富铈混合稀土对工业纯铝中富铁相形貌的影响

研究了不同含量富铈混合稀土变质对含w(Fe)=2%的工业纯铝中富铁相组织形貌的影响。结果表明,w(Fe)=2%的工业纯铝中富铁相呈长针状或蠕虫状,添加稀土使该工业纯铝中的富铁相Al3Fe由长针状变为弥散细小的颗粒状。随着稀土含量的增加,α-Al晶粒逐渐得到细化,Al3Fe尺寸及数量不断减小。添加w(RE)=0.5%的稀土时,α-Al晶粒细化效果最佳,而且富铁相呈细小的颗粒状均匀分布在α-Al基体晶界处。     

3103铝基PS版析出相的第一性原理研究

采用基于密度函数理论(DFT)的全势线性缀加平面波(FPLAPW)的方法,结合JMat Pro软件,研究了3103铝合金PS版凝固过程中的析出相与基体间费米能级差异及其弹性性质等。结果表明:在3103铝基PS版中除α-Al之外,存在的析出相主要有α-Al(Fe,Si)、Al_6Mn、Al_(18)Cr_2Mg_3、Mg_2Si、Al_3Ti,Al_3Zr、Al_2Cu以及Mg Zn_2相;其中Mg_2Si电极电位与Al基体相差最大,最易与基体形成微腐蚀电池,使PS版的耐腐蚀性下降。通过计算各个相的形成热及结合能,表明除α-Al(Fe,Si)相之外,各个相的形成均为放热过程且Al_3Ti、Al_3Zr相结合能最大,结构最稳定。     

基于共晶相量化的6082铝合金的最佳均匀化制度

采用差示扫描量热仪、金相显微镜、扫描电子显微镜及能谱分析等方法,通过对6082铝合金的铸态和均匀化态的显微组织观察和共晶相的量化统计研究,确定了6082铝合金的最佳均匀化制度。结果表明:6082铝合金铸态组织中存在着大量的非平衡凝固的Mg2Si共晶相和β-Al(Mn,Fe) Si相共晶相。经过560℃10 h均匀化后,Mg2Si共晶相溶解入α(Al)基体中,β-Al(Mn,Fe)Si共晶相向α-Al(Mn,Fe)Si相转变。     

DC铸造Al-12Si-0.65Mg-xMn合金中第二相的形成

采用LSCM、XRD、SEM、TEM及其附带的EDS,结合相图分析研究了半连续铸造(DC铸造)Al-12Si-0.65Mg-(0~2.27)Mn(质量分数,%)合金铸锭中的第二相及其形成过程。结果表明,Al-12Si-0.65Mg合金铸锭中存在α-Al、共晶Si、Mg_2Si和p相(Al_8Mg_3FeSi_6),它们分别是在567℃通过L+Al_5Fe Si→α-Al+Si+Al_8Mg_3FeSi_6、555℃通过L→α-Al+Si+Mg_2Si及550~554℃通过L→α-Al+Si+Mg_2Si+Al_8Mg_3FeSi_6反应形成的。当合金中添加Mn时,α-Al枝晶明显细化,同时合金铸锭中出现α-Al(FeMn)Si相;当Mn含量(质量分数,下同)从0.10%增加至2.27%时,α-Al枝晶形貌、尺寸及数量无明显变化,α-Al(FeMn)Si数量增多而尺寸不变;当Mn含量达到1.07%时,合金在647℃通过L+Al_6Mn→α-Al+Al_9Mn_4Si_3反应生成尺寸约80 mm的Al_9Mn_4Si_3,其中溶解了少量Fe形成Al_9(FeMn)_4Si_3,随Mn含量增加其数量增多而尺寸不变;经550℃均匀化处理后,合金中的Mg_2Si相溶入基体消失,共晶Si、p相和α-Al(FeMn)Si相球化成颗粒状,Al_9(FeMn)_4Si_3相形貌、尺寸及数量几乎不变,Al-12Si-0.65Mg-(0.10~2.27)Mn合金基体中析出尺寸约几百纳米的Al_9(MnFe)_2Si_3弥散相粒子,其数量随Mn含量增加而增多。     

硅、锰和富铈混合稀土对工业纯铝铸态显微组织的影响

采用金相显微分析法,研究添加Si、Mn及富Ce稀土对工业纯铝中初晶α-Al晶粒度和富Fe相(Al3Fe)形貌的影响.结果表明,Si、Mn和RE对工业纯铝显微组织的影响和作用机制不同.添加Si起到细化初晶晶粒和增加富Fe相含量的作用;添加Mn几乎没有细化初晶,但是降低合金中富Fe相的含量;添加RE不但细化晶粒,还显著降低富Fe相的含量.就各元素的作用机制进行了探讨.     

