粉末热挤压SiC_p/2024铝基复合材料的显微组织和力学性能

利用粉末热挤压工艺制备SiCp/2024铝基复合材料,研究所制备复合材料的挤压态和热处理态的显微组织及力学性能,分析复合材料的断口形貌和断裂类型。结果表明:大部分SiC颗粒和析出的大量细小第二相粒子均匀地分布在基体合金中,部分区域的SiC颗粒存在轻微团聚现象,晶粒沿挤压方向被显著拉长,刚性的SiC颗粒长轴平行于挤压方向分布,形成热加工纤维组织。对复合材料进行T6(490℃固溶75 min+170℃时效8 h)热处理后,复合材料的晶粒比较细小,抗拉强度达470 MPa,主要的析出强化相为S′(Al2CuMg)。挤压比的提高有利于提高SiC颗粒和基体合金的界面结合强度。粉末热挤压法制备的SiCp/2024铝基复合材料热处理后的断裂方式主要有3种:SiC颗粒断裂、SiC颗粒与基体合金的剥离和基体合金的韧性断裂,该复合材料的断裂机制为韧性断裂和脆性断裂共存的混合断裂。     

挤压工艺参数对喷射沉积AlFeVSi合金棒材组织性能的影响

采用雾化粉末-冷等静压工艺和喷射沉积工艺制备快凝AlFeVSi合金坯料,通过透射电镜、扫描电镜、拉伸力学性能测试等手段研究挤压温度、挤压变形系数以及加热时间等工艺参数对喷射沉积AlFeVSi合金组织性能的影响。选择合适的工艺参数,挤压制备了喷射沉积AlFeVSi合金棒材,并以快凝雾化粉末AlFeVSi合金挤压棒材为参考对象,对比分析了喷射沉积AlFeVSi合金棒材室温、高温拉伸力学性能。结果表明,挤压温度不宜高于500℃,否则棒材强度和塑性则会因有粗大块状θ-Al13Fe4相出现而急剧下降。喷射沉积AlFeVSi合金挤压棒材的抗拉强度和伸长率均随挤压变形系数增大而单调提高,当挤压比λ大于16后,抗拉强度和伸长率趋于稳定。选择合适的工艺参数(挤压温度480℃,加热时间3h,挤压比25),可以制备室温、高温力学性能良好的喷射沉积AlFeVSi合金挤压棒材。     

ZK60合金粉末烧结和热挤压后的组织与性能

采用雾化法制得ZK60合金粉末,并用掺胶法制备ZK60合金棒材,研究热挤压后ZK60合金的微观组织、相组成及力学性能.结果表明:合金粉末主要由α-Mg固溶体构成,呈枝晶与等轴晶混合组织,晶粒尺寸5～10μm;在后续热挤压过程中粉末之间结合良好,晶粒进一步细化,同时合金基体中大量析出MgZn_2球形纳米颗粒;经T5(175℃保温12h)热处理后,析出相密度呈增加趋势.挤压变形后材料的屈服强度(σ_(0.2))、最大抗拉强度(σ_(UTS))和伸长率(δ)分别为286.3MPa、337.7MPa及5.6%;随后T5处理可进一步提高强度((σ_(0.2))=300.1MPa,σ_(UTS)=340.5 MPa),增加塑性(δ=12.3%).     

挤压温度对高硅铝合金材料组织与性能的影响

针对应用广泛的低密度．低膨胀、高热导、高比强的高硅铝合金，采用空气雾化水冷与真空包套热挤压工艺相结合的方法，制备了Al-30Si与Al-40Si过共晶高硅铝合金材料，并通过金相微观组织分析、力学性能检测及拉伸试样断口扫描，研究了不同热挤压温度对合金的组织形貌与性能的影响。结果表明：所制备的高硅铝合金材料组织十分细小且Si相均匀弥散分布，随着挤压温度的升高，硅相晶粒增大，挤压温度在370℃～490℃范围内，硅晶粒长大不十分明显，但超过此温度区间有一个明显长大的过程；抗拉强度随挤压温度的升高、合金中Si含量的增加及原始粉末粒度的增大而下降；随着挤压温度的升高，合金材料的断裂方式由韧性断裂方式过渡到韧性与脆性共存的混合断裂方式。     

