ZL205A合金热处理工艺研究

对Z1205A合金的热处理工艺进行了系统的实验研究。根据实验数据得出如下结论：金属型铸件固溶处理速度很快，时效温度对时效速度影响很大；进行固溶处理时在边界条件完全相同的情况下，壁厚不同造成的铸态组织差异对固溶处理有很大的影响；在充分固溶的情况下，壁厚不同对时效影响不大。     

反重力铸造对ZL205A合金充型性能及凝固组织的影响

以“⊥”型和棒状试样为例,研究了反重力条件下,铸造工艺参数对ZL205A合金铸件充型性能和凝固组织的影响。结果表明,对于平均壁厚小于3 mm的薄壁铸件,由于差压铸造充型过程比低压铸造平稳,所以铸件成形更好,但无法成形尖角结构;提高浇注温度或铸型预热温度,均能使差压铸造薄壁ZL205A合金铸件的充型性能得到改善,且提高浇注温度效果更明显。与低压铸造相比,差压铸造可显著细化ZL205A合金晶粒度,适当提高浇注温度与铸型温度,均能进一步细化晶粒,且提高浇注温度使晶粒细化效果更显著。对于有一定截面厚度的ZL205A合金铸件,差压铸造时,当截面厚度超过一定量时,充型性能受铸型温度及浇注系统设计的影响较小,提高铸型温度,铸件产生孔洞类缺陷的几率显著增加。     

凝固压力对ZL205A铝合金补缩及组织性能的影响

研究了在其他铸造工艺条件相同的情况下,不同外界凝固压力对ZL205A试样的致密度、微观组织和力学性能的影响。结果表明,随着外界压力的增加,铸件的致密程度和力学性能逐步提高,显微疏松程度显著降低。当凝固时外界压力达到3.0 MPa时,试样致密度达到99.5%,力学性能稳定性显著提高。     

稀土元素钇对ZL205A合金铸态组织与性能的影响

向ZL205A合金熔体中加入不同含量的稀土元素钇,在同样条件下进行熔炼、浇注。利用光学显微镜、扫描电镜、能谱及热分析,研究钇对ZL205A合金铸态组织、性能及凝固过程的影响规律。结果表明,钇能使铝-铜合金的铸态组织得到细化并且对第二相θ-Al2Cu相具有变质作用;热分析表明不同含量钇均使得ZL205A合金的共晶温度下降,并缩小其凝固区间。加入少量稀土钇(0.05%)后,合金铸态性能有所提高,继续增加钇含量得到的合金铸态力学性能与原料ZL205A合金力学性能相同,钇含量达到0.3%时,合金晶粒细化效果最好,此时力学性能又有进一步改善。     

ZL205A合金热处理工艺研究

研究了ZL205A合金在538±5℃保温14 h固溶处理后,在155℃下时效时间对其强度、塑性和微观组织结构的影响。结果表明:试样的抗拉强度和硬度随着时效时间的延长先增加后减小,而伸长率先减后增。时效8 h时试样硬度达到峰值(134.9 HBS),此时抗拉强度为475 MPa,伸长率为3.24%。     

Gd对ZL205A合金显微组织和力学性能的影响

研究了不同质量分数Gd对ZL205A合金铸态及T6态显微组织和力学性能的影响.采用光学显微镜、荧光光谱仪和电子探针对制备的试样微观组织和元素分布进行分析,并利用电子拉伸试验机对铸锭的力学性能进行测试.结果表明:微量稀土元素Gd能细化ZL205A合金的晶粒,并与合金中的其他元素形成新相,能提高合金铸态和T6后的力学性能;当Gd加入量为0.06％时,综合力学性能最优,铸态时抗拉强度为192MPa,伸长率为11.1％;T6态时抗拉强度达到421.1MPa,伸长率为10.2％.但当Gd添加量过多时,合金的组织与性能均产生恶化.     

添加微量Y对ZL205A合金组织和性能的影响

采用OM、SEM和XRD研究了添加微量稀土元素Y对ZL205A合金的流动性及T6热处理前后的微观组织和力学性能的影响,并检测了合金的流动性。结果表明,当Y质量分数达到0.2%和0.3%时,合金的晶粒细化效果相对较好,随着Y含量的增加,θ相从沿着晶界的网状分布逐渐向局部团聚,合金的抗拉强度和屈服强度降低;微量Y会使ZL205A合金的流动性降低;Y质量分数为0.3%的ZL205A合金在T6处理后,合金的抗拉强度和延伸率均大幅度提高;热处理能够降低合金中的成分偏析并能够改善材料的组织形态,促使合金具有相对较好的综合力学性能;添加微量Y以后,晶界上的难熔化合物Al Cu Y促使晶粒内部的θ相数量减少,是造成合金力学性能降低的重要原因。     

ZL205合金的组织与性能研究

利用光学显微镜及透射电镜分析了ZL205合金铸态和热处理态的显微组织、相组成及分布。研究发现ZL205合金中。铸态组织是由α-Al固溶体与在晶界上或枝晶间分布的间断或连续共晶体所组成的。合金在T6处理时。抗拉强度随时效时间的增加先升高、后降低，时效8h后抗拉强度最高达到488．2MPa，伸长率则随时效时间的增加而降低。     

