挤压铸造Al-5Zn-2Mg-1Cu-0.2Sc合金的组织与性能

采用流变挤压铸造制备了Al-5Zn-2Mg-1Cu-0.2Sc合金,通过拉伸试验、SEM和TEM等方法研究了浇注温度对半固态浆料、流变挤压铸造合金组织和力学性能的影响。结果表明,随着浇注温度降低,半固态浆料和流变挤压铸造合金初生α-Al相形貌逐渐转变为近球形,在晶界附近析出的第二相分布越来越均匀,平均晶粒尺寸减小,圆整度增加。当浇注温度为700℃时,半固态浆料初生相尺寸最小,约为35μm,平均形状因子约为0.49,流变挤压铸造后合金平均晶粒尺寸约为43μm。流变挤压铸造合金的力学性能随着浇注温度的降低逐渐提升。合金经过470℃×10 h+500℃×2 h双级固溶后,大部分第二相溶于基体中。120℃×24 h时效处理后,合金的屈服强度为539 MPa,抗拉强度为612 MPa,伸长率为11%。     

Mn含量对Al-Mg合金板材组织与性能的影响

通过拉伸试验和扫描电镜/能谱以及金相分析,研究了Mn含量对Al-Mg合金均匀化组织、退火后的力学性能及显微组织的影响。研究表明,两种成分合金均匀化组织中弥散相多为近等轴状粒子,尺寸约1μm,低Mn含量合金均匀化组织中弥散相数量少于高Mn合金均匀化组织中的弥散相;经480℃×10 s退火后高Mn含量和低Mn含量合金屈服强度分别为113 MPa和84 MPa,断后伸长率分别为23%和26%,退火再结晶平均晶粒大小分别为17μm和27μm。提高合金中Mn含量,板材强度增大,伸长率降低,退火再结晶晶粒尺寸减小;延长退火保温时间,两种合金屈服强度都有所降低,合金显微组织再结晶晶粒随着退火保温时间延长逐渐增大,伸长率逐渐增加。     

浇注温度对机械用半固态压铸AlSi9Cu合金组织和力学性能的影响

采用半固态铸造生产了AlSi9Cu铝合金压铸件，对不同浇注温度的压铸件的微观组织进行了观察，并测试了不同参数生产出的压铸件的力学性能。结果表明，在不同浇注温度下的半固态压铸AlSi9Cu合金中晶粒的形貌均为球状晶，合金的平均晶粒尺寸随着浇注温度的升高而逐渐变大，浇注温度分别为590℃、600℃和610℃时，合金的平均晶粒尺寸分别为42.1μm、48.9μm和50.6μm。随着半固态压铸浇注温度的逐渐升高，合金内卷气缺陷也随之增加，合金的力学性能随之逐渐降低。当浇注温度分别为590℃、600℃和610℃时，合金的抗拉强度分别为268.03 MPa、264.14 MPa和255.26 MPa，伸长率分别为7.05%、6.73%和5.79%。     

LPSO堆垛结构转变对挤压态Mg-2.0Zn-0.3Zr-5.8Y镁合金组织性能的影响

通过改变挤压温度以获得含有不同堆垛结构长周期相(LPSO)的Mg-2.0Zn-0.3Zr-5.8Y合金,研究LPSO相堆垛结构转变对挤压态合金组织性能的影响规律及其作用机制。结果表明:挤压温度为390℃,合金中有18R和14H 2种堆垛结构的LPSO相,其平均晶粒尺寸为(9.5±3.0)μm,合金的抗拉强度达到280 MPa,延伸率为18.7%;当变形温度达到420℃,合金中18R LPSO相全部转变为14H结构,平均晶粒尺寸大幅细化至(3.1±1.1)μm,合金的抗拉强度和延伸率均得到明显提高,分别达到330 MPa和20.8%;随着挤压温度的进一步提高,合金的平均晶粒尺寸逐渐变大,强度和延伸率开始逐渐降低。由于LPSO相堆垛结构转变和晶粒尺寸变化引起基面织构和柱面织构的强度发生变化,LPSO相形态改变以及晶粒细化是Mg-2.0Zn-0.3Zr-5.8Y挤压态合金室温力学性能变化的主要因素。     