热挤压对硼化物增强Mg-Li基复合材料组织与力学性能的影响

利用金相显微镜和扫描电镜观察铸态与热挤压态B4C增强Mg-Li基复合材料及其断口的显微形貌,研究热挤压对该复合材料组织和力学性能的影响。结果表明:热挤压加工可有效改善铸态Mg-Li基复合材料中强化相的分布均匀性,显著提高材料的屈服强度、抗拉强度和伸长率;基体合金在热挤压过程中发生动态再结晶,显微组织得到细化;在150~250℃范围内,挤压温度越高,强化相分布越均匀,基体合金的再结晶程度越高,因而复合材料的伸长率越高;200℃下热挤压的复合材料具有较好的力学性能,其抗拉强度为237.5 MPa,伸长率为21.7%,分别比铸态样品提高46.1%和126%。     

文摘

20 0 110 0 1　快速凝固高硅铝合金粉末的热挤压过程/张大童等 / /中国有色金属学报 2 0 0 1,11(1) :6分析快速凝固高硅铝合金粉末热挤压过程中的密度、微观组织和相结构的变化 ,探讨了粉末热挤压成形机理。结果表明 ,快速凝固高硅铝合金粉末的热挤压过程可分为填充挤压和稳态流动两个阶段 ,致密化主要在第一阶段完成。粉末颗粒中初晶硅相受到加热长大和挤压破碎两方面的综合作用。最终的挤压材料中的硅颗粒与原始粉末相比没有明显的粗化。合金的相组成在挤压前后没有发生变化 ,保留了快速凝固合金的组织特征。2 0 0 110 0 2　Ｔｉ/Ａｌ二元…     

无铅易切削铝合金挤压棒材的组织与性能研究

用锡、铋替代铅制备了2011和6026两种无铅易切削的铝合金挤压棒材,并利用光学显微镜、扫描电镜、拉伸试验机和车床等手段研究了这两种无铅易切削铝合金挤压棒材的显微组织、拉伸力学性能与切削加工性能。结果表明:2011铝合金挤压棒材的显微组织由α-Al、CuAl_2、Al_7Cu_2Fe和SnBi共晶相组成,6026铝合金挤压棒材的显微组织由α-Al、Mg_2Si、CuAl_2和SnBi共晶相组成。两种无铅易切削铝合金挤压棒材都具有良好的切削加工性能和拉伸力学性能。2011铝合金挤压棒材的抗拉强度为486.1 MPa,屈服强度为421.5 MPa,伸长率为10.4%;6026铝合金挤压棒材的抗拉强度为358.7 MPa,屈服强度为296.4 MPa,伸长率为13.8%。     

7075铝合金的梯度时效及其温度场模拟

设计一种梯度时效方法及装置,采用不同的时效工艺参数,对7075铝合金棒材进行梯度时效处理,测试合金棒材沿轴向的温度以及抗拉强度与伸长率,通过FLUENT软件模拟,获得梯度时效温度场并建立等温云图和抗拉强度云图。结果表明:7075铝合金棒材梯度时效处理时,其温度沿轴向的分布近似于一维稳态分布;当时效温度从66℃升高到121℃时,合金的抗拉强度从517 MPa提高至599 MPa,伸长率从12%降低至8%。FLUENT模拟不同时效工艺参数下7075铝合金的温度场分布,模拟温度与实测温度的误差ε(K)2%,等温云图和抗拉强度云图与实验结果误差较小,可为梯度时效传热参数的选择提供有力的依据。     

挤压比对Al-7.0Si-1.2Fe-0.3Mg合金热挤压组织和性能的影响

采用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和拉伸力学测试等手段研究挤压比对Al-7.0Si-1.2Fe-0.3Mg合金组织、富铁相形态特征及力学性能的影响。研究结果表明:经过热挤压后,合金中的富铁相和共晶硅由铸造时的狭长板条状转变成均匀的短棒状,圆整度显著提高,但对第二相偏析的改善不明显。随着挤压比的增大,富铁相的破碎、细化效果逐渐增强,其平均等效粒径较铸态合金最大降低58.2%,而圆整度最大提高4.8倍;挤压比对共晶硅粒径影响不显著,但共晶硅的圆整度逐渐提高,最大幅度可达到76.2%。热挤压态合金抗拉强度随挤压比的增加,呈现先增加后降低的趋势,峰值出现在挤压比为40时,抗拉强度与铸态时相近,但延伸率随着挤压比的增大呈近似直线提高,较铸态提高约6倍。热挤压后合金的断裂类型由脆性断裂转变为韧性断裂,其显微硬度分布较为均匀,较铸态降低13.7%～20.6%;随着挤压比的增大,热挤压态合金显微硬度缓慢提高。     

