Al含量对Fe-xAl-4．00-3．5Si合金组织及性能的影响

采用熔炼法制备了Fe-xAl-4．0C-3．5Si（x=6．3,7．4,8．9,11．1）系高温固体自润滑材料,研究了Al加入量对合金组织、力学性能及摩擦磨损性能的影响。结果表明：随着Al加入量的降低,合金中α-Fe（Al）固溶体的量增多,Fe3AlC0．5化合物的量减少,有利于改善材料的冲击韧度并提高合金的三点弯曲强度。Al加入量越少,凝固组织中石墨的面密度越大,可以减弱Al对液态合金中碳原子的排斥作用,有利于减小摩擦因素。其中Fe-7．4Al-4．0C-3．5Si合金因具有高的石墨面密度和Fe3AlC0.5硬质相均匀分布的组织特点,其耐磨与减摩性能最好,经900℃、15h退火处理后,摩擦因数保持在0．32的较低水平,磨损率是QT400—18L球墨铸铁的1／5。     

热处理工艺对Fe-12Mn-xNi-4C-3.5Si铸铁组织与性能的影响

熔炼出3种不同镍含量的Fe-12Mn-xNi-4C-3.5Si(x=5%,10%,15%)系合金铸铁,研究了不同的热处理工艺对合金组织和性能的影响.结果表明,合金中碳元素的石墨化倾向随着Ni含量增加而增大;经高温退火处理后,合金组织由奥氏体基体、石墨及少量点状碳化物组成;合金中Ni含量越高,碳化物在高温下越容易分解.淬火处理后由于获得了单一奥氏体基体,合金的冲击韧度和抗弯强度均有较大提高,Ni含量越高韧性提高越显著,经900 ℃、8 h保温后淬火的Fe-12Mn-15Ni-4C-3.5Si合金,在三点弯曲试验中可弯成120°不裂,冲击韧度提高至50.2 J·cm~(-2),淬火后由于碳化物被消除,合金的硬度下降,磨损率增大.     

Si对新型Fe3Al基-石墨合金组织和力学性能的影响

采用熔炼法制备出新型Fe3Al基-石墨固体自润滑材料,研究Si含量对Fe3Al基-石墨固体自润滑材料的显微组织、力学性能以及干摩擦磨损性能的影响。结果表明：Si可以促进C原子在Fe-Al-C液态合金中熔入及凝固过程中的石墨化,对Fe3Al基体有固溶强化作用。随着Si含量增加,C原子的石墨化作用增强,合金的硬度逐渐降低,抗弯强度逐渐增大;但Si合金超过3.5%（质量分数）时,由于Si在Fe3Al基体中的过多固溶,三点弯曲强度明显降低。研究表明,Fe3Al基-石墨合金具有高的耐磨性能和良好的润滑性能,摩擦因数随着合金中石墨面密度的增大而降低,磨损率随Si含量的增加而减小,其中Si含量为3.5%的合金经过900℃、15 h退火处理后,综合力学性能好,其磨损率仅为QT-500球墨铸铁的1/20。     

Al含量对 Ni-Al-C合金凝固组织和性能的影响

研究了Al含量对Ni-Al-C系自润滑材料凝固组织的影响,测试了合金的力学性能和摩擦磨损性能。结果表明:当Al含量为4.25%时,凝固组织中的石墨含量较高,且以共晶石墨形态为主,基体为单相-γNi(Al);随着Al含量的增加,凝固组织中的石墨含量有所降低,共晶石墨减少,初生相中石墨占多数并有球化的趋势;当Al含量为6.85%时,合金基体由-γNi(Al)固溶体和少量(γ γ′)共晶组织组成;当Al含量为8.13%~9.94%时,凝固组织由γ-′Ni3Al相、(γ γ′)共晶相和石墨组成,-γNi(Al)固溶体消失;当Al含量为12.74%时,合金基体转变为单相γ-′Ni3Al,其网状晶界由高硬度的Ni3AlC0.5相生成。Al含量较低的合金具有较好的韧性,提高Al含量有利于提高材料的强度和耐磨性。Al含量为8.13%的合金基体组织主要由(γ γ′)共晶组成,晶粒尺寸显著细化,其综合力学性能显著提高,摩擦因数小,磨损率低。     

