稀土La对AlSi7Cu2Mg合金组织与性能的影响

制备了不同La含量的AlSi7Cu2Mg合金,通过显微组织观察,拉伸性能测试,研究了La含量对AlSi7Cu2Mg合金组织与力学性能的影响。结果表明,添加0.3wt%的La对AlSi7Cu2Mg合金的组织细化效果最好,稀土La含量达到0.5%时,AlSi7Cu2Mg合金组织中出现富La相,割裂基体,影响合金力学性能。随着La含量的增加,铸态和热处理态的AlSi7Cu2Mg合金抗拉强度和伸长率均先增加后降低。当La含量为0.3wt%时,合金试样的拉伸强度达到最大值,当La含量达到0.5wt%时,合金拉伸强度明显降低。     

Ce、Cu含量对Al-Cu-Ce合金组织与性能的影响

为了开发含Ce铝合金,采用挤压铸造工艺制备了不同Ce含量的Al-Cu-Ce合金,研究了Ce、Cu含量对Al-Cu-Ce铸造铝合金微观组织与力学性能的影响。结果发现,在低Ce含量的Al-Cu-Ce合金中,随着Ce含量增加,合金常温和高温性能均降低,铸造性能改善,Cu和Ce反应形成了共晶Al_8Cu_4Ce相,Al_2Cu相的数量减少,固相线温度提高。在高Ce含量的Al-Cu-Ce合金中,Cu和Ce反应形成了初生和共晶Al_8Cu_4Ce相,初生Al_8Cu_4Ce相因密度大造成偏析。当Cu、Ce的含量分别为14%、5%时,经T6处理后,室温抗拉强度和伸长率分别为368MPa、3.0%,在350℃时抗拉强度和伸长率分别为78MPa、19%。     

高压开关壳体用高强铸造铝合金的研究

为了提高高压开关壳体用铸造合金的材质水平以满足超高压大容量输变电设备对壳体材料性能的要求,进行了高强铸造铝合金的研究。试验在AlSi10Mg合金的基础上,主要考查了合金元素Cu及变质剂RE、Sr对合金热处理后力学性能的影响。试验结果表明:RE变质可同时提高AlSi10Mg合金热处理后的抗拉强度和伸长率;合金元素Cu提高合金的抗拉强度,但使得伸长率大大降低;在加入1%RE变质的同时复合加入Sr变质剂,可在进一步提高合金性能的同时,明显提高合金的伸长率。在含1%Zn、0.15%Ti的AlSi10Mg合金Cu含量3%时,复合加入1%RE和0.015%Sr变质,热处理后的力学性能可达到:σb=370MPa,δ5=2%,可以满足目前对高压开关壳体性能的要求。     

电磁低压铸造对AlSi7Cu2Mg合金性能的影响

试验研究了电磁低压铸造AlSi7Cu2Mg合金的力学性能,并与重力铸造的进行了对比分析。结果表明,电磁低压铸造AlSi7Cu2Mg合金,其抗拉强度平均值为322MPa,伸长率平均值为4.66%,与重力铸造相比,分别提高了4.89%和23.94%。     

Zn、Mg、Cu和Fe对Al-Ni共晶铸造合金组织与性能影响

为开发以Al-Ni共晶体系为基础的铸造铝合金,采用砂型铸造、挤压铸造工艺,对比研究了Zn、Mg、Cu和Fe等元素对Al-Ni合金的微观组织、热分析曲线和力学性能的影响。研究发现,Zn、Mg加入到Al-Ni合金中形成了具有时效强化作用的Al_2Mg_3Zn_3、MgZn_2相,而不与Ni反应形成新的第二相;Cu、Fe分别与Ni反应形成了大量的Al_3CuNi相、Al_9FeNi相。Zn、Mg和Cu的加入减少了共晶相的数量,增大了凝固区间,使Al-Ni合金的铸造性能下降,而Fe的加入缩小了凝固区间,使Al-Ni合金的铸造性能提高。对比力学性能发现,Zn、Mg是Al-Ni合金中最有效的强化元素,优于Cu、Fe。     

