混合方式对受控扩散凝固过共晶Al-Si合金初生硅相的影响

采用受控扩散凝固技术(CDS)制备Al-15％Si(质量分数)合金,研究混合方式对受控扩散凝固Al- 15％Si合金初生硅相尺寸、形貌和分布的影响.结果表明:受控扩散凝固可以明显细化初生硅相,改善初生硅相形貌和在组织中的分布.其中,液-液混合细化效果比固-液混合细化效果好,特别是通过液态纯铝与液态Al-25％Si合金的液-液混合受控扩散凝固制备得到的凝固组织,其初生硅相平均尺寸仅为14μm,且在组织中分布均匀.     

稳恒电场对铝合金初生α-Al的细化研究

通过将稳恒电场作用于固相线以上糊状区和液相区内的Al-9Si合金,研究电场对铝合金凝固组织中初生α-Al形态、尺寸的影响规律。利用XJY-160巡检仪对合金降温凝固过程进行温度测量,同时借助光学显微镜(OM)和图像分析软件Image pro plus对Al-9Si合金进行组织分析。结果表明,随着所加载的电流密度的增大,初生α-Al晶粒尺寸先快速降低而后缓慢降低,电流密度最大值为330mA·mm-2。稳恒电场的Pinch效应和热电磁流体(TEMHD)效应阻止了初生α-Al树枝晶向发达趋势生长。     

受控扩散凝固结合复合变质对高硅铝合金组织和性能的影响

采用受控扩散凝固(CDS)技术结合复合变质剂制备了Al-30%Si(质量分数)合金,研究了CDS和复合变质的机制,及其对合金组织的演变和力学性能的影响。结果表明:由于过冷产生的大量晶核和引发的强制对流,CDS技术可以有效地细化初晶硅。通过在高温熔体中添加含P变质剂,在低温熔体中添加含Sr变质剂,解决了普通铸造中P与Sr不能同时添加的问题,使初晶硅尺寸由原来的超过250μm细化到了24.7μm,共晶硅也由针片状变质为颗粒状。合金的抗拉强度从24.6 MPa提高到了136.76 MPa、断后伸长率从几乎为零增加到了0.82%。     

熔体旋转快速凝固和热挤压制备7075铝合金棒材

采用单辊熔体旋转冷却法,在400～500℃温度下进行热挤压,制得超细晶7075铝合金棒材;然后对其组织、力学性能以及拉伸断口等进行测试和分析。结果表明,采用快速凝固方法能显著地细化晶粒,制备的带材平均晶粒尺寸小于1μm。超细晶带材经热挤压得到的棒材与传统铸造热挤压棒材相比,晶粒得到了显著细化,力学性能更优。随着热挤压温度升高,棒材组织逐渐致密,虽然晶粒有所粗化,但强度和塑性仍有所提升;在挤压温度为500℃时,热挤压棒材获得最优的力学性能,其抗拉强度为517.1 MPa,断后伸长率为23.2%;与传统铸造热挤压相比,抗拉强度提高了12.0%,伸长率提高了51.6%。     

强磁场下电磁振荡对Al-6Si合金初生α-Al相的影响

研究了在稳恒强磁场和低强度工频交变电流复合作用下产生的电磁振荡对Al-6wt%Si合金初生相尺寸分布的影响规律.结果表明：电流密度一定时,随磁场强度增大初生α-Al逐渐向颗粒状组织转变;磁场强度一定且小于4T时,随着电流密度的增加,初生α-Al相的尺寸缓慢增大,分布在大尺寸区段范围内的比例逐步增加;当磁场强度达到4T时,初生相α-Al的大小随电流密度的变化不明显,分布在各个尺寸区段范围内的比例基本上不变化.电磁振荡力的搅拌作用和空化效应是α-Al转变的主要机制.     

