泡沫铝合金显微组织和压缩力学性能的研究

采用Si、Mg及Cu元素进行合金化处理，制备了几种不同力学性能的开孔泡沫铝，并通过准静态压缩实验，研究合金化对泡沫铝压缩力学行为与吸能特征的影响。实验结果表明：采用Si、Mg及Cu元素合金化处理显著改变了泡沫铝的应力-应变行为与吸能特征，使泡沫铝的屈服强度提高，吸能性大幅度上升。另外，还研究了渗流法制备工艺对泡沫铝微观组织和性能的影响，结果显示由于渗流法制备过程特殊的凝固条件，使得泡沫铝的微观组织比相同成分的铸造铝合金的组织明显粗大。     

高速列车用6008铝合金防撞型材静态压缩实验研究

采用INSTRON 1346材料力学性能实验系统,对高速列车用6008铝合金防撞型材进行压缩实验,加载速度为1mm/s。先研究不同合金成分及热处理制度对防撞型材压缩性能的影响,然后分析了压缩变形的过程及改善其压缩性能的途径。研究结果表明:控制主合金化元素Mg、Si及w(Mg)/w(Si),适量加入Mn、Cr元素,降低杂质Fe元素,加入适量V元素,可改善其压缩性能;另外,对比不同的热处理制度,认为T4状态的型材具有较佳的综合性能指标。     

Al-Cu-Li系铝锂合金的合金化与微合金化

综述了铝锂合金研发历程及成分设计的发展阶段,重点阐述了Al-Cu-Li系铝锂合金中主合金化元素Cu、Li含量对时效析出相类型、力学性能及耐腐蚀性能的影响规律及影响机理,详细论述了微合金化元素Zr、Mn、Mg、Ag、Zn、稀土和In等对Al-Cu-Li系铝锂合金力学性能、耐腐蚀性能及微观组织包括再结晶、时效析出相类型与分...     

石膏型渗流法制备的开孔泡沫铝的压缩行为研究

本文采用可溶石膏型预制块,通过加压渗流的方法制备了泡沫纯铝、泡沫ZL101合金和泡沫ZL102合金,并通过准静态压缩实验研究了3种不同基体材料的泡沫铝的压缩行为及吸能性能.结果表明:通过石膏型渗流法制备的开孔泡沫铝合金的孔隙率可以达到85％～93.5％;泡沫铝基体材料的力学性能对泡沫铝压缩力学性能有重要影响;泡沫ZL1...     

Mg元素对强流脉冲电子束改性后Al-20Si合金表面微观组织及性能的影响

目的通过添加Mg元素改善Al-20Si合金的组织,提升其表面力学性能。方法运用场发射扫描电镜(FESEM)、显微硬度计及多功能材料表面性能试验仪等一系列检测手段,考察Mg元素对强流脉冲电子束改性Al-20Si合金表面效果的影响,及合金表面微观组织和表面力学性能的变化。结果 Mg元素能与硅相形成更细小的Mg_2Si相来细化初生硅相,同时可改善强流脉冲电子束处理后铝硅合金表面产生的微裂纹。材料表面经强流脉冲电子束改性后,所有的衍射峰发生了宽化及偏移。两组合金铝基体的显微硬度随着脉冲数的增加而逐渐递增,Al-20Si合金铝基体的显微硬度由745.5MPa增加到2170.7MPa,Al-20Si-5Mg合金的铝基体显微硬度由1061.3 MPa增加到2403.6 MPa,Mg元素的添加可提高Al-20Si合金的硬度。另外,通过往复摩擦试验发现,Mg元素及强流脉冲电子束都能提高材料的耐磨性。结论 Mg元素能改善强流脉冲电子束处理后Al-20Si合金表面的微观组织,添加Mg元素后,Al-20Si合金表面的力学性能得到提高。     

泡沫ZL104合金中的密度梯度对压缩性能的影响

采用渗流铸造法制备开孔泡沫ZL104合金和泡沫工业纯铝，对制备的两种泡沫铸块中不同部位的密度进行了检测，发现其中存在着自上而下的密度梯度，先凝固与后凝固部位之间的密度差异较显著。另外，对不同密度的泡沫ZL104合金及泡沫纯铝进行了压缩试验，结果表明：密度对压缩力学性能和吸能性具有显著影响；泡沫ZL104合金的密度低于泡沫纯铝，但其压缩力学性能和吸能性均比后者高。     

Si、Cu、Mg元素对ZL101合金电导率和力学性能的影响

采用正交试验方法研究了合金元素Si、Cu、Mg加入量对铸造铝合金电导率与力学性能的影响.结果表明,Si改善合金抗拉强度,但Si作为半导体,严重地减少铝基体的有效导电截面,故而降低合金导电性;Cu和Mg明显提高合金的强度,但其固溶在铝基体中,使得基体晶格畸变增加,电子波的散射几率增加,因而降低合金导电性.经T6处理后,合金的电导率和力学性能得到进一步改善提高.     

