混合稀土变质对Zn-27Al-Si合金组织和力学性能的影响

通过试验和分析,发现稀土对Zn-27Al-Si合金中初晶硅的变质机理是稀土吸附在硅晶体生长表面,抑制了硅的生长,从而产生较大的过冷,使硅晶体细化。试验结果还表明由于硅晶体的细化使合金的力学性能得到显著提高。     

合金元素对Al-Si合金力学性能及组织的影响

采用正交试验方法研究Ni、Cr及Zn三种合金元素对Al-7.5Si-3.5Cu-0.35 Mg亚共晶铸造铝硅合金力学性能影响,并用SEM和EDX对加入微量合金后的铸态组织进行观察与分析。结果表明,最优配比为Ni0.02Cr0.03Zn0.2。在合金铸态组织中,Ni、Cr、Zn元素形成复杂的灰白色短棒状或粒状ω相,中和了Fe的有害作用,并且在合金拉伸变形时,可以阻碍位错的运动,对合金基体有一定的强化作用。     

高强超声场对Al-Si活塞合金凝固特性及显微组织的影响

通过对Al-11.5Si-4Cu-2.6Ni-1Mg-0.45Fe的活塞合金熔体进行超声均匀化处理(处理温度720℃,超声功率分别为0,900,1500,2400,3000 W),研究了施加到熔体的超声功率对合金凝固特性及显微组织的影响,提出了一种合金凝固冷却曲线特征值提取的数据处理方法,即运用Matlab软件对冷却曲线的一阶微分进行算术平均值过滤,二阶微分进行离散傅里叶变换过滤,采用微分热分析法快速提取冷却曲线特征值;对实验结果和冷却曲线分析发现,随着施加到熔体的超声功率的增加,初生Si析出温度、共晶反应温度升高,凝固进程加快;初生Si尺寸逐渐减小,形状越趋于圆整,体积分数降低,共晶硅长度逐渐缩短且发生钝化,α-Al相树枝晶二次枝晶间距增大,在超声功率1500 W时有明显的等轴化趋势。但功率提高到3000 W时,初生Si有明显的粗化趋势。超声能量的施加,影响了凝固过程,达到了细化初生Si和共晶Si,改善α-Al相形貌的目的。     

合金元素Ce对Mg-Y-Zr稀土镁合金显微组织和力学性能的影响

镁合金是最轻的商用金属结构材料,大多为密排六方体结构,常温下难以产生变形,较低的塑性极大地限制了镁合金的应用。提高镁合金的变形温度可以激活镁合金的棱柱面滑移系和锥面滑移系,进而提升镁合金的塑性,使其产生大变形,降低生产成本,拓宽应用范围。但是,镁合金在高温下极易燃烧并发生氧化,现有的阻燃系镁合金力学性能并不理想。为了增加镁合金的应用范围,提高镁合金的变形温度,就要改善阻燃系镁合金的力学性能。为了研究出拥有良好力学性能的阻燃镁合金,本文选择Mg-3Y-0.6Zr基础合金,通过添加不同含量的Ce元素,熔炼Mg-3Y-x Ce-0.6Zr(x=0,0.7,1.5,2.0,3.0,4.5)合金,并且通过对其进行金相(OM)组织观察,力学性能测试,能谱(EDS)测试以及扫描电镜(SEM)分析研究了合金的显微组织、力学性能、元素分布及断口形貌。研究表明,在Mg-3Y-0.6Zr合金中适量加入Ce元素能够细化合金的显微组织,提升合金力学性能。与其他待测合金相比,Mg-3Y-1.5Ce-0.6Zr合金的综合力学性能最佳,其延伸率为21%,抗拉强度为184.71 MPa。     