浇注温度对7075铝合金组织和力学性能的影响研究

主要研究了7075铝合金铸轧过程中不同浇注温度对铝合金的微观结构和力学性能的影响。结果表明:浇注温度对7075铝合金试样的晶粒尺寸、分布有重要影响。7075铝合金的抗拉强度和屈服强度随着浇注温度升高先增加后降低,当浇注温度为710℃时,试样的抗拉强度达到最大的206 MPa;伸长率随着浇注温度的升高而不断增加,当浇注温度为720℃时达到最高的2.8%。试样的显微硬度在浇注温度为700℃时最高。     

连接温度对Q235/7075铝合金TLP扩散连接接头组织和性能的影响

在开放环境下,用电磁感应加热,氩气保护,以Al-Cu-Si非晶箔作中间层,采用焊接压力为3 MPa、保温时间为5 min,研究了连接温度对Q235/7075铝合金异种材料TLP连接接头组织与力学性能的影响。结果表明,Q235/7075异种材料在连接温度为600℃时形成的TLP扩散连接接头具有较好的抗剪切强度,约为45 MPa。     

热变形温度对7075铝合金显微组织和性能的影响

研究了热变形温度对7075铝合金的显微结构、力学性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明,热变形温度升高能显著减小合金的再结晶体积分数,提高其力学性能和抗应力腐蚀性能。当热变形温度为480℃时,合金中再结晶体积分数约为10%,其抗拉强度、屈服强度均取得最大值,分别为535.1、492.6 MPa。     

固溶处理温度对7075铝合金组织和性能的影响

研究了不同固溶处理温度对7075铝合金组织、显微硬度和力学性能的影响。结果表明,随着固溶温度的升高,合金组织中未溶相先减少后增多,铝合金的显微硬度、抗拉强度和屈服强度先增大后减小。当固溶温度为460℃时,合金中未溶相数目最少,合金硬度值最大(194.1 HV),抗拉强度和屈服强度达到最大值(709和653 MPa)。当固溶处理温度升高时,合金试样的伸长率先减小后增大;当固溶温度为470℃时,伸长率有最小值(4.9%)。     

淬火温度对7075铝合金厚板残余应力的影响

对7075铝合金厚板进行固溶处理后,分别在不同的淬火水温下进行浸没淬火和喷淋淬火。运用X射线衍射法测试淬火板的表面残余应力,利用维氏硬度仪测试板表面显微硬度,研究淬火工艺及水温对铝合金厚板残余应力与力学性能的影响。结果表明:随淬火温度的升高,浸没淬火与喷淋淬火引入的表面残余压应力水平与表面显微硬度迅速下降,且在一定的温度下,前者比后者引入的残余应力水平大40%,而显微硬度仅大7%。     

电磁场对7075铝合金液固相线温度的影响

分别使7075铝合金在磁场强度为0．06T的直流磁场或交流磁场作用下凝固,通过在凝固过程中测定电阻-温度曲线,确定了合金在不同条件下凝固的液相线和固相线温度。试验结果表明：合金在直流磁场中凝固,液、固相线温度均明显降低,液相线温度由未加磁场试样的630℃降低到627．5℃,固相线温度由未加磁场时的520℃降低到510℃,同时结晶温度间隔变大;而在交流磁场中凝固的试样,其液相线和固相线温度均明显提高,液相线温度比没有磁场时升高了7．5℃,固相线温度升高了10℃,并且结晶温度间隔变小。     

扩散焊工艺对7075铝合金焊接接头性能的影响

采用真空扩散焊方法焊接7075铝合金,采用万能试验机测试焊接接头剪切强度,用光学显微镜对焊接接头的显微组织进行了分析。结果表明,焊接接头剪切强度随焊接温度和保温时间的增加先增加后减小,最大值达到156MPa。施加压力有助于接头性能的提高。焊接温度或保温时间较低时,焊接接头界面存在缝隙,随着焊接温度升高,缝隙消失,界面结合良好。     

Al-Si合金力学性能与初生α-Al相数量的相关性研究

采用图像分析仪对细化前后铸态A356铝合金组织中的初生α-Al枝晶数量进行定量分析,建立了A356铝合金的力学性能与初生α-Al相数量之间的关系。结果表明,当Al-5Ti-1B添加量大于0.5%时,组织内形成细小的等轴晶。α-Al枝晶的数量随着细化剂添加量的增加而增加。线性拟合结果揭示了抗拉强度、伸长率、质量参数和初生α-Al数量之间的关系。     

Al-7Si凝固组织初生α相的计算机模拟

采用有限差分法计算Al-7Si合金凝固的宏观传输现象(包括温度场、浓度场);并以此计算结果为基础,耦合局部区域放大法对初生α相的形成与长大进行模拟.同时将α相在空间的生长过程与试样的截面组织联系起来,模拟了截面上初生α相的形貌和析出过程.经试验验证模拟结果与试验结果基本一致.     

