变质细化和热处理对挤压铸造成形A356铝合金构件性能的影响

用Al-10Sr变质剂和Al-5Ti-B细化剂处理A356铝合金熔体,并结合挤压铸造和T6热处理工艺,研究变质细化与热处理对A356铝合金挤压铸造件的组织和性能的影响规律。结果表明,随着Al-10Sr变质剂加入量的增加,共晶Si的形貌由片状和长杆状变为颗粒状和蠕虫状,α-Al的晶粒尺寸先减少后增大。当Al-10Sr的加入量(质量分数)为0.3%时,挤压铸造成形件的最优抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为221.3 MPa、104.5 MPa和10.3%。Al-10Sr变质能提高形核率、细化α-Al晶粒尺寸和改变共晶硅形貌,使铸造件的力学性能提高。随着A-5Ti-B的增加,晶粒尺寸先降后增,力学性能先增后降。Al-5Ti-B的加入量为0.6%时,最优抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为215.6 MPa、106.6 MPa和9.0%。T6热处理(固溶540℃/4 h+时效190℃/4 h)使屈服强度和抗拉强度显著提高和延伸率降低。经过0.6% 的Al-5Ti-B细化处理,T6处理挤压铸造件的最优的抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为297.5 MPa、239.3 MPa和8.0%。共晶硅的球化和细化、成形件成分的均匀化以及Mg₂Si强化相在基体中弥散析出,是热处理后构件力学性能提高的主要原因。     

真空感应电磁悬浮熔炼对A356铝合金组织和性能的影响

优化A356铝合金的组织和性能成为实现汽车轻量化、节能化、舒适化和多样化发展的需求之一。为进一步挖掘A356铝合金的性能潜力,本研究采用能量密度高、清洁和可控性好的真空感应电磁悬浮熔炼技术对其进行细化变质处理,并与常规复合细化变质处理进行对比。试验结果表明,真空感应电磁悬浮熔炼复合细化变质处理可使铝合金中的共晶硅相由粗大的板片状转变为细密的球形颗粒状,并在晶界均匀析出;α-Al相明显细化,呈规则圆整的等轴晶状。在真空感应电磁悬浮熔炼工艺条件下,形核功ΔG*的贡献远大于扩散激活能ΔG_A;过冷度不会出现极大值;形核率I随过冷度ΔT的增加而急剧增大,实现熔体爆发生核。同时,晶粒之间强烈的互相碰撞、对流运动致使枝晶臂被剪切而折断、破碎与增殖,导致形核率I更大,并最终遗传到凝固组织中。因此,真空感应电磁悬浮熔炼技术对A356铝合金的细化变质效果较常规工艺有显著提升,且所得合金具有更好的力学性能。     

电磁悬浮熔炼对A356铝合金显微组织的影响

电磁悬浮熔炼是在依靠电磁力悬浮、加热合金的同时又搅拌熔液的一种材料熔炼技术.通过调节功率使A356铝合金分别在50A、70A、90A 3个不同输出电流下进行电磁悬浮熔炼,将所得试样与常规熔炼A356铝合金锭进行对比,分析该熔炼技术对A356铝合金显微组织和密度、硬度的影响.结果表明,电磁悬浮熔炼可以明显细化合金的微观组织,提高密度、硬度等性能,并且当输出电流为70A时,合金质量改善的效果最好.     

Sm对ADC12铝合金变质效果影响的研究

采用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜及能谱仪等手段研究了1.0%(质量分数)的Sm变质对ADC12铝合金组织结构的影响。结果表明,加入1.0%的Sm能使合金中α-Al相和共晶硅相均得到明显细化,α-Al相二次枝晶间距由51μm减小到15μm,平均晶胞尺寸由90μm减小到40μm;共晶硅由粗大的针状变为尺寸较小的短棒状或圆球状,圆整度得到提高;变质后的合金中生成了高熔点Al11Sm3金属间化合物。     

Ti、B复合细化对高温铸造铝合金（ZL－208）的作用

Ｔｉ、Ｂ复合细化使ＺＬ－２０８高温铸造铝合金的高温持久性能受到损害，对室温拉伸和疲劳性能作用不明显。：取６炉１８根试样算数均值。图３　Ｔｉ、Ｂ复合细化对合金高温持久破断寿命的影响（３００℃、８８．３ＭＰａ；３－５炉数据）复合细化剂中的Ｔｉ是合金成分之一，总含量符合技术条件要求［４］，只有Ｂ是新添加的微量元素，与Ａｌ、Ｔｉ等形成Ｂ化物质点［１］，有可能是残存在合金中的这些质点或以其它形式存在的Ｂ损害了高温性能。（３）疲劳性能疲劳性能采用φ４×２５ｍｍ光滑试样在Ｅ型／１００００转／分，循环周次为２×１０７条件下测试，用沉降法求出室温和３００℃未细化和复合细化的疲劳强度，结果列入表２。表２表明Ｔｉ、Ｂ复合细化后的合金室温和高温疲劳性能没有明显变化，这可能是由于复合细化使合金晶粒度减小有限所致。表２　Ｔｉ、Ｂ复合细化对合金疲劳性能的影响３．３铸件切取性能为了进一步验证Ｔｉ、Ｂ复合细化的作用，对未经Ｔｉ、Ｂ复合细化的某直升机发动机附件—减速器机匣前部铸件，与同种经Ｔｉ、Ｂ复合细化的铸件（法国产）进行切取性能对比试验，切取试样直径为φ３，两铸件的化学分析成分列入表３。切取性能对比试验结果如表４、表５所示。表４表明两种铸     