脉冲磁场-机械振动复合作用下K4169高温合金凝固组织的细化

对比研究了未处理、脉冲磁场处理、机械振动处理和脉冲磁场-机械振动复合处理对K4169高温合金凝固组织和力学性能的影响,并考察了复合处理条件下不同的脉冲电压、脉冲频率及浇注温度时合金的初生相形貌。结果表明:经脉冲磁场-机械振动复合处理后,合金的晶粒尺寸由4.5 mm细化至0.98 mm,断面等轴晶比例由36%提高至96%,且细化效果均好于单一的脉冲磁场处理或机械振动处理,同时合金的抗拉强度和延伸率较常规铸造条件下分别提高了49.2%,37.3%。随着脉冲电压或脉冲频率增加,合金的初生相逐渐退化,由发达的树枝晶变成细小的等轴晶或蔷薇状晶体。在1380~1530℃范围内,随浇注温度的提高,复合处理后合金的初生相不断细化。     

初生α相晶粒尺寸对Ti-6Al-4V合金压力连接界面特征及力学性能的影响（英文）

研究初生α相晶粒尺寸对Ti-6Al-4V合金压力连接界面特征及接头剪切强度的影响。定量试验结果表明,当初生α相晶粒尺寸由8.2μm增大至16.4μm时,平均空洞尺寸由0.8μm增大至2.6μm,连接率由90.9%降至77.8%。空洞形状由微小的圆形转变为不规则的条状。初生α相晶粒尺寸为8.2μm的Ti-6Al-4V合金压力连接接头剪切强度最高。这是因为初生α相晶粒尺寸越小,Ti-6Al-4V合金塑性流动能力越强,短程扩散通道越多,从而促进了空洞闭合和跨连接界面的α/β晶粒的形成。     

TC4-DT钛合金热机械处理后的组织特征和力学性能（英文）

研究热机械处理(两相区变形加普通退火、双重退火、固溶时效以及三重退火)对TC4-DT钛合金组织和力学性能的影响。结果表明,热机械处理对显微组织参数影响显著,随着退火和时效温度的升高及冷却速度的降低,初生α相的体积分数和原始β晶粒的尺寸降低,而晶界α和次生α相的宽度却升高。由于固溶时效处理获得了大量的β转变组织和细小的晶界α相和次生α相,合金强度最高,但伸长率不及其它条件的,其断裂强度、屈服强度、伸长率和断面收缩率分别为1100 MPa、1030 MPa、13%和53%,双重退火获得了良好的强度和塑性匹配,合金力学性能分别为940 MPa、887.5 MPa、15%和51%。组织参数和性能的关系表明,随着β转变组织的增多和原始β晶粒尺寸的增大,材料的强度和断面收缩率升高,而晶界α相和二次α相的宽度对力学性能的影响却呈相反趋势。此外,晶界α相含量的减少和原始β晶粒尺寸的降低有助于塑性的提高。     

TC4-DT钛合金热机械处理后的组织特征和力学性能

研究热机械处理（两相区变形加普通退火、双重退火、固溶时效以及三重退火）对 TC4-DT 钛合金组织和力学性能的影响。结果表明,热机械处理对显微组织参数影响显著,随着退火和时效温度的升高及冷却速度的降低,初生α相的体积分数和原始β晶粒的尺寸降低,而晶界α和次生α相的宽度却升高。由于固溶时效处理获得了大量的β转变组织和细小的晶界α相和次生α相,合金强度最高,但伸长率不及其它条件的,其断裂强度、屈服强度、伸长率和断面收缩率分别为1100 MPa、1030 MPa、13%和53%,双重退火获得了良好的强度和塑性匹配,合金力学性能分别为940 MPa、887.5 MPa、15%和51%。组织参数和性能的关系表明,随着β转变组织的增多和原始β晶粒尺寸的增大,材料的强度和断面收缩率升高,而晶界α相和二次α相的宽度对力学性能的影响却呈相反趋势。此外,晶界α相含量的减少和原始β晶粒尺寸的降低有助于塑性的提高。     

Sr对Mg-Zn-Y合金组织和力学性能的影响

在Mg93Zn6Y合金中添加Sr元素,考察了添加量对合金凝固组织和力学性能的影响。结果表明,添加Sr对组织中的初生α-Mg相和第二相均具有细化效果。随着Sr添加量的增加,合金的平均晶粒尺寸由1 190μm逐渐减小到360μm。同时,第二相逐渐细化,其局部团聚现象也得到明显改善。随着Sr添加量的增加,合金的力学性能逐渐提高。当添加0.4%的Sr时,合金的抗拉强度和伸长率分别为191 MPa和3.8%,相比未添加Sr的合金提高了43.6%和90.0%。     

