触变铸造AA7075合金的拉伸断裂行为（英文）

研究了触变铸造、触变铸造+T6人工时效以及挤压态AA7075合金的拉伸断裂行为。采用光学显微镜和扫描电子显微镜研究了合金的显微组织和断口形貌。结果表明,挤压态和触变铸造+T6人工时效的合金具有比触变铸造合金更优越的力学性能。延长固溶时间后T6人工时效可使触变铸造AA7075合金的拉伸性能大大提高。挤压态和触变铸造+T6人工时效合金的拉伸性能相近。触变铸造合金中存在明显的微裂纹,其断裂形式为晶间脆断。而挤压态和触变铸造+T6合金的断裂形式为韧性断裂。对于触变铸造合金,破坏始于共晶基体界面之间,并在晶间扩展。微孔缩聚是触变铸造+T6人工时效合金的主要断裂模式。而微孔形核于基体与多元共晶组织的界面。     

工业铸造A357铝合金SEM原位拉伸实验

通过场发射扫描电镜装载原位拉伸台,对不同凝固条件下工业铸造A357铝合金进行原位拉伸试验。结果表明,裂纹微裂纹首先萌生于组织中破裂的共晶硅处,近邻的微裂纹连接形成小裂纹;多处形成的小裂纹彼此连接并形成较长裂纹,沿共晶区深化和扩展,逐渐发展为主裂纹;当主裂纹遇到铝基体时,扩展受阻,裂纹发生钝化并在其前沿区域形成剪切带;剪切带深化并开裂,主裂纹沿着深化的剪切带穿过基体继续扩展,最终导致试样断裂。A357铝合金的断裂方式为兼具韧性断裂和解理断裂的混合断裂。反重力铸造有效地改善合金微观组织形态,提高了合金的力学性能。     

A390铝合金汽车发动机缸套静载拉伸时的断裂行为

分别通过金属型重力铸造和挤压铸造制备了成分相同而显微组织不同的A390合金汽车发动机缸套,并用原位拉伸试验法研究了缸套试样在静载拉伸时的裂纹萌生与扩展行为。试验结果表明,在金属型铸造的合金样品中,微裂纹最初萌生于初生Si上,但未扩展到基体上;主裂纹的萌生来源于基体的剪切带变形,具有较大长宽比的共晶Si为主裂纹提供了快速扩展通道,即具有较大长宽比的共晶Si比初生Si更易扩展主裂纹;在挤压铸造的合金样品中,最初的微裂纹同样萌生于初生Si上,但这些微裂纹扩展到基体上并相互连接成为一条主裂纹;此外,挤压铸造合金中的微裂纹几乎不出现在球状共晶Si上,而初生Si被主裂纹穿过的现象更为普遍。分析结果表明,过共晶Al-Si合金中的初生Si和共晶Si的尺寸大小与形貌分布需要合理搭配与相互协调才能获得更好的力学性能。     

Al—7Si—0.45Mg铸造合金断裂韧性统计模型

本文根据Al-7Si-0.45Mg铸造合金断裂微观特征的观察、对合金各种力学性能的测量和影响因素的分析以及对由此分析得出的该合金断裂组织控制参量——较大共晶Si粒子的线尺寸及其分布的观察和定量研究,提出了符合该合金断裂过程的微观断裂机理,并把该合金断裂的组织控制参量与断裂性能相联系,在铸造合金中建立了符合合金微观断裂机理的断裂统计模型。     

Ca对Mg-7Al-2Si合金热裂倾向的影响

研究了Ca对Mg-7Al-2Si-0.8Zn-0.5Sr-0.4Mn铸造合金热裂倾向的影响.利用等长度金属型制备了热裂试样,采用热裂棒临界直径尺寸和热裂敏感系数评价合金的热裂倾向.借助光学显微镜,扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDX)综合分析镁合金的热裂行为.结果表明,Ca的添加细化了合金的显微组织;当Ca含量为3.0％时,热裂棒临界直径尺寸和热裂敏感系数均最低,α-Mg枝晶的断裂面积为0,共晶相的断裂面积为100％.在裂纹形成过程中,共晶相具有向裂纹富集的趋势,形成了可以填充裂纹缝隙的能力,使合金的热裂倾向降低.当合金的热裂倾向较低时,对应较高的抗拉强度.     

