Mg含量对Al-20Si合金显微组织及力学性能的影响

通过光学显微镜、力学万能试验机、X射线衍射仪和扫描电镜分析了Mg含量对Al-20Si铝合金显微组织和力学性能的影响.结果表明:合金中主要有α-Al、共晶硅、初生硅和Mg2Si等相存在,随着Mg含量的增加初生硅数量逐渐减少,并且变得细小;抗拉强度逐渐增加,而伸长率呈先下降后上升的趋势,硬度与伸长率的变化趋势相反.     

Bi对Al-5Mg-2Si-0.6Mn合金的组织及力学性能的影响

研究了Bi含量对Al-5Mg-2Si-0.6Mn合金铸态组织、相结构和成分、力学性能和断口形貌的影响。结果表明,当Bi含量为0.3%时,具有最明显的变质效果。Bi富集在共晶Mg_2Si生长界面前端产生成分过冷,减小了液相的实际过冷度,使共晶Mg_2Si的生长速度被限制,共晶Mg_2Si相从变质前的粗纤维状转变成细小的点状纤维。合金的力学性能显著提高,抗拉强度、伸长率分别由未变质的205 MPa、2.8%增加至240 MPa、5.3%,分别增加了17.1%、89.3%。     

微量稀土Er对Al-5Mg合金组织与性能的影响

采用铸锭冶金法,制备含不同量稀土元素Er的Al-5Mg合金。利用拉伸力学性能测试、OM、XRD、SEM、TEM及EDS分析等分析测试手段,研究微量Er对Al-5Mg合金微观组织与力学性能的影响。结果表明:Er可以明显提高Al-5Mg合金的强度,添加0.4%Er(质量分数)的Al-5Mg合金的冷轧态屈服强度(σ0.2)提高了81MPa,而延伸率变化不大;Er的加入还能减少Al-5Mg合金的枝晶偏析,并可显著细化合金的晶粒组织;Er对晶粒的细化机理与其添加量有关,当Er含量较低时,符合传统的稀土细化机理;当Er含量较高时,由于在熔体中形成了初生Al3Er质点,在结晶形核时可以作为非均质形核核心,从而可显著细化晶粒组织;Er对合金的强化效应主要来自于晶粒细化及在晶内形成的细小二次Al3Er质点。根据实验结果可知,添加0.4%Er可使合金具有较为优异的综合性能。     

La和Er对Al-13Si-5Cu-2Ni-1Mg合金组织和性能的影响

研究了La和Er对铸造Al-13Si-5Cu-2Ni-1Mg合金组织和力学性能的影响。结果表明,La对共晶Si有较强的变质作用,在合金中生成块状、长针状富La相;Er可以明显减小二次枝晶间距,在合金中可生成块状、短棒状富Er相。合金中复合添加0.2%的La和0.2%的Er时,二次枝晶间距、初生Si、共晶Si和金属间化合物的尺寸同时减小,La、Er相互作用可以抑制富稀土相的生长,使合金中引入尺寸细小且弥散分布的富稀土相,此时合金力学性能最佳,25和350℃时抗拉强度分别为274MPa和91MPa。     

稀土Sm对Al-7Si-0.3Mg合金微观组织的影响

采用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和差示扫描量热法(DSC)等研究不同含量稀土Sm对Al-7Si-0.3Mg合金微观组织的影响。结果表明:添加Sm元素之后,合金的二次枝晶间距相比基础合金的明显减小;稀土Sm可以显著细化片层状的共晶硅,Sm元素主要形成Al2Si2Sm相。从能量角度,Sm可优先与P形成SmP相,可能会抑制AlP相的形成,减弱其促进共晶硅形核的效能。随着Sm元素含量的增加,Al-Si共晶反应的过冷度逐渐增大。     

稀土Ce对Al-5Mg组织和力学性能的影响

通过显微组织分析、力学实验和XRD分析,研究了稀土Ce对Al-5Mg合金的显微组织、凝固区间和力学性能。结果表明,加入稀土Ce拓宽了合金凝固区间,加入量1.5wt%时两相区间稳定在639~592℃;合金加入Ce,有明显变质细化作用;合金析出强化相Al4Ce,提高了该合金的室温和高温拉伸强度。     