稀土元素La对Zn-Al2合金组织与性能的影响

采用铁模铸造法制备不同稀土元素La含量的Zn-Al2合金;通过光学显微镜、扫描电镜、万能拉伸试验机,研究添加不同含量镧对Zn-Al2合金显微组织、稀土相形态、力学性能的影响。结果表明,随着稀土镧的加入,合金初生相η相尺寸变小,晶粒细化,力学性能提高。当稀土La含量超过0.03%时,初生相η相变大,稀土化合物尺寸增大,偏聚在晶界附近,割裂基体导致力学性能下降。当稀土La含量为0.03%时力学性能最佳,抗拉强度,屈服强度和伸长率依次为262.73 MPa,246.46 MPa和49.5%。     

挤压铸造压力对Mg-4Zn-1.2Y合金组织及力学性能的影响

采用显微组织观察、拉伸试验、密度测试等研究了不同挤压铸造压力对Mg-4Zn-1.2Y合金显微组织与力学性能的影响。结果表明:随着挤压压力的增加,Mg-4Zn-1.2Y合金的平均晶粒尺寸和第二相体积分数逐渐减小,挤压压力从0增加到150 MPa时,合金晶粒细化明显,挤压压力超过150 MPa后,合金晶粒细化趋势变缓。随着挤压压力的增加,Mg-4Zn-1.2Y合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率及密度均逐渐增加。与挤压压力为0 MPa的合金相比,挤压压力150 MPa的合金抗拉强度、屈服强度和伸长率分别提高了24.4%、23.3%和72.7%,力学性能显著提高,挤压压力超过150 MPa后,合金力学性能提高幅度变缓。     

机械振动对消失模壳型铸造ZL101合金组织与性能的影响

采用散干砂的紧实振动台对ZL101合金消失模壳型铸造的凝固过程施加了机械振动处理,研究了机械振动频率对ZL101合金凝固组织和力学性能的影响,并探讨了机械振动的作用机理。结果表明,随着机械振动频率的增加,ZL101合金中初生相晶粒尺寸和二次枝晶臂间距呈现先减小后增大的趋势,而初生相形状系数则表现为先增加而后减小的趋势;共晶硅长度和共晶硅长宽比呈现先减小而后增加的趋势;ZL101合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率和硬度都呈现为先增加后降低的趋势。在机械振动频率为100 Hz时,ZL101合金的组织细化效果最好,且强度、硬度和伸长率达到最大值。     

热挤压高强度Mg-6Zn-4Y合金(英文)

通过铸造和300℃热加压制备细晶Mg-6Zn-4Y合金,利用XRD、OM、SEM和TEM研究合金组织,并测试其室温拉伸性能。结果表明,合金主要由α-Mg和W相两相组成,挤压态合金具有双峰晶粒尺寸分布;细小晶粒为动态再结晶晶粒,平均尺寸为1.2μm;粗大晶粒(占面积分数的23%)为未再结晶区域,并沿挤压方向被拉长。合金的极限抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为(371±10)MPa,(350±5)MPa和(7±2)%,其工程应力—应变曲线有明显的屈服点。合金高强度归因于晶粒细化和W相、纳米沉淀颗粒及强基面织构的增强作用。     

热挤压高强度Mg-6Zn-4Y合金

通过铸造和300℃热加压制备细晶Mg-6Zn-4Y合金,利用XRD、OM、SEM和TEM研究合金组织,并测试其室温拉伸性能。结果表明,合金主要由α-Mg和W相两相组成,挤压态合金具有双峰晶粒尺寸分布;细小晶粒为动态再结晶晶粒,平均尺寸为1.2μm;粗大晶粒（占面积分数的23%）为未再结晶区域,并沿挤压方向被拉长。合金的极限抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为（371±10）MPa,（350±5）MPa和（7±2）%,其工程应力—应变曲线有明显的屈服点。合金高强度归因于晶粒细化和W相、纳米沉淀颗粒及强基面织构的增强作用。     

Ti555211合金的显微组织调控及性能优化

采用扫描电镜和拉伸试验等研究了Ti555211合金在不同热处理制度下的组织和性能。结果表明:Ti555211合金经800℃固溶2 h空冷+620℃时效8 h空冷时,其性能匹配达到最佳状态,此时其抗拉强度为1315 MPa,屈服强度为1263 MPa,伸长率和断面收缩率分别为14.5%和40%;随着固溶温度的增加,合金显微组织中初生α相晶粒尺寸从3.8μm降低到2.8μm,初生α相含量从34.52%降低到20.96%。当固溶温度继续上升,超过相变点后,Ti555211合金组织由双态组织转变为魏氏组织,韧性增加。     