低温下ZL101合金的裂纹扩展行为

对ZL101合金在20~-60℃拉伸过程中裂纹扩展行为进行研究,利用扫描电子显微镜观察断口形貌,并采用光学显微镜对断口附近组织和裂纹萌生和扩展形貌进行分析,研究裂纹扩展过程中铝基体内部应力的变化。结果表明:当温度由20℃下降至-60℃时ZL101合金的抗拉强度和屈服强度均有提高,而伸长率略有降低。ZL101合金在塑性变形过程中产生大量位错在Si相处塞积产生应力,使Si相发生解理断裂形成微裂纹,并且Si相断裂形成的解理面与附近的位错滑移带成135°角。在裂纹扩展过程中Si相的破裂使铝基体产生应力集中,在低温情况下Si相断裂所需的外加应力升高使断裂Si相之间铝基体的应力集中升高引发准解理断裂,导致合金伸长率下降。     

输电铁塔用双导线铝设备线夹断裂失效分析

通过化学成分光谱检测分析、显微组织观察、断口分析、力学性能测试等手段,对输电铁塔用设备线夹断裂失效原因进行分析。结果表明,ZL102铝合金变质处理效果不明显,金相显微组织主要为α-Al基体上不均匀分布着粗大针片状共晶Si相。合金受力时在针片状共晶Si的棱角、尖端等位置会造成应力集中,为裂纹的萌生与扩展提供条件,使其抗拉强度和伸长率仅为要求值的67.6%、36.0%。同时,材料中存在的较多孔洞、二次裂纹和铸造缩孔也加剧了设备线夹提前断裂失效。     

钛硅共晶系合金的微观组织与断裂特征

钛硅共晶系合金的组织形态与传统铸造钛合金组织完全不同，随着Si含量的增多合金塑性变差；断口形貌显示，合金的断裂为明显的脆性断裂，但不同类型的合金断裂机制又不尽相同。试验测试了亚共晶Ti-7%Si合金的共晶Ti-8.5%Si合金的室温和高温拉伸性能。     

挤压铸造ZA27合金的凝固特性及组织分析

研究了ZA27合金挤压铸造的凝固特性和组织.差热分析表明挤压铸造可以使锌铝合金的凝固过程发生变化,压力在750MPa以上可抑制共晶反应的发生.压力下凝固,可大大减少ZA27合金的缩孔、缩松、气孔等缺陷,提高合金致密度,细化和改善组织,减轻枝晶偏析,使铸件整体的成分均匀.     

Sr对Mg-7Al-2Ca-2Si-0.8Zn-0.4Mn铸造合金热裂倾向性的影响

为了考察Sr对Mg-7Al-2Ca-2Si-0.8Zn-0.4Mn铸造合金热裂倾向性的影响,利用等长度金属型制备了含Sr分别为0、0.5％、1.0％和1.5％四组,每组八个尺寸的圆柱试样,采用热裂棒临界直径尺寸和热裂敏感系数评价合金的热裂倾向性.借助光学显微镜(OM),扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDX)分析合金的组织、热裂行为和相成分.结果表明,Sr的添加改善了合金的流动性,细化了合金的组织.在Sr含量为1.0％时,热裂棒临界直径尺寸和热裂敏感系数均最低,同时α-Mg枝晶的断裂面积为零,共晶相的断裂面积为100％.共晶相在裂纹形成过程中,具有向裂纹富集的趋势,形成了可以填充裂纹缝隙的能力,从而使合金的热裂倾向性降低.试棒在热裂倾向较低时,对应较高的拉伸强度.     