固溶处理对6082铝合金挤压棒材组织与性能的影响

对6082挤压棒材进行不同制度(单级、双级、三级)的固溶处理,通过力学性能测试,并结合高倍晶粒度测试和金相组织分析,研究了固溶处理对6082铝合金挤压棒材组织和力学性能的影响。结果表明:与单级和双级固溶制度相比,6082铝合金挤压棒材采用逐步升温的三级固溶,可以使粗大第二相得到充分溶解,获得较高程度的过饱和固溶体,棒材边缘无明显晶粒长大。时效后的抗拉强度和屈服强度均得到明显提高,其中最佳三级固溶工艺为515℃×45 min+550℃×35min+560℃×10 min。采用该固溶制度时,棒材截面晶粒细小均匀,时效后的硬度为123 HBW,抗拉强度和屈服强度提升到了414 MPa和392 MPa,断后延伸率为11.5%。     

合金元素及均匀化工艺对Al-5Mg合金力学性能的影响

通过在Al-5Mg合金中加入弥散相形成元素,在均匀化过程中能获得均匀细小的弥散相,热变形后能获得细小亚晶结构的组织。力学性能测试结果表明,利用固溶强化、弥散强化和细晶强化等综合方式强化后的铝合金,与传统的5083合金相比,挤压后的抗拉强度提高20%。但铸造过程形成的初晶相(Ti,V)Al3在拉伸和疲劳断裂过程中易成为裂纹源,降低铝合金的延伸率和疲劳寿命。     

包套热挤压Al-25Si-4Cu-Mg合金粉末的微观组织和力学性能

研究了包套热挤压技术制备的Al-25Si-4Cu-Mg合金棒材的微观组织和力学性能,粉末材料来自于喷射成形过程中形成的过喷粉末。研究结果表明,包套热挤压技术可以制备出组织均匀细小、性能优异的Al-25Si-4Cu-Mg合金棒材,有效解决喷射成形所产生的粉末副产品的利用问题。此外,棒材经T6处理后硬度达到92.5 HRB,抗拉强度达到445 MPa。     

连续挤压对Cu-Cr-Zr合金组织与性能的影响

对Cu-0.71Cr-0.04Zr合金热挤压棒材进行连续挤压,得到相同直径的连续挤压棒材,采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)以及X射线衍射仪(XRD)等对该合金在连续挤压前后的组织与物相组成进行观察与分析,并测试合金的抗拉强度与导电性能,研究连续挤压对该合金组织与性能的影响。结果表明,连续挤压后,合金的抗拉强度由228 MPa大幅提高到352 MPa,电导率略有下降,为52.4%IACS。合金经过连续挤压后,(111)晶面上的衍射峰强度大幅提升,粗大的晶粒消失,均匀分布着大量具有一定方向性的亚晶和形变晶粒,平均晶粒尺寸在0.5~1μm之间,夹杂少量平均尺寸约200nm的等轴再结晶晶粒,同时伴有细小的析出相析出。     

气体雾化Al-Zn-Mg-Cu铝合金粉末的形貌及组织性能研究

利用氮气雾化法制备了Al-Zn-Mg-Cu合金粉末,通过扫描电镜、光学显微镜和X射线衍射仪对粉末的形貌及组织特征进行了研究;检测了粉末热挤压法制备的合金棒材的力学性能,并对其断口进行了分析。结果表明:随着粉末颗粒尺寸减小,颗粒形状由以长条形为主转变为以近球形为主。同时,显微组织中的枝晶臂间距减小,晶粒细化效果明显;合金以α-Al相为主,还有少量η-MgZn2平衡相存在。随粉末颗粒尺寸减小基体过饱和度增加,基体相和MgZn2相衍射峰宽化;粉末粒度减小,挤压合金力学性能提高;挤压合金拉伸断口属于韧性断裂。     

高强耐磨稀土高锰黄铜的组织与性能

设计一种用于制造同步器齿环的CuZnMnAlSiFeCeB复杂黄铜合金,利用水平连铸,热挤压和快速水冷的工艺制备合金型材.利用金相显微镜和扫描电镜以及能谱分析的手段研究合金的铸态组织,挤压态组织. 合金铸态组织均匀,无气孔和夹杂等缺陷. 挤压淬火态合金组织为β+少量α+均匀分布强化相. 合金挤压淬火后的性能为抗拉强度783 MPa,断后伸长率5.89 %.      

