变形镁合金EBSD试样的制备

综述了国内外的变形镁合金电子背散射衍射(EBSD)试样的制备方法和步骤,阐述了制样过程中的切割、镶嵌、研磨和最终抛光各步骤的相互影响及对EBSD数据采集及分析的影响。总结了电解抛光技术在变形镁合金EBSD试样制备中的应用,最后展望了镁合金EBSD试样制备方法的发展方向。     

铸造Al-Si系合金中的合金元素的作用

对铸造Al-Si系合金中杂质元素Fe,合金元素Mg、Cu、Sn、Mn、Be、Pb和变质元素稀土、Sr、P、B、Na等的作用进行了分析和概述。Fe能提高合金硬度和耐磨性,但会降低合金的力学性能。Mg能提高合金强度,但Fe、Mg共同作用会降低合金的力学性能。Cu和Mn对脆性Al-Fe-Si相有变质作用,并能提高合金力学性能,Cu与Ni复合作用,可提高Al-Si合金的高温强度和硬度。Sn能提高合金的力学性能。Be降低富铁相有害作业,提高合金力学性能。Pb能提高合金的机加工性能和耐磨性能。Na、Ca都对共晶硅有变质作用,P、B可细化初晶Si,稀土元素和Sr对共晶Si和初晶Si都有变质作用。     

离心铸造过共晶Al-Si 合金自生表面复合材料

采用热模金属型工艺, 离心铸造过共晶Al-Si 合金, 获得了外层或外层和内层富集初晶Si, 其余部分为共晶组织构成的自生表面复合材料。分析了复合材料的形成过程, 考察了复合材料的组织、硬度和耐磨性。     

初始Si含量对离心法制备过共晶Al-Si合金FGM中初晶硅分布的影响

很多实验表明,Si含量不同导致离心法制备过共晶Al-Si合金梯度功能材料(FGM)中初晶硅分布内外侧不同。为了解释这一实验现象,通过理论分析,提出存在一临界初始含量和临界析出温度的观点。分析表明:当Si含量低于临界含量和析出温度低于临界析出温度时,过共晶Al-Si合金析出的初晶硅密度小于残余合金熔液密度;当Si含量高于临界含量时,在临界温度以上合金析出的初晶硅密度大于合金熔液密度,临界温度以下合金析出的初晶硅密度小于合金熔液密度。这导致了离心法制备不同初始Si含量的过共晶Al-Si合金FGM中初晶硅分布于内外侧不同。最后采用实验进行了验证。     

用电解抛光法制备大应变量SWRH82B钢丝EBSD试样

提出了适合大应变量SWRH82B钢丝的电解抛光工艺参数。用电解抛光法制备该种材料的EBSD试样时,温度、电压和时间均对试样的菊池花样有重要影响。试样去应力退火后再进行电解抛光,可得到更好的花样质量。     

Al-Si过共晶合金拉伸断裂过程的研究

以铸造Al-Si过共晶合金为研究对象,采用现场金相显微镜对Al-Si过共晶合金的断裂过程进行观察,探讨了两相合金的断裂机理。试验发现：Al-Si过共晶合金的断裂首先发生在先析Si相的凹角处,随着外力的增加,裂纹向先析Si相内部进行扩展,达到相界处时改变方向,沿着Al-Si两相的相界进行扩展。分析认为：Al-Si两相合金中,相界的结合强度最弱,裂纹的扩展是择弱进行的。     

直流电场对Al-Si共晶合金凝固组织的影响

研究了直流电场作用下Al Si共晶凝固组织的变化。试验结果表明:电场作用改变了共晶Si的生长形态,随着电流密度的增加,共晶Si的形态经历一次细化的过程。初步分析了电场作用造成上述结果的机理。     