Er对Al-Mg合金显微组织和力学性能的影响

以纯度为99.7%的工业纯铝、99.9%的工业纯镁和Al-10%Er的中间合金为原料,采用铸锭冶金法制备3种不同名义成分的目标合金,研究稀土元素Er对Al-Mg合金显微组织及力学性能的影响。结果表明：Er明显地降低了合金的屈服强度、抗拉强度和伸长率。当Er的添加量（质量分数）为0.4%和1%时挤压态Al-Mg合金的抗拉强度（σb）分别下降82 MPa和40 MPa,屈服强度（σ0.2）分别下降13 MPa和11 MPa,伸长率（δ）分别下降11.3%和4.5%。显微组织分析表明,添加Er在基体中形成粗大的含Er和Mg的结晶相导致Mg在铝基体中的固溶度下降,从而减少了溶质原子与位错的交互作用,导致合金的屈服强度降低。在变形过程中,粗大的含Er和Mg的结晶相由于应力集中在较低的应力下发生断裂而形成微裂纹,微裂纹以较快的速率扩展至基体晶界,形成一种典型的韧脆混合断裂,使合金的抗拉强度和伸长率减小。     

热处理对Co-Ni-Al合金显微组织和力学性能的影响

制备不同成分的Co-Ni-Al合金,研究热处理对Co-Ni-Al系磁控形状记忆合金显微组织和力学性能的影响。采用光学显微镜、X射线衍射仪及显微硬度计等研究热处理工艺对Co-Ni-Al合金显微组织、相结构及力学性能的影响。研究结果表明:热处理使合金晶粒长大,使合金晶粒中出现簇状新相,γ相显著长大且含量明显变多。随着热处理温度的提高,合金β相、γ相、簇状相长大且γ相含量变多,合金抗压强度提高。     

混合稀土对过共晶Al-Si合金组织的影响

试验表明混合稀土对过共晶Al-Si合金中的共晶硅和初晶硅有明显的变质作用及强化作用,使共晶Al-Si合金成为内燃机活塞的重要材料。     

稀土对6063铝合金型材显微组织和力学性能的影响

本文研究了添加不同含量稀土的高纯和工业纯6063铝合金,得到了稀土对6063铝合金显微组织引起的一系列变化,提出了6063铝合金加入稀土后原时效工艺应作的修改。     

稀土对X80管线钢显微组织和力学性能的影响

应用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)研究了铈对X80管线钢显微组织、夹杂物以及力学性能的影响。结果表明,稀土元素改善了X80管线钢显微组织,使铁素体趋于针状铁素体;改变了夹杂物的形貌和大小,使夹杂物球化;加微量稀土元素铈使抗拉强度提高了9%,试样断口韧窝更加均匀,韧窝中出现了细小的稀土复合夹杂物。     

稀土在Al-Si活塞合金中的作用及其机理

Al-Si合金常作为一种高质量活塞合金广泛应用于内燃机生产中,在Al-Si活塞合金中添加稀土元素可以明显改善合金的机械力学性能和铸造加工性能。本文概述了稀土在Al-Si活塞合金中的作用。通过对大量试验研究结果的分析,着重论述了稀土对Al-Si活塞合金的细化变质、脱氧、除气和除Fe的作用及其机理,对进一步开展稀土在铝硅合金中的细化变质等应用研究具有广泛的理论和现实意义。     

FeNiCrAl合金的显微组织和力学性能

对FeNiCrAl合金显微组织和力学性能的研究表明：[Ni]/[Cr]0.9（摩尔比）的合金以γ相为基体,[Ni]/[Cr]（摩尔比）＝0.6～0.8和0.6的合金分别以γ十α双相和α相为基体,合金在不同温度热处理后,由于相的析出或溶解,显示出不同的力学性能.     

