DC铸造Al-12Si-0.65Mg-xMn合金中第二相的形成

采用LSCM、XRD、SEM、TEM及其附带的EDS,结合相图分析研究了半连续铸造(DC铸造)Al-12Si-0.65Mg-(0~2.27)Mn(质量分数,%)合金铸锭中的第二相及其形成过程。结果表明,Al-12Si-0.65Mg合金铸锭中存在α-Al、共晶Si、Mg_2Si和p相(Al_8Mg_3FeSi_6),它们分别是在567℃通过L+Al_5Fe Si→α-Al+Si+Al_8Mg_3FeSi_6、555℃通过L→α-Al+Si+Mg_2Si及550~554℃通过L→α-Al+Si+Mg_2Si+Al_8Mg_3FeSi_6反应形成的。当合金中添加Mn时,α-Al枝晶明显细化,同时合金铸锭中出现α-Al(FeMn)Si相;当Mn含量(质量分数,下同)从0.10%增加至2.27%时,α-Al枝晶形貌、尺寸及数量无明显变化,α-Al(FeMn)Si数量增多而尺寸不变;当Mn含量达到1.07%时,合金在647℃通过L+Al_6Mn→α-Al+Al_9Mn_4Si_3反应生成尺寸约80 mm的Al_9Mn_4Si_3,其中溶解了少量Fe形成Al_9(FeMn)_4Si_3,随Mn含量增加其数量增多而尺寸不变;经550℃均匀化处理后,合金中的Mg_2Si相溶入基体消失,共晶Si、p相和α-Al(FeMn)Si相球化成颗粒状,Al_9(FeMn)_4Si_3相形貌、尺寸及数量几乎不变,Al-12Si-0.65Mg-(0.10~2.27)Mn合金基体中析出尺寸约几百纳米的Al_9(MnFe)_2Si_3弥散相粒子,其数量随Mn含量增加而增多。     

铸造镁合金AZ91D金相腐蚀方法研究

对砂型和金属型铸造AZ91D试样进行了铸态下与固溶处理后金相腐蚀研究,对压铸AZ91D试样进行铸态金相腐蚀和EBSD试验研究.结果表明,铸态砂型和金属型试样树枝晶形状显示六重对称性特征,一次枝晶间夹角为60°,固溶处理后晶粒尺寸变大.压铸试样冷却速度快,枝晶不能充分生长,难以显示六重对称性特征,EBSD试验能够准确测量压铸试样的晶粒尺寸和晶粒取向.     

不同镁含量Al-Si-Cu合金半固态加工的组织演变（英文）

采用传统铸造工艺制备了一系列Al-6Si-3Cu-(0.3-2)Mg合金。采用倾斜冷却法制备原料,然后在液相分数为50%时进行触变成形。研究镁含量对铸态和半固态条件下Al-Si-Cu合金显微组织的的影响。研究结果表明,在Al-Si-Cu合金中添加镁,形成Al_5Cu_2Mg_3Si_5和Mg_2Si相,消耗了部分Al_2Cu相和Si。添加Mg后,针状β-Al_5FeSi相转变成汉字状的π-Al8Mg3Fe Si6相。对于铸态合金,初生α(Al)为树枝晶,随着Mg含量的增加,树枝晶逐渐减少。此外,镁的添加可明显减小α(Al)晶粒,但对硅的形貌无明显影响。对于触变成形合金,合金的显微组织为细小的球状初生相,且均匀分布硅和碎片状的金属间化合物。共晶硅由薄片状和针状转变成细小纤维状粒子。镁对半固态加工合金的共晶硅作用明显。Mg_2Si初生粒子由多边形粒子转变成细小球状粒子,而汉字状π-Al_8Mg_3FeSi_6转变成紧凑结构。随着A319合金中Mg含量的增加,触变成形合金的硬度、屈服强度和抗拉强度均增加,而伸长率降低。     

凝固压力对A357合金凝固组织及含Fe相的影响

研究了不同凝固压力作用下A357合金的反重力铸造凝固过程,分析了凝固压力和冷却速率对合金凝固组织二次枝晶间距λ2和含Fe相的影响.结果表明,由试样中心到边缘,随着冷却速率的增加,λ2减小,合金微观组织α-Al枝晶细化;凝固压力从1.55 kPa增加到30.90 kPa时,λ2减小,同时,冷却速率愈大,α-Al枝晶细化愈明显.增大凝固压力也使合金组织中含Fe相由针状转变为骨骼状.     

