-0.6Fe合金微观组织和力学性能的研究

在大气环境下采用熔铸法制备了Cu-1．2Cr-0．6Fe合金,利用OM、XRD和EPMA分析研究了该合金铸态和热处理态的显微组织,并利用INSTRON5882电子万能材料试验机和HBE-300型电子布氏硬度计分别测试了该材料的拉伸性能和硬度。结果表明,Cr与Cu不能形成化合物,可有限同溶于纯铜中,超过部分形成过剩的第二相。Fe具有同溶强化效应和细化晶粒的作用,能改善合金力学性能。合金材料铸态试样的拉伸强度、硬度分别为247．65MPa和67．6HB。铸态合金试样经960℃×1h同溶（水淬）→470℃×6h时效（空冷）热处理后,可析出细小弥散的第二相质点,其硬度值可提高到98．7HB。     

超声波对铸造Al-5.0Cu-1.0Fe合金微观组织的影响

采用金相微观分析、扫描电镜、电子能谱分析和X射线衍射分析等手段,研究了超声波处理与无超声波处理的铸造Al-5.0Cu-1.0Fe合金的微观组织,分析了超声波对合金微观组织的影响。结果表明,超声波对合金微观组织有显著影响,当施加超声波时,缩孔、缩松等铸造缺陷明显减少,合金的二次枝晶间距减小;超声波细化合金中的富铁相,针状富Fe相Al7Cu2Fe显著减少,汉字状的富Fe相Al6(CuFe)增多,合金中的θ-Al2Cu相减少。     

Mn含量对挤压铸造Al-5.0Cu-0.5Fe合金显微组织和力学性能的影响(英文)

采用拉伸性能测试、光学显微镜、扫描电镜和定量金相测试手段研究Mn含量对不同压力下挤压铸造Al-5.0Cu-0.5Fe合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:当挤压压力为0MPa,Mn/Fe质量比达到1.6时才能将针状β-Fe相(Al7Cu2Fe)完全转变成汉字状α-Fe相(Al15(FeMn)3(CuSi)2)。而对于挤压铸造,当挤压压力为75MPa时,在Mn/Fe质量比为0.8时就可以将β-Fe相完全转变成α-Fe相。挤压铸造合金中需要的Mn含量较低,即Mn/Fe质量比较小,这主要是由于在挤压压力下富Fe相的细化以及相比例的减少。然而,加入过量的Mn将导致合金力学性能的下降,这是因为过量的Mn将导致α-Fe相的增多及这些多余的硬脆相导致的孔洞增多。     

Zr对挤压铸造Al-5.0Cu-0.4Mn合金显微组织和力学性能的影响

采用拉伸力学性能测试、宏观腐蚀、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等,研究不同Zr含量对挤压铸造Al-5.0Cu-0.4Mn合金显微组织和力学性能的影响,并与重力铸造的合金的显微组织和力学性能进行对比分析。结果表明:针对铸态合金,无论是挤压铸造还是重力铸造,在Zr含量(质量分数)为0.25%时,合金获得最佳的抗拉强度、屈服强度和伸长率;而对于热处理态合金,当Zr含量从0增加到0.35%时,合金的抗拉强度和屈服强度都随着Zr含量的增加而增加,但伸长率在Zr含量为0.15%时达到最大值。挤压铸造可以显著改善不同Zr含量合金的伸长率,但对铸态合金伸长率的提升幅度明显优于热处理态合金的。Zr在铸态合金中的强化作用主要是细晶强化,而合金经T6热处理后,固溶强化以及Al3Zr粒子和θ?相的弥散强化是主要强化机制,挤压铸造可以显著改善Al3Zr粒子的弥散强化效果。     

