等离子表面Cr-Si合金化改善TiAl基合金高温抗氧化性能的研究

利用等离子表面合金化技术,在TiAl基合金表面实现了Cr-Si二元共渗。通过SEM、EDS、XRD检测合金渗层的形貌、合金元素含量与相结构,并研究了合金化处理对TiAl基合金高温抗氧化性能的改善效果。结果表明,合金渗层组成相为Cr3Si及Laves相TiCr2,过渡层物相主要为Al8Cr5与Al3Ti,合金层内Cr、Si元素含量呈梯度分布;经高温氧化后合金渗层表层形成致密CrO2,内层形成连续Al2O3阻隔层,其氧化动力学曲线呈典型的抛物线型。     

铝含量对Mg-Al-Zn-Si-Sb-RE合金的组织和强度与塑性的影响

研究了铝含量对Mg-Al-Zn-Si-Sb-RE镁合金的组织以及室温与150℃下强度和塑性的影响规律。采用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射分析(XRD)手段对合金试样的组织结构和断口形貌特征进行了分析。结果表明,合金中的强化相为Al2Mg17,随Al含量的增加强化相沿晶分布的倾向增加。合金的强度随Al含量的增加而提高,特别是屈服强度,但塑性随Al含量的增加而下降。     

废SCR钛基脱硝催化剂铝热还原重熔制备含铬钛铝基合金的试验研究

首次利用废选择性催化还原(SCR)脱硝催化剂为原料,采用铝热还原—重熔法进行了Ti-Al基合金制备的试验研究,并通过添加不同含量的Cr元素,研究Cr对合金微观组织、物相组成及性能的影响。通过X射线衍射(XRD)和能谱(EDS)分析,发现未添加Cr元素的合金中所观察到的相主要由Ti_(0.8)V_(0.2)Al_3、TiAl_2、Ti_3Al、TiAl等钛铝金属间化合物,Ti_5Si_3、TiSi_2等钛硅化合物,CaAl_4O_7、Ca_2AlSiO_(5.5)等氧化物组成。添加Cr元素可降低高铝型钛铝化合物的形成,减少钙铝氧化物含量,形成含铬元素的Ti_(0.25)Cr_(0.08)Al_(0.67)相,增加Ti_3Al与TiAl类物相的生成。通过Pandat热化学软件的物相衍变计算得出,Cr的添加可大幅度降低Al_3(Ti,V)的相比率,降低一定量的(Ti,Cr)_5Si_3相比率,同时增加TiAl相的形成。硬度测试结果表明,随Cr含量的增加,合金硬度整体呈上升趋势。这可能是由于等轴晶TiAl类物相的均匀分布和(Ti,W)_5Si_3相的减少所导致的。     

铝锂合金高强化成分设计

总结了铝锂合金高强化成分设计的发展过程,综合了课题组主合金元素Cu、Li含量,微合金元素Mg、Ag、Zn及稀土(RE)元素等对Al-Cu-Li系铝锂合金力学性能及析出相影响规律的研究结果。铝锂合金中Cu/Li比例较低时有利于时效时δ′相(Al3Li)析出,但不利于强度的提高;而Cu/Li比增加则有利于时效时T1相(Al2CuLi)及θ′相(Al2Cu)析出,从而有效提高铝锂合金的强度。微合金化元素Mg能有效促进T1相形核析出,加速铝锂合金时效响应速度,提高T1相析出密度,进而提高铝锂合金强度;Mg+Ag及Mg+Zn复合添加能进一步促进T1相析出,提高T1相分布密度;Mg+Ag+Zn三元复合微合金化具有最好的促进T1相形核析出及提高铝锂合金强度的效果。在高Cu/Li比铝锂合金中添加微量RE元素将导致时效时含Cu强化相T1相及θ′相减少,降低铝锂合金强度。铝锂合金高强化成分设计的思路应是在Mg、Mg+Ag、Mg+Zn或Mg+Ag+Zn微合金化基础上,提高Cu+Li总量并保持较高Cu/Li比。     

Al对铸态Mg-9Gd合金组织和力学性能的影响

研究了铸态Mg-9Gd-xAl合金组织及力学性能变化规律.研究表明,当Mg-9Gd合金中添加的Al含量小于1.0％时,晶粒尺寸随Al含量增加急剧减小,而当Al含量大于1.0％时,其细化晶粒效果不明显.添加Al元素后会改变合金中第二相的分布以及形态,随着Al含量的增大,短棒状的Mg5Gd相逐渐减少并最终消失;而Mg-Gd...     