Sc对AlMg5Si2Mn合金组织与力学性能的影响

研究了Sc含量对铸态AlMg5Si2Mn合金的显微组织,力学性能和断裂特征的影响。结果表明,添加适量的Sc对AlMg5Si2Mn合金中的初生α-Al和共晶Mg_2Si具有显著的变质效果。随着Sc含量从0增加到0.25%,初生α-Al形貌由较大的块状转变为细小的球状,共晶Mg_2Si的形貌由汉字状转变为纤维状或点状。Sc在合金中形成Al_3Sc相,作为异质形核基底促进初生α-Al形核,并晶粒细化。Sc原子富集在共晶Mg_2Si相的生长前沿形成成分过冷,Mg_2Si相的生长被抑制。Sc的添加可以提高合金的抗拉强度和伸长率,与未变质合金相比,添加0.15%～0.25%Sc的合金拉伸性能最佳,抗拉强度和伸长率分别提高了20.9%和60.4%。     

不同铸型下Al-6.5Mg-0.14Ti-0.12Zr合金的微观组织与力学性能

采用熔模铸造、树脂砂铸造和石膏型铸造等方式成形Al-6.5Mg-0.14Ti-0.12Zr合金,由凝固冷却曲线可知合金凝固温度区间为111.4℃,其中熔模铸造凝固冷速最高,树脂砂铸造次之,石膏型铸造最低。Al-6.5Mg-0.14Ti-0.12Zr合金流动性较佳,可实现不同铸型的完整充型,凝固过程未观察到明显的铸件/铸型界面反应。合金铸态组织主要由α-Al相与Al_3Mg_2相组成,Al_3Mg_2相沿晶界均匀分布,与石膏型铸造相比,树脂砂铸造试样中α-Al相平均尺寸由324μm降至132μm;熔模铸造试样抗拉强度、屈服强度、伸长率与硬度(HV)分别为274.7MPa、136MPa、14.9%与60,经400℃×12h固溶后,本体试样抗拉强度、屈服强度、伸长率与硬度(HV)分别增至322.7MPa、144MPa、31.9%与68.3。铸态断口以沿晶断裂为主,可见少量微观韧窝;经固溶处理后断裂方式以韧性断裂为主,韧窝内可见少量的Al_3Mg_2相、Al_3Ti相与Al_3Zr相颗粒。     

冷却速度对ZM5镁合金凝固组织与性能的影响

采用温度采集仪测定砂型(含20 mm厚的冷铁和10 mm厚的冷铁)、金属型(铜模和钢模)在镁合金凝固阶段的平均冷却速率,分析了冷却速度对ZM5镁合金铸态组织、相组成和力学性能的影响,以获得铸锭晶粒尺寸、抗拉强度、硬度与凝固冷却速度之间的影响关系。研究结果表明,在砂型Ⅲ区(含10 mm厚的冷铁)条件下,其冷却速度最慢,为2.94℃/s;在金属型铜模铸造条件下,其冷却速度最快,为7.88℃/s。ZM5镁合金其微观组织主要是α-Mg和第二相Mg_(17)Al_(12)。随着冷却速度的不断提高,镁合金晶粒明显细化,第二相分布更加弥散、均匀,合金的硬度、抗拉强度和伸长率也明显提高。     

熔体过热处理对ZL205A合金凝固组织的影响

分别讨论了在砂型和金属型铸造条件下,熔体过热处理对ZL205A合金凝固组织的影响。结果表明,熔体过热处理细化了ZL205A合金铸态组织,改善了α(Al)和θ(Al2Cu)共晶相分布。对比砂型和金属型实验结果可知,熔体过热温度和冷却速率都是影响铸件凝固组织的重要因素,熔体过热处理对铸件凝固组织的影响与凝固过程的冷却速率相关。     

镁合金轮毂的铸造工艺与组织性能

分别采用金属型铸造、常规挤压铸造和流变挤压铸造法制备了轮毂用Mg-2.9Nd-0.18Zn-0.35Zr镁合金,对比分析了三种不同铸造工艺下铸态和T6态镁合金的显微组织和力学性能,探讨了镁合金的强化机理。结果表明,金属型铸造合金的组织为α-Mg和以鱼骨状形式存在于晶界处的Mg_(12)Nd共晶相,平均α-Mg相尺寸约51μm,常规挤压铸造和流变挤压铸造合金的α-Mg相尺寸和Mg_(12)Nd相相似,但是后者的α-Mg相更加细小;三种铸造工艺下镁合金的主要物相都为α-Mg和Mg_(12)Nd,金属型铸造合金中α-Mg的晶格常数要比常规挤压铸造和流变挤压铸造的小。三种铸造工艺下T6态镁合金基体中都析出了细小短棒状β'相,且T6态常规挤压铸造和流变挤压铸造镁合金中β'相的尺寸相对金属型铸造更大,而T6态流变挤压铸造镁合金中还发现了细小盘状β"相。铸态和T6态镁合金的抗拉强度和屈服强度为:流变挤压铸造常规挤压铸造金属型铸造;T6态常规挤压铸造和流变挤压铸造相对金属型铸造镁合金的强度提高主要来自细晶强化和析出强化,且流变挤压铸造的细晶强化和析出强化效果要优于常规挤压铸造。     