区熔式定向凝固技术对7075铝合金微观组织和硬度的影响研究

采用Bridgman定向凝固系统对7075铝合金进行区熔式定向凝固试验,研究了感应加热温度(887～998℃)、拉伸速率(20～50μm/s)对凝固组织及硬度的影响。结果表明,7075铝合金定向凝固后,组织由原始枝晶形貌转变为等轴或近等轴柱状晶;当感应加热温度998℃且拉伸速率40μm/s时,得到的柱状晶形貌稳定,尺寸均匀,硬度最高。在参数范围内拟合的感应加热温度与试样硬度的线性关系式为HB=0.055T+15.5(T为温度)。     

气体温度对冷喷涂7075铝合金涂层性能的影响

目的研究气体温度对冷喷涂7075铝合金涂层性能的影响,以期为制备高性能涂层提供重要参考。方法利用冷喷涂技术,在较高的工作气体压力(5 MPa)下,通过改变工作气体温度(450、500、550、600℃),采用氮气在纯铝基体上制备了大厚度7075铝合金涂层。采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)对涂层组织结构及孔隙率进行了分析测定,用维氏显微硬度法测定涂层硬度,通过拉伸实验测定涂层结合强度,研究了冷喷涂工作气体温度对7075铝合金涂层组织及沉积特性的影响。结果工作气体温度在450～550℃范围时,对涂层组织及力学性能影响有限。当工作气体温度为450℃时,涂层孔隙率为0.14%,显微硬度为117.8HV0.1,结合强度超过55.3 MPa。但过高的工作气体温度并不利于冷喷涂7075铝合金涂层的制备,当喷涂气体温度达到600℃时,涂层孔隙率升高到4.2%。结论仅采用廉价的氮气即可制备高致密度和高结合强度的冷喷涂7075涂层,当主气温度在450～550℃区间时,涂层微观组织和性能随气体温度变化不大,而过高的工作气体温度(600℃)并不利于冷喷涂7075涂层相关性能的提升。     

温度对7075铝合金热变形显微组织演化的影响

采用Gleeble-1500D热模拟机对7075铝合金进行温度范围300～400℃、恒应变速率为1/s的热压缩实验.对热变形后材料的显微组织进行透射电镜观察,研究温度对7075合金热变形过程中的显微组织演化的影响.结果表明:在本实验条件下7075合金的流变应力曲线为动态回复型流变曲线;7075合金的显微组织演变经历由无规则排布的位错演化成胞状组织、亚晶组织、亚晶长大等过程;温度升高,显微组织的演化过程缩短,变形材料的亚晶尺寸增大.     

Al-7%Si凝固组织初生α相的截面组织模拟

通过计算机模拟技术将Al-7%Si凝固组织的初生α相在空间的生长过程与试样的截面组织联系起来，模拟了截面形貌和析出过程。经试验验证，模拟结果与试验结果基本一致。     

Y对A356铝合金半固态初生相形貌的影响

利用低过冷度浇注工艺制备了A356铝合金半固态浆料,研究了稀土Y对合金半固态初生相形貌的影响。采用正交设计方法,优化了A356铝合金半固态初生相形貌的影响因素,通过直观分析与方差分析表明,经稀土Y变质处理及低过冷度浇注获得A356半固态初生球晶的最佳工艺条件:浇注温度为595℃,保温时间为3min,Y的加入量为0.5%。此时其晶粒在铸态下的形状因子为0.7,等积圆直径为49.6μm,其中浇注温度是晶粒形貌和尺寸的最主要影响因素,可信度达到95%;其次是Y的加入量和保温时间。     

受控扩散凝固制备过共晶Al-Si合金及其热力学分析

采用液-液混合受控扩散凝固技术(CDS)制备过共晶Al-20%Si合金,研究高硅合金温度对目标合金组织中初生硅的影响及混合过程中初生硅细化的热力学条件。结果表明:采用液-液混合制备过共晶铝硅合金,可以细化初生硅,初生硅平均尺寸可达到37μm;但随着高硅合金温度的升高,初生硅的平均尺寸增加,板条状和五瓣星状初生硅也增多,当高硅温度超过790℃时,初生硅细化效果丧失。分析得出,只有当混合前两种合金吉布斯自由能的加权平均值小于混合后目标合金在液相线的吉布斯自由能(liquidusfinal,m G=-39.336 6 kJ)时,初生硅才能得到明显的细化。