Al-Sc-Zr合金热力学凝固行为的计算分析

为研究Al-Sc-Zr合金中Sc、Zr含量对Al3(Sc,Zr)-LI2相和Al3(Sc,Zr)-DO23相析出的影响,使用Thermo-Calc软件计算分析不同Sc、Zr组分的Al-Sc-Zr合金平衡和非平衡热力学凝固行为。结果表明:Al-Sc-Zr合金中Sc含量主要影响Al3(Sc,Zr)-LI2相的析出温度和含量,Zr主要影响Al-Sc-Zr合金液相线温度和Al3(Sc,Zr)-DO23相的析出。通过对合金中Sc、Zr含量的设计,可以实现对Al-Sc-Zr合金中Al3(Sc,Zr)第二相析出温度和含量的控制,用以指导含钪铝合金的成分设计和熔铸工艺。     

5CrNiMo热浸镀铝激光重熔层组织观察

将5CrNiMo钢在(720±5)℃热浸镀纯铝,对其进行激光重熔。利用金相显微镜及扫描电镜对重熔合金层及结合界面组织进行了观察。结果表明:热浸镀铝层经950℃×6h扩散退火处理后裂纹明显;而激光重熔后获得了致密、无肉眼可见气孔和夹杂等缺陷的重熔层,合金层与基体之间为完全的冶金结合;组织呈完整的树枝晶,结合界面处为粗大的树枝晶,外层逐渐变成细小的枝晶;EDS结果表明重熔层中成分相对均匀,重熔层中的主要相为Fe(Ni、Cr)3Al及Ni3Al。     

喷射沉积含锆镍超高强铝合金的组织与性能研究

采用喷射沉积技术制备Al-12Zn-2.4Mg-1.1Cu-0.2Zr-0.3Ni铝合金,利用电子拉伸机和透射电镜等手段,研究不同挤压比、不同固溶温度下合金经120、130℃时效处理后力学性能与微观组织之间的关系。结果表明:合金经480℃×2h+120℃×24 h固溶与时效处理后,合金抗拉强度达到830 MPa,延伸率保持在7.5%;加入微量锆和镍后PFZ区变宽,并且晶界上黑色链状物相(GBP)中有微量Ni元素存在,有球形Al3Zr相出现在PFZ区周围;纳米级含Zr、Ni相的"钉扎"细晶作用、η′相和PFZ联合作用促使材料具有良好的综合力学性能。     

Al_(91)Ni_7Y_2纳米非晶复合材料晶化的研究

利用差示扫描量热 ( DSC)、透射电镜 ( TEM)和 X射线衍射 ( XRD)技术对快速凝固Al91 Ni7Y2 合金条带急冷态和不同温度退火态的晶化行为及显微结构演化进行了研究。结果表明 :急冷态的 Al91 Ni7Y2 合金为部分 Al粒子均匀分布在非晶基底上的复合材料。从急冷态到高温平衡态有三阶段晶化过程 ,对所有的晶化温度和晶化相的测量表明 ,DSC曲线上第一个峰的初始和峰值温度分别为 2 4 0℃和 2 67℃ (在加热速率为 1 0℃ /min条件下 ) ,这一相对高的温度表明此复合材料有高的热稳定性。     

热处理对356铝合金阻尼性能影响的研究

研究了热处理对 35 6铝合金的组织和阻尼性能的影响。结果表明 ,铸态变质组织由发达α相枝晶和α +β共晶体组成 ,其中硅相 β呈块状和短条状。经过 5 35℃保温 5h后水冷的固溶化处理 ,硅相基本变成了细小圆形质点相 ,而α相枝晶宏观组织变化不明显。在 15 0～ 2 5 0℃的温度区间内进行的时效处理对硅相形态和α相的宏观组织亦没有明显影响。 35 6合金铸态试件的阻尼值较低 ,仅为 5 .5 4× 10 -4。固溶并淬火态合金阻尼为 6 .4 7× 10 -4。对合金在 15 0℃下保温 4h后空冷的退火处理 ,阻尼增至 1.11× 10 -3 ,但当时效温度过高时 ,阻尼反而下降。 35 6合金的阻尼主要是位错阻尼引起的 ,即外加交变应力作用下的位错振荡耗能     

高强度7000系Al-Zn-Mg-Cu铝合金

欧洲专利EP1464719中公布了一种高强度7000系Al—Zn—Mg—Cu铝合金的制造技术。合金的主要成分是（质量分数）：Zn8．3％。13．5％、Mg2％-3．8％、Cu1％-2．7％、Mn0-0．5％、Cr0-0．4％、Zr0-0．2％、Ti 0．05～0．15％，其余是Al。合金的制备工艺是：将合金熔液以〈600℃／min的降温速率凝固，淬火至室温，在470℃进行48h的均质化处理。最终获得的合金的抗拉强度〉630MPa．屈服强度〉600MPa，延伸率〉7％。该合金可应用于航空工业等领域。     