Cu含量对大应变轧制Al-Cu-Mg合金微观组织及力学行为的影响

采用光学金相显微镜、X射线衍射、拉伸试验、扫描电镜、透射电镜等技术,研究Cu含量对Al-Cu-Mg合金微观组织及力学性能的影响。结果表明:铸态Al-Cu-Mg合金中存在明显的树枝晶,沿晶界分布着大量块状S(Al_2CuMg)和θ(Al_2Cu)析出相。均匀化退火处理后,非平衡低熔点相基本熔入基体,晶间组织分布趋于均匀。大应变轧制变形后,3种Al-Cu-Mg合金中均得到典型的纤维状组织,合金中的第二相主要为S(Al_2CuMg)相、θ(Al_2Cu)相和T(Al_(20)Cu_2Mn_3)相,沿晶界呈连续而均匀分布。经时效处理后,3种Al-Cu-Mg合金均表现出优异的综合力学性能,Cu含量为2%(质量分数)时,Al-Cu-Mg合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为507 MPa、430 MPa和10.3%;合金的力学性能随着Cu含量的增加呈递增趋势,当Cu含量为4.5%时,Al-Cu-Mg合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为644 MPa、547 MPa和10.5%。     

超声振动和加压制备Al-5.0Cu-0.6Mn-0.6Fe铸态合金的组织和力学性能（英文）

采用金相显微镜(OM)、扫描电镜及能谱(SEM-EDS)、图像分析和拉伸试验等测试方法,研究超声振动(UT)和施加压力(P)耦合作用对铸态Al-5.0Cu-0.6Mn-0.6Fe合金组织和力学性能的影响。结果表明:P+UT工艺对α-Al、富铁相和Al_2Cu的形貌和尺寸有明显的影响,促进α-Al的形貌由树枝状向球状结构转变,明显地降低α-Fe、Al_6(FeMn)和Al_2Cu相的尺寸。P+UT工艺也有助于减少经常出现在挤压铸造中的双峰组织,也能有效地降低晶界偏析。P+UT工艺制备合金的最佳力学性能为抗拉强度268 MPa,屈服强度192MPa,伸长率17.1%,分别比未经过处理的合金高64%,59%和307%。     

Mn含量对挤压铸造Al-5.0Cu-0.5Fe合金显微组织和力学性能的影响(英文)

采用拉伸性能测试、光学显微镜、扫描电镜和定量金相测试手段研究Mn含量对不同压力下挤压铸造Al-5.0Cu-0.5Fe合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:当挤压压力为0MPa,Mn/Fe质量比达到1.6时才能将针状β-Fe相(Al7Cu2Fe)完全转变成汉字状α-Fe相(Al15(FeMn)3(CuSi)2)。而对于挤压铸造,当挤压压力为75MPa时,在Mn/Fe质量比为0.8时就可以将β-Fe相完全转变成α-Fe相。挤压铸造合金中需要的Mn含量较低,即Mn/Fe质量比较小,这主要是由于在挤压压力下富Fe相的细化以及相比例的减少。然而,加入过量的Mn将导致合金力学性能的下降,这是因为过量的Mn将导致α-Fe相的增多及这些多余的硬脆相导致的孔洞增多。     

Fe含量对Al-5.2Zn-1.7Mg-0.5Cu合金显微组织与力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜和拉伸试验机,研究了Fe含量对Al-5.2Zn-1.7Mg-0.5Cu合金显微组织与力学性能的影响。结果表明:当添加w(Fe)=0.1%时,Fe元素在合金中主要以块状Al_6(CuFe)相形式存在,通过弥散强化可以提高合金的强度;当w(Fe) 0.2%后,Fe在合金中主要以针状Al_3Fe相形式存在,针状Al_3Fe相会割裂铝基体,使合金的抗拉强度和伸长率随着Fe含量的增加而逐渐下降。     

Si含量对挤压铸造Al-5.0Cu-0.6Mn-0.7Fe合金显微组织和力学性能的影响

采用拉伸性能和硬度测试、光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪等手段研究不同Si含量对挤压铸造Al-5.0Cu-0.6Mn-0.7Fe合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:当挤压压力为0时,随着Si含量的增加,凝固后期形成的富铁相阻止液相补缩,形成缩松组织,导致合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率都下降;当挤压压力为75MPa时,随着Si含量增加,缩松组织消失,虽然细小和分散的α-Al15(Fe Mn)3(Si Cu)2相和Al2Cu相数量增多,但Al6(Fe Mn Cu)相消失,有利于晶界强化和阻止裂纹的扩展,使得合金的抗拉强度和屈服强度增加;虽然富铁相数量的增加使得合金伸长率降低,但挤压铸造工艺减缓了伸长率降低的趋势。当挤压压力为75 MPa和Si含量为1.1%(质量分数)时,合金的综合力学性能最好,其抗拉强度为232 MPa,屈服强度为118 MPa,伸长率为12.4%。     