T6热处理对锻造Al-4.4Cu-0.7Mg-0.6Si合金显微组织及力学性能的影响（英文）

用透射电子显微镜、扫描电子显微镜、硬度及拉伸测试研究时效处理对锻造Al-4.4Cu-0.7Mg-0.6Si合金显微组织及力学性能的影响。结果表明,经170℃时效16 h后,合金力学性能优良,抗拉强度为504 MPa,伸长率为10.1%。当测试温度升高到150℃时,合金的抗拉强度缓慢下降到483 MPa;继续升高温度到200℃以上时,合金强度快速下降。大量θ'析出相及AlMgSiCu四元析出相(Q相)导致合金峰时效的高强度。稳定的细小弥散θ'相使得该合金在150℃下仍保持较优的力学性能;当温度高于150℃时,θ'和Q相的粗化以及θ相的析出导致合金强度的快速下降。     

Zn添加对铸造Mg-Gd-Y-Zr合金组织和力学性能的影响（英文）

研究Zn添加对Mg-10Gd-3Y-0.6Zr(wt.%)合金在铸态、固溶态和峰时效态下显微组织和力学性能的影响。实验结果表明,不含Zn的铸态合金由α-Mg和Mg_(24)(Gd,Y)_5相组成,而含0.5wt.%Zn的铸态合金由α-Mg、(Mg,Zn)_3(Gd,Y)和Mg_(24)(Gd,Y,Zn)_5相组成。随着Zn含量增加到1 wt.%,Mg_(24)(Gd,Y,Zn)_5相消失,一些针状堆垛层错沿晶界分布。此外,在含2wt.%Zn的铸态合金中观察到18R型长周期结构相。固溶处理后,Mg_(24)(Gd,Y)_5和Mg_(24)(Gd,Y,Zn)_5共晶相完全溶解,(Mg,Zn)_3(Gd,Y)相、针状堆垛层错和18R型长周期结构相均转化为14H型长周期结构相。适当体积分数的14H型长周期结构相和细小的椭球状β′相共同赋予峰时效态下含0.5 wt.%Zn合金优良的综合力学性能,该合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为338 MPa、201 MPa和6.8%。     

添加La-Ce对Al-18Si-4Cu-0.5Mg合金显微组织和力学性能的影响（英文）

通过光学显微镜、扫描电镜、电子探针和拉伸测试研究添加镧铈稀土后Al-18Si-4Cu-0.5Mg合金的组织演变和力学性能。光学显微镜和扫描电镜结果表明,添加镧铈稀土后初晶硅颗粒由粗大块状和不规则多边形状明显细化为细片状,共晶硅由粗长针状细化为短棒状和珊瑚状。添加0.3%镧铈稀土时,合金具有最小初晶硅尺寸和最佳力学性能。此时,初晶硅平均尺寸由61μm细化至28μm,抗拉强度由222 MPa增大到242 MPa,伸长率由3.2%提高至6.3%。此外,还通过扫描电镜和电子探针探究合金的变质机制和断裂模式。     

复合场作用下Al-5.0Cu-1.0Fe合金的显微组织和力学性能

将压力场和超声场复合作用于铝合金的凝固过程,并对比分析无外场、单一外场(压力场、超声场)和复合场的作用效果。采用定量金相分析、扫描电镜、电子探针等手段研究压力场、超声场以及压力和超声复合场作用下Al-5.0Cu-1.0Fe合金的显微组织和显微硬度。结果表明:分别施加50 MPa压力场和800 W超声场均能减少α(Al)二次枝晶间距,细化并分散富铁相和θ(Al_2Cu)相,同时改变富铁相的形貌,使针状的Al_7Cu_2Fe相转变成汉字状的富铁相Al_6(Cu Fe);同时复合场比单一外场能更大程度地细化α(Al)二次枝晶间距、富铁相和θ(Al_2Cu)相;单独施加压力50 MPa比单独施加800 W的超声更能够有效减少缩松,但同时施加压力和超声时效果最佳;同时施加压力和超声场时可获得最高的α(Al)基体显微硬度。对复合场的作用效果进行初步探讨,这是超声场的空化效应以及声流效应和压力场的压力效应共同作用的结果。     

