Ti、Zr对铸态Al-Cu合金组织和性能影响

采用SEM、EDS、XRD考察了Ti、Zr元素单独或复合添加以及Cu含量对Al-Cu合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:与未添加的Al-Cu合金相比,单独添加Ti、Zr元素的合金铸态组织得到了一定细化,且等量Ti的细化效果优于Zr。复合添加Ti、Zr时,Ti显著改善了Zr元素的晶粒细化效果。在添加孕育剂的合金中,增加Cu含量的合金强度均有所降低。     

Sc对Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金铸态组织和力学性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜和能谱分析,研究Sc对Al-9.0Zn-2.5Mg-2.5Cu-0.15Zr合金铸态组织和力学性能的影响。结果表明,添加0.20%-0.60%的Sc,会使合金的铸态组织由粗大的树枝晶变为等轴晶,并使Cu的偏聚减轻,且Sc含量越高,合金铸态组织越细,Sc含量为0.60%的合金铸态组织最细小;随着Sc含量的增加,合金的抗拉强度升高,T6态时,Sc含量为0.60%的合金抗拉强度高达783.9 MPa。从熔体中析出的Al3（Sc,Zr）一次粒子具有与α（Al）基体相同的FCC晶格,晶格常数接近,可有效地细化合金的铸态组织。合金强化机理主要为Al3（Sc,Zr）引起的细晶强化、亚结构强化和沉淀强化。     

Sc对Al-Si-Mg-Cu-Ti合金铸态组织和力学性能的影响

借助金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、布氏硬度计和万能试验机,试验研究了Sc对Al-3.0Si-0.45Mg-0.45Cu-0.15Ti合金铸态组织和力学性能的影响。结果表明,在试验合金中添加稀土元素Sc,使合金在凝固过程中析出Al3(Sc,Ti)初生相,初生相与α(Al)基体共格,符合点阵匹配原理,成为有效的非均质晶核,可显著细化合金的铸态组织。随着Sc含量(w(Sc)0~0.56%)的增加,合金的铸态组织由粗大的树枝晶变为细小的等轴晶,合金的硬度、抗拉强度和伸长率也随着Sc含量的增加而升高。时效过程中析出的Al3(Sc,Ti)沉淀相密度高,细小弥散,具有钉扎位错,稳定亚结构,阻碍亚晶长大及晶界迁移的作用。     

Zr对Mg-Ce合金的晶粒大小及铸态组织性能的影响

采用普通的熔炼铸造方法，就Zr对Mg—Ce合金的晶粒大小及铸态组织、性能的影响进行了试验研究，并分析了其细化机理，对获得的细晶材料，测试了铸态下的力学性能并与未加细化剂的材料进行比较。结果证明Mg-Ce合金中添加Zr后，其晶粒明显细化，抗压强度明显提高，断口金相及扫描分析证明材料压缩时为穿晶断裂。     

微量Sc、Zr及形变热处理对Al-Mg-Si合金组织与性能的影响

采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)观察和硬度、导电率、力学性能检测等方法,研究了微量Sc、Zr及形变热处理对Al-Mg-Si合金组织与性能的影响。结果表明:添加质量分数分别为0.22%Sc和0.05%Zr的Al-Mg-Si合金铸态组织得到显著细化,枝晶组织基本得到消除;在350℃时效过程中,有大量的次生Al3(Sc,Zr)沉淀相析出,强烈地阻碍了位错运动和亚晶界迁移,显著强化了合金;在150℃时效过程中,有Mg2Si强化相析出,进一步强化合金;经600℃固溶+350℃时效+90%轧制变形+150℃时效的形变热处理工艺后,新型Al-Mg-Si-Sc-Zr合金的抗拉强度、硬度和导电率分别达到312 MPa、99 HV0.5和55.4%IACS,综合性能良好。     

