铸造Al-Si基合金中Mg和Cu的硬化作用分析

分析了铸造Al-Si合金中加入元素Mg和Cu对合金的固溶强化和时效硬化能力的影响.试验结果显示元素Cu对α(Al)基体具有很强的固溶强化作用,但不含Mg的合金时效硬化能力较低;元素Mg对Al基体的固溶强化作用很小,但元素Mg的加入使合金具有很强的时效硬化能力;在Al-Si合金中共同加入元素Cu和Mg使合金具有很强的固溶时效硬化能力.通过时效组织分析,对合金的时效硬化能力与时效组织的相关性进行了讨论.     

含Si量对Mullite纤维/Al-Cu-Si复合材料及其基体合金时效行为的影响

用挤压铸造方法制备了Mullite/Al Cu Si复合材料。用硬度 (HB)测试仪、差示扫描量热仪 (DSC)和显微镜研究含Si量变化和Mullite纤维对Al Cu Si合金时效硬化行为的影响 ;元素Si、Mullite纤维以及二者同时存在对Al Cu Si合金时效析出序列的影响。结果表明 :Si和Mullite纤维明显抑制了Al Cu合金GP区的形成 ;随着含Si量增加 ,Al Cu Si合金的时效硬化过程加快 ;Mullite纤维对Al Cu和Al Cu Si合金的时效硬化过程都具有加速作用 ,同时提高了基体合金的时效硬度 ,但相对而言 ,Mullite纤维对无Si的Al Cu合金的时效硬化加速作用更为明显一些。     

Al-Si-(Cu,Mg)合金时效析出相分析

测定了Al-7Si-0.3Mg和Al-4.5Cu合金的时效硬化曲线,结合DSC分析、TEM分析和金相组织分析,研究了两种合金的时效析出过程.结果表明:两种合金的时效硬化曲线均出现了“双峰”现象,第二个峰稍大于第一个峰.两种合金首先发生过饱和固溶体向GP区转化,然后发生GP区向θ(Al2Cu)转化或者是GP区向β(Mg2Si)转化的过程.Al-7Si-0.3Mg合金在时效4h后的析出相是Mg2Si,Al-4.5Cu合金时效析出相是Al2Cu相.     

海外文献速报

20 0 3 0 60 1　HeibergG ,NogitaK ,BaanesMetal.亚共晶Al Si合金中Mg ,Fe ,Cu对共晶凝固的影响 .Giesserei Praxis ,2 0 0 2 ( 12 ) :43 9～ 44 7A3 5 6及A3 19类亚共晶Al Si铸造合金 ,具有较高的工业使用价值。该类合金大多数用于汽车制造中的重要构件如轮毂等 ,既有高的力学性能也有良好的铸造性能。试验用的合金成分中 ,除亚共晶Al Si合金外 ,还对Al Si Mg合金中Mg的质量分数增加到 0 .6% ,及Al Si Cu合金中的Cu的质量分数增加到3 .15 %作了试验。在 3 5 6合金中Fe的质量分数 0 .0 7% ,Mg的质量分数为 0 .3 5 % ,Cu的质量…     

Al和Si对热浸Zn-Al-Mg合金镀层组织和耐腐蚀性的影响

采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪、透射电子显微镜、全浸腐蚀及中性盐雾腐蚀试验等方法,对比研究Zn-0.5Al-1.5Mg、Zn-2Al-1.5Mg和Zn-2Al-1.5Mg-0.3Si(质量分数,%)合金镀层的组织与性能,探讨Al和Si对热浸Zn-Al-Mg合金镀层组织和耐腐蚀性能的影响。结果表明:三合金镀层的组成相是Zn相、Al相和Mg Zn2相;Zn-0.5Al-1.5Mg合金镀层由块状富Zn相和晶界Zn+MgZ n2二元共晶组织组成,Zn-2Al-1.5Mg合金镀层由块状富Zn相和晶界Zn+Al+MgZ n2三元共晶组织组成,Zn-2Al-1.5Mg-0.3Si合金镀层由块状富Zn相、晶界Zn+Al+Mg Zn2三元共晶组织和针状相Mg2Si组成;Al、Mg和Si主要分布在晶界,Al和Si有细化镀层晶粒作用,添加Si能提高Zn-Al-Mg合金镀层的耐腐蚀性能。     