高温固相扩散处理对开孔泡沫Fe-Ni力学性能的影响

采用高温固相扩散处理对开孔泡沫Fe-Ni进行合金化,研究了不同处理温度,不同保温时间对泡沫Fe-Ni压缩性能及能量吸收特性的影响。采用扫描电镜(SEM)对合金化后的泡沫Fe-Ni进行形貌观察,并利用线扫描分析合金化前后两种元素的扩散情况;对合金化前后的泡沫Fe-Ni进行了纳米压痕试验和准静态压缩试验,研究了泡沫Fe-Ni网丝硬度、准静态压缩力学行为及其吸能性。结果表明:经高温固相扩散处理后,泡沫Fe和Ni镀层界面上发生了Fe-Ni的互扩散,形成(Fe,Ni)无限固溶体结构;随着温度升高,保温时间增长,Fe、Ni元素分布更趋于均匀化,泡沫Fe-Ni网丝平均纳米硬度值更高。1200℃高温固相扩散2h后泡沫Fe-Ni平台区应力值增加,平台区长度增加。泡沫Fe-Ni吸能能力整体趋势随应变的增加而线性增大。其中,1200℃高温固相扩散保温2h,泡沫Fe-Ni能量吸收值比合金化前提高了31.9%。     

开孔泡沫铝材料静态压缩力学性能与吸能特性

实验研究了开孔泡沫铝材料静动态压缩过程的力学性能和吸能特性.得到了材料在静态压缩下(1.0×10-3s-1)的微观变形特点.用单位体积的吸能W来表征材料的吸能特性,分析了在静态条件下孔径和材料叠加对泡沫铝材料的应力-应变关系和单位体积吸能的影响规律.     

添加Mg和Cu对Al-Fe-V-Si合金组织与性能的影响

采用OM、SEM、XRD、力学拉伸实验、硬度测试等手段研究了单独添加Mg及同时添加Mg和Cu对铸态Al-Fe-V-Si合金及其热挤压棒材显微组织和力学性能的影响。结果表明：添加Mg可以明显细化Al-Fe-V-Si合金的铸态组织，改善铝铁相的形貌与分布，还有利于提高合金的硬度与强度；同时添加Mg和Cu时，Cu部分抵消了Mg的细化作用，但经过热处理后，Mg2Si、Al2Cu和Al2CuMg相的形成，使合金的硬度与强度进一步提高。     

6×××系变形铝合金的合金化原理和生产应用

较系统地叙述了6×××系变形铝合金的合金化原理,生产过程中材料成分、组织和性能之间的关系,主要元素Mg、Si及添加元素Cu、Mn、Cr的作用,杂质元素Fe的影响。介绍了有代表性的工业6×××铝合金的特点,以及生产、应用情况。     

合金元素对SiC/Al双连通复合材料力学性能的影响

采用真空压力浸渗方法制备SiC3D/ZL201A双连通复合材料,借助电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)等分析手段,研究合金元素对SiC/Al双连通复合材料组织结构及力学性能的影响。结果表明:SiC3D/ZL201A界面存在Cu、Mg等元素的偏聚,界面组织结构得到改善;合金元素导致SiC3D/ZL201A压缩强度高于SiC3D/纯铝,弯曲强度低于SiC3D/纯铝;SiC3D/ZL201A失效形式主要表现为界面断裂,SiC骨架呈现脆性断裂,铝合金基体呈现韧性撕裂断裂;合金元素产物通过钝化裂纹,改变裂纹扩展方向,桥联等作用提高复合材料的力学性能。     

小孔径泡沫铝的制备及压缩性能研究

在常规熔体发泡法基础上,采用添加0.5%Mg(质量分数,下同)以降低表面张力;发泡剂400 ℃,6 h+500℃,1 h氧化预处理以协调发泡剂分散均匀性与发泡过程关系;发泡搅拌60s以破碎初始气泡等措施,成功制备出了平均孔径1.3 mm、孔隙率70.5%、结构均匀的小孔径泡沫铝.泡沫铝及Al-9Si泡沫的压缩性能分析表明,随平均孔径减小,泡沫铝的屈服强度、致密化应变和能量吸收能力均明显提高,泡沫铝压缩性能随孔径减小而提高,与泡沫铝的孔结构因素及孔结构均匀性有关.     

