微量Ga对A356合金微观组织及力学性能的影响

研究了微量Ga对A356合金的微观组织和力学性能的影响.结果表明,Ga含量的增加(0.02%～0.06%),对均匀化退火后A356合金室温抗拉强度影响不明显,在673 K时抗拉强度提高14.5%,但Ga的加入显著降低合金的伸长率,且伸长率随着温度的增加而降低.Ga对T6处理后的强度略微提高,伸长率有所降低,但对合金高温抗拉强度和伸长率的影响作用效果明显,能大幅度提高高温抗拉强度,同时降低了合金的伸长率.     

半固态挤压铸造A356合金在热处理过程中的组织和性能演化

半固态挤压铸造的A356合金首先在540℃下进行固溶处理,随着固溶温度升高,Mg和Si原子逐渐溶解于基体中,并产生了固溶强化作用。抗拉强度、延伸率和硬度在固溶6 h达到峰值,之后合金力学性能随固溶时间延长而下降。在固溶处理之后合金在180℃下进行了不同时间的时效处理。随着时效时间延长,Mg₂Si相逐渐在基体中析出,析出相显著球化细化,尺寸约为2μm。经过对合金组织和力学性能的分析,半固态挤压铸造A356合金的最佳热处理制度为:540℃固溶6h,180℃时效4h。经过固溶和时效处理后的合金抗拉强度达到336 MPa,延伸率达到6.9%,硬度达到1240 MPa,相较于热处理前的性能提升了106.7%。     

Al-Ti-C-Sr对A356合金组织和性能的影响

在A356熔体中分别加入自制的Al-5Ti-0.25C-2Sr和Al-5Ti-0.25C-8Sr中间合金,研究了这两种中间合金对A356合金显微组织和力学性能的影响.结果表明,向A356中分别添加质量分数0.5%的Al-5Ti-0.25C-2Sr和Al-5Ti-0.25C-8Sr后,A356合金晶粒尺寸由42.5 μm分别减小至33.2 μm和30.6 μm,共晶硅从粗大的针片状转变为细小的短杆状或点状;T5处理后,添加Al-5Ti-0.25C-8Sr的A356合金的共晶硅粒状化效果较未添加Al-Ti-C-Sr的和添加Al-5Ti-0.25C-2Sr的好一些,其共晶硅颗粒均匀细小,圆整度高;加入质量分数0.5%的Al-5Ti-0.25C-2Sr或Al-5Ti-0.25C-8Sr后,T5态A356合金的抗拉强度由217.6 N/mm2分别提高到235.8 N/mm2和248.2 N/mm2,伸长率由10.1%分别提高到11.2%和11.8%.     

间断时效工艺对A356合金力学性能及微观组织的影响

研究了A356合金在不同时效工艺下的力学性能及微观组织.结果表明:A356合金在间断时效工艺(T6/6)下比传统T6处理工艺时的抗拉强度提高11%,硬度提高了12%,断后伸长率提高40%;合金中共晶硅球化、细小且分布更加均匀.     

加钛方式与钛含量对A356合金组织和性能的影响

研究了不同钛含量的电解A356合金的组织和力学性能,并与相应钛含量的熔配加钛A356合金进行了比较.结果表明:随着钛含量的增加,二者的晶粒和一次枝晶都明显细化,硅颗粒尺寸、纵横比均有所降低,硅颗粒圆形度有所增加,意味着硅颗粒形状得到改善.但当钛含量大于0.1%时,这种影响变弱.钛含量和加钛方式对合金的屈服强度和抗拉强度影响不大且二者相当,但塑性随着钛含量的增加而增加,当钛含量达到0.1%时,两种合金均具有最佳的塑性和质量系数.对具有相同钛含量的合金,电解加钛A356合金的晶粒和Si颗粒的尺寸小于相应钛含量熔配加钛A356合金,硅颗粒圆形度也优于相应熔配加钛A356合金,电解A356合金的塑性、质量系数均优于相应钛含量的熔配加钛A356合金,但加钛方式对硅颗粒纵横比影响不系统.     

Si、Mg含量及合金元素对A356合金力学性能的影响

研究了Si、Mg含量及合金元素对A356合金力学性能的影响.结果表明,在A356合金中,Si元素和Mg元素在允许范围内适当增加添加量,能促使更多的Mg_2Si生成,增加了共晶Si数量,合金在铸态和T6态的力学性能都有一定程度提高;在此基础上添加合金元素,初生α-Al能得到更有效细化,共晶硅变质更充分,合金的力学性能有了极大提高.高si、Mg含量的A356合金对细化变质处理更加敏感,T6处理后力学性能达到最佳,抗拉强度和伸长率达到320 MPa和8.0%,分别比低Si、Mg含量合金提高了18.6%和35.6%.     