铸态Al_(63)Cul_(25)Fel_(12)准晶材料的相分析及微观结构研究

采用普通铸造法在真空中频熔炼炉中制备了Al63Cu25Fe12准晶合金试样,利用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析仪和X衍射衍射仪,分析了准晶相和其它类似相的微观组织及相的变化。结果表明:铸态Al63Cu25Fe12准晶合金主要由λ相、I相、β相和其它微量相组成;采用各部位冷却速度不同的圆台式浇铸模具对合金进行浇铸,冷却速度较快的铸锭底部准晶I相的含量低于冷却速度较慢的铸锭顶部;Al63Cu25Fe12准晶合金经过750℃×8 h的退火处理后,λ相、β相及其它微量相有向准晶I相变化的趋势。     

机械合金化合成YAlO3

为了合成YAlO3(YAP),对Y2O3-Al2O3粉体混合物进行了高能球磨研究。试验结果表明:经高能球磨后,Y2O3-Al2O3可发生固相合成反应,生成YAlO3。Y2O3-Al2O3的机械合金化过程包括两个阶段:第一阶段(0～2h),氧化物颗粒快速细化,晶格发生严重畸变,球磨促使Y2O3发生了晶型转变,由稳定的立方晶转变成非稳态的单斜晶;第二阶段(5～40h),Y2O3晶型转变完成,并呈无定形化,Y2O3和Al2O3发生固相合成反应,生成YAlO3。     

快速凝固Al-Ti-La合金中金属间化合物相的“孪晶形核”理论

快速凝固Al-Ti-La合金中金属间化合物相Al2 0 Ti2 La的形成是 :在快速凝固过程中形成孪晶 ,以孪晶为晶核从熔体中优先其他化合物相形成并生长 ,该化合物相细小、圆整、弥散、热稳定性好 ,极大的改善了快速凝固Al-Ti合金的热强性能 ,这种金属间化合物相的形成机制是“孪晶形核”理论     

Al-Mg-Mn-Sc-Zr合金中Al3(Scx,Zr1-x)粒子的形成机制研究

用水冷铜模激冷铸造制备Al-5.8Mg-0.4Mn-0.25Sc-0.1Zr合金.用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)和金相显微镜(OM)研究合金中Al3(Scx,M1-x)第二相粒子的存在形式和形成机制.结果表明:Al-5.8Mg-0.4Mn-0.25Sc-0.1Zr合金在急冷铸造条件下,合金中的Sc和Zr主要以固溶形式存在于α(Al)基体中,透射电镜和扫描电镜下很难观察到这些粒子存在.初生Al3(Scx,M1-x)粒子对铸态晶粒具有细化作用,晶粒尺寸可细化到10～20μm.铸态合金经550℃退火20 h后析出大量次生Al3(Scx,M1-x)粒子,这些粒子呈内部富Sc,外部富Zr的复合结构.该结构的形成一方面是由于Sc在铝合金基体中的原子扩散速率比Zr大;另一方面,通过形成这样的结构可降低界面能.     

Mg-12Li-3Gd-3Y-0.6Zr镁合金的均匀化研究

为改善铸态Mg-12Li-3Gd-3Y-0.6Zr合金的力学特性,对铸锭进行均匀退火处理。采用金相显微镜、SEM、XRD、显微硬度测试和拉伸力学特性测试,观察和研究了试验合金的微观组织和力学特性。结果表明:最佳的均匀化退火工艺为500℃×8 h,均匀化退火后合金的抗拉强度由铸态的114 MPa提高到133 MPa。第二相形态及分布的改变是Mg-12Li-3Gd-3Y-0.6Zr合金力学特性改变的主要原因。     

