电磁搅拌制备的Al-5Ti-1B对6061铝合金显微组织和力学性能的影响

采用电磁搅拌连续铸挤工艺制备Al-5Ti-1B晶粒细化剂,研究了Al-5Ti-1B添加量对6061铝合金显微组织与力学性能的影响。结果表明:添加质量分数为0.1%的Al-5Ti-1B,6061铝合金的显微组织从171μm的粗大枝晶细化成平均直径为70μm的等轴晶,合金的抗拉强度提高了26.47%,伸长率提高了50.91%。随着Al-5Ti-1B的质量分数从0.1%逐渐增加到0.5%,6061铝合金的晶粒进一步细化,抗拉强度和伸长率进一步提高,但晶粒细化效应逐渐减弱。当Al-5Ti-1B添加量为0.5%时,6061铝合金被细化为平均直径为37μm的等轴晶,合金的抗拉强度和伸长率分别为243 N/mm2和10.5%。与未添加Al-5Ti-1B的6061铝合金相比,抗拉强度和伸长率分别提高了42.95%和90.91%。     

Al-Sr变质剂对Al-18Mg_2Si合金微观组织和力学性能的影响

研究了不同质量分数Al-Sr变质剂对Al-18Mg2Si合金的微观组织和力学性能的影响。结果表明,随着Al-Sr变质剂质量分数的增加,Mg2Si相尺寸减小,同时出现从交联状Mg2Si相向正方形Mg2Si相的转变。但仅改变了相的形状、尺寸、分布,未改变其相组成,依然为Al和Mg2Si两相结构。经过Al-Sr变质剂处理后的Al-18Mg2Si合金的硬度、强度、伸长率均高于文献的性能指标。当变质剂质量分数为0.2%时抗拉强度最高;当变质剂质量分数为0.6%时,伸长率最高。     

Al-3B变质共晶铝硅合金的显微组织与力学性能

采用Al-3B中间合金对不同温度Al-12.6Si合金熔体进行变质处理。结果表明:当变质温度相同时,随着Al-3B加入量的增加,Al-12.6Si合金中α(Al)相的面积分数呈现先增大后减小的变化趋势,当Al-3B加入量为0.4%(质量分数)时,α(Al)相面积分数达到最大值35.6%。当Al-3B加入量为0.4%时,随着变质温度的升高,Al-12.6Si合金中α(Al)相的面积分数也呈现先增大后减小的变化趋势,当变质温度为700℃时,合金组织中α(Al)相的面积分数最大。与未变质Al-12.6Si合金相比,在700℃时经0.4%Al-3B变质处理后,Al-12.6Si合金的抗拉伸强度和伸长率分别提高12%和64%,变质处理后合金的综合力学性能得到明显提高。     

Mg含量对轨道车辆Al-7Si-xMg铝合金显微组织与力学性能的影响

为改善轨道车辆用Al-7Si-xMg铝合金的显微组织和力学性能,以Al-Si铝合金为基体,通过在凝固过程中进行超声振动制备不同Mg含量的Al-7Si-xMg铝合金,利用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、万能试验拉伸机研究了Mg含量对显微组织和力学性能的影响。Mg元素在Al-7Si-xMg铝合金中主要以Mg2Si相的形式均匀分布在晶界处。随着Mg含量的增大,α-Al相尺寸、长宽比和二次枝晶臂间距先减小后增大,硬度和抗拉强度先增大后减小,伸长率不断减小,当Mg含量达到1.5%时,α-Al晶粒尺寸最小,呈现为椭球状,硬度和抗拉强度最大。Al-7Si-xMg铝合金力学性能的提升是因为细晶强化和Mg2Si颗粒强化的共同作用,过量的Mg导致Mg2Si相粗化,使得力学性能降低。适量的Mg含量可适当改善Al-7Si-xMg铝合金的显微组织和力学性能。     

Fe含量对铸造铝合金导热和力学性能的影响

采用重力铸造制备了5组Al-9Si-0.2Mg-xFe(x=0.1、0.4、0.6、0.8、1.0,质量分数,%)合金。通过金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)等手段,考察了Fe含量对合金的微观组织、导热性能及力学性能的影响。结果表明,当Fe含量从0.1%增加到1.0%时,合金中的含Fe相逐渐从汉字状的π相转变为长针状的β相,且相尺寸从几μm增加到100μm以上;相应的合金的热导率降低了6%,抗拉强度降低了11.7%,伸长率降低了66%。当Fe含量超过0.6%时,降幅明显增大。     

