Al-5Ti-1B、Ce复合添加对铸造铝合金组织和性能的影响

通过复合添加Al-5Ti-1B和Ce,研究Al-5Ti-1B含量对A356.0铝合金组织和性能的影响。结果表明:添加Al-5Ti-1B后,α-Al的二次枝晶间距、共晶硅的平均等效直径均降低,而共晶硅圆整度提高。随Al-5Ti-1B添加量增加,α-Al的二次枝晶间距、共晶硅的平均等效直径和圆整度均先减小后增大,而合金伸长率则先提高后降低。此外,加入适量的Al-5Ti-1B有效促进Ce与Fe形成α-AlSiFeCeMg汉字状富铁相。当Al-5Ti-1B质量分数为0.25%时,合金的综合组织力学性能最佳。α-Al的二次枝晶间距、共晶硅等效直径较未添加时分别降低6.2%和15.1%,而共晶硅圆整度和伸长率分别提高25.4%和42.4%。     

微量Sc对Al-Cu-Li-Zr合金组织与性能的影响

研究了微量Sc对Al-3.5Cu-1.5Li-0.12Zr合金微观组织和拉伸性能的影响。结果表明:在Al-3.5Cu-1.5Li-0.12Zr合金中加入0.10%(质量分数)的Sc消除了合金铸态枝晶组织,有效地抑制了再结晶的发生,具有一定的强化作用和明显的增塑效应;添加0.25%(质量分数)的Sc显著细化合金铸态的晶粒组织,促进了合金固溶过程中再结晶的发生,从而降低了合金的强度。     

大塑性变形AZ31-1%Si-0.5%Sb合金组织与力学性能

研究大塑性变形对AZ31-1%Si-0.5%Sb合金组织和性能的影响,探讨基体组织和Mg2Si颗粒的细化机制。AZ31-1%Si-0.5%Sb合金铸态组织由α-Mg、β-Mg17Al12和Mg2Si组成。正挤压变形可以细化合金微观组织,基体晶粒约为2μm,正挤压提高AZ31-1%Si-0.5%Sb合金力学性能。往复挤压4道次后再进行正挤压,得到4μm晶粒细小均匀分布的等轴晶组织,抗拉强度、屈服强度、延伸率及硬度较单次正挤压态分别提高了21.8%、19.8%、43.6%和21.5%。力学性能的提高得益于基体组织、Mg2Si和β-Mg17Al12的进一步细化。     

喷射沉积Mg-9Al-4.5Ca合金的显微组织和力学性能研究

通过金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、拉伸试验机对喷射沉积工艺制备的Mg-9Al-4.5Ca锭坯沉积态和挤压态的显微组织、相组成与力学性能进行研究。结果表明:喷射沉积Mg-9Al-4.5Ca合金的组织较常规铸态细小,经热挤压加工后组织进一步细化,沉积态合金的组织为等轴晶,晶粒度为3～5μm;沉积坯的相组成为α-Mg、Al2Ca、Mg2Ca、Ca2Mg6Zn3和MgZn2,经热挤压后相组成转变为α-Mg、Al2Ca、Mg2Ca、Mg17Al12和MgZn2;合金挤压态的力学性能较常规变形镁合金MB7有显著提高,抗拉强度、屈服强度、延伸率分别为470MPa、390MPa、8%。合金的强化机制主要为细晶强化,固溶强化和弥散强化。     

20Mn2钢中添加ZrC粒子获得超细晶粒的研究

在 2 0Mn2钢熔炼过程中加入一定体积分数和一定粒径的ZrC粒子以起形变核心和再结晶核心作用 ,利用大轧制变形加速奥氏体和铁素体晶粒发生再结晶而细化晶粒 ,分析了ZrC粒子对晶粒细化的作用以及合金元素和轧制变形对力学性能的影响。试验结果表明 ,试验钢晶粒尺寸被细化到 1～ 2 μm。与 2 0Mn2钢相比 ,S1钢淬火态抗拉强度和屈服强度分别提高 131.8%和 187.0 % ,2 0 0℃ 2 0 0min低温回火态分别提高 110 .6 %和 16 3.8% ,同时 ,延伸率也有所提高 ;S2钢油淬态的抗拉强度和屈服强度分别提高为 34.2 %和 39.9% ,钢S2油淬低温回火态分别提高了 2 9.9%和 35 .0 % ,与 2 0Mn2钢的塑性指标相比 ,油淬及低温回火态延伸率分别提高了 90 %和 111%。     