Sc对7028铝合金铸态组织和性能影响研究

7028铝合金具有良好的力学性能,本文研究了稀土元素Sc对7028铝合金铸态组织和性能的影响。结果表明:与不加Sc的7028合金铸锭相比,添加0.05%～0.08%稀土Sc铸锭中的夹杂得到了改善,铸锭的抗拉强度、屈服强度、断后延伸率、冲击韧性等力学性能得到了提高,铸态组织的晶粒度从3级提升至4级。Sc元素主要起到净化熔体和细化晶粒的作用。     

Zr对铸态Mg-Sn-Pb合金显微组织的影响

利用传统重力铸造方法,制备了Mg-4Sn-2.5Pb-(1.0-2.5)Zr镁合金。采用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和电子探针分析了Zr对合金组织的影响。结果表明,1.0%的Zr加入Mg-4Sn-2.5Pb合金并未显著细化晶粒,使得合金中的Mg_2Sn相有沿晶界呈网状析出的趋势,在一定程度上提高了合金的抗拉强度和硬度;Mg-Sn-Pb-Zr合金没有良好的塑性。     

微量Sc和Zr对Al—Mg合金铸态组织的晶粒细化作用

制备了Ａｌ５Ｍｇ、Ａｌ５Ｍｇ０．２Ｓｃ、Ａｌ５Ｍｇ０．１Ｚｒ和Ａｌ５Ｍｇ０．２Ｓｃ０．１Ｚｒ四种铸态合金，采用金相显微镜和扫描电镜观察分析了微量Ｓｃ和Ｚｒ对ＡｌＭｇ合金铸态组织的晶粒细化作用及其机理。结果发现，０２％的Ｓｃ并未使ＡｌＭｇ合金产生晶粒细化作用，而０２％的Ｓｃ与０１％的Ｚｒ复合添加则使ＡｌＭｇ合金产生了极其强烈的晶粒细化作用。这一作用的产生，是由于Ｓｃ、Ｚｒ与Ａｌ在合金熔体中生成了Ａｌ３Ｓｃ和Ａｌ３Ｚｒ复合粒子，这种粒子在合金凝固过程中，起到了非均质晶核细化晶粒的作用     

Sc含量对Al-Mg-Sc-Zr合金铸态组织及时效强化的影响

用金相显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）及显微硬度仪研究了Sc含量对Al-5.5Mg-0.5Mn-XSc-0.1Zr (质量分数,%) (0.05≤X≤0.50)合金铸态显微组织和时效处理后二次析出相的形貌及其强化作用的影响。结果表明：当Sc含量少于0.09%（质量分数,下同）时,凝固过程中无含Sc相析出,铸锭组织为柱状树枝晶,时效后强化作用有限;当Sc含量在0.16%~0.23%时,凝固过程中析出少量初生及共晶Al3(Sc, Zr)相,这既能够细化晶粒,又不影响时效后二次析出相的热稳定性,时效后合金的硬度也较高;而Sc含量过高（X≥0.23）时,合金中初生和共晶Al3(Sc, Zr)相的含量增多,虽然也能够细化晶粒,但凝固后基体中固溶的Zr含量也会随之降低,导致二次Al3(Sc, Zr)相的热稳定性降低,450 ℃时效24 h后二次析出相粗化严重,强化作用很弱     

Ce和Zr对7150合金铸态及均匀化组织的影响

利用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)观察Ce和Zr对7150合金铸态及均匀化显微组织的影响。结果表明,在7150合金中添加微量Zr、Ce,对合金铸态组织细化效果明显;均匀化过程中,Ce能促进Mg、Zn溶进基体,但增加了7150合金均匀化退火的难度,处理过程中形成了大块状多边形的结晶相Al_8Cu_4Ce,使后续加工中出现裂纹的风险增加。     

Sc、Zr对Al-Zn-Mg-Cu合金组织与性能的影响

制备了成分Al-5．8Zn-2．5Mg-1．6Cu-0．2Cr和Al-5．8Zn．2．5Mg-1．6Cu-0．2Cr-0．23Sc-0．12Zr的两种合金。通过金相显微镜及电镜观察、力学性能及腐蚀性能测试,分析了两种合金不同处理状态的显微组织及其不同状态下的力学性能和腐蚀性能。结果表明,添加Sc、Zr能显著细化合金的铸态组织,对合金的力学性能及腐蚀性能也起到极大的提高作用。添加Sc、Zr的2#合金与1#合金相比较,经T6处理后,前者的抗拉强度提高110N／mm^2,屈服强度提高91N／mm^2,伸长率也略有提高。     

