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%。     

Mn对Mg-3.2Si合金组织和力学性能的影响

采用Mn对过共晶Mg-3.2Si合金进行变质处理,主要考察了Mn含量对合金中初生Mg2Si相的变质效果及合金力学性能的影响。结果表明,Mn对过共晶Mg-3.2Si合金中的初生Mg2Si相具有良好的变质效果。当Mn含量为2%(质量分数)时,变质效果最佳,此时初生Mg2Si相呈多边形,平均颗粒尺寸仅为32μm,相比未变质合金降低了56.8%。随着Mn含量的增加,合金的力学性能呈先提高后降低的趋势。当Mn含量为2%时,合金表现出最佳的力学性能,其抗拉强度和伸长率分别达到187 MPa和3.2%,相比未变质合金提高了67.0%和166.7%。     

Fe、Mn、Ce对压铸Al-Mg和Al-Mg-Si合金组织和性能的影响

研究了几种主要合金化元素Fe、Mn、Zn以及稀土元素Ce在Al Mg4.5和Al Mg4.5Si2.6压铸合金中的存在形式,比较了显微组织中第二相种类和形貌对合金力学性能的影响。结果表明Al Mg4.5Si2.6压铸合金中主要存在α-Al相、多边形状Al8(Fe,Mn)_2Si相、层片状Al-Mg_2Si共晶相和短棒状Al(Si)Ce相,Al Mg4.5压铸合金中主要存在α-Al相、少量Al-Al3Mg2共晶相、长条状Al_6(Fe,Mn)相以及不规则的小块状Al_4Ce相,微量Zn主要固溶于合金基体中。在两种合金金相组织中都有剪切带的存在,溶质原子在该区域富集,第二相含量更高。相比于Al Mg4.5合金,Al Mg4.5Si2.6合金强度和硬度更高,但是塑性较低。Al Mg4.5Si2.6合金中层片结构的Al-Mg2Si共晶组织在拉伸过程中容易形成解理台阶,表现为明显的脆性断裂。Al Mg4.5压铸合金在拉伸过程中表现为穿晶断裂和沿晶断裂的混合断裂机制,长条状的Al6(Fe,Mn)粒子尖端处很容易造成应力集中,加速了合金的断裂。     

Al-Mg-Si-Mn合金平板压铸件的组织与疲劳裂纹扩展行为

对常规压铸(DC)和真空压铸(VDC)Al-Mg-Si-Mn合金平板铸件的微观组织、力学性能和疲劳性能进行研究,并且用SEM和EDS等手段分析了断口形貌。结果表明:Al-Mg-Si-Mn合金的微观组织主要由初生α-Al,[Al+Mg2Si]共晶区以及Al15(Fe,Mn)3Si2颗粒构成。常规压铸试样和真空压铸试样的抗拉强度(Rm)、屈服强度(Rp 0.2)、弹性模量(E)和伸长率(A)分别为321 MPa,205 MPa,54 MPa和3.9%,以及331 MPa,210 MPa,55 MPa和4.4%。真空压铸试样的裂纹扩展速率曲线斜率(2.824)低于常规压铸试样(3.693),因而真空压铸试样的抗疲劳性能较好。试样的拉伸断口显示出大量脆性断裂特点即解理平面,而疲劳断口则可清晰观察到疲劳条纹和撕裂棱。     

合金元素在铝合金汽车结构件铸件的研究现状

汽车结构件常用铸造铝合金主要分为Al-Si系和Al-Mg系,综述了添加合金元素提高合金性能的常用手段。对于Al-Si系铸造铝合金,Si不仅可以提高铸造性能,还可以抑制针状Al_5FeSi相的形成;Mg和Cu是主要的强化元素,可以形成Mg2Si相、Al_2Cu相和Q-Al_5Cu2Mg8Si6相;Mn和Mo主要抑制针状富铁相生成;V、Ti和Zr可以细化晶粒,从而提高力学性能。对于Al-Mg系铸造铝合金,当Si含量较高时,如Magsimal誖-plus(Al Mg6Si2MnZr)合金,Mg2Si相为主要强化相,为了避免针状富铁相的生成,Fe含量要求极低;当Fe含量较高时,如Castaduct誖-42(Al Mg4Fe2)合金,主要依靠Mg元素固溶在Al基体,并形成Al-Fe共晶相提高合金强度,Si元素为杂质元素,可以减少针状Al-Fe-Si相的生成。     

