引入不同Ti源对铝硅熔体中原位TiAl3相合成的影响

采用熔体接触反应法铸造了原位TiAl_3/Al-12Si复合材料,研究了引入不同Ti源(Ti粉、海绵钛颗粒)作为原位反应体系对Al-12Si复合材料中原位TiAl_3相形貌的影响。结果表明:当Ti粉作为原位反应体系参与反应时,生成的TiAl_3相形貌多为针状,横向尺寸约2μm,纵向尺寸为10～150μm,随着加入Ti粉量增加,TiAl_3长径比呈减小趋势;当海绵钛作为原位反应体系参与反应时,生成的TiAl_3相形貌为针状、板片状、块状等,横向尺寸为2～10μm,纵向尺寸为50～300μm,随着海绵钛添加量增加,TiAl_3长径比减小;部分原位生成的Al-Ti间金属化合物为Si原子固溶于TiAl_3中形成的TiAlSi三元相。     

TiC／Al-4．5Cu原位复合材料的相结构特征

采用熔体接触反应法制备了TiC／Al-4．5Cu复合材料,通过光学显微镜、透射电镜等,对TiC颗粒增强Al-4．5Cu原位复合材料的相结构进行分析。结果表明,5％TiC／Al-4．5Cu原位复合材料的主要增强相为TiC;TiC弥散分布在α-Al基体中,与基体结合良好且界面光滑。在5TiC／Al—4．5Cu原位复合材料中TiC呈球形或近球形,颗粒细小,其尺寸约为0．1～0．5μm;而在5％TiC／Al—4．5Cu—XMg原位复合材料中TiC呈规则六边形,颗粒较大,其尺寸约为0．5～0.8μm。     

TiC/A1-4.5Cu原位复合材料的相结构特征

采用熔体接触反应法制备了TiC/Al-4.5Cu复合材料,通过光学显微镜、透射电镜等,对TiC颗粒增强Al-4.5Cu原位复合材料的相结构进行分析。结果表明,5%TiC/Al-4.5Cu原位复合材料的主要增强相为TiC;TiC弥散分布在α-Al基体中,与基体结合良好且界面光滑。在5%TiC/Al-4.5Cu原位复合材料中TiC呈球形或近球形,颗粒细小,其尺寸约为0.1～0.5μm;而在5%TiC/Al-4.5Cu-ХMg原位复合材料中TiC呈规则六边形,颗粒较大,其尺寸约为0.5～0.8μm。     

Al-Si-Cu-Mg-Ni五元合金中不同元素对原位生成TiC的影响

利用接触反应法,制备了不同基体(Al-4Cu,Al-4Cu-12Si,Al-4Cu-0.8Mg,Al-4Cu-2.6Ni,Al-4Cu-12Si-2.6Ni,Al-4Cu-12Si-0.8Mg,Al-4Cu-0.8Mg-2.6Ni)的Ti C颗粒增强铝基复合材料Ti C/Al。研究了Cu、Si、Mg、Ni元素对Al-Si-Cu-Mg-Ni系铸造铝合金中原位生成Ti C_p的影响。结果表明:加入Si元素后,促进了Al_3Ti的大量生成,其组织形貌随Si含量升高从不规则块状六边形逐渐转变为细针状;同时,附着的Ti C逐渐分解消失;加入Cu、Mg、Ni元素后,促进了Ti C颗粒的生成,抑制了Al_3Ti的生成,强化效果明显。     

TiAl_3相对原位TiC/Al-4.5Cu复合材料高温磨损行为的影响

采用接触反应法制备了原位TiC/Al-4.5Cu复合材料,研究了微观组织中TiAl_3相对复合材料100~250℃高温下干摩擦磨损行为的影响。结果表明:高温下原位TiC/Al-4.5Cu复合材料磨损量均随载荷(15~55 N)增加而增加,但含TiAl_3相的复合材料磨损量始终较高。当载荷大于35 N,复合材料存在一个磨损加剧的临界转变温度;含TiAl_3相的复合材料该临界转变温度较低。TiAl_3相的存在降低了复合材料的耐磨性。     