挤压铸造Al-5.0Cu-0.6Mn-0.5Fe合金的显微组织和力学性能

采用拉伸性能测试、定量金相分析、扫描电镜等手段研究挤压铸造Al-5.0Cu-0.6Mn-0.5Fe合金的显微组织和力学性能,分析挤压压力对合金的力学性能和显微组织的影响。结果表明:当挤压压力从0增大到75 MPa时,合金的抗拉强度(σb)和伸长率(δ)都显著增加。当挤压压力为75 MPa时,铸态合金的抗拉强度为298 MPa,伸长率达17.6%;经T5热处理后,合金的抗拉强度为395 MPa,伸长率为14.2%。当挤压压力从0增大到75 MPa时,α(Al)二次枝晶间距减小了69%,θ相(Al2Cu)和富Fe相的体积分数略有降低,针状β-Fe相消失,同时晶界处汉字状α-Fe相由连续的汉字状变成分散、细小的骨骼状。     

合金元素在铝合金汽车结构件铸件的研究现状

汽车结构件常用铸造铝合金主要分为Al-Si系和Al-Mg系,综述了添加合金元素提高合金性能的常用手段。对于Al-Si系铸造铝合金,Si不仅可以提高铸造性能,还可以抑制针状Al_5FeSi相的形成;Mg和Cu是主要的强化元素,可以形成Mg2Si相、Al_2Cu相和Q-Al_5Cu2Mg8Si6相;Mn和Mo主要抑制针状富铁相生成;V、Ti和Zr可以细化晶粒,从而提高力学性能。对于Al-Mg系铸造铝合金,当Si含量较高时,如Magsimal誖-plus(Al Mg6Si2MnZr)合金,Mg2Si相为主要强化相,为了避免针状富铁相的生成,Fe含量要求极低;当Fe含量较高时,如Castaduct誖-42(Al Mg4Fe2)合金,主要依靠Mg元素固溶在Al基体,并形成Al-Fe共晶相提高合金强度,Si元素为杂质元素,可以减少针状Al-Fe-Si相的生成。     

Sc对Al-Zn-Mg-Cu系铸造铝合金组织与性能的影响

研究了添加x％Sc (x=0.15,0.30,0.45)对Al-6.0Zn-2.8Mg-1.9Cu试验铝合金金属型铸造组织和室温及200～300℃高温力学性能的影响.研究表明,Sc可以有效改变合金基体α(Al)相的尺寸和形态,并对合金共晶组织有明显的变质作用,同时可以有效去除合金组织中的Al7Cu2Fe含铁相,从而提高试验合金的室温抗拉强度.当Sc添加量为0.45％时,合金的室温抗拉强度最高可达510MPa.但Sc对合金的室温塑性影响不大.当Sc添加量为0.30％时,合金的高温瞬时抗拉强度明显提高.     

Mg-4Al-xNd铸造合金的组织与性能研究

采用金属型重力铸造获得Mg-4Al-xNd(x=0、1、2、3,质量分数,%)合金试样,采用光学金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪分析了合金的显微组织和相组成,并测试了其拉伸力学性能、硬度和导热性能。结果表明,Mg-4Al铸造合金的微观组织主要由α-Mg和β-Mg_(17)Al_(12)组成;添加1%的Nd后,形成针状和树突状Al_(11)Nd_3新相;添加2%～3%的Nd后,出现另一颗粒状新相Al_2Nd,β-Mg_(17)Al_(12)数量减少至完全消失。添加Nd可以有效提高合金的力学性能和导热性能,其中Mg-4Al-2Nd合金表现出最佳的综合性能,室温抗拉强度、伸长率、硬度(HV)和导热系数分别为209 MPa、15.0%、48.8和69.5 W/(m·K),与Mg-4Al合金相比分别提高了9%、30%、6%和13%。     

Fe含量对挤压铸造Al-Zn-Mg-Cu合金组织和力学性能的影响

采用不同压力的挤压铸造方法制备了不同Fe含量的Al-7.1Zn-2.4Mg-2.1Cu合金,研究了Fe含量和压力对挤压铸造合金组织和力学性能的影响,并重点分析了合金的断裂行为.结果 表明:铸态下,合金中富铁相为汉字状A16 (CuFe),T4热处理后,富铁相A16(CuFe)部分转变为富铜的Al7 Cu2 Fe相.相比重力铸造合金,挤压铸造高铁含量Al-7.1Zn-2.4Mg-2.1Cu合金力学性能得到显著的提升,降低了富铁相的危害,这主要归因于压力作用下组织细化和铸造缺陷的减少.75 MPa压力下,含铁量为0.55 mass％的合金经T4热处理后的抗拉强度为464 MPa,屈服强度为325 MPa,伸长率为8.9％.     