低压脉冲电流对Al- 4.5Cu合金凝固组织的影响

研究了低压脉冲电流作用下Al-4．5Cu合金凝固组织的变化，考察了冷却速度、脉冲电压和处理时间对合金晶粒大小的影响。试验结果表明：在低压脉冲电流的作用下，Al-4.5Cu合金的凝固组织显著细化，其初生相由发达的树枝晶转变为均匀细小的蔷薇状晶体。合金的晶粒尺寸随着冷却速度的增加而逐渐减小。随着脉冲电压的提高，合金的晶粒尺寸逐渐减小；当脉冲电压达到400V时，晶粒尺寸略有回弹。随着处理时间的增加，合金的晶粒尺寸逐渐减小；当处理时间大于10min时，晶粒尺寸随着处理时间的增加而略有增大。     

扫描速率对激光增材制造Ti2AlNb基合金组织性能的影响

利用激光增材制造技术,分别在扫描速率为3、4、5 mm/s的条件下制备出Ti-22Al-25Nb合金薄壁试样,分析了3组试样的相组成、显微组织和力学性能。结果表明,激光增材制造Ti-22Al-25Nb合金显微组织由B2、O和α2相组成,随着扫描速率的增加,合金析出相体积分数和基体B2相平均晶粒尺寸呈现出减小趋势,合金室温、高温抗拉强度逐渐升高。扫描速率为5 mm/s时,所沉积材料的室温和750 ℃高温的抗拉强度最高,分别为1053 MPa和665 MPa;析出相体积分数和B2相平均晶粒尺寸最小,分别为72.52%和156 μm。     

Zr含量对ZL114A合金微观组织与力学性能的影响

借助OM、SEM、EDS与力学性能测试表征,对比研究了Zr含量对ZL114A合金微观组织与力学性能的影响。结果表明,Zr元素以K2Zr F6形式添加时具有良好的晶粒细化效果与硅相变质作用,当Zr含量达到0.2%时,初生α-Al基体平均尺寸约为65μm,共晶硅形貌为椭球状,ZL114A合金T6态平均抗拉强度、屈服强度、伸长率与布氏硬度分别为329 MPa、286 MPa、8.2%与HBS116,当Zr含量过高时,易形成较大的块状Al3Zr相,沉淀在坩埚底部,晶粒细化与硅相变质效果随之衰减。     

激光增材制造Ti_2AlNb基合金的组织与性能

利用激光增材制造技术,分别在扫描速率为3、4、5 mm/s的条件下制备出Ti-22Al-25Nb合金薄壁试样,分析了3组试样的相组成、显微组织和力学性能。结果表明,激光增材制造Ti-22Al-25Nb合金显微组织由B2、O和α2相组成,随着扫描速率的增加,合金析出相体积分数和基体B2相平均晶粒尺寸呈现出减小趋势,合金室温、高温抗拉强度逐渐升高。扫描速率为5 mm/s时,所沉积材料的室温和750℃高温的抗拉强度最高,分别为1053 MPa和665 MPa;析出相体积分数和B2相平均晶粒尺寸最小,分别为72.52%和156μm。     

挤压压力对挤压铸造ZL109铝合金组织和性能的影响

研究了挤压铸造过程中挤压压力对ZL109过共晶铝合金组织和性能的影响。试验选择在200 t液压机上进行挤压铸造，设计挤压压力为75 MPa、95 MPa、115 MPa进行评估。结果表明，挤压铸造工艺改善了铸件组织，提高了合金的力学性能。挤压压力的变化对合金的初生Si、共晶组织的尺寸、体积分数和力学性能影响显著。在试验范围内，挤压压力为115 MPa下的初生Si颗粒直径相较于75 MPa与95 MPa分别减小了23.5%和28.4%、共晶Si的平均尺寸分别减少了22.1%和50.3%;α-Al的尺寸分别降低了13.6%和18.3%；挤压压力从75 MPa增加到95 MPa，合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率和硬度分别提高13.9%、22.6%、19.9%和9.4%；压力从95 MPa提高到115 MPa，抗拉强度和伸长率分别降低2.4%和6.6%。