快速凝固Al-5Zn-2.5Mg-2.5Mn合金的显微组织演化

利用DSC、X射线衍射 (XRD)、透射电镜 (TEM)和能谱分析研究了快速凝固Al 5Zn 2 5Mg 2 5Mn(质量分数 )合金急冷态和退火态的显微组织 ,同时测定了该合金的硬度。DSC曲线有四个放热峰 ,位于 90～ 110℃、2 6 0℃、4 6 0℃和 4 80℃ ,它们分别对应于 η相 (MgZn2 )、T相 (Al2 Mg3Zn3)、Al3Mn相和Al6 Mn相的析出或转变 ,分析结果与XRD和TEM分析一致。研究还表明 :快凝合金急冷态组织为过饱和Al基固溶体 ,无其它相存在 ;快凝合金经 30 0℃× 1h处理后 ,出现 η和T相 ,此时无Al Mn相出现 ;快凝合金经 5 0 0℃× 1h处理后 ,出现了Al Mn弥散相 ,而 η和T相溶入固溶体 ,Al的点阵常数和合金硬度变化验证了上述显微组织的演化过程。随着Al Mn相的析出或转变 ,合金硬度显著提高     

直流稳恒磁场对Al-11%Si共晶定向凝固组织的影响

使用经改进后自制的Bridgman定向凝固装置,研究了直流稳恒磁场对多相合金Al-11.%Si定向凝固组织的影响。当牵引速度分别为(μm/s):20、50、100、200,磁感应强度B由0～0.15 T变化时,共晶组织硅片间距先增加而后减小。运用热电磁流体动力学效应(TEMHD)与磁流体动力学效应(MHD)对其原因做出了解释。同时,指出了多相合金凝固过程中热电磁流体动力学效应的研究现状,指明了研究方向。     

纵向磁场对Al-40%Cu过共晶合金定向凝固显微组织的影响

研究了纵向磁场对Al-40%Cu(质量分数)过共晶合金定向凝固显微组织的影响.结果表明,在温度梯度G_L=42.6K/cm,生长速率R=2μm/s,施加弱磁场时,Al_2Cu初生相由规则小平面状逐渐变得不规则,并趋向于非小平面方式生长,热电磁对流效应在不同尺度下影响界面前沿溶质分布及各相生长温度,微观尺度下影响初生相形貌,宏观尺度下改变糊状区长度,引起宏观偏析;施加较强磁场后,初生相呈现不规则胞状组织并紧密定向排列,这一现象主要归因于内生热电Lorentz力及磁晶各向异性.     

工艺参数对挤压铸造Al-4.80％Cu-0.44％Mn合金显微组织的影响

采用正交试验法及定量金相分析,研究了挤压铸造工艺参数对Al-4.80％Cu-0.44％Mn合金显微组织的影响.结果表明:压力对显微组织影响最大,其对第二相面积分数贡献率达46.2％,较大的压力有利于获得细小且均匀分布的第二相.浇注温度也会显著影响第二相面积分数及显微组织形态,过高的浇注温度会导致第二相粗大.模具温度对显微组织有较大影响,保压时间对显微组织影响不大.在浇注温度为730℃,模具温度为200℃,压力为75MPa,保压时间30 s左右条件下,挤压铸造可以获得细小、均匀分布的显微组织.     

热电磁流体动力学对Al-4.5Cu合金定向凝固组织的影响

在定向凝固条件下 ,施加横向磁场。当磁感应强度 <1T时 ,有磁场存在时的显微组织较无磁场时枝晶间距增大 ,且随磁感应强度的增大 ,枝晶间距增大 ,二次枝晶间臂变粗 ,这是热电磁流体动力学影响的结果。     

