3104合金均匀化过程中金属间化合物的演变

利用金相显微镜、扫描电镜等对不同温度、不同时间均匀化的3104合金中化合物的转变情况进行研究。结果表明,3104合金铸锭组织中的粗大化合物主要为(Fe Mn)Al_6相,少量为α-Al_(12)(Fe Mn)_3Si相,其相对比例10%。均匀化过程中(Fe Mn)Al_6相向α-Al_(12)(Fe Mn)3Si相转变,随温度升高和保温时间延长,α-Al_(12)(Fe Mn)_3Si相比例增加,在580和600℃保温20 h后,α-Al_(12)(Fe Mn)_3Si相比例达80%以上。转变过程中,α-Al_(12)(Fe Mn)_3Si相中产生细小密集的铝点,随时间延长铝点合并而变得粗大稀疏。同时,晶粒内析出Al_(12)Mn_3Si弥散相,500℃均匀化时弥散相尺寸细小密度最大。随温度升高,弥散相尺寸增大密度减小,580和600℃保温后弥散相尺寸粗大,分布稀疏。因此,580和600℃均匀化可以获得较合理的化合物比例和弥散相分布。     

钎焊芯材3003铝合金添加Zn元素相变机理研究

通过金相显微镜、扫描电镜、能谱和Jmatpro相软件研究了3003铝合金添加Zn后的相变机理。对α-Al_(12)(Fe,Mn)_3Si相中Fe/Mn元素含量比的变化进行了讨论。结果表明,Zn的添加可降低3003铝合金Al_6(Fe,Mn)的凝固结束温度,使Al_6(Fe,Mn)的凝固过程延长,但对在凝固过程中形成Al_6(Fe,Mn)的含量影响不大。添加Zn可促进3003铝合金热处理过程中Al_6(Fe,Mn)相向α-Al_(12)(Fe,Mn)_3Si相的转变程度。同时,添加Zn可增加3003铝合金中α-Al_(12)(Fe,Mn)_3Si相中Fe/Mn元素含量比,有利于提高该合金的加工性能。     

Zn元素对3003铝合金热处理过程中相变及力学性能的影响

通过金相显微镜、扫描电镜、能谱和拉伸机等手段研究了Al-Mn-Fe-Si系3003铝合金加Zn后,对其热处理过程中Al_6(Fe,Mn)相向α-Al_(12)(Fe,Mn)_3Si相转变及力学性能的影响。结果表明:Zn的添加可以促进3003铝合金热处理过程中Al_6(Fe,Mn)相向α-Al_(12)(Fe,Mn)_3Si相转变,并且析出相更加细小、弥散,分布更加均匀。添加Zn还可以显著提高3003铝合金的强度,降低其塑性。     

固溶处理对7075铝合金第二相演变和力学性能的影响（英文）

利用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、差示扫描量热仪(DSC)、硬度测试及拉伸测试研究固溶处理工艺对铸造7075铝合金第二相演变和力学性能的影响。结果表明:随着固溶温度和时间的增加,Mg(Zn,Cu,Al)_2相逐渐溶解到基体内,Al_7Cu_2Fe相由于熔点高,其形貌和尺寸基本没有发生变化。继续升高温度和延长时间,则开始出现粗大黑色Mg_2Si颗粒。合金经460°C固溶5 h处理,其显微硬度、抗拉强度和伸长率相比基体合金分别提高55.1%、40.91%和109.1%。这是因为此时共晶相Mg(Zn,Cu,Al)_2基本完全溶解,且基本没有粗大黑色Mg_2Si颗粒出现。     

热轧温度对喷射沉积SiC_p/Al基复合材料组织和致密度的影响

采用热轧方式制备喷射沉积SiC_p/Al-8.2Fe-1.6V-1.8Si复合材料板材,对热轧后的Si C颗粒的形状与分布、弥散颗粒形貌、密度进行研究。结果表明:喷射沉积SiC_p/Al-8.2Fe-1.6V-1.8Si复合材料基体中存在弥散的球形Al_(12)(Fe,V)_3Si弥散颗粒,粒径介于50~80 nm范围内;热轧能够降低弥散颗粒的粒径。复合材料的室温拉伸力学性能随着热轧温度的增大表现出先增加后减小的变化规律,在轧制温度440℃时拉伸性能最强。440℃热轧处理后,复合材料的Al_(12)(Fe,V)_3Si衍射峰出现了明显增强的变化;未热轧复合材料的Si C颗粒未发生分层现象,热轧处理后材料密度明显增大,其致密度高达98.6%。     