6xxx系铝合金表面腐蚀及其防腐的研究现状

6xxx系(Al-Mg-Si)铝合金作为综合性能良好的中强铝合金,因其较小的密度、良好的耐蚀性和成形性等优点,被广泛应用在航空航天、交通运输和建筑机械等领域。然而,该类铝合金在工业应用中依然存在腐蚀问题,造成巨大的经济损失,带来严重的安全隐患。针对这一问题,首先介绍了6xxx系铝合金的腐蚀类型,总结了影响其耐蚀性的影响因素,重点介绍了合金元素对其耐蚀性的影响。已有的研究结果表明:铝合金中的Mg、Si、Cu、Zn等元素显著影响合金的耐蚀性能,过量Si和Cu元素的添加增加了铝合金的晶间腐蚀敏感性;适当地添加过渡族金属元素及稀土元素,可有效改善铝合金的耐蚀性。随后,分析了提高铝合金耐蚀性能的途径,包括改善热处理工艺、优化合金成分及添加复合物等方法,并介绍了几种典型的表面防腐处理工艺,如阳极氧化技术、微弧氧化技术、化学转化膜技术、电镀及化学镀技术。最后总结了以上防护途径存在的一些问题,并指出了耐蚀铝合金的主要发展方向。     

Compressive characteristics of closed-cell aluminum foams with different percentages of Er element

In the present study, closed-cell aluminum foams with different percentages of erbium(Er) element were successfully prepared. The distribution and existence form of erbium(Er) element and its effect on the compressive properties of the foams were investigated. Results show that Er uniformly distributes in the cell walls in the forms of Al3 Er intermetallic compound and Al-Er solid solutions. Compared with commercially pure aluminum foam, Er-containing foams possess higher micro-hardness, compressive strength and energy absorption capacity due to solid solution strengthening and second phase strengthening effects. Additionally, the amount of Er element should be controlled in the range of 0.10 wt.%-0.50 wt.% in order to obtain a good combination of compressive strength and energy absorption properties.     

Compressive properties of aluminum foams by gas injection method

The compressive properties of aluminum foams by gas injection method are investigated under both quasi-static and dynamic compressive loads in this paper.The experimental results indicate that the defo...     

Mechanical and thermo-physical properties of rapidly solidified Al−50Si−Cu(Mg) alloys for thermal management application

Al?high Si alloys were designed by the addition of Cu or Mg alloying elements to improve the mechanical properties. It is found that the addition of 1 wt.% Cu or 1 wt.% Mg as strengthening elements significantly improves the tensile strength by 27.2% and 24.5%, respectively. This phenomenon is attributed to the formation of uniformly dispersed fine particles (Al₂Cu and Mg₂Si secondary phases) in the Al matrix during hot press sintering of the rapidly solidified (gas atomization) powder. The thermal conductivity of the Al?50Si alloys is reduced with the addition of Cu or Mg, by only 7.3% and 6.8%, respectively. Therefore, the strength of the Al?50Si alloys is enhanced while maintaining their excellent thermo-physical properties by adding 1% Cu(Mg).     

Fabrication and compressive behavior of open-cell aluminum foams via infiltration casting using spherical CaCl2 space-holders

The infiltration casting fabrication process based on spherical CaCl₂ space-holders and the compressive behavior including the mechanical performance and energy absorption capacity of open-cell aluminum foams were investigated.Open-cell aluminum foams with different porosities in the range of 63.1%to 87.3%can be fabricated by adjusting compression ratios of CaCl₂ preforms prepared by precision hot-pressing.The compression tests show that a strain-hardening phenomenon always occurs especially for open-cell aluminum foam with low porosity,resulting in the inclining stress-strain curve in the plateau region.The energy absorption capacity of open-cell aluminum foam decreases with increasing porosity when compared at the same strain.However,when compared at a given stress,each foam can absorb the maximal energy among the five foams in a special stress range.Additionally,open-cell aluminum foam possesses the maximum energy absorption efficiency at its optimum operating stress.At this stress condition,the foam can absorb the highest energy compared with other foams at the same stress point.The optimum operating stress and the corresponding maximal energy absorption decrease with increasing the porosity.The optimum operating stress for energy absorption can also be determined similarly when taking into consideration of the lightweight extent of foams.     

Atomic size and chemical effects of alloying elements Cu,Mg and Si on the structure and dynamics of molten 8090-based AlLi alloy

The structural and dynamical properties of liquid Al₉₁Li₉ and Al₉₁Li₉M₃ (M = Cu, Mg, Si) alloys are investigated by means of ab initio molecular dynamic simulation. Pair distribution function analysis suggests that the atomic distances of Li–Li and Al–Li decrease after addition of alloying elements. The additive Cu and Si are manifested surrounded by Al and Li and hardly meet each other owing to the effects of atom size and their negative mixing enthalpy with Li. The topological environments of Al and Li in Al₉₁Li₉ are changed significantly by adding minor alloying elements. The diffusion of Al and Li is hindered by alloying elements, among which Cu and Si play more significant role. Furthermore, the metalloid additive Si illustrates different effects from the metallic additive Cu and Mg on the diffusivity of Al₉₁Li₉ liquid alloys.