热处理对激光选区熔化AlSi10Mg合金力学性能与组织的影响

进行了激光选区熔化AlSi10Mg合金退火态显微组织观察、力学性能测试,并对AlSi10Mg合金进行不同热处理。结果表明,激光选区熔化AlSi10Mg合金的力学性能优于ZL104和LD2合金,扫描方向组织呈扫描道带状堆积结构,成形方向呈不规则的鱼鳞状结构;随着固溶温度从525℃提高到545℃,AlSi10Mg合金的抗拉强度和屈服强度均降低,伸长率和断面收缩率均有降低的趋势,显微组织过烧现象越来越严重,导致AlSi10Mg铝合金力学性能随之下降。从力学性能和金相组织综合考虑,AlSi10Mg铝合金在525℃下固溶最佳。     

锰和铁元素对亚共晶铝硅合金组织和力学性能的影响

通过向A356铝合金中添加不同比例的Al-10Fe、Al-10Mn中间合金,制备了不同铁含量和锰铁质量比的再生铝合金,研究了铁和锰元素对合金组织和力学性能的影响。结果表明:随着铁的质量分数从0.2%增加至2.0%,富铁相尺寸增大,形貌从骨骼状转变为针状,合金的抗拉强度下降;当铁的质量分数为1.0%、锰铁质量比小于1时,随着锰铁质量比的增加,合金的抗拉强度增加,但当锰铁质量比为1.0～1.2时,块状Al Si FeMn相尺寸的急剧增大导致力学性能降低;锰元素的加入抑制了β-Fe相的析出。     

回炉料对K441合金性能及杂质元素含量的影响

通过采用真空感应熔炼法,对K441合金回炉料进行了四次熔炼,研究了回炉料对K441合金持久寿命、力学性能、杂质元素含量及微观组织形貌的影响.结果表明,经过四次回炉熔炼后合金的持久性能均满足标准的要求.合金的抗拉强度及塑性与新料合金相比变化幅度不大,但第四次回炉料合金的抗拉强度较高,这主要是由于Si元素的固溶强化作用所致.随回炉料合金回炉次数的增加,合金中的S元素含量降低,Mn含量变化幅度不大,P、Si元素含量增加.合金微观组织形貌观察表明,新料合金与回炉料合金中的碳化物均沿晶界分布,新料合金中晶粒内也存在部分碳化物.回炉料合金中的晶界存在杂质增加的现象.新料合金及回炉料合金中的γ'相数量相当,含量都较少,经多次回炉熔炼后合金中的γ'相尺寸减小.     

稀土钇对再生ADC12铝合金组织和抗压强度的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、电子万能拉伸试验机等研究了稀土钇对再生ADC12铝合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:在再生ADC12铝合金中添加稀土钇,可以形成新的金属间化合物Al2Si2Y相,其对β-Fe相有明显的细化作用;随着稀土钇含量的增加,富铁相逐渐细化,当稀土钇的含量为0.2wt%时,β-Fe相由原来的长条状变为短针状,且均匀分布。与此同时,合金的抗压强度达到最大,为446.1 MPa,比未添加钇的合金抗压强度提高了29.43%。     

固溶温度对冷轧Ti-4.5Al-2.5V-1.5Fe-0.25O合金组织与性能的影响

研究了不同固溶处理温度对冷轧Ti-4.5Al-2.5V-1.5Fe-0.25O合金显微组织与力学性能的影响。结果表明,合金主要由α相和β相组成,随着固溶处理温度的升高,合金中β相含量逐渐增多,显微组织出现了由初生等轴α相向β转变组织转变、进而向全片层状β相转变组织和晶间α相的转变过程;合金的抗拉强度和硬度呈增加趋势、伸长率呈降低趋势,合金的力学性能变化趋势与固溶处理温度升高过程中显微组织的转变密切相关。     

电脉冲与Mn对Al-Si合金中Fe相与性能的影响

采用电脉冲与Mn复合处理工艺对Al-Si合金熔体进行处理,通过金相显微镜与X射线衍射仪对基体组织中Fe相大小、形态、分布进行了表征和分析,测试了其力学性能。结果表明,电脉冲处理可使细长针状的β-Fe相碎断,添加Mn后,β-Fe相有向汉字状α-Fe相转变的趋势。同时,复合处理可以降低Mn的添加量,与单一的Mn处理技术相比,Al-Si合金的抗拉强度和伸长率分别提高了7.6%和4.2%。     

