Al对ZG45Cr28Ni48W5Si2合金组织与性能的影响

采用WS-4非自耗电弧熔炼炉熔炼制备了w(Al)为5%～10%ZG45Cr28Ni48W5Si2高温合金样品,用Mef3光学金相显微镜研究了其金相组织,用EPMA-1600电子探针分析了组织中各元素的分布.并研究了合金室温压缩性能和硬度.结果表明:未加入铝时,合金基体为FeCrNi固溶体γ相;当加入铝时,铝元素最初固溶于基体中,当铝含量为7.5%时,在基体中析出大量黑色金属间化合物(Ni,Fe)Al相,基体转变为FeCr固溶体α相,当铝含量增加到10.0%时,基体转变为FeCrNiAl相;随铝含量的增加,合金屈服强度、硬度均大幅提高.     

锰含量对1050铝合金PS版基组织及性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜等观察方式与拉伸测试手段,研究了锰含量对PS版基用1050铝合金微观组织与力学性能的影响。结果表明,基体纤维组织的细化程度随锰含量的增加而提高,但是Mn在1050铝合金中的细化效果远不及Al-Ti-C的;随着锰含量增加(w(Mn)=0.1%、0.2%、0.3%),1050铝合金中第二相Al3Fe、β-Al(Fe,Si)随之减少,α-Al(Fe,Si)、Al6Mn相却随锰含量的增加而增多;当w(Mn)=0.2%时,基体的第二相占比降到最低值,当w(Mn)=0.3%时,基体初步形成了较为粗大的Al-Fe-Mn化合物;PS版基的抗拉强度随着锰含量的增加而降低,合金硬度值随锰含量的增加而增大。     

Si对FeMoCrNi高温耐磨合金的组织和抗氧化性能的影响

利用扫描电镜、X射线衍射仪等研究Si对FeMo25Cr14Ni10高温耐磨合金组织及其800℃氧化行为的影响。结果表明:合金的铸态和退火态组织均为α-Fe(Mo,Cr,Ni)+Laves相(Fe2Mo型)。随Si含量增加,合金中铸态组织形态由魏氏体组织转变为枝晶组织。Si的加入明显改善了合金的抗氧化性能,其作用机理在于提高了基体中Cr的含量,促进了致密Cr2O3氧化膜的形成;而Mo和Si在Laves相中的富集增强了中间相的稳定性,抑制了Mo的氧化与挥发。但当Si含量较低时,低熔点Mo氧化物的挥发不能得到完全抑制,外氧化膜较为疏松,并且会产生剥落现象。Si含量为3%~4%(质量分数)的FeMo25Cr14Ni10合金具有优异的抗氧化性能。     

合金元素在铝合金汽车结构件铸件的研究现状

汽车结构件常用铸造铝合金主要分为Al-Si系和Al-Mg系,综述了添加合金元素提高合金性能的常用手段。对于Al-Si系铸造铝合金,Si不仅可以提高铸造性能,还可以抑制针状Al_5FeSi相的形成;Mg和Cu是主要的强化元素,可以形成Mg2Si相、Al_2Cu相和Q-Al_5Cu2Mg8Si6相;Mn和Mo主要抑制针状富铁相生成;V、Ti和Zr可以细化晶粒,从而提高力学性能。对于Al-Mg系铸造铝合金,当Si含量较高时,如Magsimal誖-plus(Al Mg6Si2MnZr)合金,Mg2Si相为主要强化相,为了避免针状富铁相的生成,Fe含量要求极低;当Fe含量较高时,如Castaduct誖-42(Al Mg4Fe2)合金,主要依靠Mg元素固溶在Al基体,并形成Al-Fe共晶相提高合金强度,Si元素为杂质元素,可以减少针状Al-Fe-Si相的生成。     

不同Mg、Si质量比对压铸铝合金组织与性能的影响

研究了Mg、Si质量比对Al-4Mg-xSi-0.6Cr合金组织和性能的影响。结果表明,未加入Si时,Mg主要固溶于α-Al基体中,少量形成颗粒状的Al_3Mg_2相,综合力学性能好。随着Si的加入,Mg主要与Si形成Al-Mg_2Si共晶组织,合金强度显著提高,但是塑性急剧下降。Mg、Si元素质量比减小导致Al-Mg_2Si共晶组织层片间距增大,形貌变为带有尖端的凹多边形,容易在拉伸过程中形成应力集中,加速合金断裂。当Mg、Si质量比减小到1.6时,继续提高Si含量,Mg_2Si相的数量不再增加,但是有长条状共晶Si生成,强化合金的同时使合金的塑性进一步降低。含Cr相的种类和形貌与Mg、Si元素质量比有关,过剩Mg时Cr元素以大块状Al13Cr2相存在,过剩Si时Cr元素以不规则状Al5(Cr,Fe)Si相均匀分布。     