超声空化处理Al-5Ti-1B合金中第二相形貌的演变

研究了超声空化处理对Al-5Ti-1B合金中第二相粒子形貌演变的影响。结果表明,超声空化处理能显著改善第二相粒子的形貌和尺寸。随着超声空化处理时间延长,TiAl_3颗粒平均尺寸减小,形貌由大块状向小块状过渡,最终形成树枝状;TiB_2颗粒由原本在α-Al晶界处的带状聚集转变为基体中的弥散分布,少量附着在TiAl_3的表面。超声处理时间为120s时,第二相粒子形貌最佳,TiAl_3颗粒平均尺寸为19.3μm,TiB_2颗粒平均面积为14.5μm~2。     

铸造Al-4.5%Cu合金熔体中TiCp的合成反应研究

通过预制块在铸造Al-4.5%Cu合金熔体中的自蔓延反应,制备了TiCp/Al-4.5%Cu原位复合材料,分析了TiC形成的热力学及其原位生成过程。试验结果表明,TiCp/Al-4.5%Cu原位复合材料的拉伸性能比基体合金有大幅度地提高;原位反应生成的TiC颗粒呈小圆片状,平均直径0.15μm,与基体结合良好,无界面有害相。提出了一种新的TiC颗粒合成机制:Al依次与Ti、C发生反应生成Al3Ti和Al4C3,同时放出大量的热引发了TiC的生成;Al3Ti和Al4C3作为中间反应产物,由于热力学上的不稳定,最终被TiC取代。     

超声振动法制备半固态TiAl_3/A356复合材料浆料的微观组织演变（英文）

利用超声振动法制备半固态TiAl_3/A356铝基复合材料浆料,利用扫描电镜和X射线衍射技术研究了超声温度,超声时间和超声功率对半固态TiAl_3/A356铝基复合材料浆料的微观组织的影响。结果显示,初生α-Al颗粒的尺寸随着超声温度和超声功率的降低而减小;随着超声时间的增加,先减小后增大。当超声温度为608℃、超声功率为1000 W、超声时间为60 s时,获得的半固态浆料组织中的初生α-Al颗粒形貌较为理想,平均初生α-Al颗粒尺寸为62μm,形状系数为0.8。微观组织演变的机理是空化效应和声流效应引起的形核率和过冷度的增加。此外,原位生成的TiAl_3颗粒有很强的结合α-Al颗粒的能力。     

原位反应温度对TiC/Al-4.5Cu复合材料组织与力学性能的影响

通过预制块在铸造Al-4.5Cu合金熔体中的自蔓延反应来制备TiCp/Al-4.5Cu复合材料,考察原位反应温度对该复合材料组织与力学性能的影响。结果表明,原位反应温度为950℃时所制备的复合材料力学性能较优;TiC颗粒呈小圆片状,与基体结合良好,无其他有害相生成。原位反应温度为900℃和1 000℃时所制备的复合材料组织中都有产生针状Al3Ti的倾向。     

原位生成TiC_P/Fe表面梯度复合材料组织及形成机理研究

利用铸造-热处理工艺原位反应生成了TiC颗粒增强铁基表面梯度复合材料,对该复合材料的组织进行了研究,并深刻剖析了该复合材料组织的形成机理。结果表明:原位合成的TiC增强表面梯度复合材料大致分为三层;每层之间最大的区别是生成的TiC颗粒的大小及形状不同。远离基体侧的反应层接近于大块状的TiC,显然是颗粒基本上没有扩散;反应层与基体结合界面良好、无间隙,结合层TiC颗粒平均大小为2～4μm。因此,各梯度层TiC颗粒的大小决定了此种复合材料的不同层具有不同的硬度、冲击性能、抗拉强度和耐磨性等。     

Al3Ti/A356复合材料微观组织及力学性能研究

采用原位铸造法将Al₃Ti颗粒与铝基体复合可制备出高比强度的Al₃Ti/Al复合材料。原位Al₃Ti相易生成大尺寸长杆状颗粒且易团聚，降低熔体铸造性能并造成铸造缺陷。将超声处理工艺与原位铸造法结合，借助超声的空化和声流效应可有效分散并细化Al₃Ti颗粒，从而制备出组织均匀及性能优异的Al₃Ti/Al复合材料。本文以Al和K₂TiF₆为反应体系，通过超声辅助熔盐法制备出10%Al₃Ti/Al(质量分数)中间合金，在此基础上采用超声辅助重熔稀释法可制备出组织均匀及力学性能良好的5%Al₃Ti/A356(质量分数)复合材料，并对其微观组织和力学性能进行分析。结果表明，向A356基体中加入5%(质量分数)Al₃Ti，能够显著细化晶粒，α-Al平均晶粒尺寸从250μm细化为135μm，降低了46%;T6热处理态复合材料的屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为232MPa、287MPa、...     

