Ce变质对Mg_2Si增强镁基复合材料组织与力学性能的影响

研究了Ce含量对原位自生Mg_2Si/AZ91D复合材料组织与常温、高温力学性能的影响。结果表明:Ce对初生Mg_2Si的形状影响不大,但是可细化初生Mg_2Si,使共晶Mg_2Si由树枝状、汉字状变成短杆状、颗粒状,并细化β-Mg_(17)Al_(12)。Mg_2Si/AZ91D复合材料的室温和高温力学性能均随Ce含量的增加呈先增大后减小的变化趋势。加入0.5%Ce时,材料的室温和高温力学性能最佳。室温抗拉强度和伸长率分别比未变质时提高了18.4%和74.1%;高温下抗拉强度比室温下降低了22.6%,伸长率比室温下提高了52.7%。     

原位合成Al3(Zr,Ti)/2024Al复合材料的组织与性能

以2024Al合金粉末为基体材料,纯Zr粉和纯Ti粉为增强体材料,采用粉末冶金原位合成的方法制备出了不同Al3(Zr,Ti)含量的Al3(Zr,Ti)/2024Al复合材料,并对其在500℃下进行热挤压变形处理,测试其组织与性能的变化.结果 表明:在复合材料内部生成了不同含量的Al3(Zr,Ti)增强相,且随着Al3(Zr,Ti)生成量的增多,复合材料的硬度逐渐增加,抗拉强度呈现出先增大后减小的趋势,耐腐蚀性呈现出先上升后下降的趋势.复合材料的硬度和抗拉强度的最大值分别为209.7 HV0.01和427.11MPa,相对于纯2024A1合金,分别提高了40.25％和37.89％;复合材料的最大腐蚀电位和最小腐蚀电流密度分别为-0.517 V和4.096× 10-6 A/cm2.     

超声铸造制备原位Al_3Ti/2024Al复合材料的性能

利用超声铸造法制备了原位Al_3Ti颗粒增强的Al_3Ti/2024Al复合材料,研究了Al_3Ti含量对Al_3Ti/2024Al复合材料微观组织、硬度、力学性能和耐磨性的影响。结果表明,随着Al_3Ti含量增加,复合材料基体组织逐渐细化;但当Al_3Ti含量超过12%时,复合材料致密度却显著降低;基体硬度和复合材料硬度都随Al_3Ti含量增加而增大;Al_3Ti含量为8%的2024Al复合材料的屈服强度和抗拉强度分别为357 MPa和446 MPa,相比铸态2024Al合金提升了38.5%和39.8%;复合材料的耐磨性随Al_3Ti含量增加而逐渐提高。     

脉冲磁场下原位合成(Al2O3+Al3Zr)p/Al复合材料的微观组织及力学性能

采用熔体反应法,以Al-ZrSiO4为反应体系,在反应过程中施加脉冲磁场,原位合成Al3Zr和Al2O3颗粒增强铝基复合材料.X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和电子探针(EPMA)分析表明:脉冲磁场作用下,原位合成的颗粒细小,尺寸为1～3 μm,且弥散分布于基体中;随外加脉冲磁场强度的增大,反应生成的增强颗粒变得更加细小,分布更均匀.拉伸实验结果表明:脉冲磁场作用下原位合成复合材料的抗拉强度随着脉冲磁场强度的增大而升高,当磁场强度为0.05 T时,复合材料的抗拉强度比未施加脉冲磁场的复合材料提高28%;伸长率随磁场强度的增大略微下降.拉伸断口形貌分析表明:脉冲磁场作用下复合材料断口形貌中的韧窝和撕裂纹大大减少,但仍属于塑性断裂.     

原位自生TiB2/Al复合材料的组织与力学性能

采用钛盐与硼盐反应法成功制备原位自生TiB2/纯Al复合材料。利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和拉伸试验机研究不同粒子含量(质量分数为1%、2%和3%)对复合材料组织和力学性能的影响。结果表明:原位生成的TiB2粒子有矩形、近圆形和六边形三种形貌,尺寸为200~500 nm;粒子与Al基体界面洁净无反应层。随着粒子含量的增加,复合材料的强度随之升高,而伸长率则随之降低;当TiB2含量为3%时,屈服强度和抗拉强度分别达到78.1 MPa和102 MPa,相比于纯Al分别提高58%和43%,而伸长率降至32.5%,下降了24%。断口分析表明:随着TiB2粒子含量的增加,粒子团聚机率增加,在拉伸过程中,裂纹在粒子团聚处萌生并扩展,导致材料的塑性降低。     

Bi变质原位自生Mg2Si/Al复合材料的研究

采用纯Bi对原位自生Mg2Si/Al复合材料进行变质;采用金相显微镜等观察了变质前后材料的微观组织;测试了材料的拉伸性能;并对变质前后合金的断口形貌进行了分析.结果表明,在原位自生Mg2Si/Al复合材料中添加适量的金属Bi对初生Mg2Si和共晶Mg2Si能够同时起到良好的变质作用,初生Mg2Si的形貌由粗大的树枝状或多角形块状转变为细小的块状,尺寸由70 μm减小到6 μm,而共晶Mg2Si则由粗大的片状转变为细小的片状、纤维状或点状.经1.0％的Bi变质后,材料的拉伸性能得到大幅度提高,抗拉强度从175 MPa提高到260MPa,提高了48.6％,伸长率从3.5％提高到7.0％.     