铸态Mg-13Gd-xNd-0.5Zr合金的组织和性能

采用电磁感应炉制备了Mg-13Gd-xNd-0.5Zr合金(x=0, 1, 2, 3 mass%),并结合X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、电子拉伸实验机等对合金的相组成、微观组织、元素分布、力学性能等进行分析测试。结果表明:Mg-13Gd-xNd-0.5Zr合金组织主要由α-Mg基体和Mg_5Gd、Mg_(41)Nd_5相组成,Mg_5Gd和Mg_(41)Nd_5相主要分布在晶界处;稀土元素Nd的加入能够细化合金组织,并引起α-Mg基体晶格畸变;当添加2%的Nd时,合金抗拉强度达到最高245 MPa,与不含Nd合金相比提高了16.33%。     

Sc、Zr联合作用对Al-Si合金组织和性能的影响

研究了Sc、Zr联合作用对Al-Si合金组织和性能的影响.结果表明,Sc加入到Al-Si合金中后,不仅能够有效地细化共晶团并析出弥散强化相,同时Sc能够参与到高温AlCuNi相的形成过程中,进而影响其形态及分布.因此,Sc的加入能够有效地改善Al-Si合金的硬度及抗拉强度,特别是其高温抗拉强度.Zr与Sc的添加强化了Sc细化共晶团的作用,减少了含Sc粒子析出所需的Sc含量,从而使Sc参与到更多AlCuNi相的形成过程.     

Zr对Cu-15Cr合金铸态组织及热稳定性的影响

为了研究Zr对Cu-Cr形变原位复合材料组织和性能的影响,采用真空中频感应熔炼技术,制备了Cu-15Cr和Cu-15Cr-0.24Zr合金。利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、透射电子显微镜(TEM)等表征手段,研究了Zr对Cu-15Cr合金铸态组织及不同温度退火1h后的组织的影响;对两种试验合金进行了冷轧变形,对最终变形量下的试验合金的热稳定性进行了研究。结果表明:Zr的加入,使合金的铸态组织中生成了薄片状的Cu Zr金属间化合物;抑制了共晶Cr相的生成,使共晶Cr含量远低于Cu-15Cr合金,同时,细化了枝晶Cr的尺寸;显著提高了合金的热稳定性,使其在550℃退火1 h后的抗拉强度提高了100 MPa。并通过对试验合金凝固过程的吉布斯自由能(ΔG_(mix))的计算,得出Zr的加入降低了Cu-15Cr合金的液相分离温度,减小了Cu-15Cr合金在凝固过程中动态平衡下的形核驱动力,因此抑制了共晶Cr的生成,这与试验观察到的铸态组织结果一致。     

稀土Sm对铸态Mg-0.4Zn-0.8Zr合金组织和性能的影响

采用光学显微镜、X射线衍射、扫描电镜、硬度测试和拉伸强度测试对Mg-x Sm-0.4Zn-0.8Zr(x=2,3,4,5)镁合金进行组织观察和力学性能分析。结果表明:合金的显微组织由α-Mg基体和沿晶界分布的第二相Mg41Sm5构成,稀土Sm的加入能够细化晶粒,随着Sm含量的增加,Mg-0.4Zn-0.8Zr合金的硬度提高,当Sm含量为5%时,硬度达最大值,比ZM6镁合金提高9.2%。当Sm含量为3%时,合金抗拉强度达到最大值,比ZM6提高6.3%,当Sm含量超过3%时,抗拉强度降低。     