机械振动对铸造铝合金组织与性能的影响

在AlSi10Mg铸造铝合金凝固过程中施加不同的机械振动幅度和机械振动频率的振动处理,研究了机械振动参数对AlSi10Mg合金组织和力学性能的影响。结果表明,随着机械振幅的增加,合金的抗拉强度和断后伸长率呈现先增加而后降低的趋势,在机械振幅为0.11mm时取得最大值;随着机械振动频率的增加,合金的抗拉强度和断后伸长率呈现先增加而后降低的趋势,在机械振动频率为36Hz时取得最大值;AlSi10Mg合金在凝固过程中的适宜的机械振动参数为:机械振幅为0.11mm、机械振动频率为36Hz。机械振动改善AlSi10Mg铸造铝合金的强度和塑性主要与合金的组织均匀性和晶粒细化有关。     

RE对挤压铸造AlSi7Cu4MgMn合金组织和性能的影响

研究了不同RE(Ce、La混合稀土)含量对挤压铸造AlSi7Cu4MgMn合金组织、力学性能及铸造性能的影响。结果表明,RE可提升合金铸造性能,大幅度提高合金成形的良品率。不含RE时,AlSi7Cu4MgMn合金微观组织由α-Al基体、共晶Si相、块状α-Fe相、小块聚集状Al_2Cu相及其他强化相组成;添加适量RE后,块状Fe相转变为短棒状形态,Al_2Cu相细化并形成Al_xCu_4Mg_5Si_4复杂相;过量RE添加会导致合金中富Fe相聚集长大,恶化合金性能。添加0.25%的RE时合金力学性能最佳,抗拉强度为430MPa,屈服强度为392MPa,伸长率为6.8%。     

稀土Y对再生铝合金ADC12含Fe相演变的影响

采用中频感应熔炼炉添加了不同含量的稀土Y对再生铝合金ADC12进行了熔炼。利用光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪等分析了添加稀土Y对再生铝合金ADC12的凝固组织和相组成的影响;分析了凝固组织中含Fe相的形貌演变及分布;分析了再生铝合金的显微硬度和抗压强度。结果表明,稀土Y的加入改变了再生铝合金ADC12中含Fe相的形貌,主要是对β-Fe相起到了变质作用。随着稀土Y添加量逐渐增大,合金凝固组织中析出的β-Fe相由枝晶间偏析聚集到被熔断,尺寸变小,形貌由粗大的树枝晶变成细小的鱼骨状,偏析逐渐改善。当Y含量为0.5wt%时,含Fe相明显细化,组织中的β-Fe相由原来的条状、块状变为颗粒状,且分布均匀;当稀土Y含量增加到大于0.5wt%后,组织中的β-Fe相又由细小的短杆状转变为粗大的长针状。随着Y含量的增加,该合金的显微硬度和抗压强度均先增大后减小,当Y含量为0.5wt%时,合金的力学性能达到最佳:显微硬度为431 HV0.1、抗压强度为585MPa,较重熔前的合金分别提高了30.2%和21.9%。     

Mn含量对挤压铸造Al-5.0Cu-0.5Fe合金显微组织和力学性能的影响(英文)

采用拉伸性能测试、光学显微镜、扫描电镜和定量金相测试手段研究Mn含量对不同压力下挤压铸造Al-5.0Cu-0.5Fe合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:当挤压压力为0MPa,Mn/Fe质量比达到1.6时才能将针状β-Fe相(Al7Cu2Fe)完全转变成汉字状α-Fe相(Al15(FeMn)3(CuSi)2)。而对于挤压铸造,当挤压压力为75MPa时,在Mn/Fe质量比为0.8时就可以将β-Fe相完全转变成α-Fe相。挤压铸造合金中需要的Mn含量较低,即Mn/Fe质量比较小,这主要是由于在挤压压力下富Fe相的细化以及相比例的减少。然而,加入过量的Mn将导致合金力学性能的下降,这是因为过量的Mn将导致α-Fe相的增多及这些多余的硬脆相导致的孔洞增多。     