喷射成形8009铝合金塑性变形行为及组织

采用Gleeble-1500热模拟机对喷射成形8009耐热铝合金进行热压缩试验研究,观察该合金在热压缩变形中的流变应力行为。通过透射电镜对压缩合金的组织进行观察,X射线衍射仪对合金中的相进行确定。结果表明,喷射成形8009耐热铝合金是正应变速率敏感材料。在应变速率为0.01 s-1、应变温度为420℃条件下,材料的正应力水平在110~130 MPa范围内,因此在420℃下进行热加工时,施加的应力应当高于130 MPa。沉积态8009耐热铝合金分别在380℃、420℃、460℃,0.01 s-1的应变速率压缩后,合金中的相相近,主要包括α-Al和体心立方结构的α-Al12(Fe,V)3Si相,同时合金中还包含少量的θ-Al13Fe4相,Al9FeSi3相和Al12Fe3Si相。     

C,Fe,Si掺杂Al_(3)V合金的电子结构与力学性能EI北大核心CSCD

采用第一性原理计算方法研究了铝钒合金Al_(3)V及其C、Fe、Si取代掺杂的Al_(24)V_(7)X、Al_(23)V_(8)X (X=C,Fe,Si)合金晶体结构的稳定性、电子结构和力学性能。计算结果表明,X (X=C,Fe,Si)掺杂对Al_(3)V合金晶体结构的影响较小,Al_(24)V_(7)X和Al_(23)V_(8)X (X=C,Fe,Si)仍然保持明显的Al_(3)V金属特征。Mulliken电荷布居和重叠布居分析显示X (X=C,Fe,Si)会与周围Al和V原子产生键合作用,提高Al_(24)V_(7)X和Al_(23)V_(8)X (X=C,Fe,Si)的稳定性和抗变形能力。X (X=C,Fe,Si)的取代掺杂对Al_(3)V合金晶体的刚度影响较小,但能使Al_(3)V合金材料的塑性有所提升,有望能有效解决Al_(3)V合金的脆性问题,拓宽Al_(3)V合金的应用范围。     

喷射成形8009耐热铝合金第二相组织形态的研究

采用喷射成形工艺制备了8009耐热铝合金,应用差示扫描量热仪对沉积态合金从室温到500℃之间的相转变进行测定。利用透射电镜和X射线衍射仪,对沉积态合金的组织及合金中出现的相进行观察。结果表明:沉积态合金在升温过程中无吸热峰出现,合金从室温加热到500℃过程中未发生明显相变。沉积态合金的相组成主要为α-Al和α-Al12(Fe,V)3Si相。合金中除了在基体上弥散分布着细小的α-Al12(Fe,V)3Si相外,还存在少量呈团状、扇形、针状、块状和条状等形状的第二相,这些相分别为Al12Fe3Si、Al8Fe2Si、θ-Al13Fe4、Al9FeSi3和Al6Fe。     

时效温度与时间对6005A铝合金挤压型材显微组织与力学性能的影响(英文)

研究时效时间和时效温度对6005A铝合金显微组织与力学性能的影响,对该铝合金挤压型材进行人工时效实验,时效时间分别为4、8和12h,时效温度分别为150、175和200°C。结果表明:随着时效温度和时间增加,挤压过程形成的粗大Al(Fe,Cr)Si析出相形貌由颗粒状向棒状转变,175°C时亚微米级析出相体积分数最大,200°C时在晶界析出1～3μm左右的AlFeSi相。挤压型材的室温力学性能对时效工艺中的温度参数更加敏感,时效工艺为175°C,4～8h时具有最佳的强度和较稳定的力学性能,抗拉强度与屈服强度分别达到300MPa和270MPa以上。     

热处理及Mn元素对汽车发动机用过共晶铝硅合金组织的影响

针对传统铸造法加工过共晶铝硅合金组织粗大,合金性能恶化的问题,研究了热处理和元素Mn对过共晶铝硅合金中粗大富铁相的细化作用。研究表明:过共晶铝硅合金Al-16Si-2Fe经T6热处理工艺后,共晶硅形貌从短针状变为粒状,粗大针状富铁相β-Al_5Fe Si形貌未发生变化,热处理无法达到细化富铁相的目的。元素Mn对共晶铝硅合金Al-16Si-2Fe中富铁相形貌改善明显,可使粗大富铁相β-Al_5Fe Si转化为细小颗粒状和枝晶状的Al_(15)(Fe Mn)_3Si_2相。当Mn含量为2wt%时,Al-16Si-2Fe合金中富铁相细化效果最佳。     

箔材用3003铝合金的热处理和性能

采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜和拉伸试验机等研究了预回复退火、一段中间退火和两段中间退火后箔材用3003铝合金的显微组织和力学性能。结果表明:随着退火温度的升高,3003铝合金的电导率先上升后下降,锰原子的固溶度先减小后增大; 450℃退火的3003铝合金的电导率最高、锰原子固溶度最小、析出相密度最高; 3003铝合金退火过程中的析出相主要为针状Al_6Mn相、粒状Al_(12)(Fe,Mn)_3Si相和块状Al_6(Fe,Mn)相。预回复退火有利于中间退火后的3003铝合金形成细小的等轴晶粒。一段中间退火和两段中间退火后3003铝合金的塑性应变比各向异性Δr值分别为0. 31和0. 03,即450℃×5 h+525℃×15 h两段中间退火有助于消除3003铝合金板的平面各向异性,从而有效避免3003铝合金板在深冲成箔材的过程中产生制耳。     

