P和Sr对Al-20Si合金组织及力学性能的影响

研究了0.05%P、0.06%Sr及P和Sr复合加入对过共晶Al-20Si合金组织及力学性能的影响。结果表明:在合金中加入P时,合金的初生硅被显著细化;在合金中加入Sr时,合金的共晶硅被显著细化,且初生硅也被略微细化;P和Sr复合加入时,合金的初生硅和共晶硅同时得到细化,其中初生硅呈颗粒状,大部分共晶硅呈纤维状,且各相分布均匀;当镦粗比为70%时,合金的抗压强度较未变质的试样提升了14.4%。     

Al-Sr变质剂对Al-18Mg_2Si合金微观组织和力学性能的影响

研究了不同质量分数Al-Sr变质剂对Al-18Mg2Si合金的微观组织和力学性能的影响。结果表明,随着Al-Sr变质剂质量分数的增加,Mg2Si相尺寸减小,同时出现从交联状Mg2Si相向正方形Mg2Si相的转变。但仅改变了相的形状、尺寸、分布,未改变其相组成,依然为Al和Mg2Si两相结构。经过Al-Sr变质剂处理后的Al-18Mg2Si合金的硬度、强度、伸长率均高于文献的性能指标。当变质剂质量分数为0.2%时抗拉强度最高;当变质剂质量分数为0.6%时,伸长率最高。     

Sc对亚共晶Al-11Mg_2Si合金组织与力学性能的影响

通过XRD分析、金相显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)观察及拉伸力学性能测试等手段,研究了添加稀土元素Sc对亚共晶Al-11Mg_2Si合金显微组织及力学性能的影响。结果表明:在Al-11Mg_2Si合金中添加适量的Sc对初生α-Al和共晶Mg_2Si相同时起到良好的细化和变质作用。α-Al晶体由粗大的树枝晶转变为细小的球状晶,其平均尺寸由67.72μm减小至最小14.28μm;共晶Mg_2Si由粗大的片层状转变为细小的纤维状和颗粒状,其平均尺寸由12.37μm减小至最小1.80μm。经0.25%Sc处理后,合金的抗拉强度、伸长率和硬度分别由未细化、变质的269 MPa、5.2%和35HRB提高到334 MPa、9.4%和53 HRB,分别提高了24.2%、80.8%和51.4%。含0.25%Sc合金断口中大量形成韧窝,其断裂模式从脆性转变为韧性。     

高能超声对Al-20Si合金组织和力学性能的影响

采用高能超声波对Al-20Si合金进行熔体处理,研究超声波处理对Al-20Si合金微观组织形貌及其力学性能的影响。结果表明,在660℃温度下,对Al-20Si合金熔体进行高能超声波处理,可以使Al-20Si合金的初晶硅形貌由粗大的板片状逐渐变成细小的球状颗粒,圆整度高,分布均匀,并且使其抗拉强度和伸长率提高。通过对合金拉伸断口形貌的观察,发现在经过超声处理的Al-20Si合金断口上有较多的撕裂带和韧窝,表现为脆性断裂和韧性断裂的混合型断口。     

超声-合金化处理对Al-20Mg_2Si合金组织和性能的影响

研究了未处理、P和La合金化处理、超声处理和超声-合金化复合处理对Al-20Mg_2Si合金凝固组织和力学性能的影响,并研究了复合处理条件下不同的超声参数对初生Mg_2Si相大小和力学性能的影响。结果表明,经过超声-合金化复合处理后,合金的凝固组织和力学性能显著改善,其效果好于单一的合金化处理或超声处理;与未处理试样相比,初生Mg_2Si相的尺寸减小68%,抗拉强度提高62.3%,伸长率提高47%。复合处理条件下,随着超声功率的增加,初生Mg_2Si相尺寸逐渐减小,力学性能逐步提高;随着处理时间延长,初生Mg_2Si相尺寸先减小再增加,但力学性能逐渐提高;随着超声处理温度的提高,初生Mg_2Si相尺寸先减小后增加,力学性能变化规律与之对应。     