微量Sr+Ce复合变质对AlSi10MnMg合金显微组织、导热性能及力学性能的影响EI北大核心CSCD

以AlSi10MnMg铝硅合金为基础,研究微量Sr+Ce复合变质对AlSi10MnMg合金显微组织、导热性能及力学性能的影响。结果表明:在金属型铸造条件下,Sr、Ce的添加有效改善了AlSi10MnMg合金中共晶Si形貌,降低了Si相尺寸,提高了Si相圆整度,进而提升了合金导热率及力学性能。添加0.05%Sr+0.02%Ce(质量分数)时合金变质效果最优,与未变质的AlSi10MnMg合金相比,其导热率提升了14.86%,达到181.68 W/(m•K);抗拉强度提升了42.4%,达到228.94 MPa;伸长率提升了101.5%,达到14.62%,实现了导热性能与力学性能的良好结合。而当稀土元素Ce添加量超过0.04%(质量分数)后,合金的导热率及力学性能呈降低趋势。针对复合变质后合金中可能出现的金属间化合物进行建模、优化,并采用第一性原理和Cahill模型对其导热率进行计算,研究发现Sr+Ce复合变质后,合金中出现的Sr-RE金属间化合物会降低AlSi10MnMg合金的导热性及力学性能。     

挤压比压对Al-Si合金组织性能的影响

采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、硬度和拉伸性能测试等手段,研究了重力铸造和不同比压挤压铸造AlSi合金的显微组织与力学性能,并分析了微观组织演变及其作用机理。结果表明,重力铸造Al-Si合金中存在亮白色短棒状Al2Cu相、白色鱼骨状AlSiCuMg相、黑色块状初生硅相以及灰色珊瑚状共晶硅相;不同比压挤压铸造Al-Si合金中初生硅相的数量随着比压的增加而减小,尺寸逐渐细化,而且Al2Cu和AlSiCuMg相的数量也不断变少、尺寸变小;不同比压挤压铸造条件下的Al-Si合金的布氏硬度都要高于重力铸造的Al-Si合金,且随着挤压比压的提高,合金的布氏硬度呈现先增加而后降低的趋势;相对于重力铸造Al-Si合金,600 MPa下挤压铸造得到的Al-Si合金的抗拉强度和伸长率分别提高了25.4%和202.1%。     

锰和稀土对电热ZL102合金组织和性能的影响

研究了稀土和锰对电热ZL102合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,Mn可抑制长针状的β-Fe相,使部分针状铁相转变成骨骼状或汉字状的α-Fe相,但针状铁相仍存在;RE元素并不能使长针状的β-Fe相转变成α-Fe相,但它可以使长针状β-Fe相断裂变小;Mn和RE的复合使用可以有效改善铁相形貌,使针状铁相变为小块的骨骼状或汉字状。当加入1.1wt%的锰和0.4wt%的稀土时,合金的微观组织和力学性能同时达到最佳,合金的抗拉强度和伸长率分别达到151.46MPa和2.124%,与未添加稀土和锰合金相比,分别提高了14%和101%。     

稀土La对AlSi7Cu2Mg合金组织与性能的影响

制备了不同La含量的AlSi7Cu2Mg合金,通过显微组织观察,拉伸性能测试,研究了La含量对AlSi7Cu2Mg合金组织与力学性能的影响。结果表明,添加0.3wt%的La对AlSi7Cu2Mg合金的组织细化效果最好,稀土La含量达到0.5%时,AlSi7Cu2Mg合金组织中出现富La相,割裂基体,影响合金力学性能。随着La含量的增加,铸态和热处理态的AlSi7Cu2Mg合金抗拉强度和伸长率均先增加后降低。当La含量为0.3wt%时,合金试样的拉伸强度达到最大值,当La含量达到0.5wt%时,合金拉伸强度明显降低。     

Mn、Fe质量比对挤压铸造Al-Cu合金组织与性能的影响

研究了不同Mn、Fe质量比和挤压压力对Al-Cu合金显微组织与力学性能的影响,并分析了其作用机理。结果表明,不同w(Mn)/w(Fe)的Al-Cu合金中主要存在4种富Fe第二相,即鱼骨状AlmFe、块状ɑ-Fe和Alm(FeMn)相以及针状β-Fe相;挤压压力为70 MPa时,合金中富Fe相相较于压力为0时更加细小和分散,且合金中针状β-Fe相在w(Mn)/w(Fe)为0.8时基本消失;而挤压压力为0,w(Mn)/w(Fe)为1.6时才基本消失;随着合金中w(Mn)/w(Fe)和挤压压力的增加,富Fe相圆整度提高,但是并不能显著改变合金中鱼骨状富Fe相的尺寸;挤压压力为0,Al-Cu合金在w(Mn)/w(Fe)为1.6时取得力学性能最佳值,而挤压压力为70 MPa时合金的最佳力学性能出现在w(Mn)/w(Fe)为1.2时。     