Ca、Al质量比对Mg-Al-Ca-Mn合金组织和性能的影响

以Mg-Al-Ca-Mn合金体系为对象,研究了Ca、Al质量比对铸态合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,当Ca、Al质量比为0.4时,铸态Mg-5Al-2Ca-0.4Mn合金中的第二相为(Mg, Al)₂Ca相;当Ca、Al质量比为0.75时,铸态Mg-4Al-3Ca-0.4Mn合金中的第二相为(Mg, Al)₂Ca相和Mg₂Ca相;当Ca、Al质量比为1.3时,铸态Mg-3Al-4Ca-0.4Mn合金中的第二相为Mg₂Ca相。随着Ca、Al质量比的增加,合金中的第二相由(Mg, Al)₂Ca相向Mg₂Ca相转变,且第二相的层间距逐渐减小,体积分数逐渐增加。此外,铸态Mg-Al-Ca-Mn合金的屈服强度随着Ca、Al质量比的增加从82 MPa增加到123 MPa,而伸长率从5.0%降低到1.1%。     

镁含量对手机中框用压铸Al-10.5Si-5Zn-xMg铝合金组织和力学性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、差热分析仪(DSC)和拉伸性能测试等手段,研究了不同Mg含量铸造Al-10.5Si-5Zn-xMg合金的微观组织和力学性能。结果表明,当Mg含量从0增加到0.8%时,合金中α-Al枝晶的面积分数略有增加,促进了少量块状硅相的析出,且其数量和尺寸逐渐增加;富铁相的形态由细小的紧凑颗粒状α-Fe和针状β-A_(15)FeMnSi转变为粗大的骨骼状Al_(15)(Fe,Mn)_3Si_2相,并且添加超过0.35%Mg后还出现了与共晶硅颜色接近的π-Al_8Mg_3 (Fe,Mn)Si_6富铁相,但富铁相的面积分数随Mg含量的增加变化不明显,此外Mg含量增加还促进了初生Mg_2Si相的析出,其形态由短棒状向粗大的汉字状转变。合金在Mg含量为0.5%时综合力学性能最佳,抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为265 MPa、204MPa和4.8%。     

锰含量对1050铝合金PS版基组织及性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜等观察方式与拉伸测试手段,研究了锰含量对PS版基用1050铝合金微观组织与力学性能的影响。结果表明,基体纤维组织的细化程度随锰含量的增加而提高,但是Mn在1050铝合金中的细化效果远不及Al-Ti-C的;随着锰含量增加(w(Mn)=0.1%、0.2%、0.3%),1050铝合金中第二相Al3Fe、β-Al(Fe,Si)随之减少,α-Al(Fe,Si)、Al6Mn相却随锰含量的增加而增多;当w(Mn)=0.2%时,基体的第二相占比降到最低值,当w(Mn)=0.3%时,基体初步形成了较为粗大的Al-Fe-Mn化合物;PS版基的抗拉强度随着锰含量的增加而降低,合金硬度值随锰含量的增加而增大。     

丝材成分对电弧增材Al-Cu合金组织及力学性能的影响

针对电弧增材制造Al-Cu合金力学性能非均匀问题,采用不同成分的丝材研究了Cu含量及Fe、Si杂质含量对热处理后成形组织及力学性能的影响。结果表明:Cu含量低(5.3%,质量分数),α(Al)基体中固溶Cu含量不足,成形试样屈服强度显著降低,Cu含量适中(5.8%～6.5%),成形组织中残余少量θ相(Al_2Cu),对塑性影响较小,成形试样强度提高;在Cu含量适中、Si含量较低(ω(Si)0.08%)时,随着Fe含量增加,成形组织中残余的块状或条状α(Fe)相增加,α(Al)基体中固溶Cu含量减少,成形试样屈服强度降低;在Cu含量适中,Fe、Si含量较高时(0.15%),成形试样层间形成的针状β(Fe)相增加,垂直方向塑性显著降低;严格控制丝材中Fe、Si杂质含量(Si少于0.08%,Fe少于0.15%),Cu含量适中(5.8%～6.5%),成形试样无明显各向异性,平均抗拉强度、屈服强度、断后伸长率分别超过440 MPa、300 MPa、10%。     

Si、Mg含量对Al-Mg-Si合金显微组织及显微硬度的影响

通过添加不同含量Si和Mg,研究Si、Mg对Al-Mg-Si合金显微组织与显微硬度的影响。采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和显微硬度计分别对合金的微观形貌、相组成及显微硬度进行测试分析。结果表明：合金中主要有初生α-Al、骨骼状Mg2Si相、板片状共晶Si,还会出现少量的Al9Si、Al8Si6Mg3Fe、Al0.3Fe3Si0.7 和Al0.5Fe3Si0.5。随着Si含量的增加,Al-Mg-Si合金中α-Al枝晶变得细小,初生硅含量增加。随着Mg含量的增加,α-Al枝晶变粗、变大,从α-Al基体和初晶Si中的析出相逐渐明显,Mg2Si强化相聚集长大,同时α-Al初生晶尺寸增大。随着Si含量的增加,Al-Mg-Si合金的显微硬度也随之提高。随着Mg含量的增加,合金显微硬度先增大后减小。     