Mg-Sn-Al-Zn-Si合金的设计原则与元素含量分析

研究了Mg-Sn-Al-Zn-Si多元合金的设计原则及合金元素含量。结果表明:合理控制Al、Zn的含量能避免生成Mg_(17)Al_(12)及MgZn低温相,而生成Mg_(32)(Al,Zn)_(49)三元相。合金元素Si与基体Mg生成Mg_2Si高温相,Si的含量控制在1.2%以下(质量比,下同)较为适宜,加入量高于1.2%时易出现粗大Mg_2Si初晶相。主加元素Sn与基体Mg生成Mg_2Sn,含量为5%时合金铸态组织较佳,Sn的加入对改善Mg_2Si的形貌与分布有重要作用。     

铸态Mg-9Li-xAl合金的组织和力学性能

采用重力铸造制备了Mg-9Li-xAl(Al的质量分数x为0,3%,6%,9%)合金。试验研究了不同铝含量的Mg-9Li-xAl合金的组织和力学性能。结果表明,铝的质量分数x对Mg-9Li-xAl合金中的晶粒大小及晶粒分布有很大影响。当w(Al)=6%时,大量的小块状AlLi相出现在合金中并均匀地分布在β-Li基体上。当铝含量过多时,AlLi会由小块状转变为片状贯穿分布在β-Li基体上。合金的强度随着铝含量的增加先增加后降低,伸长率随着铝含量的增加而逐渐降低。当w(Al)=6%时,其强度到达最大,屈服强度和抗拉强度分别达到了136.8 N/mm~2和186.5N/mm~2。     

不同Al含量Mo(Si_(1-x),Al_x)_2材料的高温氧化行为

以MoSi2、Mo和Al粉末为原料,采用真空热压烧结制备不同Al含量的Mo(Si1-x,Alx)2材料,考察Al含量对MoSi2材料微观结构和高温氧化行为的影响。结果表明,当x=0和0.05时,Mo(Si1-x,Alx)2材料主要由呈C11b结构的MoSi2组成;当x=0.1时,该材料主要由呈C40结构的Mo(Si0.9,Al0.1)2和MoSi2组成;当x=0.2~0.4时,该材料由呈C40结构的Mo(Si1-x,Alx)2相组成。随着Al含量的增加,Mo(Si,Al)2晶格膨胀增大。1200℃氧化时,不同Al含量Mo(Si1-x,Alx)2材料的氧化动力学均呈抛物线规律;Mo(Si,Al)2中Al含量越高,氧化增量越大,抗氧化能力越低。当x=0和0.05时,材料表面氧化生成了连续致密的SiO2氧化膜;当x=0.1时,氧化层由SiO2·Al2O3混合氧化膜组成;当x=0.2~0.4时,材料表面氧化生成连续的Al2O3氧化膜。由于Si和Al的扩散,氧化膜与Mo(Si1-x,Alx)2界面处形成了Mo5(Si,Al)3过渡区。     

SiC颗粒对AlCoCrFeNi高熵合金涂层显微组织与力学性能的影响

应用激光熔覆技术制备了Al CoCrFeNi高熵合金涂层,研究了不同Si C添加量对涂层组织、硬度及耐磨性的影响。结果表明:Al CoCrFeNi高熵合金涂层由面心立方结构(FCC)和体心立方结构(BCC)两相组成。添加Si C生成了Cr2Fe14C相,但是抑制了Cr基FCC相的生成。随着Si C含量的增加,熔覆层的缺陷减少且组织形貌发生改变,主要是由晶内BCC、晶间Cr基FCC相和白色析出物组成,其中,白色析出物为Cr2Fe14C相和未熔化的Si C颗粒,且分布在晶间。Si C的加入可以显著提高涂层的硬度及耐磨性,随着Si C含量的增加,涂层的硬度及耐磨性会随之增加。     

铸造Al-Si-Cu-Mg系合金中富铁相的变质处理研究

通过单因素和多因素试验、力学性能测试、金相显微组织分析,考察了不同w(Mn)/w(Fe)、w(Cr)/w(Fe)、w(Mn)/w(Cr)及Be对Al-13Si-4Cu-1Mg-0.8Fe合金组织中富铁相形貌,以及力学性能的影响规律。试验结果表明:当Fe为0.8%时,Al-13Si-4Cu-1Mg-0.8Fe合金中富铁相主要以长针状的β-Al5Fe Si形态出现;Mn、Cr单独变质过程中,随着w(Mn)/w(Fe)、w(Cr)/w(Fe)的增加,合金的室温强度均呈现先升后降趋势,而伸长率变化不大;当w(Mn)/w(Fe)比为1.1时,合金的室温强度最大可以达到364 MPa,当w(Cr)/w(Fe)为0.35时,合金的室温强度最大可以达到412 MPa;Mn、Cr复合变质时,当w(Mn)/w(Cr)为2.0时,合金综合力学性能可以达到σb=374 MPa、δ5=3.9%;Mn Be、Cr Be和Be的变质效果对合金力学性能影响的规律为Mn BeCr BeBe基体。     