La和Ce对铸造Al-7Si-0.6Cu-0.8Fe合金组织及性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜和激光导热等手段,研究了单独或复合添加La、Ce对铸造Al-7Si-0.6Cu-0.8Fe合金微观组织、力学性能和热导率的影响。结果表明,添加0.3%的(La+Ce)后,合金中α-Al相得到了较大程度的细化,二次枝晶臂间距(SADS)达到较小值(13.1μm),共晶Si形貌转化为细小的颗粒状且均匀地分布于晶界处,富Fe相长度降低了57.51%,其合金的热导率为159.68 W/(m·K)、抗拉强度为231.3 MPa、伸长率为6.89%,与未添加稀土合金相比,分别提高了13.79%、24.96%和118.73%。     

挤压铸造Al-5.0Cu-0.8Mg-0.5Fe合金的组织及性能

采用金相组织观察、扫描电镜、拉伸性能测试等手段,研究了挤压铸造Al-5.0Cu-0.8Mg-0.5Fe合金的组织演变和力学性能。结果表明,当挤压压力从0增大到75 MPa时,合金的力学性能得到显著提高,这主要是由于挤压压力有利于Al-Cu合金中汉字状AlmFe相的形成,抑制针状β-Fe相的形成,同时显著细化富Fe相,减少铸造缺陷。当挤压压力为75MPa时,铸态下合金抗拉强度为258 MPa,伸长率为8.5%,经T6热处理后,其抗拉强度为432 MPa,伸长率为6.7%。     

La变质对Al-8.5Si-3.5Cu-1.2Fe合金组织和性能的影响

研究了不同La含量对Al-8.5Si-3.5Cu-1.2Fe合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,La的加入能变质α-Al、共晶Si相和针状β-Al_5FeSi相,且会生成AlSiFeLa相。当La含量为0.6%时,变质效果最佳,T6态La含量为0.6%的合金的最大抗拉强度为233MPa。α-Al相一次枝晶臂平均长度由181.3μm减至55.2μm,共晶Si相尺寸由13.0μm缩短至6.9μm,β-Al_5FeSi相尺寸由24.2μm减至14.7μm。当La含量超过0.6%时,β-Al_5FeSi相有变粗大的趋势,合金强度下降。T6热处理后,合金成分没有变化,但β-Al_5FeSi相出现溶断现象,且端部钝化,共晶Si转变为颗粒状。     

时效时间对Al-4.5Cu-0.6Mg合金力学性能的影响

通过硬度测试和拉伸性能测试,研究了时效时间对热挤压Al-4.5Cu-0.6Mg合金力学性能的影响;利用SEM对Al-4.5Cu-0.6Mg合金拉伸断口形貌进行观察。结果表明:随时效时间的延长,Al-4.5Cu-0.6Mg合金的硬度和强度先增大后减小,断裂伸长率明显降低,其中在180℃时效10 h时,合金表现出良好的综合力学性能;固溶+时效态Al-4.5Cu-0.6Mg合金的断口呈现沿晶和穿晶混合断裂特征。     

固溶温度对Cu-8.6Al-9.7Mn-2.4Fe合金形状记忆效应和力学性能的影响

采用OM,SEM,XRD等研究了固溶温度对Cu-8.6Al-9.7Mn-2.4Fe合金的形状记忆效应及力学性能的影响。结果表明,随固溶温度的降低,合金的最大可回复变形量呈现先上升后下降的趋势,1023K固溶合金的最大可回复变形量达到5.6%。合金的塑性随固溶温度的降低而升高。固溶温度为1023K时,合金的屈服强度达到最大值。原因在于随着固溶温度的降低,合金内部析出的α相提高了合金的塑性,析出的κ相起到了强化作用。     

压力和超声耦合作用对Al-5.0Cu合金凝固组织和硬度的影响（英文）

在Al-5.0Cu合金的凝固过程中同时施加压力和功率超声,在此基础上采用光学显微镜、扫描电镜、定量金相分析以及显微硬度测试仪分别研究单独施加压力、超声及二者的耦合作用对合金凝固组织和显微硬度的影响。结果表明:外场(单一压力或功率超声)的施加可以改善α(Al)和θ(Al_2Cu)相的形貌以及分布,同时提高合金的硬度;相对于单一场,耦合场改善显微组织和提升性能的效果更加明显,且其有效作用区域更广。