Cu对ZL114A合金组织与力学性能的影响

以ZL114A合金为研究对象,探讨了Cu合金化对ZL114A微观组织和力学性能的影响。结果表明,在ZL114A合金中Cu加入量小于0.1%时,合金组织和性能无明显变化,此时Cu完全固溶在基体中。随着Cu加入量增加,合金抗拉强度呈先迅速升高再稍微下降趋势,伸长率则一直降低。在Cu加入量为0.5%时,ZL114A合金的抗拉强度达到最大值337.21 MPa,伸长率降低至3.4%。Cu含量高于0.1%(超过基体固溶极限)时,时效会析出W(Al2Mg5Si4Cu4)相,W相弥散分布在基体中,形成第二相强化,提高合金强度、降低塑性。析出第二相过程中铝基体会产生晶格畸变,提高合金的强度。     

单独或复合添加Al-5Ti-B、Mn和Sn对A356铝合金滑动磨损性能的影响(英文)

研究添加Al-5Ti-B、Mn和Sn对A356铝合金滑动磨损性能的影响。采用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜观察合金的显微组织和磨损表面。结果表明,Al-5Ti-B晶粒细化的合金具有α(Al)等轴晶组织,比未细化合金具有更好的抗磨损性能。另外,Mn元素的添加能使β-Al5Fe Si转变成α-Al(Mn,Fe)Si相,减少裂纹形成的倾向并提高合金的抗磨损性能。A356合金中添加Sn会形成Mg2Sn相,导致合金不能形成Mg2Si析出强化相;同时软化的β-Sn相会降低合金的硬度并最终降低合金的抗磨损性能。     

Mn和Mg对Al-5Fe合金初生Al3Fe相形貌的影响

Mn和Mg添加到Al-5Fe(质量分数，％，下同)合金中，初生Al3Fe相的形貌发生明显变化．未加入合金元素时，该合金中的初生Al3Fe相长成粗大的针片状；加入2．5％Mn和0．1％Mg(质量分数，下同)后，粗大的初生富铁相消失，取而代之的是细小针状、粒状和花朵状；加入2．5％Mn和1．5％Mg，合金中的富铁相大部分转变为粒状和穗状(分叉状)两种．探讨了粒状和穗状的形成机理．对合金力学性能的测试表明，加入Mn和Mg后，合金的抗拉强度得到了不同程度的提高：Al～5Fe合金为107MPa，Al-5Fe-2．5Mn-0．1Mg合金为139MPa，Al-5Fle-2．5Mn-1．5Mg合金为122MPa，增长幅度分别为29．9％和14％．     

Al-0.8Mg-1.0Si-0.7Mn合金均匀化热处理工艺

采用光学显微镜、差热分析、扫描电镜、能谱分析,研究了Al-0. 8Mg-1. 0Si-0. 7Mn合金的铸态组织以及铸锭经不同均匀化制度处理后的微观组织。结果表明,试验合金的铸态组织中主要存在Mg2Si相和Al(Fe Mn) Si相,同时存在少量的Al Cu MgSi相和Al Mn相;铸锭过烧温度为589℃;铸锭经560℃保温24 h均匀化处理后,组织中Mg2Si相回溶充分,含Fe相发生了球化,同时在均匀化过程中析出了一种含Mn相。工业化生产条件下,宜采用560℃保温24 h的均匀化处理工艺。     

高纯Al-Cu-Mg合金铸态组织的研究

采用X射线衍射仪及扫描电镜对一种高纯Al Cu Mg合金的铸态组织进行了观察及表征,并对铸态组织中的第二相进行了能谱分析.研究结果表明,合金的铸态组织中主要存在α Al、Al2CuMg(S)、Al2Cu(θ)以及Al7Cu2(Fe,Mn)相.根据Cu、Mg含量及其质量比对Al Cu Mg系合金相组成和力学性能的影响,对Al Cu Mg系合金的成分设计进行了讨论.     