Zn、Mg、Cu和Fe对Al-Ni共晶铸造合金组织与性能影响

为开发以Al-Ni共晶体系为基础的铸造铝合金,采用砂型铸造、挤压铸造工艺,对比研究了Zn、Mg、Cu和Fe等元素对Al-Ni合金的微观组织、热分析曲线和力学性能的影响。研究发现,Zn、Mg加入到Al-Ni合金中形成了具有时效强化作用的Al_2Mg_3Zn_3、MgZn_2相,而不与Ni反应形成新的第二相;Cu、Fe分别与Ni反应形成了大量的Al_3CuNi相、Al_9FeNi相。Zn、Mg和Cu的加入减少了共晶相的数量,增大了凝固区间,使Al-Ni合金的铸造性能下降,而Fe的加入缩小了凝固区间,使Al-Ni合金的铸造性能提高。对比力学性能发现,Zn、Mg是Al-Ni合金中最有效的强化元素,优于Cu、Fe。     

固溶处理对挤压铸造Al17.5Si4Cu0.5Mg0.1Mn合金显微组织及硬度的影响

研究了固溶处理温度和固溶处理时间对挤压铸造Al17.5Si4Cu0.5Mg0.1Mn合金显微组织及硬度的影响。结果表明:固溶处理后合金的显微组织得到明显改善,硬度大幅度提高。随着固溶温度的增加,共晶Si相逐渐粒化,合金的布氏硬度值逐渐增加,当固溶温度为525℃时,共晶Si相形貌相对圆整,合金具有最大布氏硬度值;随着固溶时间的延长,合金显微组织中的共晶Si相发生熔断、粒化、粗化现象,合金的布氏硬度呈现先上升后下降的趋势,当固溶时间为6 h时,合金的布氏硬度达到最大值HB 124。试验得到的挤压铸造Al17.5Si4Cu0.5Mg0.1Mn合金的最佳固溶处理工艺为525℃,保温时间为6 h。     

Al-5Mg-0.8Mn合金的凝固组织研究

通过重熔-凝固试验,研究了接近AA5083合金成分的Al-5Mg-0.8Mn合金的凝固组织。结果表明:Fe和Si元素对Al-5Mg-0.8Mn有重大影响,促进了金属间化合物Al_6(Fe,Mn)和Mg_2Si的形成。当Fe、Si含量很低时,Al-5Mg-0.8Mn合金的凝固组织非常简单,只是在α-Al基体上零星散落着一些细小的Al_6(Fe,Mn)共晶相。当Fe、Si含量较高时,合金中不但出现了大量粗大的Al_6(Fe,Mn)和Mg_2Si共晶相,而且,共晶相Al_6(Fe,Mn)呈现多种不同的形态,而Mg2Si相主要呈汉字状。     

含Er和Zr元素的Al-Mg-Si合金板材时效析出与强化行为

通过研究热处理工艺对Al-Mg-Si-Zr-Er合金组织与性能的影响,确定了合金板材的峰时效热处理工艺,探讨了合金的析出与强化行为。研究结果表明:540℃固溶1 h后,合金板材的析出相得到充分溶解,再结晶组织也未发生明显粗化;时效时,合金的析出相主要为Mg2Si、Al Cu Mg Si(Q相)和Cu Al2等;Er和Zr元素的加入促进了β″相析出,并使β″相变得更为细小弥散,从而缩短了时效时间,提高时效强化效果;合金的峰时效工艺为540℃固溶1 h,180℃时效5 h;合金的时效强化是位错切过机制和绕过机制的综合作用;合金的较高强度源于合金凝固组织细化、Al3(Er,Zr)粒子的弥散强化以及Er和Zr元素的加入促进β″相析出细化等共同作用的结果。     

快速凝固Al-21Si-0.8Mg-1.5Cu合金时效析出行为

利用单辊旋转甩带法制备快速凝固过共晶Al-21Si-0.8Mg-1.5Cu合金条带,并对其进行时效处理,采用扫描电镜、透射电镜及XRD技术对快速凝固组织特征进行了表征,研究了时效温度对合金组织及硬度的影响.结果表明:在快速凝固条件下,试验合金中初生硅相的形核和析出受到抑制,α相领先析出,合金元素Cu、Mg全部固溶在过饱和α-Al固溶体中;大量的Si过饱和固溶于α中,其余部分以羽毛针列状共晶形式析出,形成微纳米级亚稳的亚共晶结构.时效处理时,随着时效温度的升高,硅元素从基体中脱溶析出并逐渐聚集长大,形成微小颗粒弥散基体之上;试验合金的显微硬度也发生了变化,出现时效硬化现象.     