稀土Y对A356铝合金微观组织和性能的影响

研究了稀土Y对A356铝合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,稀土Y是A356合金的一种优良变质剂,可以明显细化合金的微观组织。不仅使初生的α-Al由树枝晶转变为细小胞状晶和等轴晶,而且使块状的共晶硅转变为细小纤维状或颗粒状。加入0.3%的稀土Y,合金的力学性能最优,抗拉强度和伸长率分别提高了17.7%和60%。     

变质处理对A356合金性能的影响

研究了稀士Ce变质及Ce+Sr复合变质对A356合金性能的影响.分析了变质剂加入量对A356合金组织和性能的影响.研究结果表明,在采用金属型铸造的条件下,加入0.5％Ce变质或者采用0.05％Sr+0.45％Ce的复合变质均能达到最佳的变质效果.由于变质剂的加入,使得合金的晶粒尺寸减小,晶粒平均尺寸由未变质时的约4mm降低到变质后的约1mm.扫描电镜结果表明,共晶硅的产生都是在铝相的狭缝中,同时也证明复合变质的效果更优.     

热处理工艺对变质后A356合金组织及性能的影响

变质后A356合金力学性能常常达不到工业使用要求,需通过热处理进一步强化。本文以Al-Sr-Y合金变质后的A356合金为研究对象,应用OM、SEM、拉伸试验机等仪器研究固溶和时效处理对变质后A356合金显微组织与力学性能的影响,以此探索出一种适用于变质后A356合金的热处理工艺。结果表明,经过540℃×4 h+175℃×6 h热处理后,共晶硅更加圆整和均匀,合金中强化元素Mg能够充分溶入基体,有利于时效过程析出强化相。合金在热处理后抗拉强度、屈服强度、伸长率分别为303.5、223.1 MPa、9.5%,与铸态变质合金相比,分别提升了57.7%、99.7%、20.3%。此时,断口中韧窝尺寸增大,合金由脆性断裂转变成韧性断裂,塑性增强。     

加Ti、B方式对A356合金组织和性能的影响

通过对比试验研究了在相同Ti含量和相同Ti、B质量比时,不同加Ti、B方式对A356合金组织和力学性能的影响.结果表明,电解加钛的A356合金的晶粒细化效果总是优于熔配加钛和钛盐加钛,钛、硼联合细化方式比单独加钛细化效果好.钛、硼联合细化A356合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率高于对应的单独加钛A356合金.加钛、硼方式对A356合金强度影响较小,但对A356合金塑性影响较大.电解加钛A356合金强度与熔配加钛合金相当,较钛盐加钛合金稍高,但伸长率均显著大于熔配加钛和钛盐加钛A356合金.     

T6处理对Al-Sr中间合金变质的A356铝合金组织与性能的影响

在传统的A356铝合金中加入Al-10Sr中间合金压铸成型制备新型的铝合金轮毂材料,通过光学显微镜和扫描电镜研究了铸态及T6热处理态A356铝合金的组织及其性能,分析了合金的断裂机制。结果表明:铸态A356合金中铁基化合物主要为β相(Al5FeSi);经T6工艺处理后,共晶Si粒子的边角更加圆润,Mg2Si完全固溶于铝基体中,合金组织得到改善;铸态及热处理态A356铝合金试样的拉伸断口均有大量韧窝存在,合金呈现较好的塑性;但T6热处理态A356铝合金的断口处韧窝与铸态相比更加均匀,合金的塑性提高;合金的断裂机制为韧窝+解理断裂的复合断裂机制。     

La对再生A356合金凝固组织及力学性能的影响

采用直读光谱仪、金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、电子万能拉伸试验机和JMatPro12.4软件研究了La含量对A356铝合金凝固组织的影响。结果表明,A356合金的平衡组织主要由α-Al、共晶Si、Mg₂Si、β-Al₉Fe₂Si₂、Al₁₁La₃和Al₈FeMgSi₆相组成。随La含量由0增加至0.5%,A356合金中的α-Al组织几乎全部由粗大枝晶转变为等轴晶和类等轴晶,抗拉强度由149 MPa增加至182 MPa,伸长率由4.8%增加至7.7%。     

稀土加入量对A356合金力学性能的影响

研究了混合稀土对A356合金的铸态，固溶态、T6状态的组织和力学性能的影响，推出了合理的稀土加入量。     

微量Y和Zr对A356合金微观组织和拉伸性能的影响

运用光学金相显微镜、万能拉伸试验机、热场扫描电子显微镜、XRD衍射仪等设备和实验手段,研究了Y和Zr元素联合添加对A356铝合金微观组织和拉伸性能的影响。结果表明:Y和Zr是A356合金有效的变质剂,能使初生的α-Al晶粒变得圆整细小,二次枝晶间距减小,而且能使共晶硅由粗大的板条状转变为细小纤维状,提高合金强度和塑性,当Y和Zr的添加量均为0.2%时,合金抗拉强度和伸长率提升的效果最佳;当Zr的添加量提高至0.3%时,可能由于晶界上的偏析团聚未能消除,削弱了晶粒间的结合强度,导致合金抗拉强度和伸长率回落。     

