快速凝固铝硅合金材料及其在汽车中的应用

本文介绍了快速凝固技术的特点及在高硅铝合金中的应用潜力，综述了快速凝固高硅铝合金的制取方法及研究现状，扼要总结了快速凝固高硅铝合金在汽车工业中的应用，最后提出了这一研究领域中存在的问题及发展前景。     

快速凝固铝硅合金材料及其在汽车中的应用

本文介绍了快速凝固技术的特点及在高硅铝合金中的应用潜力,综述了快速凝固高硅铝合金的制取方法及研究现状,扼要总结了快速凝固高硅铝合金在汽车工业中的应用,最后提出这一研究领域中存在的问题及发展前景。     

超音速气体雾化高硅铝合金粉末冷却速度计算

通过快速凝固技术制备合金材料,可以大幅度细化合金组织,其技术的冷却速度.本文通过对流换热原理对超音速气体雾化高硅铝合金粉末的冷却速度进行了理论计算,结果表明其冷却速度大约在104～107K/s之间,说明利用超音速气体雾化制备高硅铝合金粉末可以达到很高的冷却速度;另外,通过测定合金粉末内部凝固枝晶间距,并利用冷却速度和枝晶间距之间的经验关系,确定合金冷却速度,其结果与理论计算基本相符.     

快速凝固过共晶铝硅合金的显微组织及摩擦学行为研究现状

过共晶铝硅合金由于具有高耐磨性、低热膨胀系数和高比强度而广泛应用于汽车和飞机制造业.该类合金在常规铸造下易产生粗大的脆硬初生硅相,降低合金力学性能及耐磨性.而利用快速凝固技术能够有效细化硅相,制备出高耐磨的过共晶铝硅合金.过共晶铝硅合金的性能可以通过改变共晶硅和初晶硅的形态及其分布、二次枝晶胞的尺寸或臂间距等方式加以改善.目前过共晶铝硅合金的研究大多是关于控制共晶和初晶硅的形态和分布,而针对常规铸造的细化晶粒工艺只对25％(质量分数)硅含量以下的过共晶铝硅合金有明显效果,因此研究人员聚焦于能对高硅含量的过共晶铝硅合金实现晶粒细化的快速凝固技术.快速凝固技术区别于常规铸造的特点是高冷却速度,研究发现冷却速度对过共晶铝硅合金的相平衡和微观结构有着显著的影响.随着冷却速度的增加,过共晶铝硅合金的微观结构细化、化学均匀性提高、固溶度增加,形成非晶及亚稳相,极大地改善了过共晶铝硅合金的性能.根据不同快速凝固技术制备的过共晶铝硅合金,其细化的显微组织及对应的摩擦学行为也有所不同.这些差异对于完善快速凝固过程中硅晶粒形核长大机制、形态演化机制及其对过共晶铝硅合金性能影响的理论体系能够起到有效的补充作用.本文综述了快速凝固过共晶铝硅合金四种主要制备方法:衬底急冷技术、快速凝固-粉末冶金技术、喷射沉积技术和选择性激光熔化技术,分析了相关快速凝固工艺的研究现状,对比了不同工艺制备的过共晶铝硅合金的显微组织及耐磨性能,并从理论体系、性能预测和技术工艺三方面对其未来的研究方向提出了一些可行建议.     

高硅铝合金几种常见制备方法及其细化机理

高硅铝合金根据制备方法的不同,其细化方法及原理也有所不同.主要综述了熔炼铸造、快速凝固粉末冶金和喷射沉积工艺制备高硅铝合金的方法及其细化机理.     

快速凝固/粉末冶金(RS/PM)高硅铝合金材料的研究

采用冷压 +热挤压工艺制备快速凝固高硅铝合金材料 ,并探讨了挤压温度、保温时间、挤压比等工艺参数对材料组织及性能的影响 .研究结果表明 ,与高硅铝合金铸造材料相比 ,本研究所制的材料硅相尺寸得到了显著细化 ,且分布更为均匀 ,材料的抗拉强度和延伸率有明显的提高 .采用光学金相显微镜、SEM、XRD等手段对快速凝固高硅铝合金粉末及大块材料的微观结构及相组织进行了深入研究 .     