Zr元素对过共晶Al-6.2Fe合金组织与高温力学性能的影响

研究了Zr元素对过共晶Al-6.2Fe合金组织和高温力学性能的影响。结果表明,Zr元素对过共晶Al-6.2Fe合金中的初生Al3Fe相具有良好的变质作用。随着Zr元素添加量的增加,初生Al3Fe相的平均颗粒尺寸由176μm逐渐减小到28μm,其形貌也由粗大的针片状逐渐转变为细小的短棒状和颗粒状。随着Zr元素添加量的增加,合金的高温力学性能逐渐提高。当添加0.4%的Zr元素时,合金300℃的高温抗拉强度和伸长率分别为147 MPa和1.85%,较未变质合金性能明显提高。     

铜含量对近共晶Al-11.6Si合金组织与性能的影响

在近共晶Al-11.6Si合金中,添加不同含量的铜,通过对比合金的组织、流动性、耐腐蚀性、力学性能等参数,研究铜含量对近共晶Al-11.6Si合金组织与性能的影响,确定合金中铜的最佳添加量。研究表明,随着铜含量的增加,合金中Al₂Cu相体积分数不断增加,尺寸不断增大;合金流动性呈现递增的趋势;腐蚀电流密度和腐蚀速率不断增大,耐腐蚀性能逐渐下降;合金抗拉强度呈现先增大后减小的趋势,当铜含量为3%时,合金铸态和T6热处理后的抗拉强度达到最大值,分别为257 MPa、330 MPa,伸长率则不断减小。     

Mn对高铁铝硅合金中铁相形态和力学性能的影响

研究了不同锰铁比[ω(Mn)/ω(Fe)＝0、0.5、0.8、1.1和1.4]对高铁铝硅合金ZL102[ω(Fe)＝1.2%]中铁相形态和力学性能的影响.研究发现,合金组织中铁相呈粗大针状,添加Mn能将其变成汉字状,且随着锰铁比的增大,合金中的汉字状铁相逐渐增多,而针状铁相的数量则减少许多,尺寸变小.但是Mn不能完全抑制针状铁相的出现,而且锰铁比的提高,增加了合金组织中铁相的含量,导致合金力学性能降低.在本试验条件下,随着锰铁比的增加,试样的抗拉强度、伸长率均呈现先升后降的趋势.当w(Mn)/w(Fe)＝1.1时,合金的抗拉强度和伸长率均达到最大值,分别为157.7 MPa和1.22%.     

RE对Al-10Sr中间合金组织的影响及在Al-Si合金中的应用

研究了不同稀土元素(RE)添加量对Al-10Sr中间合金组织的影响以及新型Al-10Sr-RE中间合金在Al-Si中的应用。结果表明:在Al-10Sr中间合金的基础上添加稀土(RE)元素能明显改善Al-10Sr中Al_4Sr相的形貌,即随着RE含量增加,Al_4Sr的形貌由针状向块状转变,当RE添加量达到4%(质量分数)时,Al_4Sr相完全成为块状。最佳RE添加量为4%,由此成功制备出了Al-10Sr-4RE中间合金变质剂。对Al-20Si合金的实际应用表明,初晶硅晶粒尺寸分布趋于均匀,晶粒较普通Al-10Sr变质剂减小1倍。     

P和La对Al-20Mg_2Si合金凝固组织及力学性能的影响

研究了0～0.75%的P、La以及0.5%P和0.5%La复合处理对Al-20Mg_2Si合金凝固组织和力学性能的影响。结果表明:P、La及其复合变质均可改善合金的凝固组织和力学性能。随着P或La加入量的增加,合金中初生Mg_2Si相的尺寸都先减小后增大,转折点均为0.5%,同时组织中出现了Mg_3(PO_4)_2P和Al_(11)La_3相;在复合处理条件下,初生Mg_2Si相的尺寸最小,比未变质时减小了63.7%。合金的力学性能均与初生Mg_2Si相的尺寸对应,随P或La加入量的增加,力学性能先增加后减小。复合处理时,合金力学性能最优,其抗拉强度和伸长率分别比未变质试样提高了40.5%和159%。     

RE对铸造Al-Zn-Mg-Cu合金组织和力学性能的影响

采用金属型铸造方法,制备了不同RE含量的Al-4.5Zn-1.0Mg-0.8Cu合金.利用力学性能测试、OM、SEM及EDS等分析测试手段,研究了RE对Al-4.5Zn-1.0Mg-0.8Cu合金微观组织和力学性能的影响.结果表明,随着RE加入量的增加,合金的抗拉强度和伸长率均呈先增大后减小的趋势.在试验范围内,加入0.12％的RE(质量分数)时,合金具有最优的综合力学性能.加入适量RE可明显减小合金二次枝晶间距.RE主要偏聚在晶界和枝晶界处,以AlZnMgCuRE相形式呈短棒状存在.加入过量RE会对合金产生过变质作用,增大合金二次枝晶间距,AlZnMgCuRE相呈粗大的块状,割裂作用增加,降低合金的力学性能.RE还促进了Mg和Zn在Al中的固溶,增强了固溶强化作用.     

