铸轧速度及镁含量对Al-50Si-xMg合金组织与性能的影响

采用立式双辊铸轧(VTRC)工艺通过不同的铸轧速度制备了不同镁含量[w(Mg)分别为0、5%、10%]的Al-50Si-x Mg合金,同时对所制备合金的微观组织和相组成进行了系统分析,并就初晶Si的中心偏聚以及板材的开裂、分层现象进行了详细的阐述。结果表明:当铸轧速度大于5 m/min时,合金中的初晶Si细小且分布均匀,并且Mg元素的加入会使合金的组织和性能得到进一步改善;但当铸轧速度为2 m/min时,板材心部将会出现由初晶Si的中心偏聚引起的开裂分层现象;当铸轧速度为30 m/min,w(Mg)=10%时,Al-50Si-x Mg合金中初晶Si的尺寸能从16. 4μm减小到7. 0μm,此时合金的硬度达到最大值384 HV。     

Mn含量对Al-20Si-1.5Mg合金组织和性能的影响

通过MFE3光学显微镜、万能力学试验机等手段对Al-20Si-1.5Mg-xMn合金进行了研究.结果显示,添加Mn元素后,合金的晶粒先细化随后又逐渐变粗大,合金的力学性能也是随着Mn含量的增加先升高后降低.在Mn含量为0.5％时综合性能最好.     

微量稀土Er对Al-5Mg合金组织与性能的影响

采用铸锭冶金法,制备含不同量稀土元素Er的Al-5Mg合金。利用拉伸力学性能测试、OM、XRD、SEM、TEM及EDS分析等分析测试手段,研究微量Er对Al-5Mg合金微观组织与力学性能的影响。结果表明:Er可以明显提高Al-5Mg合金的强度,添加0.4%Er(质量分数)的Al-5Mg合金的冷轧态屈服强度(σ0.2)提高了81MPa,而延伸率变化不大;Er的加入还能减少Al-5Mg合金的枝晶偏析,并可显著细化合金的晶粒组织;Er对晶粒的细化机理与其添加量有关,当Er含量较低时,符合传统的稀土细化机理;当Er含量较高时,由于在熔体中形成了初生Al3Er质点,在结晶形核时可以作为非均质形核核心,从而可显著细化晶粒组织;Er对合金的强化效应主要来自于晶粒细化及在晶内形成的细小二次Al3Er质点。根据实验结果可知,添加0.4%Er可使合金具有较为优异的综合性能。     

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.     

稀土Ce对Al-5Mg组织和力学性能的影响

通过显微组织分析、力学实验和XRD分析,研究了稀土Ce对Al-5Mg合金的显微组织、凝固区间和力学性能。结果表明,加入稀土Ce拓宽了合金凝固区间,加入量1.5wt%时两相区间稳定在639~592℃;合金加入Ce,有明显变质细化作用;合金析出强化相Al4Ce,提高了该合金的室温和高温拉伸强度。     

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...     

稀土元素钇和固溶处理对Al-8Mg合金组织和力学性能的影响

采用对比试验方法,通过拉伸力学性能测试、金相显微镜、扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)等手段研究了添加稀土元素钇及固溶处理对Al-8Mg合金显微组织及力学性能的影响。结果发现,添加稀土钇后Al-8Mg合金枝晶尺寸明显减小,且晶粒得到细化。当钇添加量为0.4%时,固溶态Al-8Mg合金组织具有良好的综合性能。     

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。     

铜含量对近共晶Al-11.6Si合金组织与性能的影响

在近共晶Al-11.6Si合金中,添加不同含量的铜,通过对比合金的组织、流动性、耐腐蚀性、力学性能等参数,研究铜含量对近共晶Al-11.6Si合金组织与性能的影响,确定合金中铜的最佳添加量。研究表明,随着铜含量的增加,合金中Al₂Cu相体积分数不断增加,尺寸不断增大;合金流动性呈现递增的趋势;腐蚀电流密度和腐蚀速率不断增大,耐腐蚀性能逐渐下降;合金抗拉强度呈现先增大后减小的趋势,当铜含量为3%时,合金铸态和T6热处理后的抗拉强度达到最大值,分别为257 MPa、330 MPa,伸长率则不断减小。     