快速凝固粉末铝合金的制备和应用

本文综述了快速凝固粉末冶金现状，首先指出了快速凝固粉末冶金的特点，然后重点介绍快速凝固合金粉末的制备和成形固化技术，最后简要介绍了快速凝固粉末冶金技术在开发新型铝合金上的应用。     

快速凝固Al-Fe系耐热铝合金的研究进展

通过快速凝固技术制备Al-Fe系耐热铝合金,可以获得弥散细小且在高温下扩散率低的第二相粒子,从而获得良好的耐热性能。本文综述了快速凝固Al-Fe系合金的发展现状,介绍了各系列Al-Fe合金,着重介绍了Al-Fe-V-Si合金及其复合材料;综述了制备合金的快速凝固技术的发展历程;概述了几种快速凝固Al-Fe系耐热铝合金常用的致密方法,并介绍了能在小吨位设备上致密大块多孔材料的楔形压制工艺、外框限制轧制和陶粒包覆轧制工艺;展望了快速凝固Al-Fe系耐热铝合金的发展趋势,认为合金的耐热性能有待进一步提高,提出了制备方法将朝高冷却速率下制备组织均匀且致密度高的大尺寸坯料方向发展,而致密化技术也将朝小型设备制备大尺寸致密材料的方向发展。     

快速凝固粉末铝合金的超塑性

用超声气体雾化法制备了两种合金化程度较高的新型铝合金,在超声雾化的快速凝固过程中合金得到了很细的显微组织,因而在一定的温度和应变速率下合金具有超塑性。一种 A1-6.7Mg-1.6Li 铝合金在325℃,开始应变速率10~(-2)/秒下显示的最大延伸率为184%,而另一种×7091合金在400℃,开始应变速率9×10~(-3)/秒时呈现218%的延伸率。和常规铸造加锻造的铝合金不同,快速凝固的粉末铝合金在比较高的应变速率下(10~(-2)/秒)即可出现超塑性。     

高硅铝合金的摩擦磨损性能

采用喷射沉积技术和热挤压致密化技术制备Al-22Si和Al-27Si(质量分数)两种高硅铝合金,研究两种合金在不同载荷下的摩擦行为和磨损机理。结果表明,与铸态合金相比,喷射沉积技术制备的高硅铝合金具有晶粒细小、成分均匀的组织特征;在载荷为30,45,60和75 N下,Al-22Si合金的磨损以粘着磨损和氧化磨损为主;Al-27Si合金在低载荷下以粘着磨损为主,在高载荷下的磨损行为时粘着磨损和磨粒磨损的混合磨损机制。含有较高硅含量的Al-27Si合金具有相对小的摩擦系数和磨损率。随着载荷增大,两种合金的磨损量逐渐增大。     

快速凝固7000系超高强铝合金的研究现状

在对传统7000系高强铝合金分析的基础上,着重阐述了快速凝固超高强铝合金的发展过程、存在问题和研究现状.快速凝固技术可有效细化组织、提高合金元素的极限固溶度、抑制宏观和微观偏析,并提高超高强铝合金的综合性能,最后提出了快凝超高强铝合金的应用和发展前景.     

快速凝固和半固态成形制备铝基环保材料

利用半固态成形技术和快速凝固粉末冶金方法制备高强铝基复合材料,该方法制备的合金具有细化晶粒、增大合金元素的固溶度、减小偏析、形成亚稳相等独特的优势,因此大大提高了铝基复合材料的性能。利用原始创新的WAl6为增强相,制备出(1)高强铝合金:该铝合金的强度达于550MPa,硬度大于150HB,延伸率大于4%;(2)高强高硬铝合金:该铝合金的强度达大于600MPa,硬度大于180HB,延伸率大于2%。该铝合金的机械性能已经接近甚至超过美国产7075铝合金。     

高锌铝合金合金化和加工工艺的研究现状及发展趋势

高锌铝合金是指含锌量为10%～45%的铝基合金,具有耐磨性好、强度硬度高和阻尼性能优异等优点,被广泛应用于滑动轴承、轴瓦等耐磨件,是锡铜合金和锌铝耐磨合金良好的替代品。高锌铝合金作为耐磨合金替代锡铜合金不仅降低了工件的生产成本,而且弥补了我国锡铜金属资源匮乏的缺憾。但是,高锌铝合金也存在尺寸稳定性差、塑性低、抗蠕变性能和耐腐蚀性差等缺点。现阶段,高锌铝合金的强韧化机制主要有以下几个方面：(1)对高锌铝合金进行合金化处理,如在Al-Zn合金中添加Cu、Si、Mn、Ti、Er、Sc、Zr等元素。首先合金元素与基体结合形成硬质颗粒可以增加合金的强度硬度;其次,合金元素在凝固过程中可以作为异质形核中心,导致晶粒尺寸减小。(2)在凝固过程中提高冷却速度,采用压铸或挤压铸造的方法可以获得较快的冷却速度。凝固过程中较快的冷却速度有利于提高形核速率,并显著细化第二相与晶粒的尺寸。(3)对高锌铝合金进行塑性变形处理,如挤压、轧制等加工工艺可以消除合金的铸造缺陷、细化晶粒、增加位错密度,从而提高高锌铝合金的强度。本文综述了近年来国内外高锌铝合金显微组织和性能的研究现状及主要存在的问题,介绍了Zn、Cu、S...     