RE对Al-10Sr中间合金组织的影响及在Al-Si合金中的应用

研究了不同稀土元素(RE)添加量对Al-10Sr中间合金组织的影响以及新型Al-10Sr-RE中间合金在Al-Si中的应用。结果表明:在Al-10Sr中间合金的基础上添加稀土(RE)元素能明显改善Al-10Sr中Al_4Sr相的形貌,即随着RE含量增加,Al_4Sr的形貌由针状向块状转变,当RE添加量达到4%(质量分数)时,Al_4Sr相完全成为块状。最佳RE添加量为4%,由此成功制备出了Al-10Sr-4RE中间合金变质剂。对Al-20Si合金的实际应用表明,初晶硅晶粒尺寸分布趋于均匀,晶粒较普通Al-10Sr变质剂减小1倍。     

挤压铸造Al-5.0Cu-0.6Mn-1.0Fe-1.0Ni合金的高温力学性能

采用拉伸性能测试、光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、电子探针、X射线衍射等研究了T7热处理态的挤压铸造Al-5.0Cu-0.6Mn-1.0Fe-1.0Ni合金的显微组织及力学性能,重点研究了挤压压力对合金高温力学性能的影响。结果表明:当挤压压力从0 MPa增加到75 MPa时,合金的高温力学性能明显提高,但抗拉强度和屈服强度的增加值随温度升高而逐渐减小。挤压压力可以消除合金中的缩松,抑制合金中针状Al7Cu2Fe相的形成,使块状Al7Cu2Fe相及Al9FeNi相分布更为弥散,并形成联通的骨骼状结构。但是,挤压压力也使合金晶间热稳定性好的富铁相数量减少,同时,细化合金晶粒及二次枝晶,增加晶界数量。     

丝材成分对电弧增材Al-Cu合金组织及力学性能的影响

针对电弧增材制造Al-Cu合金力学性能非均匀问题,采用不同成分的丝材研究了Cu含量及Fe、Si杂质含量对热处理后成形组织及力学性能的影响。结果表明:Cu含量低(5.3%,质量分数),α(Al)基体中固溶Cu含量不足,成形试样屈服强度显著降低,Cu含量适中(5.8%～6.5%),成形组织中残余少量θ相(Al_2Cu),对塑性影响较小,成形试样强度提高;在Cu含量适中、Si含量较低(ω(Si)0.08%)时,随着Fe含量增加,成形组织中残余的块状或条状α(Fe)相增加,α(Al)基体中固溶Cu含量减少,成形试样屈服强度降低;在Cu含量适中,Fe、Si含量较高时(0.15%),成形试样层间形成的针状β(Fe)相增加,垂直方向塑性显著降低;严格控制丝材中Fe、Si杂质含量(Si少于0.08%,Fe少于0.15%),Cu含量适中(5.8%～6.5%),成形试样无明显各向异性,平均抗拉强度、屈服强度、断后伸长率分别超过440 MPa、300 MPa、10%。     

微量Zr对AlSi7Cu2Mg组织和性能的影响

为提高AlSi7Cu2Mg合金的力学性能,对铝液采用复合精炼,并利用电磁泵低压铸造,研究了Ti、B、Zr合金元素对AlSi7Cu2Mg合金显微组织和力学性能的影响.结果表明:Ti、B使合金晶粒细化,改善显微组织;Ti、B、Zr可以提高合金的抗拉强度和伸长率;加入质量分数分别为0.12%Ti、0.024%B、0.15%Zr时,可显著提高AlSi7Cu2Mg合金的力学性能.     

镁含量对手机中框用压铸Al-10.5Si-5Zn-xMg铝合金组织和力学性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、差热分析仪(DSC)和拉伸性能测试等手段,研究了不同Mg含量铸造Al-10.5Si-5Zn-xMg合金的微观组织和力学性能。结果表明,当Mg含量从0增加到0.8%时,合金中α-Al枝晶的面积分数略有增加,促进了少量块状硅相的析出,且其数量和尺寸逐渐增加;富铁相的形态由细小的紧凑颗粒状α-Fe和针状β-A_(15)FeMnSi转变为粗大的骨骼状Al_(15)(Fe,Mn)_3Si_2相,并且添加超过0.35%Mg后还出现了与共晶硅颜色接近的π-Al_8Mg_3 (Fe,Mn)Si_6富铁相,但富铁相的面积分数随Mg含量的增加变化不明显,此外Mg含量增加还促进了初生Mg_2Si相的析出,其形态由短棒状向粗大的汉字状转变。合金在Mg含量为0.5%时综合力学性能最佳,抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为265 MPa、204MPa和4.8%。