微量Mn及均匀化工艺对Al-Mg-Si合金铸锭微观组织的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜和定量图象分析仪研究了微量Mn和均匀化工艺对Al-Mg-Si合金铸锭微观组织的影响。结果表明:Al-0.60Mg-0.65Si合金铸锭组织主要由树枝状的α-Al固溶体、块状Mg_2Si、过剩Si和针片状的β-AlFeSi相组成。均匀化处理后铸锭组织中枝晶偏析基本消除,块状Mg_2Si相和低熔点共晶组织溶解,粗大的长针状β-AlFeSi相转变成细小的α-AlFeSi粒状相。这种β→α相变与化学成分、均匀化温度和时间密切相关,添加0.30%Mn能显著促进此相变,Al-0.63Mg-0.66Si-0.30Mn合金合适的均匀化处理工艺为580℃×4 h。     

孔隙和α-Al(Fe/Mn)Si相对高压压铸Al-7Si-0.2Mg合金塑性的影响（英文）

采用高压压铸工艺制备两批次不同尺寸的Al-7Si-0.2Mg (质量分数,%)合金,获得显微组织和孔隙非均匀分布的薄壁铸件,并对比研究孔隙和显微组织对铸态合金塑性的影响。结果表明：不同铸件和不同位置样品的伸长率有较大波动(9.7%～17.9%)。当合金存在大面积孔隙时,有效承载面积减小导致由孔隙产生的应力集中使合金伸长率显著降低。当合金只存在小面积孔隙时,塑性变形过程中合金中的α-Al(Fe/Mn)Si相先于共晶硅相发生脆性断裂,α-Al(Fe/Mn)Si相的数量密度对伸长率的波动起主导作用,具有高数量密度α-Al(Fe/Mn)Si相试样的伸长率显著降低。此外,局部较高的冷却速率导致铸件α-Al(Fe/Mn)Si相数量密度的增加。     

铸造方法对ZL205A合金砂型铸造组织的影响

通过对比试验研究了铸造方法对ZL205A合金的砂型铸态组织的影响。结果表明,对于低压铸造,由于合金在压力下凝固,相对于重力铸造,晶粒尺寸得到不同程度的细化,铸件显微缩松明显减少,致密度显著提高。此外,通过试验也可看出,铸态合金晶粒对激冷作用敏感,冷却速率大,铸态晶粒细小。对于常规铸件,由于凝固后期冷却速率较慢,α-Al基体中有θ-Al2Cu相呈片状析出,因而,对ZL205A合金铸件强度有影响。     

Fe含量对金属型铸造Al-Fe合金组织形态的影响

研究了不同Fe含量的Al-Fe合金在金属型铸造条件下的组织形态.在金属型铸造条件下,亚共晶Al-Fe组织由发达α-Al枝晶与枝晶间隙链接呈网状的细小共晶Al3Fe相所组成;共晶Al-Fe合金组织为弯曲针棒状共晶Al3Fe相和共晶α-Al相共生生长组织;过共晶Al-Fe合金随着Fe含量增加初生Al3Fe相的形态由针棒状向针片状再向长针状转变,初生相周围共晶Al3Fe相依附在初生相表面生长而形成离异共晶组织.并对不同含Fe量时合金的凝固过程进行了分析探讨.     

冷却速度对GW93镁合金铸态组织与性能的影响

采用温度记录仪测定砂型、金属型、水冷金属型和液氮冷却金属型在凝固阶段的平均冷却速度,分析冷却速度对GW 93镁合金铸态组织、相组成和力学性能的影响,建立合金的α(Mg)晶粒尺寸、硬度、抗拉强度、伸长率与凝固冷却速度的关系。结果表明,随着冷却速度的提高,α(Mg)等轴晶明显细化,第二相尺寸明显减小,分布更均匀,非平衡相Mg3Gd增多,α(Mg)等轴晶尺寸与冷却速度的关系公式为D=46.139 v-1/3。随着冷却速度的提高,合金抗拉强度、断后伸长率和硬度也明显提高。     

均匀化处理对6063铝合金微观组织结构的影响

采用金相显微镜、X射线衍射、扫描电镜、透射电镜和能谱分析技术,研究了均匀化温度和时间对6063合金显微组织的影响。结果表明:铸态合金由过饱和α-Al固溶体和非平衡共晶相组成;铸态合金进行均匀化处理,随温度的升高和保温时间的延长,非平衡共晶组织逐渐消失,合金枝晶偏析逐渐消除;在495℃保温6h,过饱和基体析出Mg2Si相,温度升高到555℃,Mg2Si相完全回溶,针状β-Al9Fe2Si2完全转变为颗粒状α-Al12Fe3Si,同时基体中析出亚微米级AlFeSi和AlFeCrSi相。555℃保温6h退火处理是6063合金铸锭较适宜的均匀化处理工艺。     