喷射成形Al11.4Zn2.6Mg1.7Cu合金沉积态显微组织分析

利用喷射成形工艺制备了Al1 1 .4Zn2 .6Mg1 .7Cu超高强铝合金材料 ,用金相、SEM、TEM等测试方法对其显微组织进行了分析。研究结果表明 :沉积坯件主要由等轴晶粒构成 ,晶粒平均直径约为 2 3μm ,添加的合金元素Zn ,Mg和Cu呈有规律的分布 ,通过XRD和TEM分析 ,Al1 1 .4Zn2 .6Mg1 .7Cu铝合金沉积坯件中第二相主要包括六方结构的MgZn2 相、四方结构的Al2 Cu相和斜方晶格的Al2 CuMg相。     

Mg对再生铅黄铜C3604合金组织及性能影响

文章针对废杂黄铜直接重熔制备铅黄铜C3604合金,精炼时采用金属镁对合金熔体进行变质处理,研究了金属镁对再生铅黄铜C3604合金组织及性能影响。结果表明,废杂铜重熔制备C3604合金熔体中,Mg元素与Sn、Si、Fe及Al等杂质元素结合,形成Mg2Sn相及富含Sn、Pb、Mg、Si和Al元素的多元素聚集颗粒相;Mg元素还与Pb元素结合,使Pb颗粒相数量减少,其含量不宜过高而使Pb相数量减少,Mg元素含量为0.28wt%时C3604合金形貌组织理想,且产品切削性能较好。     

Mg对Zn--11%Al合金镀层凝固组织及合金层生长的影响

将工业纯铁分别在510℃的Zn-11% Al、Zn-11% Al-1.5% Mg、Zn-11% Al-3% Mg和Zn-11% Al-4.5% Mg合金熔池中进行不同时间的热浸镀,使用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪等仪器设备,研究Mg含量对Zn-11% Al合金镀层凝固组织和镀层中Fe-Al合金层生长的影响.结果表明:Zn-11% Al合金镀层凝固组织由富Al相和Zn/Al二元共晶组成;随着Zn-11% Al-x% Mg合金中Mg含量的增加,合金镀层的凝固组织中逐渐出现Zn/Al/MgZn₂三元共晶、块状MgZn₂相和Al/MgZn₂二元共晶.四种合金镀层中合金层主要由Fe₂Al₅Zn_x和FeAl₃Zn_x相组成,合金层的厚度随浸镀时间的增加而增加,Mg含量的增加使Fe-Al合金层生长速率指数和生长速率降低.在Zn-11% Al合金镀层中Fe-Al合金层形成的初期,可形成致密稳定的Fe-Al化合物层;热浸镀120 s后,扩散通道的移动使Fe-Al化合物层失稳破裂.Zn-11% Al-x% Mg合金中Mg元素可明显推迟液Zn进入镀层中Fe-Al合金层的时间,使Fe-Al合金层更加稳定和致密.      

