稀土对6063铝合金型材显微组织和力学性能的影响

本文研究了添加不同含量稀土的高纯和工业纯6063铝合金,得到了稀土对6063铝合金显微组织引起的一系列变化,提出了6063铝合金加入稀土后原时效工艺应作的修改。     

压力对A380铝合金的铸造组织和力学性能的影响

对A380铝合金进行了挤压铸造成型和传统重力铸造成型,并制得试样.采用偏光显微镜、扫描电镜、定量金相分析、拉伸性能测试等手段,研究在不同压力下挤压铸造A380铝合金的铸造组织和力学性能.结果表明:当压力在0~75 MPa范围内时,随着压力的增加,一次枝晶臂尺寸和气孔率得到大幅下降,共晶组织体积分数增加;二次枝晶臂间距减小;针状富铁β-Al₅ FeSi相尺寸大幅度减小,同时有部分汉字状α-Al₈(Fe,Mn)₃Si₂相生成.当压力在75~100 MPa范围内时,压力继续增加对合金组织细化、第二相形貌改善和力学性能提高的作用不明显.挤压铸造试件与重力铸造试件相比,气孔率减小,显微组织细化,力学性能显著提高.当压力为75 MPa时,挤压铸造A380铝合金的铸态抗拉强度和伸长率分别比重力铸造提高19%和65%.     

稀土La对粉末冶金钛合金组织和力学性能的影响

在Ti-Fe-Mo合金中以LaH2和LaB6两种形式引入稀土La,制备含La的粉末冶金钛合金,研究La的添加量对钛合金烧结行为以及组织与力学性能的影响,探讨合金中La的存在形式及其在烧结过程中的作用机理。结果表明,钛合金相对密度随LaH2添加量(质量分数)的增加而升高,当LaH2的添加量达到0.6%后,钛合金的相对密度不再发生明显变化;但随着LaB6添加量的增加先升高后降低,在LaB6添加量为0.15%时出现峰值。添加LaH2的钛合金中,稀土元素主要以La2O3颗粒的形式存在,随La含量增加,颗粒发生长大;而在添加LaB6的合金中,烧结反应产物主要是纤维状的TiB、具有规则外形的La2O3颗粒以及含Ti和O的富La絮状颗粒。随LaH2和LaB6的添加量增加,合金的室温抗拉强度和伸长率均先升高后降低。LaH2的添加量达到0.6%时出现强度峰值,添加量达到0.3%时出现伸长率的峰值;而LaB6的添加量达到0.15%时抗拉强度和伸长率均出现峰值。     

二次热压对粉末冶金铍铝合金显微组织与力学性能的影响

研究了二次热压工艺对粉末冶金铍铝合金微观组织和力学性能的影响,并对合金断口形貌进行了分析。结果表明:一次热压铍铝合金,其显微组织中铍相以趋于球状的颗粒分布于连续的铝基体内,合金抗拉强度为230 MPa,屈服强度为157 MPa,延伸率为3.5%;二次热压铍铝合金,其显微组织中铍相边界粗糙,铝相出现晶界且其晶粒趋于圆形,合金抗拉强度提高到304 MPa,屈服强度为253 MPa,延伸率为1.5%。一次热压铍铝合金断口无明显裂纹源,呈均匀的塑性变形,主要以铍相的穿晶解理断裂和铝相的韧性断裂为主;二次热压铍铝合金断口有较为明显的裂纹源,除了发生铝相的塑性变形断裂和少量的铍相解理断裂外,铍铝相界同时发生了开裂。     

稀土元素La对粉末冶金钛合金锻态组织与力学性能的影响

分别以添加LaH2和LaB6的方式在钛合金中引入稀土元素La,采用粉末锻造法制备Ti-Fe-Mo-La合金,研究La的添加方式对钛合金组织与性能的影响。结果表明,添加LaH2可显著提高钛合金的伸长率,其中添加0.3%LaH2的合金伸长率达26.5%,比未添加LaH2的合金提高4倍以上,但强度减少约50 MPa左右;添加LaB6可显著提高合金强度,其中添加0.15%LaB6的合金抗拉强度达1 100 MPa,但伸长率提高不明显。以不同方式添加稀土La形成的微观组织造成的强化机制不同是材料强度和塑性变化的主要原因。     

热处理工艺对6063铝合金组织和力学性能的影响

研究了热处理工艺(包括均匀化处理、淬火方式和人工时效等)对6063铝合金组织和力学性能的影响。结果表明均匀处理能明显改善合金组织;175℃时效时合金强度随时效时间的延长而增大,前期增长较快,后期增长缓慢;水淬比强风冷却能对合金力学性能产生更大影响;在工业化生产中为提高生产效率可以考虑采用200℃×2h的时效制度。     