合金化对MoSi_2室温韧性的影响

配制和电弧熔炼了MoSi2、(Mo,2at%Nb)Si2、(Mo,6at%Nb)Si2、Mo(Si,2at%Al)2、Mo(Si,4at%Al)2和(Mo,2at%Cr)Si2六种合金,用XRD、SEM-EDS、EPMA、维氏硬度计及压痕法研究了Nb、Al、Cr合金化对MoSi2组织结构、室温硬度及断裂韧性的影响.结果表明,2at%Al、4at%Al和2at%Cr三种合金均得到了单一四方C11b相;6at%Nb合金因Nb含量高,导致部分四方C11b相转变为六方C40相,合金出现灰色C11b基体相与亮白色层片状C40第二相双相组织,部分C40相中存在几乎平行排列的宽度贯穿裂纹.Nb、Al、Cr合金化都降低了MoSi2的维氏硬度,提高断裂韧性,其中2at%Nb、4at%Al合金的断裂韧性最高,达到了5.90 MPa·m1/2,提高了69%.     

Mn/Cr复合变质对15%Mg_2Si/再生A356-1.5%Fe基复合材料中富Fe相形态的影响

利用Mn/Cr复合对15%Mg_2Si/再生A356-1.5%Fe基复合材料进行变质处理,利用SEM、EDS、热分析等方法研究Mn/Cr添加量对复合材料中富Fe相形态的影响规律及其机制,并探讨Mn/Cr添加量对复合材料各物相的凝固结晶特性顺序的影响。富Fe相形态随着Mn/Cr添加量的变化而改变,未变质时,富Fe相形态主要为长针状;Cr(1.0%,质量分数)含量较多时,富Fe相形态主要为骨骼状;Cr和Mn含量均为0.5%时,富Fe相形态主要以颗粒状为主,此时变质效果最佳;而当Mn(1.0%)含量较大时,富Fe相形态则主要呈现花瓣状。未变质复合材料凝固结晶顺序为:初生Mg_2Si相(649.8℃)、α-Fe相(629.8℃)、π-Fe相(618.3℃)、Al+Mg_2Si共晶(578.3℃)、Al+Mg_2Si+Si三元共晶(556.7℃);随着Mn含量的不断增加,富Fe相的初始形核温度与基体形核温度差增大,其形核生长时间增加,Fe相尺寸不断增大,数目相对减少。     

Mg-9Zn-xAl合金的显微组织和力学性能

借助金相显微镜、扫描电镜、能谱分析仪、显微硬度计及电子万能试验机等研究了Mg-9Zn-xA(lx=2%、4%、6%)合金的显微组织和力学性能。试验结果表明:随着Al含量的增加,晶粒尺寸呈不断减小的趋势,合金中的第二相由断续状分布向连续网状转变;当Al含量为2%和4%时,合金主要由α-Mg基体相、τ-Mg32(Al,Zn)49相和MgZn相组成,当Al增加到6%时,合金主要由α-Mg基体相、τ-Mg32(Al,Zn)49相和少量Mg5Zn2A12相组成。抗拉强度随着Al含量的增加呈先增大后减小的趋势,当Al含量为4%时,抗拉强度为171MPa;伸长率和硬度随着Al含量的增加而逐渐增加,当Al含量为6%时,硬度为133HV。     

合金元素Mo对Laves相TaCr_2合金显微组织及断裂韧性的影响

采用机械合金化+热压烧结的工艺路线制备Laves相TaCr_2合金,研究合金元素Mo对其显微组织、力学性能,特别是韧化效果的影响。结果表明:当Mo含量由0增加到5%(摩尔分数)时,Mo取代Laves相TaCr_2中Cr的位置为主。当Mo含量增加到7.6%和10%时,Mo取代Ta的位置更占优势。添加合金元素Mo的Laves相TaCr_2合金较未合金化的TaCr_2硬度略有降低;当Mo添加量≤7.6%,合金的断裂韧性微弱下降,当Mo含量达到10%时,合金断裂韧性要高于Mo添加量小于7.6%时的TaCr_2合金,达到4.26 MPa·m1/2。     