Ni,Mn对Al—Si—Cu—Mg系合金磨损失效机制的影响

采用快速磨损试验机进行耐磨性试验,并通过微区成分分析,图像分析、光学显微镜及扫描电镜分析探讨了Ni,Mn对Al-Si-Cu-Mg系合金组织及二体磨损条件下磨损失效机制的影响,在二体干摩擦条件下,Al-Si-Cu-Mg系合金的磨损失效机制为犁削磨损和表层剥落磨损,添加合金元素Ni后,组织中出现Al34Cu28Ni38化合物,磨损失效以表层剥落为主;添加合金元素Mn后,组织又出现了Al50Si4Cu9Ni26Mn5化合物,磨损失效以犁削磨损为主。     

双重时效的低温形变热处理对Al-Mg-Si-RE合金力学性能的影响

研究了双重时效的低温形变热处理（ＬＴＨＴ）对ＡｌＭｇＳｉＲＥ合金力学性能的影响。双重时效的低温形变热处理使ＡｌＭｇＳｉＲＥ合金获得抗拉强度σｂ＝３５０ＭＰａ,σ０．２＝２９１ＭＰａ和延伸率δ＝６％的最佳综合力学性能。显然用这种处理工艺比用固溶淬火＋时效的普通热处理工艺优越。研究表明,双重时效的低温形变热处理是有效提高ＲＥＡｌ合金强度的一种值得推广的工艺。     

Effect of Be on aging behavior of an Al-Si-Cu-Mg cast alloy

The effect of Be addition on the aging behavior of UNS 03370 (Al11Si3Cu0.3Mg) was investigated by micro-hardness measurement, differential scanning calorimetry (DSC) and transmission electron microscope (TEM) analysis. Age hardening analysis shows Be additions to an Al11Si3Cu0.3Mg alloy accelerates the age hardening rate and increases the peak hardness by 15 HV during aging at 160°C. DSC shows that Be additions lead to an endothermic peak corresponding to the dissolution of Gunier Preston zones (GP I) disappear with exothermic peaks corresponding to precipitation of GP II zones and the λ′ and/or ϑ′ phases shift to low temperature. DSC and TEM analyses show that GP II zones are more effective than λ′ and/or θ′ on hardening the alloy, and Be addition increases the homogeneous nucleation density of GP II zones. The possible Be atoms participating in the precipitation process during aging and the high Be-vacancy binding energy can explain the effect of Be on aging behavior of Al11Si3Cu0.3Mg alloy.     

Determining hot cracking index of Al–Si–Cu–Mg casting alloys calculated using effective solidification range

The possibility of determining the hot cracking index using the calculated value of the effective solidification range is investigated for multicomponent cast aluminium alloys based on the system Al–Si–Cu–Mg with Mn, Ni, Fe and Zn additives. The upper limit of the effective solidification range was calculated as the temperature of formation of 65 wt-% solid phase using Sheil model. The linear relationship of the hot cracking index and the effective solidification range in the industrial and experimental multicomponent alloys based on the Al–Si–Cu–Mg system is demonstrated.     

Mn元素在7A99铝合金中微观组态分布的研究

通过半连续铸造方式向7A99铝合金中添加0.4％Mn(质量分数)元素,采用SEM、TEM、HRTEM与三维原子探针(3DAP)开展Mn元素在7A99铝合金铸锭、均匀化以及固溶时效过程中的微观组态分布的研究.结果表明,Mn元素在7A99铝合金铸锭中主要以晶界处鱼骨状的含AlZnMgCuMn的MgZn2型非平衡共晶化合物形...     

铝合金在海洋环境中的腐蚀研究(Ⅱ)--海水全浸区16年暴露试验总结

总结了铝合金在青岛海域海水全浸区暴露16年的腐蚀结果，防锈铝LF2Y2，LF6M（BL），F21M，180YS在海水全浸区有好的耐蚀性，工业纯铝L4M，锻铝LD2CS的耐蚀性较差，无包铝层的硬铝LY12CZ和超硬铝LC4CS在海水中的耐蚀性很差，硬铝，超硬铝的包铝层起牺牲阳极作用，使基体受到保护，海生物污损对铝合金在海水中的腐蚀有明显影响，镁、锰能提高铝的耐海水腐蚀性，硅明显降低铝的耐蚀性，铜严重损害铝的耐蚀性，腐蚀电位较负的铝合金耐海水腐蚀性较好，腐蚀电位较正的铝合金耐海水腐蚀性较差。     