原位自生TiAl3增强Al基复合材料的组织结构及形成机理研究

采用冷喷涂技术沉积Ti-80Al（wt.%）复合涂层,通过热处理获得了原位自生TiAl3金属间化合物颗粒增强Al基复合材料涂层。采用SEM、EDS和XRD等分析了冷喷涂Ti/Al复合涂层在不同热处理温度下的组织结构演变规律及Ti、Al粒子间原位扩散反应过程,并对TiAl3金属间化合物的形成机理进行了探讨。结果表明,冷喷涂Ti/Al复合涂层组织致密,其相结构与喷涂粉末完全相同,450℃热处理后涂层局部区域发生Ti、Al间的固态扩散反应,并在Ti、Al粒子界面原位形成TiAl3金属间化合物,随着热处理温度升高,TiAl3金属间化合物的含量显著增加,600℃热处理后,Ti/Al复合涂层中的Ti粒子全部转变为TiAl3金属间化合物,获得原位自生TiAl3颗粒增强的Al基复合材料.     

单晶Al3Ti拉伸与剪切变形的分子动力学模拟

采用分子动力学方法研究单晶Al3Ti模型的拉伸和剪切力学性能。模拟Al3Ti在常温、恒定应变速率下的拉伸和剪切变形过程,讨论了温度和应变速率对体系拉伸和剪切性能的影响。结果表明,Al3Ti室温下很脆,弹性变形阶段结束后在短时间内体系产生的孔洞和位错迅速发展导致材料破坏。温度升高会导致Al3Ti的抗拉强度、杨氏模量、剪切强度和切变模量降低;应变速率增大能提高材料的拉伸和剪切强度,但不影响杨氏模量和切变模量大小。     

原位生成Al3Ti和TiB2增强铝基复合材料的研究

采用原位反应法制备（Al3Ti＋TiB2）／ZL101原位复合材料，测试其室温力学性能，并通过OPM、TEM观察其微观组织。结果表明，原位复合材料经过热处理后，抗拉强度、伸长率以及布氏硬度分别提高了30．9％、17．1％、29．6％。原位复合材料增强相TiB2和Al3Ti弥散分布在α-Al中，Al3Ti呈棒状，几乎与α-Al完全共格；TiB2呈粒状。（TiB2＋Al3Ti）／ZL101原位复合材料强韧化的主要机制是细晶强化和弥散强化。     

超声化学原位合成纳米Al2O3颗粒增强铝基复合材料的微观组织与力学行为

利用超声化学熔体原位反应技术合成了(Al2O3)np/Al复合材料,采用SEM与XRD对复合材料的微观组织和成分进行研究,并通过原位拉伸试验及断裂表面研究分析了该复合材料的断裂行为.结果表明:高能超声产生的局部高压能提供分散团聚纳米颗粒所需的最小压强(约17.2MPa),增强相颗粒数增多,分散较好,Al2O3颗粒在熔体中的形成机制为反应-溶解-析出;该复合材料的抗拉强度及伸长率分别达到116MPa和28.31％,较未施加高能超声作用的复合材料分别提高了52.63％和24.38％;该复合材料的室温拉伸断口表现为韧窝特征,为塑性断裂.     

铝和铝合金的深冷处理

采用了在－１９３℃长时间保温,缓慢升温到１５０℃的深冷处理工艺,对１－８系的１２种常用铝合金进行处理。研究发现,深冷处理可以提高１２３０,２０１７,２０２４,３００３,４０３２,７０７５和８００９合金的室温拉伸强度,但其塑性有所下降,深冷处理对２６１８和５２５４合金的室温力学性能影响不大,但降低了６０６３合金的室温拉伸强度,提高了它的塑性,对上述常用铝合金深冷处理前后的ＸＲＤ衍射图谱研究表明,深冷     

铝/铁复合板与铝合金超声波辅助钎焊

利用超声波辅助钎焊的方法,在大气环境、中温、无钎剂条件下,实现了铝合金与薄膜铝/铁复合板的高强、可靠连接.研究了采用Zn-Al,Al-Si钎料得到的焊缝组织及其性能.结果表明,采用Zn-Al钎料钎焊5A06铝合金和复合板,超声波能有效破除氧化膜,铝膜溶解扩散易于控制,焊缝没有金属间化合物,在铝层未完全溶解时,抗剪强度均大于70 MPa,焊缝由α-Al,η-Zn,共晶和共析组织构成;采用Al-Si钎料钎焊1100纯铝和复合板,复合板铝膜短时间内完全溶解,焊缝存在复杂的Fe-Al-Si三元化合物,并发现明显的裂纹,抗剪强度约为20 MPa.     

