真空熔铸法制备Cu-0.73Cr合金工艺及性能研究

在真空中频感应炉中采用石墨坩埚熔炼+气体保护浇注+金属型凝固工艺制备了Cu-0.73Cr合金铸锭,分别测试了铸态和经980℃×1 h固溶和450℃不同保温时间时效处理后铸锭的导电率、硬度,并对铸态下力学性能、显微组织进行了观察和比较.结果表明,该工艺制备的合金铸态时导电率为47.8%IACS,硬度为63.6 HB;经固溶时效处理后,导电率达到87.7%IACS,硬度达到102.3 HB;铸态下的抗拉强度为241.517 MPa,伸长率为41.00%;铸态合金中存在a-Cu和Cr相,其中部分Cr溶于基体中,部分Cr以第2相形式存在.在试验条件下,该工艺同普通大气熔铸法相比,制备的合金铸锭综合性能优良.     

熔体保温时间对含硅蒙乃尔合金组织与硬度的影响

在真空条件下制备了含硅蒙乃尔合金,采用OM、SEM、TEM与XRD研究了该合金铸态组织特征以及熔体保温时间对含硅蒙乃尔合金硬度的影响.结果表明:合金铸态组织由树枝状α固溶体基体、弥散分布于基体的次生β相及枝晶间呈网状分布的α+3共晶相组成;随着熔体保温时间延长,合金组织中枝晶尺寸先减小后增大,α+3共晶相先减少后增多;合金硬度随保温时间延长呈现出先升高后降低趋势;熔体保温60 min时,合金组织中枝晶尺寸最为细小,α+β共晶相含量最少,合金的硬度达372 HB的最高值.     

铸态晶粒尺寸对AZ91合金固溶时效行为的影响

研究铸态晶粒尺寸对AZ91合金固溶时效组织的影响,并对析出相与合金显微硬度之间的关系进行了分析.结果表明,合金铸态晶粒尺寸越小,其固溶效率越高,时效处理时β相的连续析出速度越快;在时效处理过程中,无论铸态晶粒尺寸或大或小,合金的显微硬度值都随着连续析出的β相数量的增加先升高后降低;并且铸态晶粒尺寸越小,其硬度峰值越高,达到峰值所用的时间越短.     

Sc对Ti-Al二元合金组织与显微硬度的影响

采用真空电弧熔炼技术制备了Ti-6Al、Ti-3Al-35c、Ti-10Al以及Ti-8Al-2Sc四种成分的合金，借助X射线衍射技：术(XRD)对铸态合金的相组成进行了分析。将铸态合金分别在β相区、α＋β相区和仅相区的温度下进行真空等温退火10h并进行水冷。借助光学金相显微镜对合金在不同退火态下的组织进行了分析，并用岛津显微硬度计测量了合金的显微硬度。试验结果表明，铸态Ti-Al-(Se)合金的显微组织形貌主要为魏氏组织、双态组织和网篮组织，其主要析出相为Ti-Al和Al3Sc。金属sc的加入明显细化了合金的组织，同时提高了合金中α片层组织的显微硬度。从金属Sc对合金的组织演变的影响上来看，金属Sc的加入具有稳定仅相的作用。经过等温退火处理后的合金其显微硬度高于铸态合金的显微硬度，Al的含量以及金属Sc的添加均对合金基体和片层组织的硬度产生了一定的影响。     

热处理对铸态Al65Cu23Fe12合金组织与性能的影响

采用OM、SEM、XRD等分析方法,研究Al65Cu23Fe12合金在铸态及退火后的显微组织及相结构,并用微氏硬度计测试了其显微硬度。结果表明:铸态下Al65Cu23Fe12合金主要由λ相、β相、准晶I相及微量的θ相组成;经过退火后Al65Cu23Fe12合金组织中相的变化主要表现在β相、λ相的减少及准晶I相的生成与增加,尤其是经过800℃×8h退火,β、λ相完全转化为准晶I相;铸态下Al65Cu23Fe12合金的硬度先随退火温度的升高而增加,当退火温度达到一定值后,硬度又随退火温度的升高而下降,而且温度越高,硬度下降的趋势越大。     

阻燃镁合金AZ91D-0.3Be-RE的研究

研究了添加铍对镁合金AZ91D的阻燃性以及混合稀土对其组织与力学性能的影响.结果表明,铍(Be)可以有效地提高镁合金的起燃温度,含0.3wt?的镁合金的起燃温度提高近300℃,可直接暴露在大气中熔炼.稀土可抑制镁合金AZ91D非平衡结晶的进行,同时也抑制Mg17Al12相的析出,强化了基体;另外花瓣状和短杆状Al4RE相可阻止裂纹的形成,增大合金的断裂抗力,从而使合金的室温抗拉强度在固溶态和时效态下均提高20%;硬度在铸态下提高20%,在时效态下提高30%.由于Al4RE相热稳定性高,使高温抗拉强度在铸态下提高50%,在时效态下提高20%;伸长率在铸态和时效态下均提高100%.     