Sb对Mg-8Zn-4Al-0.3Mn合金显微组织的影响

试验研究了Sb对Mg-8Zn-4Al-0·3Mn铸造镁合金显微组织的影响。结果表明,含Sb铸造镁合金Mg-8Zn-4Al-0·3Mn-xSb的显微组织由基体α(Mg)、共晶[α(Mg) τ]、三元相τ(Mg32(Al,Zn)49、二元相MgZn2和Mg3Sb2组成;随着Sb含量的增加,合金晶界上三元相的形态逐渐由半连续网状变为分散均匀的颗粒状;w(Sb)=0.3%为最佳加入量,此时的合金铸态组织被明显细化,晶粒大小由120μm~130μm减小到50μm~60μm。同时,合金的显微硬度值也随Sb含量的增加而增加。     

Al5TiB对Mg-16Zn-6Al-0.3Mn合金显微组织的影响

试验研究了Al5TiB对Mg-16Zn-6Al-0.3Mn铸造镁合金显微组织的影响.结果表明,Mg-16Zn-6Al-0.3Mn铸造镁合金的显微组织主要由α(Mg)相和τ(Mg32(Al,Zn)49)相组成.加入Al5TiB后,Mg-16Zn-6Al-0.3Mn合金的显微组织主要由α(Mg)相和AlMg2Zn三元相组成.晶粒大小由120 μm～130 μm减小到30 μm～40 μm.     

RE对Mg-8Zn-4Al-0.3Mn合金组织的影响

研究了RE对Mg-8Zn-4Al-0．3Mn铸造镁合金显微组织的影响。结果表明：Mg-8Zn-4Al-0．3Mn-χRE铸造镁合金的显微组织主要由口(Mg)基体、φ(Al2Mg5Zn2)相、r(Mg32(Al,Zn)49)相和Mg3Al4Zn2RE相组成。随RE加入量的增加，合金晶界上三元相的形态由半连续网状改变为颗粒状，三元相的分布逐渐变得弥散而均匀。晶界上针状或棒状Mg3Al4Zn2RE相的量也随着RE加入量的增加而增加。加入1．5％的RE可显著细化合金的铸态组织，晶粒大小由120～130μm减小到40-50μm。合金的显微硬度值随着RE加入量的增加而增加。     

Zn-2%Cu包晶合金定向凝固的微观组织

对 Ｚｎ－２％Ｃｕ包晶合金进行了定向凝固实验研究，考察了在不同凝固速度条件下获得的凝固组织，并对其组织构成及尺度分布进行了分析 结果表明，组织从低速到高速经历了棒状胞晶—等轴晶—列状胞晶—板状胞晶—共生结构的转变，其中高速组织特征间距λ与凝固速度ｕ之间存在λ·ｖ０．５４７７＝５５０．５的关系，与低速胞晶组织相比较有显著差异；同时在没有出现平界面生长的条件下获得了包晶共生生长组织，由此对包晶共生生长的平界面假设提出了质疑。     

Al-4.0%Cu合金定向凝固中热电磁流体动力学效应的数值模拟

在定向凝同过程中.温度梯度和抽拉速率是两个重要的凝固参数.利用Fluent软件和Vc++软件联合模拟了不同温度梯度以及不同抽拉速率下,同液界面前沿熔体的流动情况.模拟结果表明,当外加弱磁场时,增加温度梯度能够增强热电磁流体动力学效应:而增加抽拉速度,热电磁流体动力学效应相对减弱.     

浇注温度对Al-7Zn-2.5Mg-Cu合金组织和热裂性能的影响

采用约束棒法评定不同浇注温度下Al-7Zn-2.5Mg-Cu合金的热裂倾向,采用OM观察了合金的显微组织。结果表明,不同浇注温度下,合金的显微组织均为等轴晶结构。随着浇注温度升高,合金的晶粒粗化,晶间共晶数量减少,且由连续分布逐渐转变成半连续分布,热裂倾向增大。但浇注温度为680℃时,合金出现浇不足缺陷。在保证该合金充型能力的前提下,降低浇注温度是减少其热裂倾向的有效途径。     