AlN变质对Al-4Si-0.45Mg合金性能的影响

在亚共晶Al-4Si-0.45Mg合金中添加微量AlN,以改善合金的显微组织并提高其力学性能和导热性能。结果表明,未添加Sr和AlN的合金,其抗拉强度为167.3 MPa,伸长率为10%,热导率为149.5 W/(m·K);添加Sr后的抗拉强度为176.2 MPa,伸长率为20%,热导率为166.8 W/(m·K),抗拉强度和热导率分别提高了5.4%、11.6%;添加AlN后的合金抗拉强度为194.8 MPa,伸长率为16%,热导率为170.1 W/(m·K),抗拉强度和热导率分别提高了16.4%、13.8%。力学性能的提高主要与α-Al的晶粒细化、二次枝晶臂间距(SADS)的减小和Si的变质有关。加入Sr和AlN后,共晶Si由片状变成块状和球状,Sr变质后共晶Si的尺寸明显减少,且AlN变质后共晶Si的平均尺寸更小,说明热导率的提高主要与共晶Si相的形态变化有关。其机制为细小的Si使得电子通道增加,电子散射概率降低,平均自由程增加,从而提高了热导率。     

Er、Sc微合金化对WAAM Al-7Si-0.6Mg合金组织与性能的影响

通过金相显微镜、扫描电子显微镜、室温及高温拉伸试验研究了Er、Sc微合金化对电弧增材制造Al-7Si-0.6Mg成形合金组织及性能的影响。结果表明,Er的添加导致直接沉积态成形合金枝晶干变短、枝晶变细;Sc的添加导致直接沉积态成形合金α-Al枝晶尺寸变短,趋于等轴,经过T6热处理后,微观组织差异消除。Er、Sc的添加提高了200、250℃电弧增材制造Al-7Si-0.6Mg成形合金的高温性能稳定性,且Sc的效果优于Er。     

喷射成形Al-8.0Si-4.0Cu-0.5Mg合金的组织及性能

采用喷射成形技术制备了Al-8.0Si-4．0Cu-0．5Mg合金棒材,分析了该合金的组织,研究了台金成形过程中孔洞及疏松的形成情况,测量了合金的力学性能及摩擦性能。结果表明,喷射成形工艺制备的合金具有细小均匀的微观组织结构,固溶、时效处理能够得到良好的弥散强化,具有良好的性能。     

稀土元素钇和固溶处理对Al-8Mg合金组织和力学性能的影响

采用对比试验方法,通过拉伸力学性能测试、金相显微镜、扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)等手段研究了添加稀土元素钇及固溶处理对Al-8Mg合金显微组织及力学性能的影响。结果发现,添加稀土钇后Al-8Mg合金枝晶尺寸明显减小,且晶粒得到细化。当钇添加量为0.4%时,固溶态Al-8Mg合金组织具有良好的综合性能。     

消失模重力铸造镁合金组织及性能研究

对消失模重力铸造及随后热处理条件下AZ91合金组织、力学性能进行了系统的研究。结果表明：消失模铸态下的合金除主要由初生α-Mg枝晶及离异共晶沉淀相β—Mg17Al12组成外，还存在其他工艺条件下未曾发现的新相Al32Mn25(线尺寸为5～50μm)；消失模铸态下的AZ91合金各项力学性能指标均高于树脂砂型铸态的各对应值，这可以归因于消失模铸造充型过程中存在的泡沫模冷却作用及缓冲作用；经过热处理后合金的综合力学性能有较大幅度的提高，均匀化过程中各元素扩散速度较慢。     

硼对Mg-7Al-0.4Zn-0.2Mn合金组织及性能的影响

研究了B对Mg-7Al-0．4Zn-0．2Mn合金显微组织和力学性能的影响。结果表明：加入微量的B就能使合金的晶粒得到显著的细化，并且随着B加入量的增加，细化效果越明显，当B的加入量（质量分数，下同）为0．15％时，平均晶粒尺寸由未变质合金的约140μm细化到约40μm。分析认为：具有密排六方结构的高熔点化合物AIB2可作为α-Mg的异质核心，从而细化镁合金晶粒。微量B的加入使铸态合金的力学性能得到不同程度的提高，当B的加入量为0．15％时，合金的显微硬度、抗拉强度和屈服强度分别比未变质合金提高13．1％、19．5％和22．0％，冲击吸收功约为未变质合金的2．3倍。B的加入量为0．10％时，合金的伸长率比未变质合金提高21．6％，     