新型铝合金的组织与耐磨性能研究

在ZL109合金的基础上,通过调整合金元素的种类与含量,研制了一种新型铝合金。结果表明:与ZL109合金相比,由于Sr的变质作用和Mn的中和作用,新型铝合金中Al Fe Si相消失,而Al Mn Fe Si相的数量则呈增加的趋势;初晶硅的数量减少,共晶硅相由针片状转变为细小的纤维状。合金元素的加入使新型铝合金的组织细化,硬度提高,磨损率降低,耐磨性能提高。     

Si、Mg含量对Al-Mg-Si合金显微组织及显微硬度的影响

通过添加不同含量Si和Mg,研究Si、Mg对Al-Mg-Si合金显微组织与显微硬度的影响。采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和显微硬度计分别对合金的微观形貌、相组成及显微硬度进行测试分析。结果表明：合金中主要有初生α-Al、骨骼状Mg2Si相、板片状共晶Si,还会出现少量的Al9Si、Al8Si6Mg3Fe、Al0.3Fe3Si0.7 和Al0.5Fe3Si0.5。随着Si含量的增加,Al-Mg-Si合金中α-Al枝晶变得细小,初生硅含量增加。随着Mg含量的增加,α-Al枝晶变粗、变大,从α-Al基体和初晶Si中的析出相逐渐明显,Mg2Si强化相聚集长大,同时α-Al初生晶尺寸增大。随着Si含量的增加,Al-Mg-Si合金的显微硬度也随之提高。随着Mg含量的增加,合金显微硬度先增大后减小。     

6061铝合金中富铁相在均匀化过程中的相变机理

采用金相(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)和透射电镜(TEM),研究6061铝合金中富铁相在均匀化过程中的转变和析出行为.结果表明:Mn元素直接参与6061铝合金中富铁相的相变过程,使富铁相由板条状的β-AlFeSi相转变成颗粒状的α-Al(FeMn)Si相,在560℃未发现明显的β-Al5FeSi→α-Al8Fe2Si的相变过程;在均匀化过程中,析出块状Al8Fe2Si相和颗粒状Al167.8Fe44.9Si23.9相,其中,Al167.8Fe44.9Si23.9相的析出速度受β-Al5FeSi→α-Al8Fe2Si的相变过程影响.     

回用铝对6008铝合金挤压型材晶间腐蚀的影响

对添加和未添加回用铝的6008铝合金挤压型材进行晶间腐蚀实验。实验结果表明:回用铝中的化学成分较为复杂,不易被检测,添加了回用铝的铝合金制品中Si、Fe元素含量相对较高,且Al元素整体偏低。铝基体中形成较为弥散分布的含Al、Si、Fe、Mn元素的第二相粒子,在挤压塑性变形过程中和固溶处理过程中有利于抑制再结晶晶粒长大,细化再结晶晶粒。但同时第二相的电极电位较高,与基体中电位较负的Mg_2Si及Al基体形成微电池,加速材料腐蚀速度。     

Si对新型Fe3Al基-石墨合金组织和力学性能的影响

采用熔炼法制备出新型Fe3Al基-石墨固体自润滑材料,研究Si含量对Fe3Al基-石墨固体自润滑材料的显微组织、力学性能以及干摩擦磨损性能的影响。结果表明：Si可以促进C原子在Fe-Al-C液态合金中熔入及凝固过程中的石墨化,对Fe3Al基体有固溶强化作用。随着Si含量增加,C原子的石墨化作用增强,合金的硬度逐渐降低,抗弯强度逐渐增大;但Si合金超过3.5%（质量分数）时,由于Si在Fe3Al基体中的过多固溶,三点弯曲强度明显降低。研究表明,Fe3Al基-石墨合金具有高的耐磨性能和良好的润滑性能,摩擦因数随着合金中石墨面密度的增大而降低,磨损率随Si含量的增加而减小,其中Si含量为3.5%的合金经过900℃、15 h退火处理后,综合力学性能好,其磨损率仅为QT-500球墨铸铁的1/20。     

Mn和Sn对Sr变质、Al-5Ti-B晶粒细化Al-7Si-Mg合金显微组织的影响（英文）

研究Mn与Sn对Sr变质、Al-5Ti-B晶粒细化Al-7Si-Mg合金显微组织的影响。结果表明,合金添加高含量Sr后具有柱状树枝晶结构,Al-5Ti-B晶粒细化剂发生了毒化现象:TiB_2颗粒偏聚在共晶Si区域,并发现Sr金属间化合物在TiB_2颗粒上分布。讨论了Sr毒化现象的机理。此外,添加Mn元素会使合金的富铁相结构从β-Al_5FeSi向α-Al(Mn,Fe)Si转变。随着Mn含量的增加,α-Al(Mn,Fe)Si相从树枝状转变为树枝状分布的小棒状,最终转变为汉字状结构。透射电镜(TEM)观察显示,Mg相对于Si更倾向于与Sn反应,Mg_2Sn在Si/Si界面或Al/Si界面上析出。     