纳米SiC颗粒增强镁基复合材料半固态搅拌法制备工艺优化

采用半固态机械搅拌铸造法,制备了增强体平均粒径50 nm的Si C颗粒增强镁基复合材料(n-Si Cp/Mg9Al),分别对不同质量分数纳米颗粒、不同搅拌时间和不同搅拌温度时,复合材料的微观组织和力学性能进行了研究。结果表明,随着Si C含量的增加,合金基体组织先细化后又出现变粗的现象,适当延长搅拌时间能更有效地细化组织,在较低温度下搅拌可以更明显地细化复合材料的微观组织。合金抗拉强度随着Si C含量的增加先增加后降低,在Si C含量为1.5%时最好,为198 MPa。在含量为2%时又有所降低,但是高于不加Si C时。搅拌时间为15 min时,复合材料的屈服强度、抗拉强度较之基体分别提高了12.8%、22%,断后伸长率由基体合金的2%提升到4%。继续延长搅拌时间到30 min,材料的室温拉伸性能出现明显恶化。不同搅拌温度下Si Cp/Mg9Al纳米复合材料与铸态Mg9Al合金相比其室温拉伸性能有明显提高,搅拌温度为600℃的Si Cp/Mg9Al纳米复合材料的室温拉伸性能最好,其屈服强度、抗拉强度和断后伸长率分别为106 MPa、155 MPa和4%。     

Si添加和压力对铸造Al-5.0Cu-0.6Mn-1.2Fe合金组织和力学性能的影响（英文）

研究Si添加和压力对铸造Al-5.0Cu-0.6Mn-1.2Fe合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,添加Si可促进α-Fe的形成,并抑制Al3(FeMn)和Al6(FeMn)的形成。对于重力铸造的合金,添加Si会增加孔洞的体积分数,导致合金的抗拉强度(UTS)和屈服强度(YS)显著降低。对于在75 MPa压力下制备的合金,Si添加促进高密度Al2Cu(θ)相的形成,从而使抗拉强度和屈服强度增加。在相同Si含量的合金中,力学性能随施加压力的增加而增加,这是由于孔洞减少、晶粒细化强化和固溶强化所致。合金最好的力学性能出现在压力为75 MPa和Si含量为1.1%时,其UTS、YS和伸长率分别为237 MPa、140 MPa和9.8%。     

铸态Mg-Li-Al-xSi合金微观组织和力学性能（英文）

实验铸造了Mg-9Li-3Al-x Si(x=0,0.1,0.5,1.0,质量分数,%)合金并通过OM,SEM,XRD和力学性能测试对其进行了研究。结果表明:铸态Mg-9Li-3Al合金组织中主要由α-Mg、β-Li、Mg_(17)Al_(12)相组成。加入Si后,合金中出现了新相Mg2Si,晶粒得到了明显细化,且Si能够抑制Mg_(17)Al_(12)的形成;当合金中的Si含量过高时,α-Mg相粗化,且会在相界处出现块状和汉字状的Mg_2Si相。合金的强度随着Si含量的增加呈现先增加后降低的趋势,合金的延伸率随着Si含量的增加呈现逐渐降低的趋势。当合金中Si含量为0.1%时,抗拉强度达到最大值182.5 MPa,延伸率为12.1%。     

固溶处理对Al-Mg-Si-Mn合金组织与性能的影响研究

通过电导率测试、显微组织观察、力学性能测试、XRD物相分析以及α(Al)基体点阵常数的计算等方法研究了固溶温度和时间对Al-0.69Mg-1.12Si-0.5Mn合金微观组织、力学性能和断口形貌的影响。结果表明:实验合金板材的最佳固溶工艺为550℃/30min;在此条件下,合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率和电导率分别为375MPa、354MPa、10.5%、和41.7%IACS。合金主要由α-Al基体、Mg2Si和不可溶Mn12Si7Al5等合金相组成;通过基体点阵常数的精确计算,能较好地表征合金的固溶程度。在510～550℃范围内,适当提高固溶温度和延长固溶时间,粗大的平衡相逐渐回溶,基体过饱和程度增加,合金的强度逐渐升高;进一步提高固溶温度或延长固溶时间,合金强度逐渐降低。     

微量Mn对A1-Mg-Si合金微观组织与拉伸性能的影响

研究了微量Mn对Al Mg Si合金的微观组织与拉伸性能的影响。结果表明 :微量Mn在Al Mg Si合金中主要以粒状α Al15(FeMn) 3 Si2 弥散相的形式存在 ,尺寸为 12～ 2 10nm ,均匀、弥散分布在基体中 ,有效地钉扎位错和亚晶界 ,抑制合金热挤压变形过程中的再结晶 ;均匀化处理过程中微量Mn可促进长针状 β Al9FeSi相向粒状α Al15(FeMn) 3 Si2 相转变 ,这种含Mn的α相弥散颗粒可作为合金时效强化相 β′(Mg2 Si)的非均匀成核位置 ,促进 β′相的析出 ,从而强化合金 ,使合金获得较好的强塑性配合