复合工艺对半固态A356铝合金浆料组织的影响

用低过热度浇注和弱行波电磁搅拌工艺制备A356铝合金半固态浆料,研究了浇注温度和搅拌功率等复合工艺参数对A356铝合金的半固态浆料的影响i结果表明,这个复合工艺促使初生α-Al几乎在整个熔体区域形核,增加了初生α-Al同时形核的位置和数量,在合金凝固的初期形成足够多的晶核,从而在合金熔体中形成球形或近球形的组织.在浇注温度和浇注功率分别为630℃和1.2 kW条件下可以制备出球状初生α-Al晶粒的A356铝合金半固态浆料.与单纯低过热度浇注的A356铝合金试样相比,在弱行波电磁搅拌条件下,适当提高浇注温度也可获得理想的球状A356铝合金浆料,同时可简化浇注工艺.     

Al-5Ti-0.25C细化剂对2024铝合金组织及力学性能的影响

研究了Al-5Ti-0.25C细化剂对2024铝合金铸态显微组织及力学性能的影响。试验结果表明:未添加细化剂时,2024铝合金显微组织呈粗大的枝晶状,平均尺寸约为150μm;添加Al-5Ti-0.25C后,晶粒为细小的等轴晶。本试验条件下,最佳的细化剂添加量为0.3%,此时,2024铝合金的平均晶粒尺寸为56μm,其力学性能得到显著提高,抗拉强度和延伸率分别为382 MPa、2.60%,与未细化试样相比增幅分别为12.4%、69.9%。     

铸造针孔和钠变质对ZL101铸铝合金组织和性能的影响

采用宏观检查和金相检验的方法，研究了铸造针孔和钠变质对ZL101铸铝合金组织和性能的影响。试验结果表明，在浇铸ZL101铸铝合金时，提高冷却速度，增加凝固压力，降低浇铸温度，同时进行钠变质处理，有利于铸造针孔的减少和组织的细化及力学性能的提高。     

Ti,B复合细化对高温铸造铝合金（ZL—208）的作用

Ｔｉ、Ｂ复合细化使ＺＬ－２０８高温铸造铝合金的高温持久性能受到损害，对室温拉伸和疲劳性能作用不明显。     

稀土Er对A356铝合金微观组织和力学性能的影响

针对传统的A356铝合金,添加稀土元素是改善其微观组织并提高力学性能的有效途径。本工作通过示差扫描量热分析(DSC)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等分析手段来研究稀土Er对铸态A356铝合金组织和性能的影响。结果表明,稀土元素Er是一种能够显著改善A356合金铸态组织的优良变质剂。Er的加入细化了初生α-Al相,二次枝晶间距降低,枝晶臂直径减小,同时对铸态组织中的共晶Si起到了变质作用。当Er含量达到0.4%(质量分数,下同)时,细化效果最为显著,二次枝晶间距由53.6μm减小到17.5μm,共晶硅形貌也由粗大的板条状转变为短棒或圆粒状。与A356合金相比,添加0.4%Er的合金样品的抗拉强度和伸长率分别提高了15.1%,29.8%。     

A356Al/TiB2颗粒增强铝基复合材料的搅拌摩擦焊

采用纯机械化的固相连接技术--搅拌摩擦焊成功地焊接了应用原位反应合成法制造的铸态A356Al/6.5%TiB2(体积分数)颗粒增强铝基复合材料,与铝合金相比,铝基复合材料搅拌摩擦焊的焊缝质量对焊接参数更为敏感.该连接方法在较低温度下实现铝基复合材料的焊接,避免了基体铝合金与增强相之间的化学反应,同时在搅拌头机械搅拌、挤压和摩擦热的共同作用下,焊缝区基体材料的晶粒和增强相被破碎并形成再结晶晶核,细化了组织结构,增强相分布也更加弥散.焊缝区的硬度值波动范围很小,抗拉强度比母材增加约20%.研究表明,搅拌摩擦焊用于连接颗粒增强铝基复合材料具有明显的优势.     