喷射成形过共晶Al-Si合金材料的研究现状

过共晶Al-Si合金具有较高的强度、较低的密度和热膨胀系数、良好的耐磨性和耐蚀性,在汽车、造船、航空航天及其他制造行业广泛应用.但当合金中Si含量太高时,合金组织粗大、偏析严重,同时材料的强度、塑性急剧降低而失去使用价值.喷射成形技术是一种全新的材料制备技术,具有快速凝固技术的基本特征,同时还具有生产工序简单、氧化和污染小等优点,在国外已经在特殊钢、高温合金、铝合金和铜合金等方面进行了产业化应用.但利用喷射成形技术来制备和生产过共晶Al-Si合金材料还很不成熟,有许多问题还没有得到妥善的解决,作者提出两点建议来进一步改善过共晶Al-Si合金材料的性能(1)在喷射成形过共晶Al-Si合金中添加微量稀土元素;(2)利用喷射共沉积技术制备过共晶Al-Si合金为基体的纤维增强复合材料.     

多孔Al-Si12合金的制备与性能研究

采用真空—压力烧结—溶解工艺制备出了孔隙率44%～76%、平均孔径30～110μm的多孔Al-Si12合金,对多孔Al-Si12合金的制备、孔结构、抗弯强度及渗透性能进行了研究。结果表明,真空环境下的压力烧结可明显提高多孔Al-Si12合金的抗弯强度,最佳的制备工艺为压制压力500MPa、烧结温度565℃、烧结时间2h以及烧结压力150～200MPa;多孔Al-Si12合金的相对渗透系数随其孔隙率和平均孔径的提高而增大;多孔Al-Si12合金的抗弯强度高于相近孔结构的多孔铝,渗透性能优于相近孔结构的多孔不锈钢及多孔铝。     

电解铜箔截面微观组织的EBSD分析

目的 通过树脂包埋结合离子截面抛光的制备方法,实现铜箔样品的截面EBSD分析,进而利用截面EBSD分析方法探究电流密度对铜箔组织性能的影响。方法 通过使用热固性树脂对铜箔进行包埋,使用加热平台使胶体凝固,对得到的包埋好的铜箔试样在砂纸上进行截面打磨,放入截面离子抛光仪中进行离子切割,样品制备完成后,将样品取下。使用电子背散射(EBSD)作为电镜附件,进行晶体学取向的表征。结果 结合截面微观组织的EBSD分析方法,分析了电流密度对铜箔组织性能的影响,结果表明,随着电流密度的增大,电解铜箔的晶粒尺寸呈现出先减小后增大的趋势,孪晶密度和位错密度呈现出先增大后减小的趋势,抗拉强度在45 A/dm²时达到最大547.05 MPa。结论 该方法可以利用EBSD分析软件自动分析铜箔截面的晶粒粒度分布、孪晶密度等,并将这些微观结构特征与力学性能结果进行详细对比分析,验证了电流密度对铜箔组织和性能的显著影响。     

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.     

"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。     

铝硅合金超塑性研究

本文对 Al—13Si 共晶合金在超塑性变形时产生早期断裂的原因进行了研究。对影响Al—Si 共晶合金断裂的因素——第二相 Si 粒子形状、Si 粒子长大以及 Si 相与α相高温硬度差进行了详细分析。文章揭示出 Al—13Si 共晶合金的超塑性拉伸断裂是外部无颈缩的空洞型断裂。Si 粒子周围产生空洞是由于晶内位错堆积在 Si 粒子周围,造成应力集中,以及 Si 相与α相高温硬度相差悬殊,不能协调变形引起的。第二相 Si 粒子为带有尖角的短棒状,使得空洞沿尖角指向不均匀扩展,导致该合金发生早期断裂。     

In-situ observation of the nucleation kinetics and the mechanism of grain refinement in Al-Si alloys (Part I)

The nucleation behavior of primary aluminium phase in a hypoeutectic Al-Si foundry alloy is studied using the 3DXRD microscope during the liquid-solid phase transformation for continuous cooling. Grain nucleation and grain growth for few different casting conditions of a commercial aluminium alloy (A356: Al-7Si-0.4 Mg-0.1Fe-0.1Ti wt.%) were investigated using three dimensional X-ray diffraction microscope (3DXRD) located at ID11 at European Synchrotron Radiation Facility (www.ESRF.eu). To conduct the study a monochromatic hard X-ray beam (energy of 70 keV) with a beam size of 200×200 µm² was used and using a special furnace the microstructure evolution during solidification of a commercial Al-Si foundry alloy (A356) was monitored in-situ. Results gathered from solid fraction information showed adding 0.1 wt.% Ti (as Al-3Ti-B) changes the primary aluminium nucleation temperature and aluminium grain size. Furthermore, it showed that at slower cooling rate (0.04-0.1 K/s) grain refiner can alter the primary aluminium nucleation temperature by 20 °C, whereas at higher rates (2 K/s) this figure was reduced down to 5 °C.     