粉末冶金法制备稀土锌铝合金的研究

本文研究了一种制备稀土锌铝合金的新方法——粉末冶金法(快速凝固技术 温压烧结技术)及其制备的合金的形貌与力学性能。利用金相显微镜和SEM研究了合金的形貌，利用EDS和XRD研究了合金的成分，并测定了合金的密度和硬度。本研究开拓了一种稀土锌铝合金材料制备的新方法；本方法制备的锌铝合金组织成分均匀，无偏析产生，且与传统脆性锌铝合金不同，其具有良好的塑性。本研究的稀土锌铝合会块材料比传统浇注法生产的锌铝合金的硬度更为均匀，且有10％～20％左右的提高；在密度方面，本方法制备的材料比传统的锌铝合金材料降低约16％。     

铝及其合金熔体的增黏及泡沫化特性

研究了纯铝、普通铝硅合金和新型多组元铝合金的增黏和泡沫化特性．这三者加入Ca增黏后的物相组成和发泡后的气泡壁微观组织以及三者熔体的表面张力．结果表明：Ca加入后，经过搅拌形成的大量弥散分布的细小Al-Ca中间化合物颗粒快速增加了纯铝以及新型多组元铝合金熔体的黏度，而Ca加入普通铝硅合金中与Si等元素形成较大的颗粒，因而增黏效果不如前两者；Ca的加入也显著降低新型多组元铝合金和纯铝熔体的表面张力，普通铝硅合金降低不多；在相同的表观黏度下，表面张力的差异是引起纯铝．普通铝硅合金、新型多组元铝合金等三种熔体泡沫化特性差异的主要原因．     

粉末冶金铝合金材料的应用和发展

本文简单介绍了快速凝固粉末铝合金、氧化物弥散强化铝合金、非连续纤维强化复合材料、铝-锂粉末合金、高强度粉末铝合金及耐磨粉末铝合金等方面国外的应用研究与发展情况。     

快速凝固高强高导铜合金的研究现状及展望

本文综述了快速凝固高强度高导电率铜合金的研究现状，并对将来的发展趋势作了展望。指出，快速凝固铜合金的凝固过程对合金的最终显微组织结构起重要作用，因而，对其进行深入细致的研究具有重要意义。     

高硅铝合金中初晶硅形态控制研究进展

初晶硅形态对高硅铝合金性能具有重要影响,其形核长大机制、形态演化机制是高硅铝合金的主要研究内容之一;尽管已有诸如变质剂处理、半固态搅拌、快速凝固、电脉冲处理等可改善初晶硅形貌的方法,但目前要完全实现控制初晶硅形态并使之球化,使用现有工艺较为困难.综述了目前主要的控制初晶硅形态的方法、研究现状及其控制机制,并对其未来的研究方向提出了一些建议.     

快速凝固Al-Zn-Mg-Cu系合金粉末的特征研究

在快速凝固技术的应用研究中,有关铝合金的研究虽然只有十余年的历史,但是发展非常迅速,美国和苏联处于领先地位,他们已由试验室的研究阶段进入实用阶段。如美国在波音727和757飞机上分别试用了高强快速凝固粉末铝合金座椅导轨(合金牌号MR61)和主起     

快速凝固耐热铝合金焊接技术的研究现状

阐述了快速凝固耐热铝合金焊接研究现状,分析了快速凝固耐热铝合金的焊接性,讨论了钨极氩弧焊、电容放电焊、电子束焊、激光焊、摩擦焊以及钎焊在快速凝固耐热铝合金材料连接中的应用和存在的问题,指出具有高能量密度、低能量输入的电子束焊、激光焊以及摩擦焊适于快速凝固耐热铝合金的焊接.