Al-3P变质Al-Si合金的组织与力学性能（英文）

在740℃下采用Al-3P作为变质剂对Al-Si合金进行变质处理。利用光学显微镜、Image Pro Plus 6.0软件、扫描电镜和万能电子试验机研究硅含量(7、8、9、10和11,质量分数,%)及变质剂Al-3P加入量(0、0.1、0.3、0.6、1.0和1.5,质量分数,%)对合金显微组织与拉伸性能的影响。结果表明,当变质剂加入量为0.6%时,随着硅含量的增加,变质Al-Si合金中初晶α(Al)相的面积分数增加较多,这一结果可以通过Al-3P的变质引起非平衡共晶点的变化来解释。当合金中硅含量一定(Al-10Si)时,随着变质剂加入量的增加,Al-10Si合金中初晶α(Al)相面积分数先增加后减少。当添加0.6%Al-3P中间合金时,初晶α(Al)相的面积分数达到最大值。与未变质的Al-10Si合金相比,当加入0.6%Al-3P中间合金进行变质处理后,合金的抗拉强度和伸长率分别提高了2.3%和47.0%,拉伸断口呈现出明显的韧性断裂特征。     

稀土元素Nd对近共晶Al-12Si合金显微组织与力学性能的影响(英文)

研究稀土元素Nd(0~0.4%,质量分数)对近共晶Al-12Si合金显微组织与力学性能的影响。结果表明:在0.3%Nd改性的Al-12Si合金中形成一种亚微米或纳米尺寸的Al2Nd相。在Al-12Si合金中添加稀土元素Nd能显著细化合金中的α(Al)相,粗生硅相转变为细小颗粒状,共晶硅由粗大针状变成细小纤维状。在改性效果最佳的Al-12-0.3Nd合金的Si相表面观察到少量的生长孪晶。力学性能测试结果表明:添加Nd元素后,Al-12Si合金的力学性能得到改善,当合金中Nd元素含量达到0.3%时,合金的力学性能达到最优,抗拉强度(UTS)为252 MPa,伸长率(EL)为13%。合金力学性能的改善主要归因于合金中Si相形貌的改善和细小Al2Nd相颗粒的形成。     

热处理过程对Ti-6Al-4V-10Nb合金显微组织和拉伸性能的影响（英文）

研究热处理过程对Ti-6Al-4V-10Nb合金显微组织和力学性能的影响。采用扫描电镜、透射电镜和X射线衍射仪对合金显微组织进行研究,并通过拉伸试验对其室温和高温力学性能进行评估。结果表明,锻造和热处理后的主要组织为板条和球状初生α相、次生α相和β相。次生α相的尺寸明显小于初生α相的尺寸。热处理后,初生α相的体积分数减少,次生α相的体积分数增加。随着固溶温度的升高,初生α相的体积分数明显减少,次生α相的体积分数明显增加。随着固溶温度的升高,Ti-6Al-4V-10Nb合金的屈服强度和抗拉强度明显提高。     

锰对A356合金中富Fe相的影响

应用光学显微分析和XRD等研究了不同Mn含量对富铁相形貌,以及对A356力学性能的影响。结果表明:随着Mn含量的增加,针状β-Fe逐渐转变为汉字(或鱼骨状)α-Fe;当Mn质量分数为0.16%时,α-Fe占总含铁量的95.17%;当锰含量达到0.08%时针状β-Fe相长度、宽度与未添加Mn元素的合金相比,分别减小了44.13%和43.89%;强度值和塑性变形量均达到了最大,其抗拉强度、伸长率及断面收缩率与未添加Mn的合金相比,分别增加20.7%、703.2%和819.9%。此后再增加锰的含量,合金的强度和塑性不再变化。     

添加元素Sn,Cu对Zn-Al钎料组织性能的影响

向Zn-10Al基体中添加元素Cu,采用真空炉VF-1600M、金相显微镜、岛津AG-125KN精密万能材料试验机等,研究了Cu元素对Zn-Al钎料合金的熔化特性、润湿性能、金相组织以及力学性能的影响。结果表明,随着Cu元素的增加,钎料的熔点呈先下降后上升的趋势,在铜添加量为4%(质量分数)时,熔点最低;在铜添加量为5%时,润湿性能优良,钎料晶粒最细小,抗拉强度最好;当铜添加量继续增大时,其润湿性能下降,钎料晶粒变大,抗拉强度降低。其次研究了Sn元素的添加量对Zn-10Al-5Cu钎料性能的影响。结果表明,当Sn添加量达到3%时,其抗拉强度良好,钎料的熔化温度降低,在Cu上的润湿性能良好。当锡添加量进一步增加时,钎料合金的的润湿性能降低,基本不铺展。试验得到的Zn-10Al-5Cu-3Sn为性能较为优良的铝/铜钎焊用钎料。     

