液-固体积比对消失模铸造Al/Cu双金属界面组织性能的影响

研究液-固体积比对消失模铸造Al/Cu双金属界面组织和性能的影响,并对Al/Cu双金属界面的形成机理进行讨论。结果表明:液-固体积比为3:1时Al/Cu双金属材料无法形成有效的冶金结合,当液-固体积比超过5:1时,Al/Cu双金属材料连接区域部分位置开始发生冶金结合;在发生冶金反应的情况下,Al/Cu双金属界面面均由Al₄Cu₉层,Al Cu层,Al₂Cu层和共晶反应层4层组成;随液-固体积比增大,由于凝固时间延长和铜基体的溶解增加的共同作用,共晶反应层组织出现先粗大后细化的变化。Al/Cu界面层的硬度在140～190HV之间,未呈明显的规律性,随着液-固体积比的增大,Al/Cu双金属材料的剪切强度先增加后减小,并在在7:1时达到最大值(81 MPa),且均从金属间化合物(IMCs)层发生断裂。     

消失模铸造液-液复合Al/Mg双合金界面特征研究

通过设置铝隔层,利用消失模铸造实现了Al/Mg双合金的液-液复合。使用扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)研究了Al/Mg双合金界面的组织特征。结果表明,铝隔层成功阻止了液态合金混液,被完全熔化,与液态合金一起发生冶金反应。镁合金和铝合金实现了良好的冶金结合,形成了均匀的反应层,其中镁合金侧反应层是由Mg_(17)Al_(12)相和δ-Mg相组成的共晶组织,铝合金侧反应层由连续分布的Al_3Mg_2相和颗粒状的Mg_2Si相组成。     

浇注温度和Ni涂层对消失模铸造Al/Mg双金属界面组织的影响

采用等离子喷涂工艺在A356铝合金表面制备Ni涂层,并使用消失模铸造固-液复合Al/Mg双金属,通过扫描电镜、能谱仪等手段,研究不同浇注温度和Ni涂层对消失模铸造Al/Mg双金属组织的影响。结果表明,在相同工艺条件下,含Ni涂层的Al/Mg双金属界面厚度比不含Ni涂层的显著变薄,界面相组成也发生改变。浇注温度对含Ni涂层Al/Mg双金属的界面组织与成分也有影响,界面层厚度随浇注温度升高而增加,当浇注温度为730℃时能够获得较优良的界面组织。     

液-固双金属复合铸造结合界面温度场的模拟

结合材料在温度变化过程中热物理性参数的变化,利用ANSYS软件对液-固双金属复合铸造过程中界面的温度场进行模拟,得到了复合界面的温度及分布随时间变化的关系。从而有效地预测了复合层是否达到完全冶金结合以及复合层中缩孔、缩松等缺陷出现的可能性及位置,为优化液-固双金属复合铸造工艺方案提供了科学指导。     

Nd对Mg/Al-20Si液固复合铸造界面组织及性能的影响

采用锌酸盐浸锌工艺、QJ207钎剂处理工艺对铝合金表面进行处理,发现两种工艺均可以有效去除铝合金表面氧化膜,提高液态镁在固态铝合金表面的润湿性。使用不同含Nd量的镁合金进行镁/铝合金液固复合铸造,并采用SEM、XRD、EPMA、力学试验机、显微硬度仪等方法对焊接界面组织及性能进行分析,发现随着镁合金中Nd含量的增加,复合界面处开始出现Al-Nd相,其抑制了金属间化合物的产生,且Al-Nd相逐渐由针状Al11Nd3相向块状Al2Nd相转变。当Nd含量为1%时,获得最大剪切强度为22.28 MPa。     

液-固双金属复合界面研究新进展

综述了液固双金属复合材料的研究现状,从复合界面成分变化、显微组织、力学性能方面介绍了高速钢和高铬铸铁复合界面研究的新进展,阐述了界面结合机制,并对今后研究提出建议。     

液-固双金属复合界面研究新进展

综述了液固双金属复合材料的研究现状，从复合界面成分变化、显微组织、力学性能方面介绍了高速钢和高铬铸铁复合界面研究的新进展，阐述了界面结合机制，并对今后研究提出建议。     