Al-4P变质对Al-20Si合金组织和切削性能的影响

采用正交试验法,研究了Al-4P变质对Al-20Si合金显微组织和切削性能的影响,优化了改善Al-20Si合金切削性能的工艺参数。研究表明,Al-4P添加量对初生Si的影响最为显著、变质时间的影响次之、变质温度的影响最小,优化出的改善切削加工性能的工艺参数:Al-4P添加量为1%、变质温度为760℃、变质时间为1 h。经最优工艺处理后,初生Si变得细小、分散且圆钝化,平均尺寸由变质前的120μm减小到30μm左右,刀具耐用度提高,切削加工性能得到改善。     

稀土Gd对Al-20Si合金显微组织和力学性能的影响

研究了稀土Gd对Al-20Si合金组织和性能的影响。结果表明:当稀土Gd含量为1.5%时,α-Al和初生Si明显细化,力学性能最佳,抗拉强度为177 MPa,硬度为119 HBW。     

凝固速率对Mg_2Si/Al复合材料组织和力学性能的影响

在不同凝固速率条件下制备了原位内生Mg_2Si和Si颗粒增强的Mg_2Si/Al复合材料,研究了凝固速率对其组织和力学性能的影响。结果表明,随着凝固速率增加,初生Mg_2Si和初生Si的颗粒数量增加,多边形初生Mg_2Si趋向转变为四边形形貌,初生Si形貌则无明显变化。随着凝固速率的加快,前者的平均尺寸由30μm变为6μm,后者的平均尺寸由71μm变为21μm。性能测试显示,Mg_2Si/Al复合材料的硬度,抗拉强度和伸长率也都随着凝固速率的提高而有所增长。最佳凝固速率为460℃/s,此时复合材料的硬度、抗拉强度和伸长率分别为169 HV0.2、221 MPa和1.63%。     

Mg含量对Al-20Si合金显微组织及力学性能的影响

通过光学显微镜、力学万能试验机、X射线衍射仪和扫描电镜分析了Mg含量对Al-20Si铝合金显微组织和力学性能的影响.结果表明:合金中主要有α-Al、共晶硅、初生硅和Mg2Si等相存在,随着Mg含量的增加初生硅数量逐渐减少,并且变得细小;抗拉强度逐渐增加,而伸长率呈先下降后上升的趋势,硬度与伸长率的变化趋势相反.     

V合金化对Al-9Si合金凝固组织与力学性能的影响

研究了V合金化对Al-9Si合金凝固过程、微观组织和力学性能的影响。结果表明,在Al-9Si合金中添加V,析出化合物Si₂V,而无Al V化合物析出,V对初生α-Al的析出温度无明显影响。随着V量增加,Al-9Si合金的初生α-Al的形核温度和形核过冷度同步增加,0.4%V(质量分数)使形核温度由未添加V的607.5℃上升至612.6℃,过冷度由24℃增加至27.1℃;继续增加V量,形核温度略有升高,但形核过冷度略有减小。V添加使Al-9Si合金初生α-Al晶粒形态由枝晶向等轴晶转变,Al-9Si-0.4V合金的α-Al晶粒尺寸由Al-9Si的593μm细化至302μm。V对共晶Si无变质作用,但V能使针状β-Al5FeSi转变为鱼骨状的Al₁₂(Fe,V)3Si相。0.6%Sb(质量分数)变质Al-9Si-0.4V合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率为153.9 MPa、78.5 MPa和6.56%,较Al-9Si合金分别提高23.8%、14.1%和102.4%;硬度由47.3 HV提高至59.1 HV。Al-9Si合金的拉伸断口由撕裂棱和解理...     