单独或复合添加Al-5Ti-B、Mn和Sn对A356铝合金滑动磨损性能的影响(英文)

研究添加Al-5Ti-B、Mn和Sn对A356铝合金滑动磨损性能的影响。采用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜观察合金的显微组织和磨损表面。结果表明,Al-5Ti-B晶粒细化的合金具有α(Al)等轴晶组织,比未细化合金具有更好的抗磨损性能。另外,Mn元素的添加能使β-Al5Fe Si转变成α-Al(Mn,Fe)Si相,减少裂纹形成的倾向并提高合金的抗磨损性能。A356合金中添加Sn会形成Mg2Sn相,导致合金不能形成Mg2Si析出强化相;同时软化的β-Sn相会降低合金的硬度并最终降低合金的抗磨损性能。     

易拉罐用铝基和铁基材料组织与力学性能对比研究

对比研究了两片式3104铝合金和三片式SPTE质易拉罐罐体材料的组织和力学性能。结果表明,3104铝合金二片式易拉罐的组织主要由α-Al基体,片状Al_6Mn相,亮白块状的Al_8Mg_5相,弥散点状分布的Mg2Si相和破碎骨骼状的A16(Fe,Mn)相构成。另外,还有一些极少量骨骼状的Al(Fe,Mn,Si)和小块状的Al12(Fe,Mn)3Si四元相。SPTE罐MR的组织由铁素体和少量游离的渗碳体构成。3104铝罐体的拉伸性能各项指标远高于易拉罐罐体一般性能要求。SPTE罐拉伸力学性能的各项指标达到铝罐体对材质拉伸性能的要求。SPTE材质最佳工艺是三片式,而铝质最佳工艺是两片式。     

基于CAFE法优化易切削钢9SMn28锰、硅、硫含量

应用CAFE法,模拟了不同锰、硅、硫含量对易切削钢9SMn28凝固组织的影响,并通过热力学计算分析了原因,优化了钢中的锰、硅、硫含量,得出结论如下:Mn含量在0.9%～1.3%时,随Mn的增加,柱状晶减小;当Mn含量从0.9%到1.2%时,晶粒逐渐细化.Si含量在0.02%～0.10%时,随Si的增加,柱状晶略有减小;当Si含量从0.02%到0.08%时,晶粒逐渐细化.S含量在0.24%～0.36%时,随S的增加,柱状晶减小,晶粒逐渐细化.因此,从凝固组织方面考虑,易切削钢9SMn28的Mn,Si、S含量应分别为1.2%、0.08%、0.36%.同时,对优化了的锰、硅、硫含量进行模拟,有效的改善了9SMn28的凝固组织.     

干摩擦与边界润滑下SiC/Al复合材料的摩擦磨损性能

采用机械合金化和热压烧结相结合的方法分别制备了w(Si C)分别为3%、5%、7%的铝基Si C/Al复合材料。研究了Si C/Al复合材料的显微组织和硬度。结果表明:当w(Si C)=5%时,复合材料显微组织最为细小、均匀。随着Si C含量的升高,硬度呈现先增加后减小趋势,且当w(Si C)=5%时,硬度达到最大值57. 75 HB。不同Si C含量铝基复合材料在室温干摩擦和边界润滑两种工况中的摩擦磨损性能表明:随着Si C含量的升高,复合材料磨损率和摩擦因数均呈先减少后增加的趋势,w(Si C)=5%的复合材料的磨损率和摩擦因数均最小,且边界润滑工况中材料磨损率和摩擦因数均小于干摩擦工况的;观察不同Si C含量的Si C/Al复合材料的磨损面及其磨屑形貌可以看出,干摩擦工况中,材料主要磨损机制为磨粒磨损和粘着磨损,而在边界润滑工况中,其主要磨损机制为磨粒磨损和轻微氧化磨损。     

铝合金表面激光熔覆原位自生TiB颗粒增强耐磨涂层的研究

在铝合金LY12表面激光表面熔覆原位自生TiB颗粒增强耐磨涂层.采用SEM、TEM和XRD对涂层的显微组织和物相组成进行观察分析.激光熔覆Al-Ti-Fe-B复合涂层相组成为α-Al,Tib,Al3Ti以及Al3Fe.熔覆涂层的显微硬度随着涂层中TiB含量的增加而明显增加,涂层最高硬度可达900HV0.2.磨损试验结果显示,熔覆涂层的磨损失重随TiB含量的增加而减少.通过对试样的磨损形貌观察,对比分析了涂层与基体铝合金的磨损机理.     