浇注温度对消失模铸造固-液复合Al-Mg双合金界面层的影响

采用消失模铸造工艺制备了固-液复合Al-Mg双合金,通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线衍射仪(XRD)等研究了浇注温度对Al-Mg双合金界面层的影响。结果表明,随着浇注温度升高,界面层厚度增加。当浇注温度为730℃时,Al-Mg双合金界面层较为致密,且厚度均匀;当浇注温度较低时,Al-Mg双合金界面层存在较多孔隙缺陷;浇注温度较高时,Al-Mg双合金界面层各处厚度不均匀。在不同浇注温度下,Al-Mg双合金铸件界面处都形成了3个不同的反应层,分别是靠近Mg基体侧的Mg17Al12+δ-Mg共晶组织层、中间的Mg_(17)Al_(12)+Mg_2Si层和靠近Al基体侧的Al3Mg2+Mg2Si层。     

化学镀Ni-P对挤压铸造固-液复合Cu/Al双合金界面的影响

为了有效增强Cu/Al双合金界面结合效果,采用化学镀镍的方法在铜合金的表面镀厚为11μm的Ni-P层,然后采用挤压铸造工艺制备了Cu/Al双合金铸件。研究表明,与无化学镀相比,采用化学镀Ni-P层的Cu/Al双合金界面无裂缝、夹渣等缺陷,界面厚度均匀,为冶金结合。界面由3个区域组成,从铜基体一侧开始依次是：Ⅰ区域主要由Ni(Cu)固溶体组成、Ⅱ区域由Ni₃P相组成、Ⅲ区域由Al₃Ni相组成;双合金界面的剪切强度显著增大,可达28.26 MPa。     

Al/Cu双金属复合材料在液固复合铸造过程中的组织和性能（英文）

采用化学镀法在纯铜基体上镀上镍-磷镀层,并通过液固复合铸造工艺制备Al/Cu双金属材料。研究不同工艺参数(结合温度、预热时间)下Al/Cu接头的显微组织、力学性能和导电性能。结果表明,各种金属间化合物在界面处形成,其厚度和种类随结合温度和预热时间的增加而增加。Ni-P夹层发挥了扩散阻碍层和保护膜的作用,有效地减少了金属间化合物的形成。Al/Cu双金属复合材料的剪切强度和电导率随金属间化合物厚度的增加而减小,特别地,Al_2Cu相的不利影响相比其他金属间化合物更加明显。在780°C预热150 s条件下制备的试样表现出最大的剪切强度和电导率,其值分别为49.8 MPa和5.29×10~5 S/cm。     

浇注温度对液固铸造复合铝锭界面组织与强度的影响

采用液固铸造法制备4343/3003/4343复合锭,研究了浇注温度对复合锭的界面组织和结合强度的影响,讨论了复合锭的界面结合机理。结果表明,在725~750℃下浇注4343/3003/4343复合锭,复合锭的复合界面表现为冶金结合,由Al-Si固溶体层和Si、Mn元素扩散层构成,Al-Si固溶体层厚薄均匀,Si、Mn元素的扩散距离分别为10μm和32μm,复合界面的结合强度高于3003铝合金的抗拉强度。液固铸造4343/3003/4343铝合金复合锭的界面复合机理为:4343铝合金熔体首先在3003铝合金复合锭表面急冷形成Al-Si固溶体,Al-Si固溶体中的Si和3003铝合金中的Mn再相互扩散,形成冶金结合。     

Cu/Al固-液复合界面演化CLSM原位观察分析

为研究Cu/Al固-液复合界面的微观形貌及其动态演化规律,利用共聚焦激光扫描高温显微镜(CLSM)对Cu/Al扩散偶在快速加热至Al液相温度610℃及其保温过程中的固-液复合界面进行了原位观察。并结合复合界面扫描电镜和X射线能谱仪分析结果,探讨了CLSM下界面图像视觉变化与连接界面反应扩散迁移的对应关系,以及CLSM原位观察的可行性。结果表明,高温反应扩散和局部熔合是Cu/Al固-液复合界面结合的主要机制,复合层主要为Al_2Cu。且在无压力作用下,界面夹杂物和氧化层物会严重削弱界面的结合效果。     

固液双金属复合铸造工艺及机理研究进展

双金属复合材料具备单一金属难以满足的综合性能。固液双金属复合铸造较之其他双金属复合方法具有界面结合良好、生产效率高、合金适用范围广等特点,得到越来越广泛的应用,并成为当前研究的热点。综述了国内外固液双金属复合铸造研究的进展与现状,阐述了固液双金属复合铸造主要的成形工艺方式与应用领域,分析了影响固液双金属复合界面结合品质的主要因素,总结了固液双金属复合界面组织与性能研究的重点与主要结论,最后指出了当前固液双金属复合铸造研究存在的不足及未来的发展方向。     

热处理对消失模铸造镁合金组织及力学性能的影响

对不同热处理工艺条件下消失模铸态镁合金的组织、力学性能进行了系统的研究,结果表明,高温时效沉淀在晶内及晶界处以连续形式析出,而在低温时效时沉淀以不连续形式在晶界形成,并具有糖浆状.经过热处理后合金的综合力学性能有较大幅度的提高,其中高温时效对提高强度及加工硬化率尤为有利.还通过硬度、电阻率测量分别研究了固溶、时效过程动力学.由于原子扩散速度随温度的升高而增大,高温时效(380℃)的硬度峰仅过10 h即出现,而在低温时效(150℃)时经过24 h仍未达到硬度峰.     