Mn对ZA43合金组织及磨损性能的影响

研究了Mn的添加量对ZA43合金组织、力学性能及油润滑条件下耐磨性能的影响.试验结果表明,添加适量的Mn元素能够细化合金组织,Mn加入量为0.55％时合金的综合力学性能最佳.高载荷(800 N)时,随着Mn含量的添加,磨损机制由磨粒磨损与粘着磨损的混合形式转化为单一的磨粒磨损.Mn在ZA43合金中主要形成富锰相且在晶界处呈弥散分布,提高了ZA43合金高温强度,同时可以作为硬质点分散剪切应力、阻碍微裂纹的扩展,从而提高合金的耐磨性能.     

Al含量对CuCrFeMnTiAl高熵合金组织及摩擦磨损行为的影响

根据高熵合金的设计理念制备CuCrFeMnTiAlx(x=0,0.5,1.0,1.5)合金,研究Al含量对该合金系组织结构、硬度及摩擦磨损行为的影响。结果表明:该铸态高熵合金具有简单结构,随Al含量增加,结构由密排六方转变为面心立方;合金的组织为典型的枝晶组织,枝晶间Cu富集的现象明显;合金硬度随着Al含量的增加而升高,其中Al-1.5合金的硬度最高,可以达到7.19GPa;Al-0.5合金在摩擦过程中表面产生氧化区,降低了摩擦系数,因此Al-0.5合金的耐磨性最佳。     

Zn和Al含量对含Si的T型Mg-Zn-Al合金组织及性能的影响

借助光学显微镜、X射线衍射仪和INSTRON拉伸机等,研究了不同Zn、Al含量对含Si的τ(Mg32 (Al,Zn)49)型Mg-Zn-Al合金组织及性能的影响.结果表明,随着Zn、Al含量的增加,τ相体积分数增加,而基体α(Mg)相的体积分数下降;τ 相连续程度增加,基体α(Mg)晶粒不断细化,Mg2 Si颗粒略有增大.合金Mg-8Zn-3.2Al-1Si-0.3Mn-0.01P在室温或150℃ 下的拉伸性能相对最好,抗拉强度分别达到233 MPa和185 MPa.     

Zn和Al含量对含Si的τ型Mg-Zn-Al合金组织及性能的影响

借助光学显微镜、X射线衍射仪和INSTRON拉伸机等,研究了不同Zn、Al含量对含Si的τ(Mg32(Al,Zn)49)型Mg-Zn-Al合金组织及性能的影响。结果表明,随着Zn、Al含量的增加,τ相体积分数增加,而基体α(Mg)相的体积分数下降;τ相连续程度增加,基体α(Mg)晶粒不断细化,Mg2Si颗粒略有增大。合金Mg-8Zn-3.2Al-1Si-0.3Mn-0.01P在室温或150℃下的拉伸性能相对最好,抗拉强度分别达到233 MPa和185 MPa。     

Cu含量对激光选区熔化CoCrMoCu合金微观组织及表面摩擦磨损性能的影响

目的 阐明不同Cu含量对激光选区熔化(Selective Laser Melting,SLM)制备的CoCrMoCu合金微观组织的影响及其在表面摩擦磨损和腐蚀性能使役行为方面的作用。方法 采用Co CrMo合金粉和纯Cu粉通过行星球磨机进行机械混合,制备了Cu质量分数为2%、4%、6%的CoCrMo/Cu混合粉末,并通过SLM技术制备相应的试样。对不同Cu含量的SLMCoCrMoCu的相组成、微观结构、硬度、摩擦磨损和腐蚀性能进行检测和分析。结果 Cu含量对SLMCoCrMoCu的相组成和微观组织没有明显影响,在不同Cu含量的试样中,试样的微观组织均主要为胞状等轴晶。在力学性能方面,随着Cu含量的升高,试样的硬度先提升后降低,在含2%Cu的情况下达到最大值(429.2HV0.2),在含6%Cu的情况下达到最小值(367.7HV0.2)。CoCrMoCu的摩擦因数和磨损率随着Cu含量的升高而降低,在4%时摩擦因数和磨损率达到最低(2.7×10^-5 mm³/(N·m)),摩擦磨损性能最好。随着Cu质量分数进一步增加到6%,由于硬度降低,磨损性能下...     