超声处理对Al-Si活塞合金组织和力学性能的影响

对不同温度的Al-12Si-4Cu-Mg-2Ni活塞合金熔体进行了超声处理,研究了超声处理温度和超声功率对合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,超声处理细化了初生Si、共晶Si,提升了合金力学性能。熔体温度为720℃时的细化效果优于650℃和690℃。熔体温度为720℃,超声功率为0~1400W时,初生Si的平均等积圆直径从40.73μm减小到23.35μm;共晶Si的平均长度从39.6μm减小到27.1μm;第二相的形态未发生改变;与未超声处理相比,合金的室温抗拉强度和350℃高温抗拉强度分别提高了21.9%和22.8%。     

Mg含量对原位TiC/Al-4.5Cu复合材料微观组织与拉伸性能的影响

采用接触反应法制备了原位TiC/Al-4.5Cu复合材料,借助光学显微镜、透射电子显微镜研究了向基体合金中添加不同含量的Mg对复合材料微观组织和拉伸性能的影响。结果表明:随着Mg的添加量由0.8%(质量分数,下同)增加到2.0%,TiC/Al-4.5Cu复合材料的延伸率下降,而抗拉强度在1.5%Mg时,达到极值。与同等条件下制备的不含Mg的TiC/Al-4.5Cu复合材料相比,抗拉强度提高了17.7%,但延伸率下降了17.9%。TiC颗粒的细化有助于复合材料力学性能的提高,但针状Al2CuMg相的析出阻碍了复合材料塑性的进一步提高。TiC/Al-4.5Cu-Mg复合材料中TiC颗粒尺寸为100nm左右。     

挤压对ZrB_2/6063Al复合材料组织及其摩擦磨损特性的影响

以6063Al-(K_2ZrF_6+KBF_4)为反应体系,原位反应制备了ZrB_2/6063Al铝基复合材料,采用挤压方法对复合材料进行塑性加工。研究了挤压前后复合材料的微观组织变化,以及挤压工艺对复合材料摩擦磨损性能的影响。结果表明:铸态原位内生制得的复合材料,基体晶粒大小为30~50μm,ZrB_2颗粒呈规则的多边形,团聚现象严重。经过挤压加工之后,复合材料晶粒细化,大小为7~14μm,增强颗粒呈有圆边的多边形,分布均匀,尺寸为1~3μm,团聚改善。由于挤压后增强颗粒分布更加均匀,颗粒更加圆钝,使得摩擦后磨痕表面更加平整,各部分凹凸差异减小。摩擦系数随着载荷的增大而减小,载荷为12 N时摩擦系数最小为0.29,相比于原始铸锭复合材料的最小摩擦系数减小了32.4%。挤压后复合材料的磨损体积和磨损宽度均减小,耐磨性也得到了很大的提高。复合材料的磨损机制是以磨粒磨损为主,轻微粘着磨损为辅。     

LSPSF工艺对Al-Si-2Fe合金中富铁相的影响

系统研究了剪切低温浇注式半固态浆料制备工艺(LSPSF)对Al-7Si-2Fe合金和Al-17Si-2Fe合金中富铁相形态的影响,结果显示:普通铸造工艺和LSPSF工艺处理过的Al-7Si-2Fe合金中富铁相均是针状的β-Al5Fe Si相;普通铸造工艺处理的Al-17Si-2Fe合金中富铁相有针状的β-Al5Fe Si相和块状的δ-Al4Fe Si2相,然而经过LSPSF工艺处理富铁相有块状的δ-Al4Fe Si2相和少量的α-Al12Fe3Si2相。文中还讨论了LSPSF工艺对富铁相形态的影响机理。     