Cu含量对汽车车身板用Al-1.0Mg-1.0Si-0.6Mn合金显微组织的影响

采用金相、SEM/EDS、XRD等研究了Cu含量对汽车车身用Al-1.0Mg-1.0Si-0.6Mn(in wt.%)铝合金结晶相及合金板材晶粒的影响规律.结果表明:Al-1.0Mg-1.0Si-(0.1~0.7)Cu-0.6Mn合金中主要存在部分可溶的浅灰色不规则条块状Al8(FeMn)2Si和黑色条块状或骨骼状结晶相Mg2Si,及完全可溶的球状或椭球状主要含Al1.9CuMg4.1Si3.3多相共晶产物;随着Cu含量增加,铸态合金中主要含Al1.9CuMg4.1Si3.3的共晶产物数量逐渐增多,而Mg2Si和Al8(FeMn)2Si结晶相变化不明显;同时,固溶后合金板材的再结晶晶粒变得越来越细,尽管Cu含量对合金冷轧板的晶粒尺寸影响不明显.     

粉末冶金Mg-6Al-xZr合金的组织与力学性能

采用机械合金化和粉末冶金技术制备了Mg-6Al-xZr(x=0、3、6、9)(质量分数)合金,研究了Zr含量对合金微观组织以及力学性能的影响。结果表明:550℃烧结态合金的组织由Mg基体、Zr以及Mg17Al12相组成,同时存在大量微孔;随着Zr含量的升高,Mg基体晶粒尺寸以及孔隙均变小,合金显微组织细化;合金的硬度和抗弯强度随Zr含量的增加而提高;650℃复烧后Al元素向Zr颗粒内部扩散并生成中间相Al3Zr,合金的力学性能进一步提高。     

半连续铸造7136超高强铝合金的组织特征及均匀化处理工艺

以半连续铸造7136铝合金为研究对象, 以铸态组织分析为基础, 采用双级均匀化. 结果表明: 与其他7×××系铝合金相比, 7136铝合金铸态组织没有明显的层片状α(Al)+T共晶相的特征, 也没有发现S相的存在. 基体中的弥散相为微米级的圆形或棒状MgZn₂相, Mg元素和Zn元素随着液态合金的凝固, 在Al基体中以MgZn₂相的形式析出, 为了平衡Mg元素和Zn元素的分配系数, Mg元素和Zn元素从液态向固态迁移, 这也是使得晶内Zn元素和Mg元素偏高的原因. 经过462℃, 24 h单级均匀化, 残留相大致消除. 随着均匀化时间的延长, 残留相有减少的趋势, 但作用相对较小. 经过450℃, 24 h+470℃, 24 h双级均匀化, 差示扫描量热法获取的峰值非常小, 晶间除了少量高熔点Al₇Cu₂Fe相残留, Al₂Cu等其他相已基本消除, 均匀化效果显著.      

不同冷速凝固的Mg-9Gd-0.8Al合金固溶行为及组织性能

为了探究Al元素在不同冷却速度下对Mg-9Gd合金组织细化效果及其对后续固溶处理的影响,利用铁模和铜模重力铸造制备了铸态Mg-9Gd-0.8Al合金,之后进行10～50 h的固溶处理。采用OM、SEM、TEM、EDS及XRD等方法研究了冷却速度对Mg-9Gd-0.8Al合金凝固和固溶行为及组织力学性能的影响。结果表明,铁模和铜模制备的铸态Mg-9Gd-0.8Al合金组织均由α-Mg基体、花瓣状(Mg, Al)₃Gd相、细条状Mg₅Gd相和方块状Al₂Gd相组成。铜模相比于铁模冷却速度加快,制备的合金基体晶粒和第二相显著细化,第二相体积分数总量增长幅度达56.1%。2种模具制备的合金固溶10 h后,Mg₅Gd相溶解、(Mg, Al)₃Gd相部分溶解、高熔点Al₂Gd相无变化,晶粒内析出层片状(Mg, Al)₂Gd新相,第二相总量趋于相等。固溶50 h后,(Mg, Al)₂Gd层片相回溶,残余(Mg, Al)     