Er对Al-Zn-Mg合金微观组织与摩擦性能的影响

采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、透射电镜(TEM)和材料表面综合测试仪研究了Er对Al-Zn-Mg合金微观组织和力学性能的影响,并研究其在不同载荷下的摩擦磨损行为。结果表明,添加Er后合金伸长率提高约30%,晶粒尺寸明显细化,平均晶粒尺寸减小约68%。合金在摩擦过程中经历了摩擦副磨合和稳定磨损两个阶段,随着载荷的增大,摩擦因数曲线波动增大。O在摩擦层大量富集,证明了氧化磨损机制的存在。加载载荷为30 N时为磨粒磨损、疲劳磨损以及粘着磨损混合作用机制;加载载荷为70 N时磨粒磨损加剧并伴随疲劳磨损,且添加Er可以降低合金表面的剥落趋势,从而减少磨损。     

铈在Fe-6Al-3.5C-1.3Si耐热铸铁中的作用

研究了稀土元素Ce对Fe-6Al-3.5C-1.3Si铸铁的组织和性能的影响。结果表明,Ce的加入改善了合金的室温强度和塑性,并在合金中起到脱硫、脱氧,抑制晶粒长大,使石墨球化等作用。通过850℃恒温氧化动力学曲线测定及氧化膜分析查明,Ce改变了氧化模的结构和相组成,增加了氧化膜的粘附性,提高了合金的抗氧化性能。     

Ti-6．5Al—3．5Mo-0．3Si及其改进型钛合金

介绍了Ti-6．5Al-3．5Mo-0．3Si及其改进型钛合金的成分、加工和热处理工艺及性能等，为合理选择其加工和热处理工艺及使用该合金提供依据。     

Al-3.5Cu-7Si合金拉伸断裂行为研究

观察了Al—3．5Cu-7Si合金拉伸断裂试样横截面的断裂路径，并结合力学性能试验对该合金的断裂行为进行了研究，总结了该合金中各种相的数量及形态对力学性能的影响。结果表明，除了高铸造气孔率明显降低该合金力学性能外，针状的硅相及由杂质铁产生的针状铁相(FeSiAl5)是导致Al-3．5Cu-7Si合金力学性能下降的主要因素：固溶处理温度偏高造成的局部熔化微区会严重损害其力学性能，而少量未溶解块状θ相(CuAl2)对其力学性能无显著影响。     

低Si对Mg-8Zn-4Al-0.3Mn合金组织和性能的影响

研究了低Si合金化对Mg-8Zn-4Al-0.3Mn合金组织和性能的影响.试验表明Si能明显提高合金的流动性和耐磨性,并能细化合金晶粒.当Si量(质量分数)小于0.41%时,合金的显微硬度、刚度、强度和塑性都得到了明显的提高.而当Si量(质量分数)达0.69%时,由于汉字状Mg2Si的出现,导致合金的显微硬度、刚度和塑性呈现下降趋势.同时由于剩余液相中Zn、Al摩尔浓度的降低使得τ相的析出受到抑制,而φ相的析出得到促进.     