旋转磁场对Al-7Si-8.9Mg_2Si复合材料凝固组织的影响

通过微观组织分析研究了在旋转磁场作用下Al-7Si-8.9Mg2Si复合材料的凝固组织特征。结果表明,合金凝固组织经过电磁搅拌后初生Mg2Si相明显细化,仅在近液态和半固态施加旋转磁场使得二元共晶Mg2Si的形状变化很小,在凝固全程施加旋转磁场反而使得组织粗化。在半固态施加旋转磁场能有效细化Al-7Si-8.9Mg2Si复合材料凝固组织中初生Mg2Si和共晶Mg2Si相,并使得α-Al相变得细小且非枝晶化。     

Ce对铸造Mg-5Al-2Si合金中Mg_2Si相改性及力学性能的影响

利用X射线衍射、光学显微镜和扫描电镜等分析测试手段,研究了不同Ce添加量对重力铸造Mg-5Al-2Si合金显微组织和力学性能的影响规律。结果表明,添加Ce以后,合金中主要存在α-Mg相、汉字状Mg_2Si相、多边形Mg_2Si相、细小的Al11Ce3和CeSi2相;稀土Ce的加入改变了合金中Mg_2Si相的尺寸、形貌与分布;随着Ce含量增加,汉字状Mg_2Si相的平均长度大幅度减小,共晶Mg_2Si相的形貌由粗大的汉字状转变为多边形状;当Ce添加量为0.4%时,试验合金的力学性能达到最佳,而增加至0.8%时,合金的力学性能反而下降。拉伸断口形貌也揭示了合金的力学性能情况。因此,适当的Ce添加量(0.4%)可以有效地改性Mg_2Si相,从而提高合金的强度和伸长率。     

Al-10RE中间合金对Al-20Si合金组织和性能的影响

研究了不同Al-10RE添加量对Al-20Si合金铸造组织和力学性能的影响。结果表明,加入Al-10RE后的Al-20Si合金主要由α-Al基体、初晶Si、共晶Si和针状的Al11RE3相组成;初晶Si的形状由大块状变为小块状和球状,其最佳加入量为1.5%,初晶Si平均晶粒尺寸最细小,且呈弥散均匀分布。其抗拉强度、伸长率和硬度达到最大值,分别为117 MPa、11.0%、87.76。分析认为,RE的加入改变了初晶Si晶粒的生长方式,而细化的晶粒以及针状Al11RE3相的产生又大大改善了Al-20Si合金的力学性能。     

Sb对Mg-4Al-2Si合金显微组织和力学性能的影响

研究了合金元素Sb对Mg-4Al-2Si合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,加入少量的Sb(0.25%~0.75%)能有效细化汉字状Mg2Si相颗粒和α(Mg)基体组织,并在合金中形成Mg3Sb2相,提高合金的力学性能:当Sb含量为0.25%时,Mg2Si颗粒显著细化;当Sb含量为0.75%时,α(Mg)基体组织的细化效果最佳,形成了细小、均匀的α(Mg)等轴晶组织,此时合金的抗拉强度和屈服强度达到最大值;当Sb含量大于0.75%时,Mg2Si相颗粒向晶界大量偏聚并粗化,导致材料力学性能迅速下降。     

熔体过热处理对Al-6.34Mg-3.66Si合金中Mg_2Si相形貌和力学性能的影响

亚共晶Al-6.34Mg-3.66Si铝合金多用于轻量化材料的加工生产,但粗大的汉字状Mg_2Si相会严重地割裂Al基体。研究了熔体过热温度和过热时间对亚共晶Al-6.34Mg-3.66Si组织及力学性能的影响,确定了最佳熔体过热工艺。结果表明,当过热温度为850℃、保温时间为25min时,初生α-Al晶体由鱼骨状枝晶转变为细小的等轴晶,粗片状Mg_2Si相完全转变成细纤维状,且分布均匀,共晶Mg_2Si相尺寸从3.02μm下降到0.97μm,较原始合金共晶Mg_2Si尺寸减小了67.9%,抗拉强度较原始合金提高了34.4%,断裂方式由原来的脆性断裂转变为韧脆混合的断裂方式,表现出较好的塑性。     