挤压铸造和重力铸造T4态Al-Zn-Mg-Cu合金的低周疲劳行为（英文）

研究重力铸造和挤压铸造制备的Al-7.0Zn-2.5Mg-2.1Cu合金(T4态)的显微组织、力学性能和低周疲劳行为。结果表明:挤压铸造制备的合金铸造缺陷较少,二次枝晶间距较小,其静态力学性能明显优于重力铸造制备合金的;挤压铸造制备的合金具有优异的疲劳性能。在较低总应变幅下(小于0.4%),两种方法制备的合金均呈循环稳定特征;在较高总应变幅下均呈循环硬化特征,且挤压铸造制备的合金循环硬化程度高于重力铸造制备合金的。在重力铸造条件下,疲劳裂纹主要起源于缩松、缩孔处,并且易于沿着这些铸造缺陷扩展;在挤压铸造条件下,裂纹起源于表面和靠近表面处的滑移带、共晶相以及夹杂。     

挤压铸造Al-7.1Zn-2.4Mg-2.1Cu-0.55Fe合金的低周疲劳行为研究

通过低周疲劳试验,结合金相分析、静态力学性能测试和扫描电镜观察,研究了挤压铸造Al-7.0Zn-2.5Mg-2.1Cu-0.55Fe合金的低周疲劳行为,并与重力铸造合金进行了对比。结果表明,合金存在循环硬化行为。在0.3%、0.4%总应变幅下表现为循环稳定现象,当应变幅增大到0.5%时,重力铸造合金表现为持续的循环硬化直至疲劳断裂,挤压铸造合金在200周次左右循环硬化至饱和,然后表现为循环稳定现象。挤压铸造显著提升合金疲劳寿命,重力铸造合金疲劳源主要为缩松、缩孔等铸造缺陷,且裂纹易于沿着缩松、缩孔扩展,严重降低合金疲劳裂纹扩展抗力。挤压铸造合金疲劳源为表面或靠近表面处的氧化夹渣、粗大的富铁相和共晶相。     

Ni对Al-Si-Cu-Ni-Mg过共晶活塞合金组织和力学性能的影响

通过金属型铸造制备了Al-Si-Cu-Ni-Mg过共晶铝硅合金,结合扫描电镜和能谱仪对合金的组织进行分析.在室温和高温下对该合金进行力学性能测试,研究了Ni元素对铸造A1-Si-Cu-Ni-Mg过共晶铝硅合金组织和力学性能的影响,分析了该合金在高温下的断裂机理.结果 表明,随着Ni含量的增加,合金组织中主要富Ni相经历...     

高铌TiAl合金双态组织室温断裂行为研究

通过对高铌TiAl合金双态组织的缺口试样进行原位拉伸、相应的断裂表面SEM观察,研究其拉伸断裂机制和裂纹扩展的动态过程.结果表明,高铌TiAl合金双态组织的断裂模式主要是穿晶解理断裂;合金的断裂过程是主裂纹首先起裂,微裂纹的产生、扩展和连接主裂纹,直至断裂;在裂纹扩展过程中,尖端附近区域范围内的γ相晶粒内易形成微裂纹,为其断裂过程的一个明显特征;对于双态缺口试样,由于晶粒细小,缺口根部出现应力集中,裂纹扩展路径比较平直.     

MAR-M247合金高温断裂机制的原位研究

利用原位高温拉伸台在扫描电镜中研究了镍基铸造高温合金MAR-M247在室温、400 ℃与760 ℃拉伸过程中的动态组织演变和断裂机制。原位测试结果表明,在室温到760 ℃范围内,MAR-M247合金的屈服强度与抗拉强度随温度的升高略有下降,拉伸塑性略有提高。室温原位拉伸过程中,并没有出现滑移带;400 ℃与760 ℃的原位拉伸,只在样品断口附近存在少量的滑移带。随拉伸温度的提高,合金的断裂机制并无明显变化,均表现为韧性穿晶断裂。合金的微裂纹主要来源于变形过程中碳化物的破裂,晶内与晶界都存在因碳化物破裂而形成的微裂纹。     