变形条件对2519A铝合金动态力学性能与组织演化的影响

为研究温度与应变率对2519A铝合金动态力学行为及组织演化的影响,采用霍普金森压杆对2519A铝合金进行了不同温度(-90~350℃)、不同应变率下的动态冲击压缩实验,分析了该合金的动态力学性能,并结合金相显微镜与透射电镜对合金在冲击变形后的微观组织进行分析。结果表明:在250~350℃的高温环境冲击下,合金的流变应力迅速下降,组织以形变带为主,同时组织内伴随有明显的动态回复和动态再结晶。在20~150℃的环境中进行动态冲击,合金变形时组织出现了典型的绝热剪切带特征。在室温、应变率达到8200s-1时,应变率强化效果发生转变。随着温度降至-90℃,在绝热剪切带内的组织出现了长度较短、连续性差的微裂纹,同时组织内的长条状第二相粒子发生不同程度的脆性断裂。     

镁合金复合细晶强化研究进展

细化镁合金的晶粒可极大改善其综合力学性能,单一的细化方法包括在熔体中施加外力场作用、高压和激冷作用以及大塑性变形,单一细化方法下的材料性能难以满足实际需求,且生产效率低、成本高、质量难以保证.2种及以上细化晶粒方法的结合可以实现镁合金性能的极大提升,通过评述镁合金复合加工方法,包括挤压铸造-固态挤压成形、挤压铸造-正挤压成形、FE-CCAE复合变形工艺、电磁脉冲结合轧制工艺、超声振动-挤压加工等,详细阐述镁合金复合细晶强化工艺的研究进展,为进一步研究和开发更加高效绿色的镁合金晶粒细化复合成形技术提供参考.     

含硅合金熔体对TiAl基合金表面改性的研究

使用含硅合金熔体对TiAl基合金进行了表面渗硅处理，渗硅处理温度范围是：913－1053K，实施发现，TiAl基合金与Al-Si熔体之间发生了界面反应，界面生成以Si,Ti,Al三元素为主的灰白色基体和条状，小块状黑色相。表面处理后样品经1173K／100h高温氧化后，表层形成了Al2O3,SiO2等致密的氧化膜，并保留有稳定的Si-Ti-Al相，因而改善了表面氧化层结构，大大增强了TiAl基合金的高温抗氧化能力。     

铝及铝合金全光亮化学镀镍磷合金工艺优选

化学镀镶前的预处理对镀层性能非常重要,目前常用的预处理方法存在许多缺陷.为此,通过对各种预处理工艺的筛选,确定了适用于铭合金化学镀镍磷合金的条件预处理工艺并预镀中间层,然后在传统化学镀镶磷镀液中加入镀镍中间体和无机盐,组合出了一种新的全光亮化学镀镍磷合金工艺,探讨了镍液主要成分和工艺条件对沉积速度、镀层耐蚀性和外观质量...     

交变应力下A356铝合金疲劳行为及微结构演变

对处于交变应力下A356铝合金的单轴疲劳寿命以及变形行为进行了研究,并与单一应力加载下的加载情况进行了对比.发现先进行高应力加载后换用低应力加载将会显著延长合金的疲劳寿命.合金的循环应变值主要与合金的循环加载应力幅值有关.此外,利用透射电镜的方法观察了在不同循环加载历史条件下合金中微观结构的变化情况,尤其是位错以及位错带的演变规律.并发现了沉淀物附近的位错塞积现象.     

铝合金表面耐磨复合膜的制备及其性能

针对在特殊场合对铝合金耐磨性、耐腐蚀性的高要求,结合铝合金阳极氧化工艺以及阳极氧化膜多孔的特点,在阳极氧化电解液中添加耐磨性物质n-SiC,使之进入到多孔铝合金阳极氧化膜中,达到提高耐磨性和耐腐蚀性的要求;运用正交试验法得到了添加n-SiC复合阳极氧化最佳工艺方案为:温度20℃,n-SiC添加量20mg/L,电流密度2A/dm2,氧化总时间40min。扫描电镜和X射线能谱分析结果证实n-SiC进入了氧化膜中;通过磨损试验机、盐雾腐蚀试验箱对复合阳极氧化膜的性能进行了检测,表明添加n-SiC可以提高复合阳极氧化膜的耐磨性。     

Sr+B+RE联合细化变质对Al-30Si合金热处理性能的影响

通过正交试验、金相实验和硬度实验研究了Sr+B+RE联合细化变质后的Al-30Si合金的固溶温度、保温时间对合金显微组织及硬度的影响,得出了Sr+B+RE联合细化变质后的Al-30Si合金的最佳热处理工艺参数。结果表明,固溶温度与保温时间对合金显微组织与硬度均有影响。当保温时间一定时,随着固溶温度的升高,初晶硅溶入基体越来越充分,被基体分割的效果越来越明显,共晶组织变得粗大,圆整度变高,合金硬度提高。当固溶温度一定时,随着保温时间的延长,初晶硅溶入基体越来越充分,被基体分割的效果越来越明显,共晶组织变得粗大,圆整度变高,合金硬度提高,当温度达到540℃时,保温时间的延长使共晶组织圆整度变差,合金的硬度反而下降,固溶温度为540℃、保温时间为7h时硬度最高。Sr+B+RE联合细化变质后的Al-30Si合金的最佳热处理工艺参数为540℃×7h。