固溶处理对2E12铝合金显微组织和力学性能的影响

通过光学显微镜、扫描电镜、DSC差热分析、室温拉伸、硬度与电导率测试措施,研究了固溶处理对2E12铝合金轧制态板材显微组织和力学性能的影响。结果表明,随着固溶处理温度升高,固溶时间延长,合金基体内未溶残留相逐渐减少,材料屈服强度、抗拉强度逐渐升高,硬度在500℃/30m in和500℃/1h时出现峰值,伸长率呈上升趋势,电导率呈下降趋势;2E12铝合金较为适宜的固溶处理制度为495~500℃/1h。     

Zn含量对AlMgSiCu合金组织和力学性能的影响

使用常规铸锭冶金方法制备了不同Zn含量的AlMgSiCu合金.利用光学显微镜、扫描电镜、拉伸测试和纳米压痕方法研究了Zn含量对铝合金微观组织和力学性能的影响.研究发现Zn元素能够轻微细化AlMgSiCu合金铸态组织.随着合金中Zn含量的增加,铸态铝合金的晶界变宽,晶界析出相增多.Zn的添加未影响铸态合金的相组成和形貌.随Zn含量的增加,铝合金的强度和延伸率呈现先增后降的变化趋势,添加质量分数0.5%Zn可使合金具有最高的强度,而0.75%Zn使合金获得最高延伸率.对含Zn铝合金的纳米压痕测量表明:随着Zn含量的增加,铝合金的弹性模量呈现逐步降低的趋势.     

磷对粉末冶金Cu-20Zn黄铜性能和组织的影响

在Cu-20％Zn黄铜中添加磷,以期在不经复压复烧的条件下制备不含铅的具有良好力学性能的黄铜.研究磷的添加量(质量分数,0～0.8％)对合金力学性能和微观组织的影响.结果表明:不加磷的Cu-20Zn黄铜试样的烧结密度(8.16 g/cm3)、硬度(87.7 HRH)、抗拉强度(244 MPa)、屈服强度(112 MPa...     

Ce对熔盐电解制备Al-Si-Sc-Ce合金组织及力学性能的影响

采用熔盐电解法制备Al-Si-(Sc,Ce)合金,研究Ce对该合金组织及力学性能的影响。发现Ce具有显著改性细化作用,使树枝状初生α-Al成为圆形或椭圆形,共晶AlSi2Sc2相由长形层片状变为网状（长度由1 000 μm减至200~500 μm）。共晶Si相形貌由针片状转变为纤维状,降低了颗粒平均面积、圆度比和平均长度,并经共晶反应生成三元CeAl2Si2相。Al-7Si-0.79Sc-0.62Ce合金显微硬度比Al-7Si-0.82Sc增大,共晶Si、含Sc和含Ce区域硬度值分别提升8.5%、49.7%和99%,其强化机制与Ce细化作用有关。     

元素Cr含量对粉末冶金TC4合金组织与性能的影响

采用冷等静压+真空烧结+热等静压(CHIP)法制备不同Cr含量的TC4钛合金,通过金相显微镜分析、力学性能测试、扫描电镜分析及透射电镜分析等方法研究Cr元素对TC4微观组织与性能的影响。结果表明:随Cr元素含量增加,TC4合金的抗拉强度、抗压强度升高,伸长率逐渐下降。Cr含量为2%时,TC4合金的抗拉强度为982 MPa,伸长率为14%,抗压强度为1 632 MPa,综合力学性能较好。     

Influence of Cr removal on the microstructure and mechanical behaviour of a high-entropy Al0.8Ti0.2CoNiFeCr alloy fabricated by powder metallurgy

We report a systematic study on the influence of Cr removal on the microstructure and mechanical behaviour of an ultra-fine grained (UFG) high-entropy alloy (HEA), Al_0.8Ti_0.2CoNiFeCr, fabricated via spark plasma sintering (SPS) of mechanically alloyed (MA’ed) powders from constituent elemental powders. The MA’ed Al_0.8Ti_0.2CoNiFeCr powders consist principally of a BCC phase (～85 vol.-%) with a small amount of FCC phase (～15 vol.-%), whereas the MA’ed Al_0.8Ti_0.2CoNiFe powders present similar phases to those in the MA’ed Al_0.8Ti_0.2CoNiFeCr powders. Interestingly, the SPS processed UFG Al_0.8Ti_0.2CoNiFeCr alloy contains mostly an FCC phase (～78 vol.-%) and some BCC phase (～22 vol.-%); in contrast, the SPS processed UFG Al_0.8Ti_0.2CoNiFe alloy consists of a slightly enriched BCC phase (～53 vol.-%) and an FCC phase (～47 vol.-%). In addition, the SPS processed Al_0.8Ti_0.2CoNiFe alloy exhibits slightly higher yield strength, compressive strength and hardness but lower plasticity than those of the SPS processed Al_0.8Ti_0.2CoNiFeCr alloy.

Special theme block on high entropy alloys, guest edited by Paula Alvaredo Olmos, Universidad Carlos III de Madrid, Spain, and Sheng Guo, Chalmers University, Gothenburg, Sweden.     