TCBp及AlNp对Al-9Si-3Cu合金导热及力学性能的影响

采用B掺杂型TiC粒子(TCB_p)及纳米AlN粒子(AlN_p)对Al-9Si-3Cu合金进行晶粒细化及强化处理,通过光学显微镜、场发射扫描电镜、万能试验机、激光导热测试仪等对Al-9Si-3Cu合金的微观组织、力学及导热性能进行测试和分析。结果表明:以晶种合金形式添加TCB_p及纳米AlN_p后,Al-9Si-3Cu合金的α-Al晶粒明显细化,AlN_p分布于合金共晶区;铸态合金的抗拉强度和伸长率由209 MPa和4.5%提高至228 MPa和7.3%,分别提高了9.1%和62.2%。经180℃时效6 h后,抗拉强度及伸长率进一步提升至239 MPa和9.6%;添加晶种合金并经时效处理后,Al-9Si-3Cu合金的热导率由197.2 W/(m·K)提升至198.2 W/(m·K)。基于TCB_p及纳米AlN_p的协同作用制备了一种高导热高强韧Al-9Si-3Cu合金。     

往复挤压Mg-4Al-2Si-0.75Sb镁合金的显微组织与力学性能

研究了在Mg-4Al-2Si-0.75Sb合金中加入微量Sb及往复挤压对其组织与性能的影响,重点探讨了基体组织和Mg2Si相颗粒的细化机制,分析了Mg2Si颗粒对再结晶的影响规律.结果表明:加入0.75wt%Sb后的Mg-4Al-2Si-0.75Sb合金中形成Mg3Sb2相,能有效细化粗大的α(Mg)基体组织和汉字状共晶Mg2Si相颗粒,并抑制粗大的块状初生Mg2Si相颗粒的形成;Mg-4Al-2Si-0.75Sb合金在往复挤压过程中发生受位错攀移控制的动态再结晶,通过晶界迁移、亚晶合并与转动机制形成了更为细小的α(Mg)再结晶等轴晶;随着挤压道次的增加,动态再结晶速度加快,晶粒尺寸迅速减小;挤压8道次后,α(Mg)基体和汉字状Mg2Si颗粒尺寸分别由铸态时的30 μm和10μm减小到1μm和0.8μm,形成了细小、均匀的α(Mg)等轴品组织;挤压过程中,汉字状Mg2Si依弯曲机制而破碎成块状或条状,条状Mg2Si依短纤维加载机制而破碎成块状,块状Mg2Si依剪切机制发生破碎,并随挤压道次的增加而呈细小、弥散分布;合金的力学性能随往复挤压道次的增加而显著提高.     

Al-TiC中间合金的制备及对AZ91合金铸态组织的细化效果

采用铸造接触反应法制备Al-TiC间合金，EPMA和XRD分析显示，反应温度和保温时间是TiC颗粒原位合成的重要工艺参数，基于热力学计算和动力学分析探讨了原位TiC颗粒的形成机制。在AZ91镁合金熔体中加入0．3％的Al-10％TiC间合金可明显细化晶粒尺寸，由基体合金的107μm降至57μm，降低幅度约为47％。晶粒细化机制可归结为TiC颗粒作为初生α-Mg的异质晶核。     

汽车发动机缸体用Al-Si-X合金的复合铸造工艺研究

在熔炼过程中采用不同振动频率的机械振动辅助搅拌复合铸造工艺进行了汽车发动机缸体用Al-7Si-0.4Mg、Al-7.5Si-4Cu合金的制备,并进行了显微组织、力学性能和耐腐蚀性能的测试与分析。结果表明,随着机械振动频率从20 Hz增大到75 Hz,汽车发动机缸体用Al-7Si-0.4Mg、Al-7.5Si-4Cu合金的平均晶粒尺寸先减小后增大、室温抗拉强度先增大后减小、腐蚀电位先正移后负移;机械振动频率优选为50 Hz。     

电脉冲孕育处理对Al-15Mg_2Si-1Cu合金组织和性能的影响

研究了电脉冲处理参数对Al-15Mg2Si-1Cu合金组织和性能的影响。结果表明,电脉冲处理能够明显减小初生Mg2Si相的尺寸;与未脉冲处理时相比,脉冲处理后Mg2Si相尺寸降低约60%,其中当脉冲电压为500 V时,Mg2Si尺寸最小,约为10μm~30μm;电脉冲处理仅改变了Al-15Mg2Si-1Cu合金中相的形状、尺寸、分布,未改变其相组成;经过电脉冲处理后的Al-15Mg2Si-1Cu合金的力学性能较好,当脉冲电压为500 V时抗拉强度最高,伸长率最高。