Mg含量对Al-Zn-Mg合金铸态及轧制态组织和性能的影响

为探究Mg含量对Al-Zn-Mg合金组织和性能的影响,以及冷轧后的时效处理对加工硬化效果的影响,通过直读光谱、扫描电镜、金相显微镜及拉伸试验机等对不同变形+热处理工艺下的Al-6.0Zn-xMg(x=2、3和4)合金铸态及轧制态组织及性能进行分析。结果表明,Mg含量对铸态合金组织形貌、晶粒大小及第二相类型影响不大,非平衡共晶T-AlZnMg相占比随Mg含量的增加而增加,当Mg含量为4%时,共晶相占比减小主要与晶界附近MgZn₂弥散相数量增多有关。均质化后经热轧+固溶+冷轧变形热处理后,高熔点Al₃Fe相破碎并沿轧制方向分布,显微组织演变过程为,铸态组织→纤维组织→完全再结晶→纤维组织。随着Mg含量的增加,Al-6.0Zn-xMg合金轧板强度逐渐增加,但增幅逐渐减小。冷轧后的时效处理使加工硬化效果降低80～100 MPa,而伸长率提高6%～8%。3种合金中,Al-6.0Zn-4Mg合金的综合性能最佳。     

过滤对高杂质含量的Al-12％Si合金组织和性能的影响

采用过滤器对电热法生产Al-30％Si粗合金配制的Al-12％Si合金进行了过滤除杂,研究了过滤对其微观组织及力学性能的影响.结果表明:该合金经过滤后能除去大部分Fe、Ca等杂质,使Fe相呈现出小块状或多面体状,球化趋势明显,消除了细长线状的Ca相,合金的力学性能得到明显改善,其抗拉强度已经接近纯Al配制合金.     

Cu和Mg含量对Al-Cu-Mg-Ag合金组织与性能的影响

通过力学试验及透射电镜研究了不同Cu和Mg含量对Al-Cu-Mg-Ag合金室温、高温力学性能以及显微组织的影响.结果表明,提高Cu和Mg的含量可以提高合金在室温及高温条件下的屈服强度和抗拉强度,但伸长率下降.透射电子显微分析表明,增加Cu和Mg的含量将提高时效过程中强化相的形核密度与体积分数,从而提高合金的强度.     

Er、Sc微合金化对WAAM Al-7Si-0.6Mg合金组织与性能的影响

通过金相显微镜、扫描电子显微镜、室温及高温拉伸试验研究了Er、Sc微合金化对电弧增材制造Al-7Si-0.6Mg成形合金组织及性能的影响。结果表明,Er的添加导致直接沉积态成形合金枝晶干变短、枝晶变细;Sc的添加导致直接沉积态成形合金α-Al枝晶尺寸变短,趋于等轴,经过T6热处理后,微观组织差异消除。Er、Sc的添加提高了200、250℃电弧增材制造Al-7Si-0.6Mg成形合金的高温性能稳定性,且Sc的效果优于Er。     

不同Sr添加量对Al-20%Si合金组织和性能的影响

研究了Sr对Al-20%Si合金组织和力学性能的影响.结果表明,随着Sr量的增加,初晶硅先由角块状或大板片状变为小块状再到多角的大块状,板片上出现大量蜂窝点,块状初晶硅角边发生钝化;共晶硅先由长针叶状变为细短纤维状或枝状再变为粗短枝状或蠕虫状;α枝晶不断柱状化,数量不断增多.另外,随Sr量的增加,合金伸长率逐渐增大,但有起伏,抗拉强度先急剧增加后变化不大,硬度呈抛物线变化.Sr量在0.04%～0.06%间,组织形貌最为理想,综合力学性能最优,强度和硬度增加2倍多,塑性增加近4倍.     