元素Cr对粉末冶金Ti-6Al-4V合金组织与性能的影响

采用冷等静压、真空烧结的方法制备不同Cr含量的Ti-6Al-4V合金,通过金相观察、力学性能测试及SEM分析等方法研究Cr元素对Ti-6Al-4V合金显微组织与力学性能的影响。结果表明:添加Cr元素后,合金中并未出现化合物Ti Cr2,其组织是由(α+β)相组成的魏氏组织。Cr的添加降低了合金的致密度,提高了其抗压强度,当Cr质量分数为4%时,合金的抗压强度达到1 855 MPa。Cr质量分数为1%、2%时,合金断裂形式为韧性断裂;Cr含量为3%、4%时,合金断裂形式为解理断裂。     

粉末冶金制备SiC/6061Al复合材料的显微组织和力学性能研究

采用粉末冶金法制备了体积分数为35%的SiC_p/6061Al基复合材料,研究了复合材料的显微组织和基体与增强体颗粒界面对复合材料力学性能的影响。结果表明:SiC颗粒在基体中分布均匀,基体与增强体之间的界面结合情况较好,复合材料致密度高,抗拉强度较高。     

粉末冶金制备换热管用HAl77-xTi铝黄铜合金及其性能表征

对Ti与HAl77铝黄铜建筑粉末充分混合,再对其实施放电等离子烧结及热挤压处理,分析不同固相烧结工艺下,在铝黄铜内加入Ti时引起的物相结构与组织分布状态的变化,并对试样的界面组织与力学强度进行了测试。研究结果表明：未添加Ti时,在HAl77基体内存在α与β两种组织相。加入Ti元素后在HAl77基体组织内形成了许多弥散态的第二相晶粒,当Ti含量逐渐增大后,得到的第二相颗粒也持续变多,呈现不规则的外形结构。当Ti的加入量逐渐增大后,合金试样各项力学性能参数发生了线性变化,铝黄铜获得了更优的力学性能;并且微裂纹数量降低,形成了更多韧窝并在断口部位呈均匀分布。在外力作用下,位错将会使Ti与Cu₂Ti₄O颗粒发生作用,阻碍基体变形,显著提高合金强度。     

高含量La_2O_3/Y_2O_3对钼合金微观组织与性能的影响

采用粉末冶金方法制备了不同质量分数La_2O_3/Y_2O_3复合稀土氧化物掺杂的钼合金,观察了钼合金物相构成、显微组织和断口形貌,测试了其力学性能。结果表明:掺杂La-2O_3/Y_2O_3钼合金的物相组成为La_2O_3、Y_2O_3和Mo;锻造态钼合金横截面的晶粒尺寸随La_2O_3/Y_2O_3含量增加而减小,锻造态钼合金纵截面的显微组织为明显的纤维状织构组织形态;锻造态Mo(La_2O_3)3.0(Y_2O_3)0.5钼合金的横截面断口为韧窝断裂和少量解理断裂,纵截面断口为沿晶脆性断裂;合金抗弯强度和弯曲角随La_2O_3/Y_2O_3含量的增加先增加后降低,Mo(La_2O_3)3.0(Y_2O_3)0.5钼合金抗弯强度达到1133 MPa,弯曲角达到38°。     

粉末冶金法制备CrFeNiCuMoCo高熵合金的组织与性能

利用粉末冶金法制备CrFeNiCuMoCo高熵合金,用带有能谱的扫描电子显微镜(SEM/EDS)、X射线衍射仪、显微/维氏硬度计、电化学工作站、材料试验机等对CrFeNiCuMoCo高熵合金组织结构进行分析并测试其硬度、耐蚀性和压缩性能.结果表明:CrFeNiCuMoCo高熵合金组织形貌简单;物相主要由FCC和BCC两相组成,Mo元素和Cu元素在合金中存在偏析现象;合金的耐蚀性能优异,与304不锈钢相比,自腐蚀电流密度减小1个数量级;组元间原子半径的差异导致较大的晶格畸变,阻碍位错的运动,使得固溶强化效应增强;Mo元素起到细化晶粒作用,使该合金具有较高的硬度和抗压强度,合金硬度为485 HV,抗压强度约为1 385MPa;断裂类型为脆性解理断裂.     

粉末冶金NiFe_(19)Al_(25)合金的组织与性能研究

用粉末冶金技术制备Ni-Fe-Al合金,将Ni、Fe、Al的元素粉与预合金粉等量混合后在500MPa下压制成形,于1280℃的温度烧结后进行热处理,对合金烧结态和淬火态进行密度、力学性能检测及X射线衍射分析、断口形貌及微观组织观察。结果表明:NiFe19Al25合金烧结态为(β+γ)双相组织,合金的密度达6.54g/cm3(相对密度为94.0%),抗拉强度达到771MPa,形变量为5.3%;合金淬火态处于(β′+γ)双相区,具有马氏体结构的NiFe19Al25合金在应力作用下呈现出线性超弹性,抗拉强度达到761MPa,形变量高达8.1%,最高形变恢复量超过4%。