电解加钛ZL108合金的高温拉伸和磨损性能

分别用纯铝锭和Al-0.30%Ti电解低钛铝合金锭熔配了共晶Al-Si无钛ZL108和5种不同铁含量的ZL108Ti合金,对比研究了它们在300℃时的高温拉伸和室温磨损性能.结果表明:随着铁含量的增加,合金的高温抗拉强度和耐磨性不断增加,当铁含量为0.12%时,ZL108Ti合金有最佳的高温抗拉强度,平均值达到135 94 MPa,室温耐磨性能也明显优于其它钛含量合金,因此过高的Ti含量不一定对合金的力学性能和耐磨性有利.     

Mg元素对Al-Cu-Ce共晶合金导热和力学性能的影响

本研究以共晶型Al-14Cu-7Ce合金作为研究对象,通过调整Mg元素的添加量,探究其微观组织演变与导热和力学性能的变化规律。结果表明,铸态Al-14Cu-7Ce合金主要由α-Al和Al8CeCu4两相组成,其微观组织由粗大的共晶组织(α-Al+ Al8CeCu4)构成。添加少量Mg元素可细化该共晶组织,提高其力学性能。当Mg元素的添加量为1.0%时,合金的屈服强度和抗拉强度分别提升至164 MPa和263 MPa,提升幅度为29%和19%,断后延伸率提升至4.5%,提升幅度为约41%,导热率为130.2 W/(m·K),下降幅度约为12%。随着Mg元素进一步添加至2.0%,合金的力学性能指标有所下降,其屈服强度和抗拉强度分别降至151 MPa和249 MPa,其断后延伸率降为3.9%,导热率降至108.3 W/(m·K)。合金导热率下降主要原因是固溶的Mg原子形成散射源,阻碍电子在晶格内的运动,减小了电子和声子的平均自由程。当Mg添加量达到2.0%时,Mg与Al和Cu元素发生冶金反应生成Al2MgCu相,以鱼骨状共晶组织(α-Al+ Al2MgCu)形式分布于晶界处,增加合金中第二相的体积分数,进一步恶化合金的导电导热性能。而合金的力学性能下降主要由于存在 (α-Al+ Al8CeCu4)和(α-Al+ Al2MgCu)两种共晶组织,增加相界面处微裂纹萌生的位点。综上所述,添加1.0%Mg元素可获得兼具高强度和高导热的Al-Cu-Ce共晶合金。     

7075铝合金对AZ91镁合金组织和性能的影响

为了研究7075铝合金对AZ91镁合金组织与性能的影响,采用光学显微镜、扫描电镜、X 射线衍射仪、万能材料试验机研究了AZ91镁合金的显微组织与力学性能。结果表明：向AZ91镁合金中加入7075铝合金可使该合金的铸态组织明显细化,当7075铝合金含量超过4%（质量分数,下同）时,AZ91镁合金铸态组织中Mg17Al12相数量明显减少,并且组织中生成了Al6Mn新相。合金抗拉强度与延伸率随着7075铝合金加入量的增加而提高,当7075铝合金的加入达到4%,其抗拉强度与延伸率达到最大值,分别为186 MPa和8.2%     

细化变质处理对铸造Al-7.5Si-4Cu合金力学性能和组织的影响(英文)

研究了单一和复合Al-5Ti-B、RE和Al-10Sr细化变质剂对砂型铸造Al-7.5Si-4Cu合金力学性能、显微组织、细化变质效果及其金属间化合物变化的影响。结果表明:与单一细化变质处理以及铸态相比,经过添加质量分数为0.8%的Al-5Ti-B、0.1%的RE和0.1%的Al-10Sr细化变质剂复合细化变质处理后铸造Al-7.5Si-4Cu合金的力学性能和显微组织都得到了显著改善。对于单一细化变质处理,加入0.8%的Al-5Ti-B中间合金后,合金的抗拉强度和布氏硬度得到大幅度提高,并且细化了α(Al)相。加入0.1%的RE中间合金后,合金的伸长率得到了最大程度的提高。这是因为RE的加入使铝合金熔液而得到净化,同时改变了金属间化合物的形状。而加入0.1%的Al-10Sr变质剂后,合金的屈服强度得到改善,但其他性能的改善有限。Al-10Sr变质剂对共晶硅具有较强的变质作用,但使得铝合金熔体含气量增加并形成严重的柱状晶组织。利用硅相的平均面积和长宽比描述细化变质效果得到的结论与力学性能和组织分析的结果相同。