冷却速率对Sn-3.5Ag合金微观组织及力学性能的影响

研究了不同冷却速率对Sn-3.5Ag合金的微观组织、维氏硬度和力学性能的影响。通过采用空冷、水冷和急冷的方式获得了冷却速率分别为101、103和106 K/s的Sn-3.5Ag合金样品,对样品进行显微分析和力学性能测试后得出冷却速率对β-Sn二次枝晶臂间距和Ag3Sn相的分布有显著影响。随冷却速率的加快,β-Sn晶粒尺寸和二次枝晶臂间距逐渐减小,Ag3Sn晶粒尺寸也逐渐变小、分布更加均匀,样品硬度、力学性能也随冷却速率的增加而提高。研究结果表明,合金微观组织结构和Ag3Sn相的分布规律对合金力学性能有显著的影响,Ag3Sn相在合金中起了弥散强化的作用。     

Ti-8.15Si合金组织与性能研究

使用冷壁坩埚真空感应炉熔炼及金属模铸造方法,制备了Ti-8.15Si合金。利用光学显微镜、XRD、SEM、多功能试验机等技术,研究了合金的凝固组织特点、热处理对组织形貌的影响及抗压性能。结果表明,Ti-8.15Si合金可以获得αTi和Ti5Si3化合物形成的共晶组织,初生Ti5Si3相为比较粗大的棒状,共晶Ti5Si3相为细小的枝状或棒状,横断面呈六角形结构。1323K保温60min热处理使粗大棒状的Ti5Si3相显著减小;枝状Ti5Si3相变成非连续的、细小的粒状形态,改进了抗压综合性能。保温120minTi5Si3相逐渐长大,并且有少量块状的Ti3Si相生成,保温时间延长到180min,Ti3Si相数量明显增多,材料的硬度和抗压强度增加,塑性降低。     

冷轧变形对Fe-15Ni-12Mn-3.5C-2.5Si合金组织及性能的影响

利用光学显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射和HB-3000B型布氏硬度计对Fe-15Ni-12Mn-3.5C-2.5Si合金在不同冷轧变形量条件下的组织和性能进行了分析和研究.实验表明,随变形量的增大,晶内出现大量的位错缠结组织.晶粒细化为微晶和纳米晶.合金硬度随变形量的增加而增大.说明位错硬化机制和纳米晶、非晶态的产生是Fe-15Ni-12Mn-3.5C-2.5Si合金产生应变硬化的原因.     

工艺参数对触变压铸Al-30Si组织和性能的影响

研究了等温处理工艺和压射速度对触变压铸Al-30Si合金(加入1%的磷盐变质处理)组织和力学性能的影响。结果表明,触变压铸组织和常规铸锭组织相比,初生Si的形貌更加圆整,针状的共晶Si消失,而α-Al的的枝晶被打碎,以弥散的颗粒状分布;在固相率较高时,部分α-Al未熔化,以固相保留下来,形态为球状或近球状。常温下的抗拉强度在620℃保温100min和120min时,都随压射速度的增加呈现出先增大后减小的趋势,前者的最大值出现在6m/s,为226MPa;而后者的最大值出现在4m/s,为230MPa。在630℃保温120min时,抗拉强度随压射速度的增加而逐渐减小。     

Si及变质处理对Mg2Si/Mg复合材料的影响

分析了Mg-Si二元合金直接原位形成Mg2Si/Mg复合材料的过程,研究了Si含量以及变质处理对复合材料组织和性能的影响。试验结果表明,随着合金中Si含量的增加,合金的流动性降低,复合材料中原位Mg2Si的数量增多,树枝晶形态更为发达;对优化的Mg-8Si合金,进行混合稀土(MM)和Sb变质处理,可明显改善Mg2Si的形态和分布,但Sb变质的效果要好于MM。合金经质量分数为1.2%的Sb变质处理后,Mg2Si以颗粒状均匀分布在Mg基体中,从而使复合材料具有较好的耐磨性。     

Mg量对过共晶Al-18%Si合金组织与性能的影响

为改善Al-18％Si组织形貌，利用扫描电镜与金相显微镜观察了不同含Mg量过共晶Al-Mg-18％Si合金的显微组织，并测试相应的力学性能，研究了强化处理的作用。结果表明：镁在过共晶Al-Si合金中的作用是通过热处理来实现，随镁含量的增加，合金的强度稍有增加，但伸长率有所下降。为了提高金相组织与力学性能，Mg量应控制在0．5％～3．0％。