不同冷速凝固的Mg-9Gd-0.8Al合金固溶行为及组织性能

为了探究Al元素在不同冷却速度下对Mg-9Gd合金组织细化效果及其对后续固溶处理的影响,利用铁模和铜模重力铸造制备了铸态Mg-9Gd-0.8Al合金,之后进行10~50 h的固溶处理。采用OM、SEM、TEM、EDS及XRD等方法研究了冷却速度对Mg-9Gd-0.8Al合金凝固和固溶行为及组织力学性能的影响。结果表明,铁模和铜模制备的铸态Mg-9Gd-0.8Al合金组织均由α-Mg基体、花瓣状(Mg, Al)₃Gd相、细条状Mg₅Gd相和方块状Al₂Gd相组成。铜模相比于铁模冷却速度加快,制备的合金基体晶粒和第二相显著细化,第二相体积分数总量增长幅度达56.1%。2种模具制备的合金固溶10 h后,Mg₅Gd相溶解、(Mg, Al)₃Gd相部分溶解、高熔点Al₂Gd相无变化,晶粒内析出层片状(Mg, Al)₂Gd新相,第二相总量趋于相等。固溶50 h后,(Mg, Al)₂Gd层片相回溶,残余(Mg, Al)₃Gd相发生熔断呈颗粒状,铜模制备的合金第二相颗粒比铁模的更细小。细晶强化和第二相强化使铜模制备的铸态合金性能较铁模制备的合金性能大幅提高,固溶10 h后合金屈服强度提升,伸长率基本不变。固溶处理50 h后,固溶强化、细晶强化和细小颗粒的第二相强化使铜模制备的固溶50 h态合金获得最优性能,屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为141 MPa、234 MPa和22.4%。     

Al-Zn-Mg-Cu系高强铝合金研究进展

简要评述了Zn、Mg、Cu、Cr、Zr等主要元素及稀土对Al—Zn—Mg—Cu系合金性能的影响，介绍了热处理工艺和进展以及制备Al—Zn—Mg—Cu系合金的新技术，指出了现存的问题并展望了发展趋势。     

热等静压Cr3 C2/Ni3 Al复合材料的微观组织及相组成

采用热等静压技术(HIP)在1160℃、100 MPa 条件下制备出 Cr3 C2/Ni3 Al 复合材料,研究了 Cr3 C2/Ni3 Al复合材料的微观组织和相组成。结果表明,Cr3 C2初始颗粒首先溶解成 Cr 和 C 原子,并往基体中扩散;冷却过程中,溶解的Cr和C原子转化为稳定的Cr7 C3结构;由于 Ni3 Al合金中的 Fe易与 C形成稳定碳化物,促使Fe原子从基体中往Cr7 C3结构中发生上坡扩散,并取代Cr7 C3结构中的部分Cr原子形成 M7 C3(M为 Cr、Fe,余同)结构的扩散相。当Cr3 C2初始颗粒较大时,在高温过程中,Cr3 C2颗粒未能全部溶解,而未溶解的 Cr3 C2颗粒芯部在冷却过程中仍保持为Cr3 C2结构。该条件下制备的Cr3 C2/Ni3 Al复合材料主要由Cr3 C2硬芯相、M7 C3扩散相和γ′-Ni3 Al基材相组成,其中Cr3 C2硬芯相和γ′-Ni3 Al基材相通过M7 C3扩散相形成良好的扩散连接;该结构的复合材料磨损后表面Cr3 C2颗粒末发生剥落且沟槽在铬碳化物处发生中断,表现出良好的耐磨性。     

Phase precipitation and segregation behavior of nickel based superalloy GH4151

The element segregation behavior, as cast microstructure characteristics and precipitation phase types of GH4151 alloy were studied by electron probe microanalysis (EPMA), field emission scanning electron microscopy (SEM) and differential thermal analysis (DTA), and the solidification process of the alloy was discussed. During the solidification of GH4151 alloy, element W is segregated to the dendrite cores, elements Mo, Nb and Ti are segregated to the interdendritic regions, and elements Co, Cr, Al are not segregated, elements Nb and Ti are biased more heavily. The core of GH4151 ingot is coarse equiaxed grains, whose main precipitated phases include γ′, MC carbide, η phase, (γ+γ′) eutectic phase and Laves phase. At the end of solidification, low temperature brittle phases such as η phase, (γ+γ′) eutectic phase and Laves phase are formed, which enlarge the solidification range and increase the hot cracking sensitivity of the alloy.     

