铝硅合金变质的研究进展

综述了当前国内外铝硅合金变质处理及其变质机理的研究进展。变质元素Na、Sr、Sb、Ba、Te、Bi、P、S、Ca、As、稀土等已取得了良好的变质效果,通过对比分析其变质机理以及绿色无污染、经济长效等方面的优缺点,比较了这些变质元素单一变质、二元变质和多元变质的优势与局限性,并展望了铝硅合金变质方法的发展趋势。     

铝硅合金精炼提纯多晶硅的研究进展

采用高效节能、环境友好的冶金法提纯多晶硅是光伏产业发展的重要途径之一,具有很强的中国特色。该方法通常结合2个或2个以上冶金步骤实现工业硅的提纯,这些步骤包括湿法提纯、合金法提纯、定向凝固提纯、真空熔炼提纯等。合金法提纯具有操作温度低、设备实现简单、杂质去除效果好等优点,已成为研究的热点。概述了铝硅合金体系精炼提纯原理、提纯过程及提纯效果,总结了近年来采用该方法提纯多晶硅的研究进展,并对其发展进行了预测。     

Zr对过共晶铝硅合金中初生硅组织的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等实验手段,研究了质量分数为1%、3%和5%的Zr对Al-20Si铝合金铸态组织的影响。结果表明,随着Zr质量分数的增加,初生硅颗粒尺寸逐渐变大。加入Zr后,反应生成了AlSi4Zr5,毒化了形核核心,使晶粒长大;同时Zr使初生硅周围分枝状的α-Al"晕圈"形成充分,减小了对初生硅生长的抑制。     

电热铝硅合金的冶炼原理

热力学分析是研究任一冶金过程的第一步,它能确定给定的条件下过程的方向、相的平衡成分以及外界因素对平衡态的影响,从而确定反应产物的最大产率。冶金过程动力学研究反应随时间变化的规律和反应的机理。各种因素对反应速率的影响,得出控制反应速率的方法。     

NdFeB合金相的继承性及其高压成型技术研究

研究了NdFeB合金不同状态下Nd2Fe14B基体相的继承情况,结果表明:Nd2Fe14B相在铸锭中占据主要位置,且形态由于较少受到临近相的影响而更为粗大,整体呈多边形,各边也比较长,其晶粒尺寸达到了50μm左右;烧结态合金中的基体相由于其附近相的影响而不能够自由长大,晶粒尺寸一般为20μm左右;回火对Nd2Fe14B基体相的长大和形状不会有太大影响,高温回火一般在熔点较低的相如富Nd相(655℃)之上,对Nd2Fe14B基体相的表观形状有所影响,而低温回火对基体相的表观形状影响较小。研究了NdFeB合金不同状态下富Nd相的继承情况,结果表明:铸态NdFeB合金Nd2Fe14B基体相晶粒粗大,因此富Nd相沿其边沿分布而显得较小,以细长条状为主,长度可能与Nd2Fe14B基体相晶粒一致,但宽度很小;烧结态合金的富Nd相形状与Nd2Fe14B基体相晶粒之间的空隙形状基本一致;高温回火下富Nd相的形态也会有所改变,使整体微观结构显得更为饱满和完善;低温回火后合金中的富Nd相几乎完全包覆Nd2Fe14B相,界面变得平直并且光滑。研究了NdFeB合金不同状态下富B相的继承情况,结果表明:富B相在整个合金不同状态中变化不大,这种结构在铸锭态合金中即已经形成,尺寸很小,仅为数微米,一般以弥散的质点存在于晶界或者部分Nd2Fe14B四方相晶粒中;富B相的熔点达到了1090℃,因此其在两种回火态合金中均不会发生较大的变化。研究了NdFeB合金不同状态下缺陷相的继承情况,结果表明:缺陷相所占比例仅次于富Nd相,裂纹缺陷主要存在于铸锭态合金中,不会被继承;孔洞缺陷在铸锭态合金中较多,呈长条状,但是在烧结态合金中的形式完全改变,其长宽比例比较接近;烧结态、高温回火态、低温回火态合金中孔洞缺陷比例分别为5.29%、4.03%、3.14%。对比研究了N38、N38H、N38SH、N38UH型NdFeB合金相继承情况,结果表明:烧结态合金中Nd2Fe14B基体相重新组合,晶粒尺寸比铸锭态合金小,形状也更规则;后3种NdFeB合金夹杂缺陷较多,但是在回火工序中,这种缺陷会逐渐减少,其富Nd相较多,形状变化和继承规律相对较复杂。研究了NdFeB磁体制备工艺中的高压成型技术,结果表明:经过0.2GPa、1.8GPa、3.6GPa压制之后,样品的生坯密度分别为4.83g/cm3、6.16g/cm3、6.23g/cm3;磁体密度分别为7.42g/cm3、7.45g/cm3、7.48g/cm3;富Nd相含量分别为13.92%、11.42%、8.75%;与0.2GPa压制的样品相比,1.8GPa、3.6GPa压制的样品的内秉矫顽力分别提高了31.99%和28.93%、磁能积(BH)max分别提高了2.24%和11.94%,维氏硬度先增加了11.17%(1.8GPa),后又减少了7.90%(3.6GPa);压力提高孔洞缺陷数量也相应减少。     