添加微量Er、Zr对ZL205A合金组织性能的影响

通过向ZL205A合金中分别添加质量分数为0.05%,0.15%和0.25%的Er、Zr元素,研究了不同含量稀土元素在热处理前后对合金微观组织和性能的影响。结果表明,添加微量Er、Zr元素可以有效改善液态合金的流动性,细化晶粒,并促进θ相在晶界交汇处团聚;当Er、Zr添加量为0.15%时,铸态材料的力学性能较原始合金有大幅度降低,而T5处理后强度达到358 MPa,维氏硬度达到1070 MPa,延伸率2%,综合性能相对最好;T5处理能够促使合金组织和成分均匀,同时使溶质原子充分扩散,在变形过程中阻碍位错运动和亚晶界的迁移,对延伸率造成不利影响。     

砂型铸造ZL205A合金组织与力学性能的研究

研究了砂型铸造ZL205A合金在铸态和热处理(T6)态下合金的显微组织和力学性能。结果表明：铸态ZL205A合金基体相为α(M)固溶体，枝晶间和晶界上有α(M)、θ(Al2Cu)相和Cd相的共晶组织。晶界处存在θ和T(Sl2CuMn2)相的混合组织。另外，还有少量的灰色块状ZrAl3相、条状Al3Ti相分布在α固溶体上。合金中添加的少量Ti、V、Zr和B等元素，可有效地细化晶粒。T6固溶处理时，θ相和Cd相溶入α固溶体中，二次T相呈弥散小质点析出，组织中还存在片状Al3Ti的偏析物和未完全溶解残留在晶界上的Al2Cu相。合金(T6)抗拉强度随温度的升高呈下降的趋势，合金在不同温度下均为延展性断裂，韧性非常好。     

熔体过热处理对过共晶Al-Si合金微观组织的影响

研究了熔体过热处理对于含12.6％、15％、18％和25％Si的过共晶铝硅合金组织形貌的影响.熔体过热处理温度范围600～1100℃,恒定冷却速度为3.5 K/s,利用CAZ-2MAY金相分析软件测试了初晶硅的粒子形貌、尺寸分布、初晶硅粒子的体积百分含量及形状因子.结果显示,随着熔体过热处理温度的升高,初晶硅粒子的微观组织形态发生变化,初晶硅粒子尺寸呈现持续减小的趋势,有明显的变质效果;初晶硅体积分数呈现小幅度的降低.     

ZL101合金等温熔体处理中组织演变的研究

研究ZL101合金在液相线附近进行等温熔体处理时,其凝固组织形态的演变规律.在600～620 ℃之间不同的温度下对ZL101合金保温40 min处理,研究合金中初生α相的形态随温度改变而演变的过程;并在600 ℃下对ZL101合金进行保温不同时间,研究保温时间对初生α相的形态的影响.结果表明,随着保温温度的降低,初生α相逐渐由发达的树枝晶到蔷薇状枝晶,最后转变为粒状晶;在600 ℃保温40 min,可得到尺寸较小、分布均匀、接近球状的颗粒状初生α相;在600 ℃下保温时,随着保温时间由20 min延长到40 min,初生α相的形态经历了由不规则的枝晶到均匀的粒状等轴晶的转变过程.     

熔体过热处理对AZ91D镁合金组织与性能的影响

采用自制的电阻炉研究熔体过热温度对AZ91D镁合金凝固组织和力学性能的影响规律。结果表明:AZ91D镁合金的铸态组织随着熔体过热温度的提高由树枝晶形态向等轴晶转变,晶粒尺寸逐渐减小,超过850℃后晶粒尺寸变化不大。AZ91D镁合金的抗拉强度、条件屈服强度和伸长率均随熔体过热温度的提高呈先增大后减小的变化趋势,力学性能在850℃时达到最大值。DSC分析表明,提高熔体温度使凝固开始点温度降低,凝固区间缩小,临界晶核半径减小,增加了熔体中的过冷度,提高了熔体中非均匀形核率,是镁合金晶粒细化的主要原因。熔体过热温度的提高导致共晶温度提高,使共晶相粗大。     

ZL205A合金偏析缺陷研究

介绍了ZL205A合金大型环体铸件带状偏析、云雾状偏析、线性偏析及白点偏析的宏观形貌、微观结构及化学成分.带状偏析、云雾状偏析、线性偏析组织的化学成分都是Al2Cu共晶,属于共晶偏析;白点偏析组织是富集大比重金属的混合物,属于比重偏析.解决共晶偏析需要从铸造工艺上进行调整,建立合理的凝固顺序;解决白点偏析需要从熔炼工艺上进行调整,减少大片、块重金属的来源,以及防止重金属元素沉降、聚集、长大.     

变质处理对ZL114A合金组织和性能的影响

利用光学显微镜研究了Al-10%Sr变质剂对ZL114A合金组织的影响。采用T6工艺对金属模铸造的ZL114A合金进行了热处理,并对其拉伸性能进行了测试与分析。结果表明,最佳变质处理工艺为Sr元素的加入量为0.03wt%～0.05wt%,保温时间为30min;Sr元素变质能够明显提高ZL114A-T6合金的抗拉强度和伸长率,当添加0.03%Sr时,抗拉强度和伸长率分别从230 MPa和1%上升到最大值305MPa和8%。