高CE高强度合成灰铸铁的组织与性能研究

利用废钢、高纯生铁和微量合金化元素制备了2种高CE高强度灰铸铁试样,并研究了其化学成分、金相组织、力学性能和壁厚敏感性,结果表明:2种灰铸铁的铸态单铸试棒的基体组织主要为珠光体+铁素体(少量)+A型石墨(4级);抗拉强度300 MPa,硬度200 HBW。孕育处理后,珠光体体积分数有所增加,石墨片得到适度细化,抗拉强度、硬度值有所增大。壁厚敏感性研究发现:随着壁厚的减小,A型石墨的平均长度逐渐缩短,石墨变得更"窄";孕育处理后,壁厚敏感性变得更好,而且较厚部位的石墨仍然为粗大的片状A型石墨。     

变质和热处理对Al-20%Si合金组织和力学性能的影响

采用P-Cu中间合金和Al-10%RE中间合金对过共晶Al-20%Si合金进行变质处理,研究了变质和热处理对Al-20%Si合金组织和力学性能的影响.结果表明,合金经变质和热处理后,初晶硅尺寸得到明显细化,共晶硅由长针状变为细小的颗粒状,并且其抗拉强度、伸长率、硬度、冲击韧度得到明显改善,特别是当采用复合变质和T6工艺联合处理时,合金的抗拉强度、伸长率、硬度、冲击韧度长分别提高到306 MPa、0.48%、166.7 HB和11.009 8 J/cm2,比未变质铸态合金分别提高了27%、54.8%、37.3%和17.7%.原因在于复合变质与T6处理增加了基体的强度,抑制了裂纹的萌生和扩展.     

铸态及均匀化处理3003铝锰合金的组织和性能

用SEM和EDS等方法研究了细晶铝锭熔铸的3003铝锰合金以及Al-10Ti中间合金、Al-5Ti-1B中间合金细化的3003铝锰合金铸态及均匀化处理状态的组织和力学性能.结果表明,在铸态情况下,由细晶铝锭熔铸试样的晶粒细小、析出相弥散且细小,力学性能最好,尤其是其伸长率明显高于其他试样;均匀化热处理后,试样的析出相发生了球化,且伸长率有所提高,由细晶铝锭熔铸试样的析出相有粗化趋势,其伸长率略低于Al-10Ti中间合金熔配试样,但仍高于Al-5Ti-1B中间合金熔配试样,因此细晶铝锭可取代Al-10Ti、Al-5Ti-1B中间合金来改善3003铝锰合金的组织及性能.     

氩气精炼除气时间对A356合金组织性能的影响

借助真空负压密度仪、OM、XRD、SEM、EDS与力学性能测试,研究了精炼时间对A356合金微观组织与力学性能的影响。结果表明,随着精炼时间延长,熔体密度当量由11.4%降至1.6%,随后增至3.4%。A356合金铸态组织主要由初生α-Al基体、共晶Si相与少量Mg2Si相组成,共晶Si沿晶界均匀分布,经T5热处理后共晶Si相形貌由不规则板片状转变为球状,断裂机制由沿晶断裂转变为韧窝断裂,Si相长度由184μm降至28μm。随着精炼时间延长与试样厚度降低,内部缺陷由缩孔转变为缩松。相同精炼时间下随着试样厚度增加,力学性能持续下降;同一厚度试样,力学性能随着精炼时间的延长先上升后下降,12mm试样铸态与T5态平均抗拉强度、屈服强度、伸长率与断面收缩率分别为206.3MPa、106.0MPa、6.8%、11.2%与281.3MPa、231.6MPa、10.8%、18.9%,断口晶界处Si相颗粒平均尺寸约为8μm。     

热处理对喷射沉积Al-27%Si合金显微组织及力学性能的影响

采用喷射沉积和热挤压致密化相结合的方法制备Al-27%Si合金,研究热处理对合金的组织及性能的影响。利用金相显微镜、扫描电镜和MTS-858型疲劳试验机等手段对Al-27%Si合金喷射沉积挤压态和热处理态的显微组织和力学性能进行观察与测试。结果表明:喷射沉积Al-27%Si合金组织细小均匀,初晶Si均匀弥散地分布在连续Al基体中,无针状共晶硅存在;采用合理的热挤压致密化工艺可以显著消除材料中的孔隙,致密度达到99.5%;热处理能够进一步改善材料的组织,但会降低材料的屈服强度。     

孕育方法对消失模铸造灰铸铁组织性能的影响

针对消失模铸造灰铸铁过程中石墨形态及力学性能不稳定的问题,通过在生产条件下附铸阶梯试样及试棒的方法,研究了不同孕育处理方法对消失模铸造灰铸铁组织和性能的影响。结果表明,浇注过程中进行瞬时孕育并控制孕育量在一个适宜的范围内,可明显改善石墨形态和基体组织,同时力学性能得到提高。瞬时孕育量为0.25%时,可基本消除灰铸铁过冷石墨,同时细化基体,抗拉强度较炉前孕育试样提高15 MPa。     