Microstructural evolution of direct chill cast Al-15.5Si-4Cu-1Mg-1Ni-0.5Cr alloy during solution treatment

Heat treatment has important influence on the microstructure and mechanical properties of Al-Si alloys. The most common used heat treatment method for these alloys is solution treatment followed by age-hardening. This paper investigates the microstructural evolution of a direct chill (DC) cast Al-15.5Si-4Cu-1Mg-1Ni-0.5Cr alloy after solution treated at 500, 510, 520 and 530℃, respectively for different times. The major phases observed in the as-cast alloy are α-aluminum dendrite, primary Si particle, eutectic Si, Al7Cu4Ni, Al5Cu2Mg8Si6, Al15(Cr, Fe, Ni, Cu)4Si2 and Al2Cu. The Al2Cu phase dissolves completely after being solution treated for 2 h at 500℃, while the eutectic Si, Al5Cu2Mg8Si6 and Al15(Cr, Fe, Ni, Cu)4Si2 phases are insoluble. In addition, the Al7Cu4Ni phase is substituted by the Al3CuNi phase. The α-aluminum dendrite network disappears when the solution temperature is increased to 530℃. Incipient melting of the Al2Cu-rich eutectic mixture occurrs at 520℃, and melting of the Al5Cu2Mg8Si6 and Al3CuNi phases is observed at a solution temperature of 530℃. The void formation of the structure and deterioration of the mechanical properties are found in samples solution treated at 530℃.     

铝合金在海洋环境中的腐蚀研究（Ⅰ）：——海水潮汐区16年暴露试验总结

总结了铝合金在青岛海域海水潮汐区暴露16年的腐蚀试验结果，防锈铝LF2Y2、LF6M（BL）、F21M、180YS在海水潮汐区有好的耐蚀性，工业纯铝L4M、锻铝LD2CS的耐蚀性较差，硬铝LY11CZ（BL）、LY12CZ（BL）和超硬铝LC4CS（BL）的包铝层起着牺牲阳极作用，使基体受到保护，海生物污损对铝合金的腐蚀有明显影响，镁，锰能提高铝在海水潮汐区的耐蚀性，硅明显降低铝的耐蚀性，铜严重损害铝的耐蚀性。     

Microstructure and mechanical properties of Cu/Al joints brazed using (Cu,Ni, Zr,Er)-modified Al—Si filler alloys

To design a promising Al—Si filler alloy with a relatively low melting-point, good strength and plasticity for the Cu/Al joint, the Cu, Ni, Zr and Er elements were innovatively added to modify the traditional Al—Si eutectic filler. The microstructure and mechanical properties of filler alloys and Cu/Al joints were investigated. The result indicated that the Al—Si—Ni—Cu filler alloys mainly consisted of Al(s,s), Al₂(Cu,Ni) and Si(s,s). The Al—10Si—2Ni—6Cu filler alloy exhibited relatively low solidus (521 °C) and liquidus (577 °C) temperature, good tensile strength (305.8 MPa) and fracture elongation (8.5%). The corresponding Cu/Al joint brazed using Al—10Si—2Ni—6Cu filler was mainly composed of Al₈(Mn,Fe)₂Si, Al₂(Cu,Ni)₃, Al(Cu,Ni), Al₂(Cu,Ni) and Al(s,s), yielding a shear strength of (90.3±10.7) MPa. The joint strength was further improved to (94.6±2.5) MPa when the joint was brazed using the Al—10Si—2Ni—6Cu—0.2Er—0.2Zr filler alloy. Consequently, the (Cu, Ni, Zr, Er)-modified Al—Si filler alloy was suitable for obtaining high-quality Cu/Al brazed joints.     

高强度铸造铝合金凝固过程中的元素偏析

通过液淬的方法，研究Al-4.5Cu合金及添加Si,Mn,Ni,Zr元素后合金的凝固过程及溶质分布。结果表明，将Si,Mn,Ni,Zr元素的加入，都能使Al-Cu合金的结晶温度间隔不同程度地减少，其中Al4.5Cu3Si的结晶温度间隔最小，Cu的分布,特点是：晶界高于晶内，一次晶界高于二次晶界”，并随着温度的降低Cu向晶界偏析的趋势加剧，Ni的分布，晶界高于晶内，Mn的分布，晶界高于晶内，但差别不大，Zr在晶界与枝晶间的偏析处的含量较高。