Sr对AZ91镁合金的组织和性能的影响

借助金相显微镜和扫描电镜研究了Sr对AZ91镁合金铸态组织、热处理后的微观组织及其力学性能的影响.研究结果表明,少量Sr(w(Sr)=0.3%～0.5%)加入可显著细化AZ91镁合金的晶粒,但w(Sr)进一步增加到0.8%时,合金晶粒有粗化倾向,合金组织中出现杆状Al4Sr相.经固溶处理后,合金组织中β Mg17Al12相几乎全部溶于α Mg基体中,金属间化合物Mg17Sr2及 Al4Sr部分溶于基体中,时效处理后从基体中析出,分布弥散、均匀.合金的强度和硬度随Sr含量增加,先增大后减小.其力学性能的变化与Sr加入量和晶界上脆性相的数量有关.     

Mn/Fe摩尔比对A356铸造铝合金富铁相形态的影响

在含1.0%Fe(质量分数)的A356铝合金中添加不同含量的Mn,采用OM、SEM、EDS及DSC等分析方法研究Mn/Fe摩尔比对富铁相形态的影响及其规律,探讨添加Mn后A356-1.0Fe合金中物相的凝固顺序。结果表明:随着Mn/Fe摩尔比的提高,富铁相形态的演变顺序为:针状→汉字状→树枝状→星形→多边形状,当Mn/Fe摩尔比超过1.2时可基本消除针状铁相。富铁相中(Fe,Mn)/Si摩尔比随富铁相形态的凝固先后顺序逐渐增加,分别为针状富铁相中(Fe,Mn)/Si摩尔比为0.5~0.7,树枝状和汉字状富铁相中(Fe,Mn)/Si摩尔比为的1.2~1.7,星型和多边形富铁相中(Fe,Mn)/Si摩尔比为1.9。富铁相的平均晶粒尺寸和体积分数随Mn/Fe摩尔比的增加先增加后减小,而后再增加。其中当Mn/Fe摩尔比为1.0时,富铁相的平均晶粒尺寸和体积分数均为最小,与A356-1.0Fe合金的相近。此外,Mn的添加有利于提高共晶相和α(Al)基体相的形成温度,有利于多边形富铁相的形成。     

Mn/Cr复合变质对15%Mg_2Si/再生A356-1.5%Fe基复合材料中富Fe相形态的影响

利用Mn/Cr复合对15%Mg_2Si/再生A356-1.5%Fe基复合材料进行变质处理,利用SEM、EDS、热分析等方法研究Mn/Cr添加量对复合材料中富Fe相形态的影响规律及其机制,并探讨Mn/Cr添加量对复合材料各物相的凝固结晶特性顺序的影响。富Fe相形态随着Mn/Cr添加量的变化而改变,未变质时,富Fe相形态主要为长针状;Cr(1.0%,质量分数)含量较多时,富Fe相形态主要为骨骼状;Cr和Mn含量均为0.5%时,富Fe相形态主要以颗粒状为主,此时变质效果最佳;而当Mn(1.0%)含量较大时,富Fe相形态则主要呈现花瓣状。未变质复合材料凝固结晶顺序为:初生Mg_2Si相(649.8℃)、α-Fe相(629.8℃)、π-Fe相(618.3℃)、Al+Mg_2Si共晶(578.3℃)、Al+Mg_2Si+Si三元共晶(556.7℃);随着Mn含量的不断增加,富Fe相的初始形核温度与基体形核温度差增大,其形核生长时间增加,Fe相尺寸不断增大,数目相对减少。     

无钴LaNi4.1Al0.3Mn0.4Si0.2Fex (x=0~0.4)储氢合金性能

采用电弧熔炼制备LaNi4.1Al0.3Mn0.4Si0.2Fex(x=0~0.4)储氢合金,借助XRD、SEM等分析LaNi4.1Al0.3Mn0.4Si0.2Fex合金的晶体结构和相组成,并研究合金的电化学性能。结果表明:合金主要由LaNi5单相组成,当x≥0.1时,在LaNi5主相上分布着些许灰色的第二相。随着LaNi4.1Al0.3Mn0.4Si0.2Fex(x=0~0.4)合金中Fe的加入量增加,合金最大放电容量由295.4mAh/g(x=0)降低到278.2mAh/g(x=0.4),活化次数也由10次增加到18次。同时合金200次循环后的容量保持率却由66.85%(x=0)提高到93.33%(x=0.4)。