Zn含量对Mg-Mn-Zn合金显微组织和力学性能的影响

通过添加少量的Zn元素制备了(%,质量分数)Mg-2.0Mn-x Zn(x=0,0.5,1.0,1.5,2.0)合金。对合金进行挤压变形,并利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)等手段,研究了少量的Zn元素对Mg-Mn合金组织及力学性能的影响。实验结果表明,Mg-2.0Mn-x Zn合金的铸态及挤压态组织中主要含有的第二相为颗粒状的α-Mn相,Zn元素均匀固溶于Mg基体中。少量添加的Zn元素可以显著细化铸态Mg-Mn-Zn镁合金的晶粒尺寸。随着Zn含量增加,挤压态合金中动态再结晶区域增加,混晶组织呈减少趋势。少量添加Zn元素对挤压态Mg-2.0Mn合金的强度及塑性都有明显的改善作用,尤其是合金的屈服强度最高增加42%,延伸率增加57%。随着Zn添加量增加,合金强度的增加趋势减弱。SEM观察显示挤压态Mg-2.0Mn-x Zn合金拉伸试样的断口形貌以韧窝及解理台阶为主,呈现韧性断裂与准解理断裂的混合断口形貌。     

大型薄壁压铸材料Al-Si合金的组织和力学性能

针对大型薄壁压铸件的客户需求,采用模拟软件进行材料的热物性参数模拟和铸造过程的模拟,对产品研发过程中的成分设计、模具设计以及工艺设计进行了有效的指导。结果表明,试制铸件平均抗拉强度达到293.41MPa,平均屈服强度达到200.21MPa,平均延伸率达到5.37%,具有优良的综合力学性能,且产品的内部质量符合ASTM E505 A3级要求,产品品质满足客户需求。     

Ca对AE41合金的显微组织和力学性能的影响

研究了Ca的低合金化对稀土镁合金AE41显微组织和力学性能的影响。研究结果表明，Ca能显著地细化合金的铸态组织，并在合金的显微组织形成热稳定性很高、分布均匀的弥散强化相颗粒Mg2Ca。少量的Ca加入AE41能有效地改善合金的力学性能，尤其是提高在150℃－225℃温度范围内的强度和蠕变抗力。在175℃，70MPa条件下，加入了0．1％Ca后，合金的蠕变速率比基体合金降低了一个数量级。从综合性能的角度考虑，在AE41中Ca的加入量以0．1％为宜。     

稀土Nd对AZ 31镁合金铸态组织和力学性能的影响

利用气氛电阻炉制备了AZ 31-xNd合金(x=0.05%,0.1%,0.2%,0.4%,0.6%),采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和电子能谱分析仪(EDS)对不同Nd含量的实验合金进行了显微组织观察和分析,结果发现,Nd在AZ 31-xNd合金中形成了Al_3Nd和Mg_(12)Nd相,这些含Nd相导致AZ 31镁合金在凝固过程中的晶粒细化,从而提高了AZ 31镁合金的铸态室温力学性能,随着Nd含量的增加,合金的铸态室温抗拉强度极限和延伸率均先升高后降低.     

稀土对Al-Cu系铸造合金显微组织的影响

在 Al-Cu 合金中加入一定量的稀土元素(RE),同时适当地增加铜的含量,使基体保持过饱和状态,在晶界又形成网络状的金属间化合物,该化合物具有较高的熔点,可以提高合金高温下抵抗滑移变形的能力,从而改善合金的高温性能。本文用金属物理常用的方法研究了 Al-Cu 系合金中相的性质、分布、大小、主要相含量及不同 RE 含量对铸造合金显微组织的影响。     

冶炼工艺对GH4145合金显微组织和力学性能的影响

利用金相检验、力学性能测试和扫描电镜分析等手段研究了不同冶炼工艺和热处理制度对GH4145合金显微组织、拉伸性能和高温持久缺口敏感性的影响。结果表明,经固溶加时效处理后电渣重熔冶炼的GH4145合金棒材平均晶粒度尺寸小于真空自耗重熔冶炼的GH4145合金棒材。随固溶温度升高,合金晶粒尺寸增大,电渣生产的合金晶粒度拐点温度为1 100 ℃,高于自耗冶炼的拐点温度1 050 ℃。自耗生产的试验合金γ'强化相平均尺寸比电渣生产的试验合金要小,且合金棒材的抗拉强度、屈服强度、伸长率和断面收缩率均明显高于电渣生产的合金棒材。固溶温度升高,自耗生产GH4145合金持久性能变差,存在明显缺口敏感,而相同热处理制度下,电渣生产的GH4145合金光滑缺口持久寿命明显提高,无缺口敏感性。     