Zr含量对6061铝合金铸态组织及力学性能的影响

利用坩埚炉制备不同Zr含量的6061铝合金,研究Zr对合金铸态组织和力学性能影响。结果表明:Zr的加入可细化6061铝合金晶粒,随Zr的增加,合金晶粒度先增加后降低,在Zr的质量分数为0.3%时,晶粒度近似达到6级;Zr对6061铝合金的抗拉强度和硬度有一定影响,随Zr含量的增加,合金的抗拉强度和硬度先提高后降低;当Zr的质量分数为0.3%时,合金的抗拉强度和硬度达到最大值,分别为164 MPa和59.8HB。     

Mg-14Zn-5Al合金原始组织对其部分重熔行为的影响

用圆锥铜模制备不同冷却速率下Mg-14Zn-5Al合金的铸态试样,研究冷却速率对合金的铸态组织以及不同原始铸态组织对其部分重熔行为的影响。结果表明:随着冷却速率的减慢,Mg-10Zn-5Al合金的铸态组织经历了细小的枝晶→粗大枝晶→等轴晶的过程;由枝晶向等轴晶转变的原始组织经部分重熔后,其平均晶粒尺寸呈先增大后减小再增大的变化趋势,其圆整度呈先减小后增大的变化趋势,固相率变化不大;当原始组织以细小的等轴晶为主时,其重熔后的组织较好,此时Mg-14Zn-5Al合金的平均晶粒尺寸为44.5~48.6μm,圆整度为1.32~1.43,固相率在60%左右。     

稀土Sc和高强超声振动对A380合金的作用及机理

在A380合金中添加质量分数为0~0.5%的稀土Sc进行高强超声振动,研究Sc及高强超声振动对A380合金显微组织和力学性能的影响及作用机理。结果表明:加入Sc及高强超声振动可以使A380合金显微组织中的初生α相明显细化,由粗大的树枝晶变为细小、无定向的枝晶,并且形态变为圆整;Sc质量分数为0.3%时,对α相的细化效果最佳,Sc与高强超声振动还使A380合金显微组织中的共晶Si和Al3Fe Si2相尺寸显著减小,由粗大的针片状变为蠕虫状和点状;Sc质量分数为0.3%的A380合金铸造状态下的抗拉强度、伸长率、硬度分别为299 MPa、3.68%、104BHN,高强超声振动作用下则分别为314 MPa、3.7%、109BHN,此时,单位面积晶粒数量最多。     

热轧对挤压态Mg-8.3Gd-2.6Y-0.4Zr镁合金组织及力学性能的影响

利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X线衍射分析(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、背散射电子衍射分析(EBSD)、显微维氏硬度和拉伸试验等测试方法对预挤压Mg-Gd-Y-Zr合金板热轧后的显微组织和力学性能进行研究。挤压板在热轧过程中发生连续动态再结晶,晶粒尺寸由挤压态的18μm细化至13.5μm,增强细化强化效果。相比于挤压态,轧制态合金的(0002)基面织构增强,强化织构强化效果。同时轧制态合金中Mg5(Gd,Y)动态分解相体积分数有所增加,增强第二相粒子强化效果。在三者的综合强化作用下,较挤压态合金沿挤压方向(ED)的抗拉强度(UTS)为312 MPa、屈服强度(TYS)为213 MPa,轧制态合金沿轧向(RD)的抗拉强度(UTS)和屈服强度(TYS)得以提高,分别为342、264 MPa,伸长率(EL)也由挤压态的6.6%增加至9.5%。轧制态合金经过200℃时效55 h后,合金抗拉强度和屈服强度分别提高至421 MPa和351 MPa,伸长率降低至3.3%。     