微量Zr对过共晶Al-20Si合金微观组织和力学性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜/能谱、X衍射分析仪及力学性能测试等手段,研究不同添加量的Zr(0.15%,0.3%,0.45%,0.6%)加入Al-20Si合金后对微观组织和力学性能的影响。结果表明:Al-20Si合金中添加微量Zr能使合金中初生硅形态从粗多边形和星形细化为细小多面体形状,并逐渐球化;共晶硅形态从粗大片状、针状结构变为离散颗粒细纤维结构。当Al-20Si合金中的Zr添加量为0.3%时,其细化变质效果最明显,初生硅平均长径比由1.71降至1.26,共晶硅平均长度由20.6μm降至8.7μm。此时,合金的拉伸强度和伸长率分别由初始的89.4MPa和0.67%增至132.1 MPa和1.2%,分别提高了47.8%和79.1%。从XRD和EDS分析结果可知,Al-20Si合金中加入Zr元素形成了Al_4Si_5Zr_3合金相。由断口分析可知,添加Zr形成的Al_4Si_5Zr_3相使合金颗粒弥散并形成了钉扎强化,从而使其力学性能得到显著提升。     

稀土元素La对Al-10Mg合金组织及力学性能的影响

研究了稀土元素La对Al-10Mg合金铸态及固溶处理态显微组织及力学性能的影响。结果表明,La的加入使Al-10Mg合金晶粒组织细化,同时析出Al11La3化合物。经固溶处理后,Al3Mg2相溶解。随La添加量的增加,合金铸态和固溶处理态的力学性能呈先增后降的趋势。添加0.35%的La及435℃×15 h的固溶处理可显著提高Al-10Mg合金的力学性能。     

元素Cu、Mn及热处理对Al-20Si合金组织及力学性能的影响

在Al-20Si合金中添加含Cu、Mn元素的中间合金,熔炼得到Al-20Si-0.2Cu-0.3Mn、Al-20Si-0.6Cu-0.5Mn、Al-20Si-1Cu-0.7Mn和Al-20Si-1.4Cu-0.9Mn的Al-Si合金。采用金相显微镜、拉伸试验机、布氏硬度计等对铸态及固溶处理+人工时效(T6)热处理态的不同Cu、Mn含量的Al-20Si合金的微观组织及力学性能进行研究。结果表明:Cu、Mn元素可以细化Al-20Si合金中的初生硅和共晶硅,使其组织均匀化,并提高Al-20Si合金的抗拉强度和布氏硬度。Cu、Mn元素的合理添加量分别为1wt%和0.7wt%,此时铸态Al-20Si合金的抗拉强度达到最大值(238 MPa),T6热处理态Al-20Si合金的硬度达到最大值(212 HB)。T6热处理可以改善Al-20Si合金中的Si相,细化初晶硅和共晶硅,消除枝晶,并形成固溶强化。     

凝固条件和Sr含量对Al-13Si合金组织的影响

熔炼不同Sr含量的Al-13Si合金,在不同铸型条件下考察凝固条件和Sr含量对凝固组织的影响。结果发现凝固速度和Sr含量是影响变质效果的两个重要因素,凝固速度越快或Sr含量越高,共晶组织越细密,变质效果越好,没有发现过变质现象,并且重熔对Sr的烧损影响不大。     

变质处理及亚快速凝固对Al-7Si合金组织的影响

通过改变冷却速度及变质处理变质剂的含量对比研究变质处理及亚快速凝固对Al-7Si合金组织的影响。结果表明,亚快速凝固状态下的Al-7Si合金组织得到细化;亚快速凝固条件下,0.02%Sr变质处理效果最佳。