Fe元素对ZA27合金显微组织和力学性能的影响

在ZA27合金中添加0.5%~2%的Fe元素,利用金相、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线扫描(XRD)、拉伸实验等测试手段,研究Fe含量对ZA27合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:不同Fe含量的ZA27合金基体组织均由富铝的α相和富锌的η相组成。Fe元素以FeAl3金属间化合物的形式分布于基体中。随Fe含量增加,FeAl3的含量增多、尺寸增大。FeAl3能阻碍晶界迁移,起到细化枝晶的作用。研究还发现,室温下,随Fe含量增加,ZA27的强度和伸长率均降低;150℃高温下,Fe含量为1.5%左右的ZA27合金抗拉强度达192.75MPa,比未加Fe元素的ZA27合金提高约54.4%,伸长率达15.65%,从而获得兼具高强度和高塑性的高温ZA27合金。     

Si元素对Ti6246合金显微组织和力学性能的影响

为了提高航空发动机整体叶盘用Ti6246合金的力学性能,利用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等检测和分析技术,研究了Si元素对Ti6246合金力学性能及硅化物析出的影响,并结合JMatpro软件分析了硅化物的成分、结构及析出机制。结果表明,Si元素含量从0%增加到0.1%（质量分数,下同）时,Ti6246合金455℃的残余蠕变下降较为明显;Si元素含量为0.2%时,Ti6246合金中有硅化物析出,室温塑性出现波动,残余蠕变与0.1%合金相比变化不大;Si元素含量为3.0%时,Ti6246合金拉伸强度高、塑性较差,与Si元素含量不大于0.2%的合金相比,残余蠕变略有上升,组织中出现粗大的(Ti,Zr)_6Si_3(S_2型）硅化物。含3.0%Si元素的Ti6246合金中,硅化物在凝固过程中由液相析出,α_p相与β相中无析出。TEM分析结果显示,硅化物与基体具有非共格的取向关系：(■201) S_2～(■011)α;(■20)S_2//(14■6)α。Zr、Si原子间更大的结合力促进了硅化物的析出,但由于液相中大量析出(Ti,Zr)_6Si_3硅化物,造成固相基体中Zr元素严重匮乏,因此在后续的时效过程中无二次硅化物析出。粗大的S_2型硅化物对晶界和α/β相界的强化效果不明显,故含3.0%Si元素的Ti6246合金蠕变性能未得到提高。     

Ca和Nd复合合金化Mg-6Al合金显微组织和力学性能的研究

以Mg-6Al-XCa-XNd合金为研究对象,采用金相组织观察、SEM、室温和高温拉伸实验以及断口组织观察等分析测试手段,研究了Ca和Nd元素含量对Mg-6Al-XCa-XNd合金微观组织和力学性能的影响规律。结果表明,随着Ca和Nd元素含量增加,Mg-6Al-XCa-XNd合金晶粒尺寸减小,Mg-6Al-3Ca-3Nd和Mg-6Al-4Ca-4Nd合金的铸态组织呈蔷薇状;Mg-6Al-XCa-XNd合金的室温拉伸强度和延伸率降低,Mg-6Al-XCa-XNd合金的175℃高温拉伸强度先增加后降低,延伸率降低。Mg-6Al-3Ca-3Nd合金的175℃高温拉伸强度值可达到141.42 MPa。室温拉伸断口表面与高温拉伸断口表面相比存在较多的微观裂纹。