浇注温度对砂型铸造Mg-10Gd-3Y-0.4Zr合金凝固行为、组织与性能的影响（英文）

研究砂型铸造过程中浇注温度(680~780°C)对Mg-10Gd-3Y-0.4Zr合金凝固行为、组织与性能的影响。结果表明:随着浇注温度从680°C先提高至750°C再提高至780°C,α-Mg的形核过冷度从2.3°C提高到6.3°C后不再提高;α-Mg的平均晶粒尺寸先由44μm增加至71μm而后减小到46μm;共晶组织先由网格状转变为不连续的块状继而转变为大块的岛状;β-Mg24RE5相的体积分数增加,由颗粒状转变为短棒状;溶质富集的现象变得更加明显;合金的屈服强度由138 MPa提高至151 MPa,抗拉强度由186 MPa提高至197 MPa。750°C浇注的合金具有最佳的强度与延展性。断口形貌特征由准解理断裂转变为穿晶韧性断裂,并伴随着不同程度的缩松与氧化夹杂等铸造缺陷。相对于铸造缺陷、共晶组织以及溶质富集,α-Mg的晶粒尺寸是砂型铸造Mg-10Gd-3Y-0.4Zr合金屈服强度最主要的影响因素。     

行星盘挤压铸造成型工艺分析及优化

对压缩机行星盘挤压铸造成型工艺进行分析及优化.应用光镜对挤压铸造成型行星盘铸件在机械加工过程中的开裂故障进行分析,并对其偏析层分布及厚度进行统计分析.残留在枝晶间的共晶液体受挤压使先析出的枝晶结构破坏,沿着枝晶间的通道向铸件外表面流动,在随后冷却凝固过程中形成了表面共晶偏析组织.塑性较差的共晶偏析组织与氧化夹杂共同作用,使毛坯在随后的收口加工过程中出现裂纹破坏.增加铸件外轮廓尺寸使加工余量增加到0.6～0.8 mm,可望将引起裂纹破坏的偏析层切除,从而消除裂纹源,使由于裂纹而导致的报废几率明显减小.     

乘用车抗扭拉杆断裂失效分析

某乘用车抗扭拉杆由ADC3合金压铸成型,售后出现断裂,断裂位置和形式相同。为找出断裂原因,对断裂的抗扭拉杆进行了断口分析、化学成分分析和显微组织分析,随后对同批次的抗扭拉杆进行了力学性能分析检查,结果表明,抗扭拉杆断裂属脆性断裂,裂纹起源于拉杆支架中部应力槽附近,抗扭拉杆成分满足标准要求,显微组织正常。但同批次抗扭拉杆ADC3合金真实力学性能低于设计要求,综合分析表明,抗扭拉杆断裂的根本原因是材料真实强度不足,次要原因是内部存在铸造缺陷。综合考虑多方因素后,在不改变抗扭拉杆结构和设计条件下,选用ZL111合金重力铸造成型制造抗扭拉杆,制造出的抗扭拉杆满足实际要求,取得了较好的效果。     

一种定向高温合金在持久过程中的组织变化及其断口分析

本文用扫描电镜研究了DZ621镍基高温合金在1100℃／60MPa持久过程中的组织变化及其断裂后的断口形貌。结果表明,合金在持久变形中γ＇相在弹性能和外加应力作用下通过扩散形成垂直于拉应力方向的筏形。筏形方向与合金的错配度和外加应力的方向有关。合金经1220℃／4h／AC＋1150℃／4h／AC＋870℃／24h／AC热处理后,具有较好的持久性能。合金断口形貌表明,裂纹源于铸造缺陷和碳化物,并在持久过程中通过各小裂纹的连接扩展,导致合金最终断裂。断口表面出现许多形态和尺寸大小不均的韧窝,显示韧性断裂特征。     

电磁离心铸造NiAl共晶合金的显微组织和力学性能

利用电磁离心铸造(EMCC)工艺制备NiAl/Cr(Mo)共晶合金,研究了合金的显微组织和压缩性能.结果表明, 合金显微组织细小,由激冷区、共晶区和亚共晶区组成.激冷区以初生β-NiAl相为主,共晶区由β-NiAl和α-Cr(Mo)相构成,亚共晶区由初生β-NiAl和β-NiAl/α-Cr(Mo)共晶组成. EMCC NiAl共晶合金1000℃压缩行为遵从幂指数规律: ε=Aσn.合金的室温断裂方式以基体NiAl的解理断裂和NiAl/Cr(Mo)的相界面剥离为主.