合金元素Mo对Laves相TaCr_2合金显微组织及断裂韧性的影响北大核心CSCD

采用机械合金化+热压烧结的工艺路线制备Laves相TaCr_2合金,研究合金元素Mo对其显微组织、力学性能,特别是韧化效果的影响。结果表明:当Mo含量由0增加到5%(摩尔分数)时,Mo取代Laves相TaCr_2中Cr的位置为主。当Mo含量增加到7.6%和10%时,Mo取代Ta的位置更占优势。添加合金元素Mo的Laves相TaCr_2合金较未合金化的TaCr_2硬度略有降低;当Mo添加量≤7.6%,合金的断裂韧性微弱下降,当Mo含量达到10%时,合金断裂韧性要高于Mo添加量小于7.6%时的TaCr_2合金,达到4.26 MPa·m1/2。     

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。     

LaNd含量对Zn9.3Al7Cu钎料熔点及硬度的影响

采用合金化原理,向Zn9.3Al7Cu基体钎料中添加混合稀土La Nd,制备出新型钎料合金。研究了La Nd含量对Zn9.3Al7Cu钎料熔点、布氏硬度、显微硬度的影响。结果表明:钎料合金熔化温度随着稀土含量的增加而提高,但增幅不大;当w(La Nd)0.1%时,Zn9.3Al7Cu0.1La Nd钎料合金的固液相熔化区间最窄,为37℃,较基体钎料减少7℃;随着La Nd添加量的增加,Zn9.3Al7Cu钎料合金的布氏硬度和显微硬度均提高;当w(La Nd)0.5%时,Zn9.3Al7Cu0.5La Nd钎料合金的布氏硬度和显微硬度最高,分别较基体钎料的提高了4.1%和6.2%。     

Mo含量对粉末烧结Ti-6Al-4V-2Cr合金组织和力学性能的影响

采用冷等静压+真空烧结(CIP)法制备了不同Mo含量的Ti-6Al-4V-2Cr合金,并对其进行了组织和力学性能分析。结果发现,不同Mo含量下钛合金的致密度基本都达到98%,且当Mo含量为1.5%时,更为致密;当Mo含量低于1.5%时,合金的组织为等轴晶组织,且随Mo含量增加,晶粒变小;当Mo含量高于1.5%时,组织为网状组织;合金的强度、硬度(HV)和伸长率在Mo含量为1.5%时达到最大值,分别为1 054.7 MPa、332.7、6.1%;经过物相分析,钛合金的主要相组成为α相和β相,但在透射电镜下观察发现,当Mn含量为3.0%时,Ti-6Al-4V-2Cr合金显微组织中出现硬脆的TiCr_2相,会降低合金的力学性能。     

Mg-2Al-xSi合金显微组织与性能的试验研究

采用重力铸造法制备Mg-2Al-xSi(x=0.50、0.75、1.0和1.25)镁合金,研究其铸态合金的显微组织和性能。结果表明,铸态Mg-2Al-xSi合金主要由α-Mg基体、β-Mg17Al12和Mg2Si相组成。当w(Si)<1.0%时,随着Si含量增加,汉字状Mg2Si相的平均尺寸逐渐减小,从Mg-2A1-0.50Si合金的65μm减至Mg-2A1-1.00Si合金的38μm。块状Mg2Si相的平均尺寸随着Si含量的增加而逐渐增加,从Mg-2A1-0.75Si合金的14μm增至Mg-2Al-1.25Si合金的36μm。合金的显微硬度随着Si含量的增加而逐渐升高,由Mg-2A1-0.50Si合金的HV48.6增至Mg-2Al-1.25Si合金的HV59.1。Mg-2A1-0.75Si合金具有较好的常温和高温性能:常温时的抗拉强度和伸长率分别是145 N/mm2和7.0%,高温(423 K)时的抗拉强度和伸长率分别是130 N/mm2和10.0%,断裂特征为准解理断裂。     

Cr含量对Nb-Ti-Si-Cr基超高温合金组织及抗氧化性能的影响

采用真空非自耗电弧熔炼方法制备了4种不同Cr含量的Nb-22Ti-14Si-xCr-3Al-5Hf-1.5B-0.06Y(x=0,10,14,20,at％)超高温合金.研究了Cr含量对合金的相组成、显微组织和高温抗氧化性能的影响.结果表明:不含Cr合金的组织由初生Nbss枝晶和Nbss/(Nb,X)5Si3共晶团组成,含Cr的3种合金中,初生相均为(Nb,X)5Si3,并出现了Nbss/Cr2Nb共晶团.随着Cr含量的增加,初生相(Nb,X)5Si3的含量增加,Nbss/Cr2Nb共晶团的含量增加,而Nbss/(Nb,X)5Si3共晶团的含量却减少,当Cr含量达到20 at％时,组织中未发现Nbss/(Nb,X)5Si3共晶团.1250℃的氧化实验表明:随着Cr含量的增加,氧化膜组织中Ti04Cr03Nb03O2和(Ti,Cr) NbO4含量增加,而Nb2O5和Ti2Nb10O29的含量却减少,氧化膜与基体结合程度加强,合金的高温抗氧化性能也随之增强.