锰对A356合金中富Fe相的影响

应用光学显微分析和XRD等研究了不同Mn含量对富铁相形貌,以及对A356力学性能的影响。结果表明:随着Mn含量的增加,针状β-Fe逐渐转变为汉字(或鱼骨状)α-Fe;当Mn质量分数为0.16%时,α-Fe占总含铁量的95.17%;当锰含量达到0.08%时针状β-Fe相长度、宽度与未添加Mn元素的合金相比,分别减小了44.13%和43.89%;强度值和塑性变形量均达到了最大,其抗拉强度、伸长率及断面收缩率与未添加Mn的合金相比,分别增加20.7%、703.2%和819.9%。此后再增加锰的含量,合金的强度和塑性不再变化。     

激光立体成形AlSi10Mg合金的微观组织及力学性能

激光立体成形已逐渐成为大型高性能复杂铝合金构件制造的一条重要途径。采用具有不同波长的CO_2和YAG激光器在铸态基材上进行了AlSi10Mg合金的激光立体成形,研究了不同激光器对AlSi10Mg合金沉积态和T6热处理态下的微观组织和力学性能的影响。利用XRD、OM和SEM研究了AlSi10Mg合金成形件的微观组织;利用电子拉力试验机测试了AlSi10Mg合金成形件的力学性能。结果表明:相比铸态基材,AlSi10Mg合金沉积态组织主要由100取向沿沉积方向外延生长的柱状α-Al枝晶和枝晶间呈纤维或颗粒状生长的Al-Si共晶组成,组织显著细化;且在530℃,3~5 min固溶处理后可实现共晶Si的球化。与CO_2激光相比,采用更短波长的YAG激光进行成形时组织更为细化。经T6热处理后,采用YAG激光成形的AlSi10Mg合金力学性能明显优于压铸铝合金。     

AlSiNi钎料感应钎焊铝/钢接头的组织和力学性能

借助润湿试验、热分析等手段分析了AlSi12钎料和AlSiNi钎料的钎焊工艺性.使用扫描电镜、能谱分析、力学性能测试等手段分析了AlSi12,AlSiNi钎料钎焊铝/钢接头的组织形貌、断口形貌、相组成和力学性能.结果表明,AlSiNi钎料对钢的润湿性优于AlSi12钎料,但钎料熔化区间稍有扩大;在焊缝/钢界面处,AlSiNi钎料钎焊接头金属间化合物层的厚度为8.1 μm,比AlSi12钎料钎焊接头金属间化合物更薄,分布也更均匀;AlSiNi钎料钎焊接头中的含Ni金属间化合物塑韧性更好,与母材钢的结合力更强,AlSiNi钎料钎焊铝/钢接头抗拉强度高于AlSi12钎料钎焊接头.     

机械振动对AlSi7Mg合金组织和力学性能的影响

研究了不同机械振动强度下制备出AlSi7Mg合金的凝固组织，随着机械振动的加强，合金的初生相平均尺寸和晶粒改性产生明显变化，初生相平均尺寸呈减小的趋势，相对应的晶粒细化程度逐渐增加。当机械振动强度分别为0、1.5、3.0、4.5和6 mm·Hz时，合金的初生相平均尺寸分别为48.99、47.06、43.75、39.12、28.67μm；合金的抗拉强度分别为158.03、165.25、170.12、176.37、186.29MPa；屈服强度分别为127.74、132.42、140.57、143.61、147.86MPa；伸长率分别为2.20%、2.48%、2.71%、3.56%、4.80%。合金的力学性能随机械振动的加强逐渐升高。     

汽车用铝合金富铁相形貌研究

由于Al-Si合金优异的机械性能,从而广泛应用于汽车制造业,然而Fe是这类合金中最主要的杂质元素,显著地降低了合金的力学性能。本文运用X射线来鉴别Fe相组织,同时用扫描电镜技术来观察富铁的特征。通过X射线图谱已经证实Al-Si合金显微结构中存在三种富铁相,其为α-Fe(Al_(15)Fe_3Si_2),β-Fe(Al_5FeSi)和δ-Fe(FeSi_2Al_4)。在形态特征上,α-Fe,β-Fe和δ-Fe分别为长针状、汉字状和长块状。并简要分析了针状Fe相孪晶生长过程。