Sc、Zr复合添加量对Al-6Mg-0.6Mn合金铸态组织的影响

采用冶金法制备了四种不同Sc、Zr添加量的Al-6Mg-0.6Mn合金铸锭,利用金相显微镜、SEM及EBSD等手段研究了Sc、Zr添加量对合金铸态组织的影响。结果表明：在Al-6Mg-0.6Mn合金中添加w(Sc)=0.15%和w(Zr)=0.10%的Sc、Zr即可消除铸态枝晶网,获得明显细化的铸态组织;熔铸中粗大的Al₃(ScZr)粒子不能起到细化晶粒的作用,反而恶化合金组织,进而对力学性能产生不利影响,应该严格加以控制。     

铸态和热处理态Ti-6.55Al-3.41Mo-1.77Zr合金微观组织和力学性能

采用真空感应熔炼炉将成分为Ti-6.55Al-3.41Mo-1.77Zr（质量分数）的α＋β钛合金在石墨模具中浇铸成棒材。铸态棒材在700°C下热锻后,通过两种不同的热处理后,分别得到细小和粗大的层片状结构。结果表明：铸态组织的晶粒尺寸约为660μm,而锻造后样品具有细小的晶粒尺寸,约为50μm。在1050°C热处理后的α＋β钛合金具有细小的层片状结构,得到最佳的硬度、拉伸性能和耐磨性。在800°C热处理后的α＋β钛合金具有粗大的层片状结构,具有最大的抗压强度。具有细小层片状结构的热处理态α＋β钛合金的磨损率较小,而铸态α＋β钛合金由于具有粗大和不均匀的微观组织,因此磨损率较大。     

Zn对铸态Mg-Er-Zr合金组织和性能的影响

采用光学显微镜、X射线衍射、差热分析和力学性能测试等,研究了铸态Mg-12Er-xZn-0.6Zr(x=0,0.6,1.8,摩尔分数,%)合金的显微组织和力学性能。结果表明,Mg-12Er-0.6Zr合金主要由α-Mg相组成,晶内出现成分偏析。添加0.6%的Zn后,合金晶粒明显细化,且出现X相(Mg12ErZn)。增加Zn含量至1.8%,合金晶粒大小和相组成未发生明显变化,而X相体积分数明显增加。添加Zn元素,显著提高了Mg-12Er-0.6Zr合金的屈服强度和抗压强度。随着Zn含量的增加,合金的伸长率呈下降趋势,但下降幅度较小。     

Sc和Zr复合微合金化对Al-Zn-Mg-Cu合金组织与性能的影响

采用水冷铜模一激冷铸造法，制备了三种Sc和Zr含量不同的Al-Zn-Mg-Cu合金薄板材，测试了合金经120℃时效不同时间后的拉伸性能，利用光学显微镜和透射电子显微镜观察了合金的显微组织。结果表明：采用Sc和Zr复合微合金化可明显细化合金的铸态晶粒组织，抑制合金的再结晶，大大提高合金的强度；Sc含量越高，晶粒细化效果越好，合金强度提高也越大；微量Sc和Zr在Al-Zn-Mg-Cu合金中主要以Al3（Sc，Zr）质点的形式存在，初生Al3（Sc，Zr）粒子是在合金凝固过程中形成的，主要起非均质形核的作用，次生Al3（Sc，Zr）粒子是合金在均匀化处理和后续热处理中析出的，起亚结构强化和直接析出强化作用。     

超低速压铸ADC12合金的铸态和热处理态组织和性能研究

采用超低速(0.05~0.9 m/s)压铸制备了ADC12合金样件,并对其进行了固溶时效热处理,研究了不同状态下合金的组织和力学性能。结果表明,在铸态下,超低速压铸ADC12合金具有高的力学性能,因为合金组织中共晶硅颗粒细小、圆整;该铸态合金能够进行热处理强化,经过固溶和时效热处理,合金强度和塑性较铸态有显著提高,因为合金组织中共晶硅颗粒更加球化,而且分布更均匀,金属间化合物从骨骼状逐渐粒化;170℃时效10 h后,其拉伸强度、屈服强度和伸长率较日本标准分别提高78.3%、104.0%和257.1%;而且在170~190℃,时效4~10 h,时效参数对强度的影响不显著;无论铸态还是热处理态,金属间化合物都是该材料断裂时的裂纹源。