溶渗法制备Al3Ti/Al复合材料的研究

以钛丝网为反应源,以金属Al为基体,通过熔渗+原位反应法制备出一种Al3Ti金属间化合物颗粒增强铝基表面复合涂层。根据差热分析结果确定了反应温度为890℃;通过XRD、SEM以及显微硬度和磨损测试对所得到的复合涂层进行了表征。结果表明:当保温时间为20 min时,钛丝在铝基体中的反应较完全,原位合成为块状和条状的Al3Ti颗粒;颗粒的显微硬度大约为基体的4.5倍;在载荷为10 N的干滑动磨损条件下,相对于没有增强的Al基体而言,保温20 min所制备的复合涂层表现出较好的耐磨性,其磨损机制为粘着磨损和磨粒磨损共存。     

Ti_2Al PHASE IN AlRICH TiAl INTER METALLICS

１　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＡｆｔｅｒＬｏｉｓｅａｕａｎｄＬａｓａｌｍｏｎｉｃｆｏｕｎｄａＴｉ２ＡｌｐｈａｓｅｉｎｔｈｅＡｌｒｉｃｈＴｉＡｌｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃｓ［１］,ｗｅａｌｓｏｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄｉｔｉｎｔｈｅａｎｎｅａｌｅｄｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃｗｉｔｈｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆＴｉ４８．３Ａｌ５１．７［２］．ＴｈｅＴｉ２Ａｌｐｈａｓｅｗａｓａｈｅｘａｇｏｎａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗｉｔｈｌａｔｔｉｃｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓａ＝０．３０１ｎｍａｎｄｃ＝１．４３１ｎｍ．Ｋａｕｆ…     

Al3Zr和Al3Nb作为铝合金晶粒细化剂的晶体学研究

利用edge-to-edgematching模型从晶体学角度研究Al3zr和Al3Nb两种金属间化合物作为铝合金晶粒细化剂的有效性。结果表明,Al3zr和Al3Nb两种金属间化合物和铝之间的原子间距错配和面间距错配值都很小。此外,模型预测Al3zr和Al3Nb两种金属间化合物与铝之间存在良好的晶粒取向关系。根据模型理论可以从晶体学角度证明这两种金属间化合物对铝合金是有效的晶粒异质形核细化剂。本晶体学研究为包晶铝合金Al-Zr和Al-Nb中出现的明显晶粒细化现象提供了合理解释,同时为理解晶粒细化机理提供了新方法。     

Al2O3/Al纳米复合材料的强化机制

将含氢等离子蒸发法制备的Al2O3/Al纳米复合粉体冷压成直径为25mm，厚度为2mm的块材，并通过620℃，40min热烧结和变形量为55％的冷轧形变处理使样品的相对密度达到99％。对官致密Al2O3/Al纳米复合材料的拉伸实验表明：其屈服强度σ0.2和断裂强度σb分别为粗晶Al的12－16倍和5－6倍，延伸率δ比同质冷轧粗晶Al约高28％。表征了Al2O3/Al纳米复合材料的结构和热稳定性，研究了晶粒细化的强化效应、非晶Al2O3弥散增强和冷变形加工硬化等对材料强度的影响。探讨了Al2O3/Al纳米复合材料的强化机制。     

铝及其合金的晶粒细化处理简述

介绍了用钛和硼细化铝及其合金晶粒现象，对一些有名的细化理论如“色晶反应”、“晶粒增殖”、“抑制α（Ａｌ）晶粒生长”及最新的“超形核”进行了讨论但迄今尚无一种正确的理论能解释所有的细化晶粒现象。     

改进铝和铝合金阳极氧化的工艺

对铝和铝合金零件表面硫酸阳极氧化的生产实践证实,在原硫酸槽液中同时添加适量的草酸、乳酸、丙三醇和硫酸镍后,扩大了工艺温度范围,提高了生产效率,也能保证膜层质量。     

铝熔体中添加NH4Al(SO4)2制备Al/Al2O3复合材料

向铝熔体中添加脱水的硫酸铝铵,于900℃下发生分解反应,反应分解的Al2O3原位生成颗粒增强铝基复合材料。SEM观察表明,Al2O3颗粒在铝基体中细小弥散分布,形成球形的、不团聚的增强体颗粒。与基材相比,Al/Al2O3复合材料的耐磨损性能明显提高,耐磨性是基材的4倍,且由硫酸铝铵原位生成的复合材料耐磨性优于添加氧化铝形成的复合材料。拉伸实验结果显示,复合材料的抗拉强度没有明显变化,且塑性有所降低。