ECAP路径对Al-10Mg-4Si合金组织及力学性能的影响

采用2A+4BA+2A混合路径对高含量Mg2Si的双相Al-10Mg-4Si合金在250℃进行ECAP8道次挤压来考察其对第二相颗粒分散及合金力学性能的影响,同时与BC路径挤压做对比。对铸态和挤压态合金采用SEM、TEM进行组织观察、室温拉伸试验进行力学性能测试。结果表明,2A+4BA+2A路径挤压使铸态合金组织明显细化、第二相颗粒均匀分布于基体、合金的力学性能显著提高,表明通过ECAP基本路径的组合来实现组织细化兼顾第二相均匀分散来进一步提高材料的力学性能是可行的。     

T6处理对Al-Sr中间合金变质的A356铝合金组织与性能的影响

在传统的A356铝合金中加入Al-10Sr中间合金压铸成型制备新型的铝合金轮毂材料,通过光学显微镜和扫描电镜研究了铸态及T6热处理态A356铝合金的组织及其性能,分析了合金的断裂机制。结果表明:铸态A356合金中铁基化合物主要为β相(Al5FeSi);经T6工艺处理后,共晶Si粒子的边角更加圆润,Mg2Si完全固溶于铝基体中,合金组织得到改善;铸态及热处理态A356铝合金试样的拉伸断口均有大量韧窝存在,合金呈现较好的塑性;但T6热处理态A356铝合金的断口处韧窝与铸态相比更加均匀,合金的塑性提高;合金的断裂机制为韧窝+解理断裂的复合断裂机制。     

制动盘用灰铸铁热疲劳性能的研究

灰铸铁具有优良的导热性、良好的耐摩性,是制动盘的主要材质。对3种碳当量较高的灰铸铁组织及性能进行了测定和分析,采用板状带V型缺口试样,通过循环加热、冷却的方法研究热疲劳性能。结果表明:碳当量比较低、石墨数量少,即使强度和硬度比较高,抗热疲劳性能也较差;当基体以珠光体为主时,碳当量高且含有一定量D型石墨的灰铁抗热疲劳性能好。     

铸态Mg-11Al-1.2Zn-(-0.3Sc)合金的显微组织与力学性能

通过熔炼铸造方法,制备了Sc含量为0.3%的Mg-11Al-2Zn合金,采用X射线衍射、金相观察,扫描电镜及力学性能测试,研究了Sc的添加对铸态合金显微组织与力学性能的影响.结果显示,基体合金中添加Sc后,铸态合金的晶粒明显得到细化,Mg17Al12相的形态与分布得到有效改善,显微组织主要由α-Mg基体相、Mg17Al12相及MgAlSc相组成.力学性能显示,Sc的添加使铸态合金的室温抗拉强度提高了23.7%.     

熔体互混对Al-16%Si过共晶铝硅合金初生Si相形态的影响

采用两种不同熔炼工艺对Al-16%Si过共晶合金进行对比试验,金相组织表明,其中高低温两种熔体互混后Al-16%Si过共晶合金中初生Si相均得到明显细化,经力学性能检测,互混合金在750℃的浇注条件下Al-16%Si合金强韧性最好.分析认为质量不同、成分不同的两种熔体互混导致温度和成分的不均匀性是使Al-16%Si合金初生Si细化的主要因为.     

Sc对Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金铸态组织和力学性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜和能谱分析,研究Sc对Al-9.0Zn-2.5Mg-2.5Cu-0.15Zr合金铸态组织和力学性能的影响。结果表明,添加0.20%-0.60%的Sc,会使合金的铸态组织由粗大的树枝晶变为等轴晶,并使Cu的偏聚减轻,且Sc含量越高,合金铸态组织越细,Sc含量为0.60%的合金铸态组织最细小;随着Sc含量的增加,合金的抗拉强度升高,T6态时,Sc含量为0.60%的合金抗拉强度高达783.9 MPa。从熔体中析出的Al3（Sc,Zr）一次粒子具有与α（Al）基体相同的FCC晶格,晶格常数接近,可有效地细化合金的铸态组织。合金强化机理主要为Al3（Sc,Zr）引起的细晶强化、亚结构强化和沉淀强化。     

Mg-8Li-4Al-0.3Y合金的微观组织与力学性能

利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)等手段系统研究了铸态、固溶处理态和挤压态Mg-8Li-4Al-0.3Y(质量分数,%)合金的微观组织,测试了其室温力学性能。实验结果表明:铸态实验合金主要由α-Mg、β-Li、Al2Y和AlLi相以及MgAlLi_2相组成;固溶处理后合金中在相界处分布的MgAlLi_2化合物相消失,大量AlLi相发生分解并固溶于合金基体中,仅剩下部分尺寸较大的AlLi相。在挤压过程中合金发生动态再结晶,显微组织明显细化,组织更加均匀。固溶处理后合金基体硬度明显高于铸态合金;与铸态相比,挤压态合金的综合力学性能得到大幅提升,其抗拉强度和延伸率分别达到208 MPa和25.1%。     