Fe、Si质量比对Al-Mn合金中第二相的影响

采用金相显微镜、扫描电镜和XRD等手段,分析了Fe、Si质量比和冷却速度对AI-Mn系变形铝合金中第二相形貌及类型的影响.结果显示,Fe、Si质量比<2.5时,合金中的第二相化合物为骨骼状α-Al12(Fe,Mn)3Si相,Fe、si质量比2.5时开始形成针状β-AI85(Mn,Fe)14Si相化合物.而冷却速度增大时,促进形成骨骼状的α-AI12(Fe,Mn)3Si相.     

喷射沉积SiC/Al-Fe-V-Si复合材料的组织与力学性能研究

研究了沉积态、热压态和热压+轧制态体育器材用Si C/Al-Fe-V-Si复合材料的显微组织和力学性能,并对拉伸断口形貌进行了观察。结果表明:喷射沉积态、热压态和热压+轧制态复合材料主要由α-Al、β-Si C和Al_(12)(Fe,V)_3Si相组成,并没有出现其它高温条件下容易出现的θ-Al_(13)Fe_4脆性相的衍射峰;经过热压以及热压+轧制处理后Si C/Al-Fe-V-Si复合材料的抗拉强度和断后伸长率都相对于沉积态得到不同程度的提高;热压态复合材料的断裂方式为局部韧性和整体脆性的混合断裂,而热压+轧制复合材料的断裂方式为韧性断裂。     

高导热AlSi12Fe铸造铝合金的组织和性能

试验研究了变质元素Sr和Ca对新开发的高导热AlSi12Fe铸造铝合金导热性能的影响,以及工业批量化生产AlSi12Fe铸造铝合金铸锭的组织和性能,并进行了该合金压铸件应用于通信机箱的可行性研究。结果表明:Sr和Ca均能通过对共晶硅的变质作用来提高AlSi12Fe铸造铝合金的热导率,且Sr的改善作用比Ca的更明显,当添加w(Sr)=0.03%0.05%时效果最优;AlSi12Fe铸造铝合金锭横截面各个位置的电导率有所差异,这主要与冷却速率有关,最先冷却凝固位置的α-Al、共晶硅和Fe相更为细小,因而电导率和热导率更好;采用AlSi12Fe铸造铝合金可顺利压铸1.8 mm厚、60 mm高的复杂薄壁通信机箱散热翅片,机箱压铸态的热导率为160 W/(m·K),经时效热处理后热导率可达172 W/(m·K)。     

6061铝合金的等温凝固组织及第二相的析出顺序

制备了不同等温温度时6061铝合金凝固试样,利用扫描电镜观察了试样的微观组织,利用能谱分析仪测试了等温凝固组织中相的成分,利用X射线衍射仪测试了等温凝固试样中的相组成。结果表明,6061铝合金从900～650℃等温凝固时相的析出顺序为:L→α-Al+Al_4Cu_9+CrMn_3+Cu_(16)Mg_6Si_7+Mn_5Si_3→Cr_3Si→Cu_2Mg→FeCr+Cu_(16)Mg_6Si→富Fe相→Al_7Cu_3Mg_6+Mg_2Si+α-AlFeSi;6061铝合金常见的有害富Fe相是在温度低于700℃时形成的;6061铝合金等温凝固时析出的第二相主要聚集在晶界处。     

三级均匀化对7N01铝合金显微组织和性能的影响（英文）

采用硬度、电导率、拉伸、慢速率拉伸、电子探针显微镜(EPMA)、金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)研究不同均匀化制度对7N01铝合金显微组织和性能的影响。研究结果表明,三级均匀化制度在有效消除主合金元素成分偏析的前提下,较大程度提高Zr元素在晶内和晶界分布的均匀性;此外,在350°C保温10 h进行第二级均匀化处理后形成的粗大长条状平衡η相具有较大的界面能和尺寸,这有利于Al_3Zr粒子的异质形核,减小晶界附近Al_3Zr粒子无沉淀析出带的宽度。经过200°C,2 h+350°C,10 h+470°C,12 h均匀化处理能较大程度抑制粗大再结晶的发生,这有利于获得更高综合性能的7N01铝合金。     