高锌镁合金研究

研究了Zn ,Al含量对高锌镁合金的密度、显微组织和力学性能的影响。结果表明 ,含锌 (质量分数 ) 2 0 %～ 2 5 %、铝 5 %～ 10 %之间的镁合金的着火点高于 740℃ ,密度约为 2 .2g/cm3 ,可采用常规熔炼方法熔炼。该材料的强度σb 为 14 5～ 164MPa ,有希望发展成为一类新型的镁合金     

高锌镁合金研究

研究了Zn,Al含量对高锌镁合金的密度、显微组织和力学性能的影响。结果表明,含锌（质量分散）20%-25%、铝5%-10%之间的镁合金的着火点高于740℃,密度约为2.2g/cm^3,可采用常规熔炼方法熔炼。该材料的强度σb为145-164MPa,有希望发展成为一类新型的镁合金。     

工艺参数对半固态Al-4Cu-Mg合金微观组织与性能的影响

采用应变诱发熔化激活工艺(SIMA)制备了半固态Al-4Cu-Mg合金，并对其组织性能进行了研究。结果表明：通过合理选择SIMA工艺参数，能够得到晶粒尺寸小且呈近球状的半固态组织；SIMA工艺参数对晶粒的大小和形状产生较大的影响。变形量越大、等温温度越低和保温时间越短，晶粒尺寸越小；变形量越大、等温温度越高和保温时间越长，分形维数越小，晶粒越圆整；采用变形量为20％～25％、等温温度为580～600℃和保温时间为2～6min的合理SIMA工艺参数，可获得室温抗压强度和屈服强度分别为358～387MPa和246-265MPa的半固态材料。     

复合变质对AlSi7Mg合金组织和性能的影响

通过在铸造ＡｌＳｉ７Ｍｇ合金中加入一种新型复合变质剂,研究其对合金力学性能和组织的影响,并采用透射电子显微镜（ＴＥＭ）研究合金在时效过程中组织的变化。结果表明：采用此新型变质剂可有效提高铸造ＡｌＳｉ７Ｍｇ合金的力学性能。合金经５３５℃×６ｈ固溶化处理和１５０℃×６ｈ时效处理后,其σｂ达到３５１．７ＭＰａ,δ达７．７９％。经ＴＥＭ分析,采用此变质剂处理的铸造ＡｌＳｉ７Ｍｇ合金在时效过程中不仅会产生Ｍｇ２Ｓｉ相,而且发现了一种新的时效强化相。通过分析,认为该相的析出过程与Ｍｇ２Ｓｉ相似,且其析出温度要较Ｍｇ２Ｓｉ相略低。由于此新强化相的析出使得合金在较低温度时效时即可获得较好的强化效果,使合金在Ｔ５状态下即可获得高的综合力学性能     

Be对铸造Mg合金组织和力学性能的影响

研究了在Ｍｇ－９Ａｌ－０．５Ｚｎ－１ＲＥ合金中添加Ｂｅ后合金组织和力学性能的变化规律。Ｂｅ的加入对γ相有一一的变质作用,相的形状和分布随Ｂｅ含量的变化而变化。Ｂｅ的加入量少时,合金铁常温抗拉强度σｂ,σ０．２与伸长率δ都有所下降;当Ｂｅ的加入量增加到一定程度时,这些性能指标反而升高。继续加入是地,性能又会下降。高温拉伸性能的变化趋势与常温时相同,Ｂｅ的另入时对α－Ｍｇ基体的显微硬度影响不大。     

Mg对反重力铸造ZL116合金组织和性能的影响

通过OM、XRD以及室温拉伸试验等手段,分析了Mg对反重力铸造ZL116合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,随着Mg含量提高,ZL116合金的抗拉强度有所提高,伸长率基本没有变化。反重力铸造方式中差压铸造的ZL116合金力学性能最优,低压铸造次之,调压铸造的力学性能差于重力铸造。随着Mg含量提高,ZL116合金中的强化相Mg2Si含量也随之增加,最终导致ZL116合金抗拉强度提高。     

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。