Sr变质剂对石膏型精铸ZL114A合金组织与性能的影响

通过ZL114A合金熔体添加和未添加Sr变质剂,研究了熔体处理条件对石膏型精铸热处理试样显微组织及力学性能的影响。结果表明,未变质铸态试样力学性能好于变质试样,而未变质热处理试样力学性能稍差,其主要原因在于Si相热变质不太充分。由于变质试样缩松缺陷很难消除,因此,对于ZL114A合金石膏型复杂薄壁件,采用未变质处理不失为一种选项。     

ISO 1083:2004球墨铸铁国际标准解读

本文介绍了ISO 1083:2004标准规定的普通球墨铸铁材料的基本性能,与灰铸铁不同,球墨铸铁的力学性能主要决定于其基体组织。球墨铸铁的化学成分和碳当量控制范围比较窄,因其变化对力学性能影响相对较小。与灰铸铁相比,球形石墨对基体的割裂作用较小,因此球墨铸铁的断面敏感性不太明显。合金元素对球墨铸铁基体组织的形成有影响,从而影响球墨铸铁件的力学性能。可通过热处理的方式使球墨铸铁的基体组织发生转变,从而改善其力学性能。     

A型和D型石墨合金灰铸铁断口形貌对比研究

介绍了D型石墨的合金灰铸铁在国内外的应用情况,以及试验生产A型和D型石墨Cr-Ni-Cu合金灰铸铁的方法,检查结果:A型石墨合金灰铸铁中的石墨较粗大;另外,在化学成分相近的情况下,D型石墨合金灰铸铁具有更高的抗拉强度。分析认为两种合金灰铸铁的断口主要是由于片状石墨解理以及石墨/基体之间的界面分离造成的,其中D型石墨合金灰铸铁断口表面的显微疏松更少,枝晶更发达,这正是其具有更高强度、适于制造液压元件的原因。     

Mg-8Li-4Al-0.3Y合金微观组织与力学性能研究

利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)等手段系统研究了铸态、固溶处理态和挤压态Mg-8Li-4Al-0.3Y合金的微观组织,测试了其室温力学性能。实验结果表明：铸态实验合金主要由ɑ-Mg、β-Li、Al2Y和AlLi相以及MgAlLi2相组成;固溶处理后合金中在相界处分布的MgAlLi2化合物相消失,大量AlLi相发生分解并固溶于合金基体中,仅剩下部分尺寸较大的AlLi相。在挤压过程中合金发生动态再结晶,显微组织明显细化,组织更加均匀。固溶处理后合金基体硬度明显高于铸态合金;与铸态相比,挤压态合金的综合力学性能得到大幅提升,其抗拉强度和延伸率分别达到208 MPa和25.1%。     

热疲劳环境下多元Al-7.5Si-4Cu合金的裂纹萌生扩展

研究了多元Al-7.5Si-4Cu合金在不同热处理状态下的热疲劳性能。结果表明,与铸态试样和淬火+时效热处理试样相比,T6态试样的力学性能最好,微观组织均匀,热疲劳性能最优良。当热循环次数≥10 000时,T6状态与淬火+时效试样由于Si相和A12Cu相的出现降低了裂纹扩展速率,铸态试样由于A12Cu相复熔球的存在导致裂纹扩展速率急剧上升。     

稀土元素La对Al-10Mg合金组织及力学性能的影响

研究了稀土元素La对Al-10Mg合金铸态及固溶处理态显微组织及力学性能的影响。结果表明,La的加入使Al-10Mg合金晶粒组织细化,同时析出Al11La3化合物。经固溶处理后,Al3Mg2相溶解。随La添加量的增加,合金铸态和固溶处理态的力学性能呈先增后降的趋势。添加0.35%的La及435℃×15 h的固溶处理可显著提高Al-10Mg合金的力学性能。     

Mg-Al-Sm系耐热镁合金的显微组织和力学性能(英文)

分析铸态和压铸态Mg-6.02Al-1.03Sm、Mg-6.05Al-0.98Sm-0.56Bi和Mg-5.95Al-1.01Sm-0.57Zn合金的显微组织和相组成,测试其拉伸力学性能与流动性能。结果表明,Mg-6.02Al-1.03Sm合金铸态组织由δ-Mg基体、半连续的δ-Mg17Al12相和高热稳定性的小块状Al2Sm相组成。添加Bi后生成杆状Mg3Bi2相,而添加的Zn固溶于δ-Mg基体和δ-Mg17Al12相中。铸态合金呈现优异的拉伸力学性能,室温时其抗拉强度(δb)和伸长率(δ)分别达到205~235 MPa和8.5%~16.0%,而423 K时分别超过160 MPa和14.0%。压铸态组织明显细化,第二相发生破碎,且弥散分布。压铸态合金呈现更高的拉伸力学性能和优异的流动性能,室温δb和δ分别达到240~285 MPa和8.5%~16.5%,流动长度可达1870~2420 mm。压铸态室温拉伸断口呈现明显的断裂特征。