固体雾化铝硅合金的粉末特性

固体雾化是一种新型的制粉方法 ,通过改变雾化介质来改善雾化效果。本文利用固体雾化方法制备了共晶铝硅合金 ,并与在相同条件下的普通气体雾化的同种粉末作了比较 ,发现采用固体雾化法制备的粉末细 ,粒度分布窄 ,冷却速度高     

铝硅合金超塑性研究

本文对 Al—13Si 共晶合金在超塑性变形时产生早期断裂的原因进行了研究。对影响Al—Si 共晶合金断裂的因素——第二相 Si 粒子形状、Si 粒子长大以及 Si 相与α相高温硬度差进行了详细分析。文章揭示出 Al—13Si 共晶合金的超塑性拉伸断裂是外部无颈缩的空洞型断裂。Si 粒子周围产生空洞是由于晶内位错堆积在 Si 粒子周围,造成应力集中,以及 Si 相与α相高温硬度相差悬殊,不能协调变形引起的。第二相 Si 粒子为带有尖角的短棒状,使得空洞沿尖角指向不均匀扩展,导致该合金发生早期断裂。     

稀土对共晶铝硅合金变质行为的探讨

本文用碳酸稀土直接变质共晶铝硅合金,取得了满意的效果。通过对不同变质剂加入量下共晶硅形貌的观察及特定部位的微区成份分析,探讨了稀土变质铝硅合金的机制。要使共晶硅成为密集分枝的扭曲纤维状变质形态,稀土首先要在硅相中触发足够数量的孪晶,并在生长界面前沿造就合适的稀土富集层。     

铸造铝硅合金表面铬酸盐转化膜的制备及其耐蚀性

用正交试验优选出一种适宜的酸性铬酸盐处理工艺,并研究了各种工艺因素对转化膜膜厚及耐蚀性的影响,综合考察和比较了几种典型配方的性能指标,试验结果表明这种工艺提高了铝硅合金的耐点蚀性能。     

铝硅合金金相试样制备技巧

在制备铝硅合金的金相试样时,其磨面易在低压力下出现硅粒脱落的现象,细微划痕很难消除,易造成假象.对铝硅合金金相试样制备的基本操作及常见问题的解决方法进行了分析和总结,以便给理化检验工作者提供参考.     

一种新型高强韧铸造铝硅合金(ZL120)热处理工艺的研究

对一种新型高强韧铸造铝硅合金 (暂名ZL1 2 0 )的T6热处理工艺进行了研究 .对固溶温度Ts、固溶时间ts、时效温度Ta和时效时间ta进行三水平正交试验 ,并测试了该合金在对应处理状态下的力学性能 ,然后根据此结果再进行验证性试验 .结果表明 ,改变这四个参数可得到一系列的性能组合 ,例如 ,热处理工艺为 5 2 0℃× 1 6h+ 60℃水冷 + 1 70℃ × 8h时 ,可获得抗拉强度σb ≥ 40 0MPa和延伸率δ5 ≥ 3 %的力学性能 .     

Microstructure evolution of Al-Mg alloy during solidification under high pressure

The microstructure of Al-21.6Mg alloy solidified under high pressure was investigated. The results show that the amount of β-Al₃Mg₂ phase decreases with increasing pressure and a supersaturated Al(Mg) solid solution is formed under 2 GPa. The distribution of Mg in the solid solution is inhomogeneous, causing peak asymmetry of the XRD patterns under high pressures. The Mg concentration in the interdendritic region extends up to about 30 at.%, which is higher than that in the dendrite. Besides solution treatment, mechanical alloying, mechanical deformation of pre-alloy ingots and rapid solidification, solidification under high pressure is proved to be a new way to prepare supersaturated Al(Mg) solid solution.     

Effect of Alloying Element Antimony on Macrostructural and Microstructural Development in A356 Alloy Directionally Solidified under Unsteady-state Conditions

Microstructure development is well accepted to have a major effect on mechanical properties during its services. One of the most interesting ways to improve mechanical properties is to reduce secondary dendrite arm spacing （SDAS）.SDAS also plays an important role in controlling and providing the well distributed and fine microstructure resulting in better tensile strength and elongation.To reduce SDAS,it is commonly known by increasing cooling rate and increasing interface instability by limited-soluble alloy addition.It is,however, unclear that how both cooling rate and limited-soluble alloy,e.g.Sb,relate to each other.This may be the reason that the limited-soluble alloy may not effectively reduce SDAS.To better understand this phenomenon, influences of Sb on solid/liquid interface instability using columnar to equiaxed transition （CET） were studied in the directionally solidification experiment.From macrographs and micrographs,it was observed that at 0.06-0.18 wt pct Sb the CET min,CET max,CET zone and %CET area gradually increased.The increases of CET max and CET zone in samples with 0.06 to 0.18 wt pct Sb addition results from recalesced zone.On the other hand,the variations of CET max and CET zone in samples with 0.24 to 0.30 wt pct Sb results from equiaxed grain formations that prohibit the growth of columnar grain and latent heat from intermetallic phase solidified.     