Ce对空气电池用多元铝合金综合性能影响

向Al-5Zn-1Mg-0.1Ga-0.1Sn-0.05Mn母合金掺杂不同含量稀土Ce,通过金相分析、电化学测试及腐蚀形貌分析等研究合金在摩尔浓度为4 mol/L的NaOH溶液中的电化学性能。结果表明:当添加质量分数为0.3%的Ce时,合金晶粒最细小,第二相粒子分布细小均匀。Ce提高阳极活性,降低合金自腐蚀反应速率,合金的电化学性能最佳。添加Ce抑制合金在摩尔浓度为4 mol/L的NaOH溶液中的不均匀腐蚀,更趋于均匀腐蚀。Al-5Zn-1Mg-0.1Ga-0.1Sn-0.05Mn-0.3Ce具有最佳综合性能,适合作碱性电解质中铝-空气电池阳极合金。     

激光表面熔凝对铝-硅共晶合金组织与性能的影响

本文利用大功率CO_2连续式激光器,研究了Al-12.7％S_1共晶合金表面快速熔凝处理的组织与性能。试验结果表明,激光功率密度与激光扫描速度,对Al-Si合金表面熔凝层的组织细化具有重要作用。在快速熔凝条件下,其熔凝表层为极细的α+(α+Si)亚共晶组织,次表层为具有方向性分布的柱状树枝晶组织。由于表层组织的细化,使其显微硬度得到明显提高(由HV50→HV90),而耐磨性与未经处理的铸态组织相比、可提高一倍以上。     

Al-Mg-Mn-Sc-Zr合金中Al3(Scx,Zr1-x)粒子的形成机制研究

用水冷铜模激冷铸造制备Al-5.8Mg-0.4Mn-0.25Sc-0.1Zr合金.用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)和金相显微镜(OM)研究合金中Al3(Scx,M1-x)第二相粒子的存在形式和形成机制.结果表明:Al-5.8Mg-0.4Mn-0.25Sc-0.1Zr合金在急冷铸造条件下,合金中的Sc和Zr主要以固溶形式存在于α(Al)基体中,透射电镜和扫描电镜下很难观察到这些粒子存在.初生Al3(Scx,M1-x)粒子对铸态晶粒具有细化作用,晶粒尺寸可细化到10～20μm.铸态合金经550℃退火20 h后析出大量次生Al3(Scx,M1-x)粒子,这些粒子呈内部富Sc,外部富Zr的复合结构.该结构的形成一方面是由于Sc在铝合金基体中的原子扩散速率比Zr大;另一方面,通过形成这样的结构可降低界面能.     

混合稀土对AZ80镁合金显微组织和力学性能的影响

利用XRD衍射分析仪、光学显微镜、扫描电子显微镜、万能拉伸试验机、透射电子显微镜等仪器设备研究低含量混合稀土对AZ80镁合金力学性能和显微组织的影响。结果表明:随着混合稀土含量的增加晶粒不断细化,生成的板条相Al11RE3(RE代表Ce和La)也逐渐增加,在热变形过程中阻碍位错和晶界的运动,强化合金的力学性能,其中稀土的质量分数为0.15%的合金具有最佳的力学性能;该合金挤压态下的抗拉强度为320 MPa,屈服强度为221 MPa,伸长率为16%;在175℃时效16 h的条件下,材料达到峰时效,合金性能得到进一步的提高,抗拉强度为354 MPa,屈服强度为246MPa和伸长率为9.4%。     

Sr对挤压态AZ31微观组织及力学性能的影响

制备不同Sr含量的挤压态AZ31-xSr(x=0,0.4%,0.8%,1.2%)合金试样,采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、材料试验机等观察、测试合金的微观组织和力学性能。结果表明:未添加Sr的AZ31镁合金挤压变形后有相当部分的晶粒呈长条状分布而未发生动态再结晶,晶粒尺寸较大;添加少量的Sr可细化挤压态AZ31合金的组织。随着Sr含量的增加,室温和高温力学性能呈先升后降趋势,最高点在Sr的质量分数为0.8%;与无Sr的AZ31合金相比,室温和150℃时的抗拉强度提高约11.5%,15.7%,屈服强度提高约14.9%,40.2%。     