真空包套热挤压高硅铝合金粉末材料的研究

采用空气雾化水冷 真空包套热挤压工艺制备了高硅铝合金材料，对其进行了粉末形貌扫描、密度测试、金相微观组织分析及力学性能检测。研究了挤压温度等参数对材料组织及性能的影响，并与铸轧态样进行了比较。研究表明：本实验所制出来的高硅铝合金材料具有十分均匀细小且弥散分布的初晶Si相，材料的抗拉强度明显提高；随着挤压温度的升高以及Si含量的增加，初晶硅相颗粒有所增大，抗拉强度有所下降。     

7075铝合金累积叠轧焊组织与性能

为了提高7075铝合金的力学性能,7075铝合金在350℃无润滑条件下进行了5道次的累积叠轧焊实验,通过X射线衍射(XRD)与透射电镜(TEM)分析,研究了7075铝合金在叠轧过程中微观组织的演化规律,利用室温拉伸实验,研究了叠轧道次对7075铝合金力学性能的影响规律,并且采用扫描电镜(SEM)对拉伸断口形貌进行了分析。结果表明:7075铝合金在叠轧过程中材料的组成相η相发生回溶,数量减少;微观组织经历由位错缠结/位错胞状结构向形变亚晶结构转变的过程,5道次后,形成了尺寸小于1μm的亚晶组织;材料的强度随道次的增加而增加,5道次后,其抗拉强度与屈服强度分别达到373.52,315.84 MPa,约为原始合金的1.8倍和3.2倍,同时,延伸率则随着叠轧道次的增加而下降,5道次后,延伸率仅为原始合金的1/3,并且拉伸断裂由韧性断裂转变为脆性断裂。     

变形处理对Zn-0.75Cu-0.15Ti 合金组织和力学性能的影响

中国富锌少铜,作为铜合金替代材料的Zn-Cu-Ti具有安全无毒、质轻价廉等一系列优点,已被广泛应用在机械制造、汽车制造等领域,因此探寻对Zn-Cu-Ti的变形处理以达到优秀的力学性能具有重要意义。本文将热挤压与多道次热轧工艺相结合来制备Zn-Cu-Ti板材,研究变形处理对合金微观组织和力学性能的影响。合金经热挤压变形后,合金晶粒尺寸减小,呈现细小等轴晶状结构,Zn基体中存在CuZn5和TiZn3第二相颗粒,变形后第二相颗粒有所增加。挤压后的合金经轧制变形处理,组织中晶粒存在长大现象,致使晶粒尺寸分布不均匀,第二相数量随着合金变形量增加而增多。轧制变形后,合金的抗拉强度存在一定程度下降,塑性提高,这主要归功于合金板材基体中Cu固溶强化作用的降低和晶粒长大。     

喷射成形7055铝合金锻件的高温力学性能

对喷射成形7055铝合金挤压棒材进行自由锻造及T74热处理(450℃/3 h+475℃/3 h固溶,120℃/8h+160℃/24 h时效),然后分别在室温下、以及加热到100,125,150,175和200℃下保温30 min后进行拉伸试验,待试样冷却到室温后,测定其电导率,观察其金相组织与拉伸断口形貌,研究7055铝合金锻件的室温与高温力学性能以及温度对合金组织的影响。结果表明,热处理后的7055铝合金锻件组织均匀、晶粒细小,并且具有较好的高温稳定性。合金的室温抗拉强度和屈服强度分别为632 MPa和607 MPa,伸长率为14.5%。随温度从100℃升高到150℃,合金电导率基本不变,合金的强度小幅下降;当加热温度从150℃升高到200℃时,电导率显著降低,强度大幅下降。合金的伸长率随温度升高而提高。在200℃下合金的抗拉强度和屈服强度分别为349MPa和335 MPa,伸长率为20%。在100~200℃温度范围内表现出塑韧性断裂特征。     

Gd含量及热处理对Mg-Gd-Zr合金显微组织和力学性能的影响

采用金相光学显微镜(OM),扫描电镜(SEM),能谱仪(EDS)以及X射线衍射(XRD)等手段,研究了不同Gd含量(1%,2%,3%,原子分数)与不同热处理状态(铸态,固溶态,时效态)对Mg-Gd-Zr合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:铸态组织中,Gd元素富集在晶界,随Gd含量增加,共晶组织增多,并逐渐呈网状分布,合金的晶粒逐渐变小。经过535℃,24 h固溶处理,共晶组织分解,残留相主要为富Gd的方块相,数量随Gd含量升高增加,晶粒尺寸比铸态组织长大。再经过220℃,24 h时效处理,合金中析出第二相,晶粒尺寸与固溶态差别不大。合金的抗拉强度,屈服强度和硬度(R_m,R_(p0.2),HB)随Gd含量增加呈上升趋势,断后伸长率随Gd含量升高呈降低趋势。经过535℃,24 h固溶处理,消除了铸造应力,且使合金晶粒长大,降低了合金强度。时效处理后,合金中析出第二相,合金强度升高,且Gd含量越高析出第二相越多,强化效果越明显。拉伸断裂后,铸态合金呈解理断裂,固溶态合金呈穿晶断裂,时效态合金呈沿晶断裂。