微米级铝颗粒热氧化特性

利用同步热分析技术,以10 K·min~(-1)的加热速率将3种微米铝粉从室温加热至1110℃,分析获得的热重-微商热重-差热分祈曲线,并通过Satava-Sestak积分法计算得到氧化反应的动力学参数及最可几机理函数;利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)对不同阶段的氧化产物进行观察分析。结果表明,粒径越小的铝粉,越容易被氧化,其氧化程度也越深。微米铝粉的氧化过程可分为三个阶段:阶段Ⅰ,温度低于550℃,反应非常缓慢,Al颗粒表面的无定形氧化铝层缓慢生长;阶段Ⅱ,550~670℃,氧化层由无定形氧化铝向γ-Al_2O_3转变,新形成的γ-Al_2O_3层不能在Al颗粒表面形成一个连续完整的外壳,裸露的Al与氧气接触,因此在阶段Ⅱ开始时,氧化速率迅速增大,当γ-Al_2O_3层完全覆盖Al核后,氧化速率迅速降低;阶段Ⅲ,670~1110℃,在内部熔融态Al受热体积膨胀及氧化铝由γ-Al_2O_3向α-Al_2O_3转变引起表面积收缩的共同作用下,颗粒表面氧化壳层产生裂缝或破碎,活性Al释放,氧化反应非常剧烈,最终生成稳定的α-Al_2O_3。粒径越小的Al粉,其氧化反应的表观活化能越低,反应越容易进行;3种样品的热氧化反应均符合边界控制模型函数R3:G(α)=G(α)=1-(1-α)~(1/3),温度适用范围550~1110℃。     

热处理及变质处理对含铬铸钢组织性能的影响

利用动载磨损试验机对经过不同处理的铬铸钢试样进行磨损试验,研究变质处理、热处理或者二者共同作用对含铬铸钢磨损性能及组织的影响。实验结果表明:含Cr钢铸态组织未经过变质时,在铸态组织中容易产生网状碳化物,即使在经过热处理也无法全部断开网状组织;而经0.25%稀土硅变质后再经960℃×4h正火,其耐磨性提高了66%。其主要原因在于稀土变质及热处理使含铬铸钢铸态组织中连续网状的共晶碳化物转变为断续状的小块状碳化物所致。     

添加氧化锆对氧化铝陶瓷的性能的影响

研究了ZrO2对Al2O3力学性能和耐磨性能的影响。将α-Al2O3与采用沉淀法合成的Zr(OH)4混合,凝胶混合物在600℃下煅烧2h。m(Al2O3)∶m(ZrO2)=85∶15的复合材料在1400℃至1650℃之间保温2h常压烧结。利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜分别对试样的相组成和显微结构进行分析。结果表明,在1550℃温度下烧成的该复合材料获得了最高的密度、最好的耐磨性能和最佳的力学性能,其抗弯强度和断裂韧性分别达到708MPa和5.8MPa·m1/2。研究结果表明,在氧化铝中添加ZrO2有助于改善氧化铝陶瓷的力学性能和耐磨性能。     

反应生成Al2O3p/Al复合材料的动力学研究

采用熔体反应法,通过铝液与SiO2粉末之间的化学反应制备了Al2O3颗粒增强Al基复合材料。研究表明,生成的颗粒尺寸为0.2￣0.5μm,在Al-Si基体上分布比较均匀。利用微粒反应模型,对Al与SiO2颗粒之间的化学反应进行了动力学分析。     

Al-Zn轴瓦合金显微组织和力学特性的研究

对采用设计化学成分制备的Al-Zn轴瓦合金进行显微组织观察、能谱分析和力学特性测试。结果表明:在合金化学成分设计的质量分数范围内,在Al-Zn-Cu基体表面分布着Mg2Si、CuAl2、S(Al2MgCu)相、Pb相、Sn相和Al(6MnSiFe)相;合金铸锭经过500℃×6 h均匀化处理、轧制和300℃×1 h退火处理后,其抗拉强度为180~205 MPa,伸长率为16%~18%,显微硬度为54.7HV。     

反应烧结制备FeAl/Al2O3复合材料的研究

对不同成分配比的Fe2O3粉和Al粉末生坯分别进行900,1 000,1 100℃烧结,利用自蔓延反应放热和加热炉加热的综合作用制备FeAl/Al2O3复合材料。用扫描电镜、维氏硬度计、M-200型磨损试验机对烧结合金的金相组织、硬度以及磨损性能进行测试。结果表明:Fe2O3-Al在适当配比和烧结温度下,可以合成以FeAl为基体、Al2O3和铝铁金属间化合物为增强相的复合材料;试样烧结前后相对密度受Al含量和烧结温度的影响,Al含量越高,烧结温度越高,相对密度越大;Al的质量分数为40.3%,1 100℃烧结后的样品具有最高硬度和最佳耐磨性能。     

热处理制度对705铝合金力学性能和应力腐蚀开裂的影响

选用四种不同的热处理制度对７０５铝合金进行处理。结果表明，７０５铝合金板材原供货态短横向上的抗应力腐蚀能力很低，裂纹扩展平台速率较高，应力腐蚀开裂界限应力强度因子（ＫⅠｓｃｃ）值较低。而淬火后室温放置３天＋１００℃保温８ｈ＋１２０℃保温２４ｈ处理状态下的力学性能同供货态相当，而应力腐蚀开裂界限应力强度因子高于性能指标，达９．７４ＭＰａ·ｍ１／２。