Mg-4Y-2.5Nd-0.6Zr合金微观组织及力学特性的研究

利用光学显微镜、XRD衍射分析仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、万能拉伸试验机等仪器设备研究了Mg-4Y-2.5Nd-0.6Zr合金铸态、固溶态和峰时效态的微观组织、室温和高温力学特性及断裂行为。结果表明：合金的铸态组织主要由α-Mg、Mg41Nd5和Mg24Y5组成;经固溶处理,共晶组织完全溶入基体,仅残余方块相Mg24Y5;再经时效处理,晶内弥散析出大量β″和β′相,有效强化了合金,对应的室温抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为292、215 MPa和4%;随着拉伸温度的提高,峰时效态合金的强度逐渐降低、伸长率逐渐增加,室温断裂类型为解理断裂,而250℃的断裂方式表现为准解理断裂。     

累积复合轧制不锈钢钢板的组织和性能

采用累积复合轧制技术(ARB)成功制备2、4、8、16层不锈钢钢板,通过对不同道次金属材料的测试和分析。结果表明:随累积变形量的增加,材料组织显著得到细化,材料的抗拉强度、硬度提高和界面结合强度的增强,如经过ARB4道次后,试样晶粒直径达到1~2μm,抗拉强度提高了约1倍;材料延伸率随着ARB累积变形量的增加显著下降,ARB4道次后其断后伸长率仅为5.8%。     

Mg-4Y-2.5Nd-0.6Zr合金微观组织及力学特性的研究

利用光学显微镜、XRD衍射分析仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、万能拉伸试验机等仪器设备研究了Mg-4Y-2.5Nd-0.6Zr合金铸态、固溶态和峰时效态的微观组织、室温和高温力学特性及断裂行为。结果表明:合金的铸态组织主要由α-Mg、Mg41Nd5和Mg24Y5组成;经固溶处理,共晶组织完全溶入基体,仅残余方块相Mg24Y5;再经时效处理,晶内弥散析出大量β″和β′相,有效强化了合金,对应的室温抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为292、215 MPa和4%;随着拉伸温度的提高,峰时效态合金的强度逐渐降低、伸长率逐渐增加,室温断裂类型为解理断裂,而250℃的断裂方式表现为准解理断裂。     

含B的高性能Ti合金

<正>世界专利WO2007142837中公布了美国FMW复合材料系统股份有限公司研制的高强度、高刚性、延性Ti合金。研究人员通过向Ti-6Al-4V等合金中添加不超过共晶浓度(～2%(质量分数))的B元素来提高合金的强度、刚性,但不降低合金的延展性。合金中     

Ti-12Nb-12Zr-2Mo合金铸件微观组织与性能研究

采用水冷铜坩埚真空感应熔炼炉及氧化锆陶瓷壳型,制备Ti-12Nb-12Zr-2Mo合金人体假肢关节精密铸件,分别进行真空退火和淬火处理。利用光学显微镜XRD,TEM观察和分析微观组织,在25,0,-25,-50 ℃下测试材料抗拉性能和弹性模量。结果表明：铸态和退火状态下合金的组织均为α+β相组成,淬火状态下合金组织由β+α′相组成。室温下铸态合金具有较高的抗拉强度和伸长率,淬火处理使强度增加、伸长率降低;随着试验温度的降低合金的强度升高,伸长率降低,弹性模量保持在70~73 GPa。     

添加Cu和T6下Mg2Si/Al复合材料的组织与性能

采用铸造法制备原位自生亚共晶Al-10Mg₂Si复合材料,研究Cu和T6热处理对该复合材料组织与力学性能的影响。结果表明:适量Cu的添加能显著减小共晶Mg₂Si相晶粒尺寸,使其晶体结构由粗大的长条状和汉字状转变为细小的条状和纤维状;同时使针状的β-Al₅Fe Si相转变为细小的不规则富Cu颗粒。经T6热处理后,质量分数为1.5%的Cu复合材料中的共晶Mg₂Si相完全球化。质量分数为1.5%的Cu添加同时提高了材料铸态下的抗拉强度(R_m)、屈服强度(R_p0.2)和伸长率(A),达317、169 MPa和2.3%,比未添加Cu提高了42.2%、24.3%和53.3%;经T6热处理的R_m和R_p0.2值分别增至332、181 MPa,而A值保持不变。同时,材料由脆性断裂完全转变为韧性断裂。