半固态A356合金微观组织特征对充型能力的影响

采用电磁搅拌法制备了具有不同微观组织特征的半固态A356合金浆料,用图像分析软件对浇注前浆料金相试样的初生相微观组织特征进行了测定,利用间接挤压铸造方法铸造阿基米德螺旋线试样,以挤压成形后的螺旋线试样长度衡量充型能力,通过多元回归,建立了半固态A356合金初生相微观组织特征与充型长度之间的数学表达式。结果表明:半固态浆料充型能力不仅与初生相微观组织特征参数有关,微观组织特征参数的交互作用对充型能力的影响也较大。利用该表达式可以对半固态浆料充型能力进行预测,进而指导半固态浆料制备参数设计、间接挤压铸造工艺设计和缺陷预测。     

稀土Er对汽车轮毂用A356合金组织与力学性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、拉伸力学试验机、显微硬度计和透射电镜(TEM)等分析手段,研究了稀土Er含量和时效工艺对A356合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,不同Er含量A356合金的组织都由浅色初生α-Al相和深色共晶硅相组成,随着Er含量(质量分数)从0%增加至0.7%,二次枝晶臂间距逐渐减小,粗大针状共晶硅相逐渐转变为短棒状或者颗粒状,当Er含量为0.7%时合金基体中还发现了针状富Er相;随着时效温度的升高和时效时间的延长,不同Er含量的A356-Er合金的硬度都呈现先增加而后减小的特征,在时效温度175℃、时效时间6 h时,A356-0.3Er合金具有最高的硬度;随着Er含量增加,铸态和热处理态A356-Er合金的抗拉强度、屈服强度和断后伸长率都呈现先增加而后减小的特征,在Er含量为0.3%时取得最大值,这主要与Er元素的添加可以改善共晶硅相形态,以及起到固溶强化和弥散强化的作用有关。     

热处理对NbVTi合金灰铸铁组织和性能的影响

借助扫描电子显微镜(SEM)和力学性能测试手段,研究了新型贝氏体基体Nb VTi合金灰铸铁经过不同保温时间和温度的热处理后微观组织和力学性能的变化。结果表明:随着保温时间的增长或温度的升高,Nb VTi合金灰铸铁的贝氏体基体组织发生粗化,A型片状石墨厚度和长度增大;拉伸断口呈现准解理断裂特征,并随保温时间或温度的增加出现了一定程度的韧性断裂特征,塑韧性得到改善;随保温时间或温度的增加,Nb VTi合金灰铸铁的抗拉强度和布氏硬度呈下降趋势。     

稀土Er对半固态成形A356合金组织及性能的影响

采用添加稀土元素Er变质处理制备了A356半固态合金,通过对含Er元素A356半固态合金成形铸件的组织观察及硬度测试,研究稀土Er对半固态成形的A356合金组织及性能的影响.结果指出,合金中添加0.1%的Er可以明显的细化合金组织,使初生α-Al由树技晶向细小胞状晶和球状晶转变,同时,添加少量Er可以很好的变质细化共晶硅相,使板块状的共晶硅细化,从而使半固态合金的力学性能得到增强.     

B,RE,La对锶变质A356铝合金微观组织及力学性能影响

对比研究了B,RE,La对锶变质A356铝合金微观组织与力学性能的影响。结果表明,钛、硼联合细化,晶粒细化效果最明显。经0.01%Ti、0.03%B联合细化的0.04%Sr变质的A356铝合金晶粒细小,硅颗粒细碎、圆整,具有最好的力学性能。     

热处理对A356铝合金组织结构和力学性能的影响

用两种不同的热处理制度对稀土和锶综合细化变质的A356合金进行处理,一种是长时间标准处理制度T6（535℃固溶4h＋150℃时效15h）,另一种是短时间的热处理制度ST（550℃固溶2h＋170℃时效2h）。采用光学显微镜、扫描电镜及室温拉伸实验等手段分析热处理制度对A356合金微观组织和拉伸力学性能的影响。结果表明：在550℃下固溶2h可以获得Mg、Si过饱和且分布均匀的α（Al）固溶体,并使共晶硅相球化;再经170℃人工时效2h后,可以达到传统T6处理的时效析出效果。拉伸实验结果表明,A356铝合金经传统T6处理得到了最高的拉伸强度和断裂伸长率;通过ST短时热处理后,其拉伸强度、屈服强度及伸长率分别可以达到T6处理时的90%,95%和80%。