高压高产含硫气井测试技术及应用

川东北海相气藏埋藏深、温度压力高、普遍含硫、平面及纵向产量变化大,测试工艺复杂,面临井下工具受限、井下事故复杂、井控及环境污染风险大等难题。在川东北高含硫气井测试实践与经验基础上,形成了高压高产含硫气井测试技术。形成了三类六套APR射孔—酸压—测试联作短期测试管柱;管柱力学分析、多级压力控制、国产抗硫及复合地面流程等测试配套工艺满足各类测试要求;以压井、防喷、防漏为主的测试应急方案及措施确保了作业安全。该技术在YB1-侧1,YB12,HB1-1D等井中成功应用,为该类气田勘探开发的顺利进行提供了技术支撑。     

大直径泥水盾构带压进仓地层加固及保压技术

通过对北京铁路地下直径线带压进仓换刀工程实例的分析,探讨了注浆加固及桩基加固在地层加固中的应用,分析了带压进仓的漏气原因并采取相应的应对措施,保证了盾构的正常施工。     

热力学深过冷熔体凝固组织非平衡效应的研究进展

热力学深过冷熔体的凝固是远离平衡的快速凝固,其凝固机制和凝固组织表现出与传统凝固不同的特点。热力学深过冷熔体凝固的非平衡效应主要表现在晶粒尺寸细化、亚稳相析出、调幅(Spinodal)分解、形成块体非晶等几个方面。在这些方面进行的探索与研究对研发新型高性能材料具有重要的理论意义和实用价值。近年来相关的研究发展较快。对在晶粒细化机制、亚稳相析出机制、调幅分解现象以及大块非晶的形成等方面研究的新进展进行了综述和分析。     

乱层石墨结构的硼碳氮化合物在高温高压下的晶化与分相

以硼酸和三聚氰胺为原料,采用化学法制备了乱层石墨结构的B-C-N化合物.在5.5GPa、800～1500℃条件下对该化合物进行了高温高压处理.采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)以及电子能量损失谱(EELS)对所制备的样品进行了结构、形貌和成分分析.研究结果表明:在5.5GPa压力下,随着温度的升高,B-C-N化合物逐渐由乱层石墨结构转变为六方结构,在1200℃时,得到了结晶较好的六方B-C-N化合物,同时样品中含有少量的六方BN和非晶C.当温度高于1400℃,B-C-N化合物完全分解成六方BN和石墨.     

Effects of a high-gradient magnetic field on the migratory behavior of primary crystal silicon in hypereutectic Al–Si alloy

The migration of primary Si grains during the solidification of Al–18 wt%Si alloy under a high-gradient magnetic field has been investigated experimentally. It was found that under a gradient magnetic field, the primary Si grains migrated toward one end of the specimen, forming a Si-rich layer, and the thickness of the Si-rich layer increased with increasing magnetic flux density. No movement of Si grains was apparent under a magnetic field below 2.3 T. For magnetic fields above 6.6 T, however, the thickness of the Si-rich layer was almost constant. It was shown that the static field also played a role in impeding the movement of the grains. The primary Si grains were refined in the Si layer, even though the primary silicon grains were very dense. The effect of the magnetic flux density on the migratory behavior is discussed.     

离心压力和冷却速度对AZ91镁合金凝固组织的影响

旨在优化AZ91镁合金凝固组织,通过OM和XRD设备研究了不同离心压力和冷却速度对AZ91镁合金凝固组织演变的影响,结果表明,随着离心压力的增大,合金晶粒尺寸细化,第二相β(Mg12Al17)析出量减少,不保温试样,β相形态由粗大连续网状向细小断续状转变,保温试样,β相为粒状弥散分布晶内,压力增大,颗粒数量减小,粒径细化.同等凝固压力下,增大冷速,一次β相析出量增多,二次β相析出量减少.XRD分析表明,增大离心压力β相峰值略微减弱,α-Mg的晶格常数减小.     

新型高密度合金的组织与性能

基于面心立方固溶体结构和时效强化机理,设计出一种新型高密度合金NiW750。利用SEM,TEM对合金微观组织进行观察,采用分离式Hopkinson压杆实验研究合金在动态压缩条件下的特点,并将此合金与其领域常用材料超高强度钢G50及钨合金93WNiFe进行对比。结果表明:NiW750合金在3种材料中综合性能最好。在750℃/5h时效后,合金抗拉强度可达1746MPa,冲击韧度( a kU )可达113J/cm^2。在动态加载条件下,材料存在应变率硬化效应,其动态流变应力可达到2250MPa左右。试样在与中心轴线成45°方向形成绝热剪切带,在应变率约5500s -1 条件下,带宽80~150μm,过渡区较宽,避免材料剪切断裂过早出现。