镍基高温合金GH4151的偏析及相析出行为

摘要：利用电子探针(EPMA)、场发射扫描电镜（SEM）及差热分析（DTA）研究了GH4151合金的元素偏析行为、铸态组织特征以及析出相种类,并对合金凝固过程进行讨论。结果表明：GH4151合金凝固过程中,W元素偏聚于枝晶干,Mo、Nb、Ti元素偏聚于枝晶间,Co、Cr、Al元素几乎不发生偏析,Nb、Ti元素偏析较重。GH4151铸锭心部为粗大的等轴晶,主要析出相包括强化相γ′相、一次碳化物、η相、（γ+γ′）共晶相以及Laves相,其中枝晶间分布的η相、（γ+γ′）共晶相和Laves相为低温脆性相在凝固末期形成,扩大了合金的凝固区间,从而导致合金热裂敏感性增加。     

Effect of erbium on microstructures and properties of Mg-Al intermetallic

The effect of the rare earth element Er on the microstructures and properties of Mg-Al intermetallic were studied in this experiment. Metallographic and X-ray diffraction（XRD） results showed that the microstructures of Mg-Al-Er alloys varied with Er content. The Mg-44Al-0.5Er and Mg-43.8Al-1.0Er alloys were both composed of Mg17Al12 matrix and Al3 Er phase, whereas Mg-43Al-3.0Er and Mg-42Al-5.0Er were composed of Mg17Al12 matrix, Al3 Er phase, and Mg-Mg17Al12 eutectic. The Mg-42Al-5.0Er alloy showed the highest microhardness, and the values remained nearly stable as Er content increased from 1.0 wt.% to 5.0 wt.%. The dispersed second phase Al3 Er caused the grain refinement of the Mg-Al-Er alloy, which was the main reason for the improvement in microhardness. The corrosion resistance of the Er-containing alloys initially increased and then decreased with increasing Er content. All the Er-containing alloys had the ability to suppress hydrogen evolution, which was the main reason for the higher corrosion resistance of the modified alloys than that of the Mg-44.3Al alloy. Considering the higher hardness and dispersity of the Al3 Er phase, Mg-43.8Al-1.0Er exhibited higher wear resistance than the as-cast Mg-44.3Al alloy.     

Study on structure and electrochemical properties of the （LaGdMg）Ni3.35-xCoxAl0.15（x=0-2.0） hydrogen storage alloys

Hydrogen storage alloys(LaGdMg)Ni3.35-xCoxAl0.15(x=0,0.1,0.3,0.5,1.0,1.5,2.0) were prepared by induction melting followed by annealing treatment in argon atmosphere.The effects of partly replacing Ni by Co element in(LaGdMg)Ni3.35Al0.15 on the phase structure and electrochemical properties of(LaGdMg)Ni3.35-xCoxAl0.15 alloys were investigated.Structure analysis showed that the alloys consisted of Ce2Ni7-type(Gd2Co7-type),CaCu5-type,Pr5Co19-type,PuNi3-type phase structure.The addition of Co element obviously reduced the contents of CaCu5-type phase and increased the contents of Ce2Ni7-type phase.However,Pr5Co19-type and CaCu5-type phase obviously increased with the high content of Co.Rietveld analysis showed that the c-axis lattice parameters and cell volumes of the component phases increased with increasing Co content.The electrochemical measurements showed that as the Co content increased,the maximum discharge capacity and the cyclic stability of the annealed alloys both first increased then decreased.The(LaGdMg)Ni3.05Co0.3Al0.15 alloy electrode exhibited the maximum discharge capacity(392.92 mAh/g),and the(LaGdMg)Ni1.85Co1.0Al0.15 alloy electrode showed the best cyclic stability(S100=96.1%).