Mn含量对Fe-x Mn-9Al-8Ni-1C合金微观组织及氧化行为的影响

采用真空电弧熔炼的方法制备Fe-x Mn-9Al-8Ni-1C合金(x=10,15,20,25,wt%),研究了该系列合金的物相、微观组织、力学性能及合金在600℃时的氧化行为。结果表明：该系列合金主要含有奥氏体相、NiAl化合物相和κ-碳化物相,随Mn含量的增加,奥氏体相逐渐增多,NiAl相逐渐减少;与此同时,合金的塑性提高,硬度值有所降低;当Mn含量为10%时,硬度值最大为HRC 40.7。氧化行为测试结果表明,随着Mn含量的增加,合金的抗氧化性增强,合金表面形成的氧化膜分为两层,外氧化层由Fe₂O₃和少量Mn₂O₃组成,内氧化层主要为Al₂O₃与Mn₂O₃。相较于Mn含量为10%时的合金,Mn含量为25%时,合金氧化性能大幅改善,其氧化增重减少了127.8%,氧化膜厚度降低了102.7%。     

稀土Y对Al-10Mg合金显微组织和性能的影响

研究了添加少量稀土Y及固溶处理对Al-10Mg合金显微组织、力学性能和耐蚀性能的影响.结果表明,Y的加入能细化铸态合金的晶粒,形成Al4MgY相,沿晶界不连续分布,起到很好的晶界强化作用,从而提高合金的抗拉强度和伸长率.当Y的含量为0.4%时合金具有最佳的综合力学性能,抗拉强度达到261.8 MPa,伸长率为4.3%.当Y含量超过0.4%时,Al4MgY相开始沿晶界连续分布,降低了晶界的结合强度,合金的强度和韧性下降.不含Y的合金拉伸测试时,出现典型的枝晶间脆性断裂,加Y后断裂机制转变为韧性断裂,因此合金韧性大大提高.固溶处理后合金的耐蚀性能好于铸态的,随着Y含量的增加,合金的腐蚀倾向变大,Y对合金的耐蚀性能是不利的.     

La和Er对Al-13Si-5Cu-2Ni-1Mg合金组织和性能的影响

研究了La和Er对铸造Al-13Si-5Cu-2Ni-1Mg合金组织和力学性能的影响。结果表明,La对共晶Si有较强的变质作用,在合金中生成块状、长针状富La相;Er可以明显减小二次枝晶间距,在合金中可生成块状、短棒状富Er相。合金中复合添加0.2%的La和0.2%的Er时,二次枝晶间距、初生Si、共晶Si和金属间化合物的尺寸同时减小,La、Er相互作用可以抑制富稀土相的生长,使合金中引入尺寸细小且弥散分布的富稀土相,此时合金力学性能最佳,25和350℃时抗拉强度分别为274MPa和91MPa。     

微量钪对Al-3%Cu合金组织与性能的影响

采用硬度、拉伸性能测试、金相组织观察、扫描电镜与能谱分析以及X-射线衍射等方法,研究了微量稀土元素Sc对Al-3％Cu合金组织与性能的影响。结果表明,稀土元素Sc能够强烈地细化Al-Cu合金的晶粒,改善枝晶网胞。微量Sc元素添加到Al-3％Cu合金中,合金的抗拉强度σb和屈服强度σ0．2均有所提高(△σ约为30MPa),对合金的伸长率几乎没有影响;微量Sc元素添加到Al-3％Cu合金中,除部分固溶于Al基体中外,大部分与Al形成对合金起强化作用的Al3Sc共格相,对合金起强化作用,没有发现其他相,包括W(AlCuSc)相生成。     

Mg对Al-5%Fe合金组织的影响

研究了Mg对Al-5?合金中Al3Fe相形貌的影响.研究发现,Mg对Al-5?合金中Al3Fe相的形貌产生较大影响.未加入Mg时,初生Al3Fe相大多为针状,少量为花朵状.加入Mg后,组织得到改善:初生针状Al3Fe相变小,有向花朵状转变的趋势,共晶Al3Fe相长成针点状;当Mg量超过0.5%后,初生Al3Fe相的分枝加剧.     

添加Mn和Mg对喷射沉积Al-12Si合金微观组织与性能的影响

针对微波组件用Al-12Si合金盖板材料中存在粗大针状Si相导致强度不足的问题,采用喷射沉积?热压制备Al-12Si和Al-12Si-1Mn-0.6Mg合金,对比分析添加1％Mn和0.6％Mg对合金微观组织、力学和热物理性能的影响.结果表明:热处理后,Al-12Si-1Mn-0.6Mg合金组织中Si相呈近球形颗粒均匀分...