退火工艺对Al/Mg/Al复合板组织及界面扩散的影响

通过累积叠轧法制备出Al/Mg/Al三明治复合板,采用超景深光学显微镜、扫描电镜和能谱仪研究了退火工艺对Al/Mg/Al复合板组织和界面扩散动力学的影响。结果表明:退火处理后,Mg层中的剪切带和变形组织消失,晶粒明显长大,且Mg/Al界面原子间的扩散加剧。随着退火温度的升高,扩散层厚度逐渐增加,产生了金属间化合物Al_3Mg_2和Mg_(17)Al_(12)。扩散层厚度受到退火温度和时间的共同影响,退火过程中Mg/Al界面的扩散机制为扩散层厚度以抛物线状的方式生长。     

重力铸造液固双金属复合材料的界面结构与缺陷

通过重力铸造液固结合的方式制备了高铬铸铁和45#钢的复合材料。采用不同工艺参数进行试验．考察了双金属复合的界面结合质量和缺陷，讨论了工艺参数的影响，揭示了双金属冶金结合的界面结构。     

热处理对双液双金属复合铸造颚板齿尖材质的影响

针对颚式破碎机颚板齿尖工作环境恶劣,经常出现脆断、易磨损,以及使用寿命周期短等问题,通过调整热处理工艺参数,利用SEM、维氏硬度计等检测方法,研究了热处理工艺对材料的显微组织和性能的影响.实验结果表明,在奥氏体化温度840℃～900℃范围内,随温度的升高冲击韧性略有下降,硬度下降,但是变化不明显;冲击韧性随等温温度的升高而增加,硬度有所降低;随等温时间的增加,材料硬度减少,其数据相差较大,而韧性随等温时间的增加而增加.热处理工艺为870℃×1.5 h+260℃×60 min时材料具有良好的综合力学性能,这说明不同的热处理工艺对该材料的影响,合适的工艺有助于其力学性能的提高.     

热处理工艺对碳钢/不锈钢双液铸造复合板界面显微组织的影响

通过SEM检测、EDS线扫描分析及能谱点分析,对铸态、淬火态及回火态碳钢/不锈钢双液铸造复合板结合界面的显微组织分别作了观察,并对不锈钢侧的硬度进行测试。结果表明:利用双液铸造复合法生产出的碳钢/不锈钢复合板结合界面组织均匀致密,不锈钢和碳钢两侧元素相互扩散,具有良好的冶金结合层,经1020℃×1 h油淬+400℃×1 h回火处理后,不锈钢侧的硬度超过36 HRC,达到工作需求。     

Cu/Al固液连接界面组织演化的定量分析

采用固-液法快冷成型制备了Cu/Al整体材料。利用SEM,EDS,XRD等分析了Cu/Al界面的微观结构和相组成,基于扩散方程并结合相图定量分析了Cu/Al界面组织演化过程。结果表明：从Cu侧至Al侧,界面依次形成了区域Ⅰ(AlCu+Al2Cu)混合组织,过共晶组织 [Al2Cu+(Al2Cu+α-Al)]的区域Ⅱ和亚共晶组织 [α-Al+(Al2Cu+α-Al)]的区域Ⅲ;随着界面Cu浓度的变化,Al2Cu相具有不同形貌;且各个区域厚度同理论值基本一致。     

高铬铸铁/碳钢双液双金属耐湿磨衬板的消失模复合铸造

矿山用湿式球磨机内衬板的服役条件十分恶劣,传统高锰钢、合金钢材质的衬板寿命普遍低于10个月.基于消失模双液双金属复合铸造技术,成功地开发出耐湿磨的碳钢-高铬铸铁双金属衬板.微观金相显示,材料结合界面呈现犬牙交错状的良好冶金结合;经力学性能测试,硬度HRC＞61,冲击韧性αK＞16 J/cm2,抗弯强度大于1580 MPa.经8个月装机试验,双金属衬板在湿式球磨机的服役环境中,相对耐磨系数是某合金钢衬板的3倍.