Fe、Mn、Ce对压铸Al-Mg和Al-Mg-Si合金组织和性能的影响

研究了几种主要合金化元素Fe、Mn、Zn以及稀土元素Ce在Al Mg4.5和Al Mg4.5Si2.6压铸合金中的存在形式,比较了显微组织中第二相种类和形貌对合金力学性能的影响。结果表明Al Mg4.5Si2.6压铸合金中主要存在α-Al相、多边形状Al8(Fe,Mn)_2Si相、层片状Al-Mg_2Si共晶相和短棒状Al(Si)Ce相,Al Mg4.5压铸合金中主要存在α-Al相、少量Al-Al3Mg2共晶相、长条状Al_6(Fe,Mn)相以及不规则的小块状Al_4Ce相,微量Zn主要固溶于合金基体中。在两种合金金相组织中都有剪切带的存在,溶质原子在该区域富集,第二相含量更高。相比于Al Mg4.5合金,Al Mg4.5Si2.6合金强度和硬度更高,但是塑性较低。Al Mg4.5Si2.6合金中层片结构的Al-Mg2Si共晶组织在拉伸过程中容易形成解理台阶,表现为明显的脆性断裂。Al Mg4.5压铸合金在拉伸过程中表现为穿晶断裂和沿晶断裂的混合断裂机制,长条状的Al6(Fe,Mn)粒子尖端处很容易造成应力集中,加速了合金的断裂。     

Al-5Mg-0.8Mn合金的凝固组织研究

通过重熔-凝固试验,研究了接近AA5083合金成分的Al-5Mg-0.8Mn合金的凝固组织。结果表明:Fe和Si元素对Al-5Mg-0.8Mn有重大影响,促进了金属间化合物Al_6(Fe,Mn)和Mg_2Si的形成。当Fe、Si含量很低时,Al-5Mg-0.8Mn合金的凝固组织非常简单,只是在α-Al基体上零星散落着一些细小的Al_6(Fe,Mn)共晶相。当Fe、Si含量较高时,合金中不但出现了大量粗大的Al_6(Fe,Mn)和Mg_2Si共晶相,而且,共晶相Al_6(Fe,Mn)呈现多种不同的形态,而Mg2Si相主要呈汉字状。     

Be和Y对AZ91D压铸镁合金组织的影响

以AZ91D为基体,研究了添加Be和Y对其压铸组织的影响。结果表明,加入Be,AZ91D合金组织中析出了Mg_(3.1)Al_(0.9)、Mg_2A_(l3)和Mg_(17)Al_(12)相。Be含量增加,AZ91D合金α-Mg相枝晶得到细化,有球化趋势。Y也可显著细化α-Mg基体,并细化β-Mg_(17)Al_(12)相;随Y含量的增加,压铸AZ9D合金组织得到逐步细化,相组成为α-Mg、Mg_(0.97)Zn_(0.03)和Mg_(3.1)Al_(0.9)。     

固溶处理对Mg-8Al-1Zn-1Si-0.6Sb合金组织与力学性能的影响

采用重力铸造法制备Mg-8Al-1Zn-1Si-0.6Sb合金,研究了固溶处理对该合金组织及力学性能的影响。结果表明,铸态合金主要由α-Mg、β-Mg_(17)Al_(12)、Mg_2Si、Mg Zn和Mg_3Sb_2相组成。对合金进行430℃×(8～32) h固溶处理,随保温的时间延长,Mg Zn相和β-Mg_(17)Al_(12)相固溶于α-Mg基体;粗大汉字状Mg_2Si相发生球状化;与此同时,合金的室温及高温(150℃)抗拉强度、屈服强度和伸长率逐步提高,硬度逐渐下降。铸态与固溶处理态合金的拉伸断裂形式均呈准解理脆性断裂。     

Al-Si-Mg-Cu-Zr-Sc合金中初生Al_3(Sc,Zr)相的形成和组织细化

采用金相显微镜(OM)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、原子力显微镜(AFM)以及背散射电子衍射(EBSD),研究了含0.2%Zr和0.6%Sc的Al-Si-Mg-Cu-Zr-Sc合金中初生Al_3 (Sc,Zr)相的形成及其细化合金铸态组织的机制。结果表明:Al-Si-Mg-Cu-Zr-Sc合金熔体在凝固过程中析出了初生Al_3(Sc,Zr)相,由于其与基体的结构和生长取向相近,作为非均匀形核的核心使合金组织显著细化,并使合金铸态组织从粗大的树枝晶转变为细小的等轴晶。初生Al_3(Sc,Zr)相以α-Al为核心生长,形成了"α-Al+Al_3(Sc,Zr)+α-Al+Al_3(Sc,Zr)+…"的偶数层共晶结构。