DC铸造Al-12Si-0.65Mg-xMn合金中第二相的形成

采用LSCM、XRD、SEM、TEM及其附带的EDS,结合相图分析研究了半连续铸造(DC铸造)Al-12Si-0.65Mg-(0~2.27)Mn(质量分数,%)合金铸锭中的第二相及其形成过程。结果表明,Al-12Si-0.65Mg合金铸锭中存在α-Al、共晶Si、Mg_2Si和p相(Al_8Mg_3FeSi_6),它们分别是在567℃通过L+Al_5Fe Si→α-Al+Si+Al_8Mg_3FeSi_6、555℃通过L→α-Al+Si+Mg_2Si及550~554℃通过L→α-Al+Si+Mg_2Si+Al_8Mg_3FeSi_6反应形成的。当合金中添加Mn时,α-Al枝晶明显细化,同时合金铸锭中出现α-Al(FeMn)Si相;当Mn含量(质量分数,下同)从0.10%增加至2.27%时,α-Al枝晶形貌、尺寸及数量无明显变化,α-Al(FeMn)Si数量增多而尺寸不变;当Mn含量达到1.07%时,合金在647℃通过L+Al_6Mn→α-Al+Al_9Mn_4Si_3反应生成尺寸约80 mm的Al_9Mn_4Si_3,其中溶解了少量Fe形成Al_9(FeMn)_4Si_3,随Mn含量增加其数量增多而尺寸不变;经550℃均匀化处理后,合金中的Mg_2Si相溶入基体消失,共晶Si、p相和α-Al(FeMn)Si相球化成颗粒状,Al_9(FeMn)_4Si_3相形貌、尺寸及数量几乎不变,Al-12Si-0.65Mg-(0.10~2.27)Mn合金基体中析出尺寸约几百纳米的Al_9(MnFe)_2Si_3弥散相粒子,其数量随Mn含量增加而增多。     

Fe、Mn、Ce对压铸Al-Mg和Al-Mg-Si合金组织和性能的影响

研究了几种主要合金化元素Fe、Mn、Zn以及稀土元素Ce在Al Mg4.5和Al Mg4.5Si2.6压铸合金中的存在形式,比较了显微组织中第二相种类和形貌对合金力学性能的影响。结果表明Al Mg4.5Si2.6压铸合金中主要存在α-Al相、多边形状Al8(Fe,Mn)_2Si相、层片状Al-Mg_2Si共晶相和短棒状Al(Si)Ce相,Al Mg4.5压铸合金中主要存在α-Al相、少量Al-Al3Mg2共晶相、长条状Al_6(Fe,Mn)相以及不规则的小块状Al_4Ce相,微量Zn主要固溶于合金基体中。在两种合金金相组织中都有剪切带的存在,溶质原子在该区域富集,第二相含量更高。相比于Al Mg4.5合金,Al Mg4.5Si2.6合金强度和硬度更高,但是塑性较低。Al Mg4.5Si2.6合金中层片结构的Al-Mg2Si共晶组织在拉伸过程中容易形成解理台阶,表现为明显的脆性断裂。Al Mg4.5压铸合金在拉伸过程中表现为穿晶断裂和沿晶断裂的混合断裂机制,长条状的Al6(Fe,Mn)粒子尖端处很容易造成应力集中,加速了合金的断裂。     

冷却速度对Al-8.5Fe-1.3V-1.7Si合金主要相组成的影响

为了解冷却速度对Al-Fe-V-Si合金耐热相的形成规律,采用光学显微镜、X射线衍射仪、透射电镜检测了几种冷却速度条件下的Al-8.5Fe、Al-8.5Fe-1.7Si、Al-8.5Fe-1.3V-1.7Si(质量分数,%)合金的微观组织结构.结果表明:V、Si元素能影响平衡相Al13Fe4的形貌,冷却速度对Al13Fe4的存在起着决定性作用,要消除Al13Fe4相就必须采用大的冷却速度(＞103K/s).在Al-8.5Fe-1.7Si-1.3V合金中全部得到α-Al和Al12(Fe,V)3Si相,冷却速度应大于104K/s.     

均匀化退火对7050/6009复层板坯组织、成分和力学性能的影响（英文）

研究均匀化退火对直接冷却法制备的7050/6009复层板坯界面区域的组织演化、成分分布和力学性能的影响。结果表明,最佳的均匀化退火工艺是460°C条件下保温24 h。均匀化退火后,在复层板坯界面处沉淀出了富锌相和Al_(15)(Fe Mn)_3Si_2相。均匀化时间固定为24 h的条件下,当均匀化温度由440°C增加到480°C时,复层试样的扩散层厚度增加了30μm;均匀化温度固定为460°C条件下,当均匀化时间由12 h增加到36 h时,复层试样的扩散层厚度增加了280μm。均匀化退火后,复层合金的6009合金侧和界面处的维式硬度均降低,晶粒粗化为主要的软化机制;然而7050合金侧的维式硬度变化较复杂,原因归结为固溶强化、弥散强化和增强相的溶解的混合作用。