真空熔铸法制备ZL101A合金工艺及性能研究

针对目前支架、机构箱等汽车用关键零部件采用传统大气条件下熔炼+砂型重力浇注工艺制备的铸件普遍存在铸造缺陷多、综合性能较差等问题,在真空中频感应炉中采用石墨坩埚熔炼+气体保护浇注+金属型凝固工艺制备了ZL101A合金铸锭,分别测试了铸态和经535℃×8 h固溶+180℃×3 h、5h、7h不同时效工艺T6热处理后合金的力学性能,观察了合金微观组织,并同传统大气熔铸工艺制备的合金性能和微观组织进行了对比.结果表明:采用真空熔铸法制备的合金铸态条件下硬度为HB68.5,抗拉强度和伸长率分别为178MPa和4.7％,较之大气熔铸工艺制备的合金硬度提高了2.1％,抗拉强度和伸长率分别提高了9.2％和14.6％;经535℃×8 h固溶+180℃×3 h时效处理后,硬度达到HB117,抗拉强度和伸长率分别达到329MPa和8.5％;铸态合金中初生相α-Al比例较高,共晶相含量较低,Si主要以灰色骨骼状分布在共晶相中.在试验条件下,该工艺制备的合金综合性能优良.     

不同压力下挤压铸造铝铜合金的组织与性能

采用挤压铸造工艺制备出一种新开发的、高强韧铝铜合金.T5热处理状态下其抗拉强度达到433 MPa,伸长率为14%.通过对该合金力学性能及其显微组织的研究表明,铸态和经T5热处理的抗拉强度和伸长率均随压力的增加而增大,在压力为50MPa时达到最大值,但在铸态下,未加压力的铸造合金其硬度高于挤压铸造的合金硬度.随挤压力增加,晶粒明显细化,二次枝晶增加,枝晶间距减小.     

微量元素Cr对Al-13Si-3Cu-2Ni-1Mg-0.5Fe合金微观组织和力学性能的影响

采用惰性气体保护的电阻熔炼技术制备了不同Cr含量的Al-13Si-3Cu-2Ni-1Mg-0.5Fe合金。采用OM、SEM、EDS、XRD、布氏硬度仪和电子万能试验机分析了铸态和热处理态下不同Cr含量合金的微观组织、相组成、硬度分布、室温和高温力学性能。结果表明,添加Cr元素之后,合金中的长针状或片状的β-Al FeSi相逐渐转变成短棒状或汉字状的α-Al FeSi相。随着Cr含量增加,短棒状α-Al FeSi相数量明显增多。添加不同Cr的铸态合金布氏硬度和抗拉强度均较未加Cr的合金轻微减小。经热处理之后,合金硬度和抗拉强度较铸态明显提升;添加Cr元素之后,合金的高温抗拉强度显著提升,Cr含量为0.45%时,合金高温抗拉强度高达129 MPa,较未加Cr的合金(95 MPa)提升了35.8%。     

微量铬强化B10合金形变热处理后的组织及性能

利用真空感应熔炼-铸造工艺制备了微量铬强化的B10合金(即Cu-10Ni-0.3Cr(mass%)合金),并对铸态合金进行固溶、冷变形及退火处理,采用光学显微镜、拉伸测试和四线制测量法等研究了不同处理状态下Cu-10Ni-0.3Cr合金的显微组织、力学性能和电导率。结果表明,铸态Cu-10Ni-0.3Cr合金晶粒为等轴状,晶粒中均匀分布着黑色颗粒状析出相;再结晶退火后合金的组织均匀细小,晶粒内有明显的退火孪晶。铸态合金的导电性最好,电导率为17.15%IACS,900℃固溶2 h后合金的导电性最差,电导率为12.30%IACS。冷轧态(50%变形量)合金的强度、硬度最高,分别为340 MPa、112 HB,延塑性最差,伸长率只有8%;再结晶退火态合金综合力学性能最好;随着退火温度升高,冷轧态合金形变组织逐渐消失,且退火温度愈高,形变组织消失得愈明显,同时晶粒在退火过程中发生长大,最终导致合金强度、硬度降低,塑性增加。