一种新型高强韧铸造铝硅合金(ZL120)热处理工艺的研究

对一种新型高强韧铸造铝硅合金 (暂名ZL1 2 0 )的T6热处理工艺进行了研究 .对固溶温度Ts、固溶时间ts、时效温度Ta和时效时间ta进行三水平正交试验 ,并测试了该合金在对应处理状态下的力学性能 ,然后根据此结果再进行验证性试验 .结果表明 ,改变这四个参数可得到一系列的性能组合 ,例如 ,热处理工艺为 5 2 0℃× 1 6h+ 60℃水冷 + 1 70℃ × 8h时 ,可获得抗拉强度σb ≥ 40 0MPa和延伸率δ5 ≥ 3 %的力学性能 .     

铝硅合金精炼提纯多晶硅的研究进展

采用高效节能、环境友好的冶金法提纯多晶硅是光伏产业发展的重要途径之一,具有很强的中国特色。该方法通常结合2个或2个以上冶金步骤实现工业硅的提纯,这些步骤包括湿法提纯、合金法提纯、定向凝固提纯、真空熔炼提纯等。合金法提纯具有操作温度低、设备实现简单、杂质去除效果好等优点,已成为研究的热点。概述了铝硅合金体系精炼提纯原理、提纯过程及提纯效果,总结了近年来采用该方法提纯多晶硅的研究进展,并对其发展进行了预测。     

Al-Si合金熔体变质效果评估判据

综述了评价铝硅合金变质效果的一般方法,主要有断口观察法、电导率法、金相法和热分析法.重点分析了热分析技术的各个判据,指出了目前热分析判据研究的两种动向,并指出人工神经网络技术结合成熟的热分析技术将有广阔的应用前景.     

A1-Si过共晶合金拉伸断裂过程的研究

以铸造Al-Si过共晶合金为研究对象,采用现场金相显微镜对Al-Si过共晶合金的断裂过程进行观察,探讨了两相合金的断裂机理。试验发现:Al-Si过共晶合金的断裂首先发生在先析Si相的凹角处,随着外力的增加,裂纹向先析Si相内部进行扩展,达到相界处时改变方向,沿着Al-Si两相的相界进行扩展。分析认为:Al-Si两相合金中,相界的结合强度最弱,裂纹的扩展是择弱进行的。     

Characterization of high-pressure die-cast hypereutectic Al-Si alloys based on microstructural distribution and fracture morphology

The fracture behavior of high-pressure die-cast hypereutectic (HPDC) Al-Si alloys was investigated using a high-resolution laboratory CT and synchrotron X-ray tomography with a particular focus on the influence of HPDC microstructure. Results showed that microstructure of the alloy was mainly comprised of primary silicon particles (PSPs), Al dendrites, Cu-rich phases and pores. Most of the coarse PSPs, Cu-rich phases and pores were located in the center of the specimen. The rapid solidification of HPDC led to a heterogeneous microstructural feature. Elemental Cu was enriched in the frontiers of solid-liquid interface, causing the formation of large size dendritic arms. The pores were formed in the interdendrites which endured high stress intensity under high applied stress. Microcracks were originated from pores and further connected Cu-rich phases causing intergranular fracture. PSPs worked as obstacles causing piling-up dislocations in the phase interface. In the regions where large size of PSPs enriched in, PSPs ruptured rather than debonded from matrix, indicating transgranular fractures of PSPs. Microcracks originated around pores and PSPs tended to converge on the main cracks to decrease the energy required for crack propagation.