热电磁流体动力学效应对Al-4.0Cu定向凝固组织的影响

使用自制改进的Bridgman定向凝固装置,探讨了直流横向稳恒磁场条件下,热电磁流体动力学效应(TEMHD)对Al-4·0Cu定向凝固组织的影响。牵引速度分别取20、50、100、200μm/s,随着磁感应强度由0~0·15T增大,组织粗化,有由典型的树枝晶向胞晶转化的趋势。利用热电磁流体动力学效应(TEMHD)和磁流体动力学效应(MHD)对此现象做出解释。     

快速凝固Al-2.5Ti-2.5Fe合金显微组织及热稳定性的研究

采用单辊旋铸技术制备Al-2.5Ti-2.5Fe合金薄带，利用DSC分析、X射线衍射和透射电镜来分析该合金的急冷态和退火态组织，测定了合金在 同温度下退火10h后的显微硬度。结果表明，快速凝固Al-2.5Ti-2.5Fe合金稳冷态组织中存在两种初生相：Al3Ti相和Al5Ti2相；而经300℃退火10h后，将发生亚稳相Al5Ti向稳定相Al3Ti 的转变；经400℃退火10h后，组织中出现了平衡稳定相Al13Fe4，且在热处理过程中弥散析出Al3Ti相。     

低频电磁场参数对Al-10Zn-2.5Mg-2.5Cu-0.15Zr合金铸态组织和性能的影响

采用低频电磁半连续铸造技术，制备了一种新的超高强高韧10Zn-2．5Mg-2．5Cu-0．15Zr铝合金锭坯，考察了电磁场参数频率和强度对铸态组织的影响．结果表明，低频电磁铸造组织均匀、细小、等轴，呈蔷薇形和球形，平均晶粒尺寸为20—40μm；适当增加电磁场频率和安匝数有利于细小均匀的等轴晶组织的获得；最佳的电磁场参数为：电磁场频率为25—35Hz，安匝数为12800—16000AT．相对于常规直接水冷铸造，低频电磁铸造提高铸态拉伸强度极限和延伸率．     

热处理对Al-9.0Zn-2.5Mg-1.2Cu-0.12Sc-0.15Zr合金组织与性能的影响

通过差热分析和X射线衍射分析及硬度、拉伸性能和电导率测试,研究了热处理工艺对Al-9.0Zn-2.5Mg-1.2Cu-0.12Sc-0.15Zr合金组织及性能的影响.结果表明合金的峰值时效工艺为120℃×22 h;综合性能最佳的热处理工艺为120℃×22 h+180℃×30min+120℃×22 h的回归再时效处理(RRA).经RRA处理,合金的σb为733.4 MPa,δ为5.4%,电导率为37.6%IACS.     

热处理对Al-9.0Zn-2.5Mg-1.2Cu-0.12Sc-0.15Zr合金组织与性能的影响

通过差热分析和X射线衍射分析及硬度、拉伸性能和电导率测试,研究了热处理工艺对A l-9.0Zn-2.5M g-1.2Cu-0.12Sc-0.15Zr合金组织及性能的影响。结果表明:合金的峰值时效工艺为:120℃×22 h;综合性能最佳的热处理工艺为:120℃×22 h+180℃×30 m in+120℃×22 h的回归再时效处理(RRA)。经RRA处理,合金的σb为733.4 MPa,δ为5.4%,电导率为37.6%IACS。     

Al-9.0Zn-2.5Mg-1.2Cu-0.12Sc-0.15Zr合金的组织和性能

通过金相、扫描电镜、透射电镜和X射线衍射仪以及拉伸性能和电导率测试,研究Al-9.0Zn-2.5Mg-1.2Cu-0.12Sc-0.15Zr合金的组织性能。研究结果表明：含0.12%Sc的7000系铝合金铸态组织为细小的等轴晶;合金经强化固溶和T6处理后,抗拉强度σb达829.4MPa,伸长率δ为5.7%;合金经一般固溶及RRA处理后,σb为733.4MPa,δ为5.4%,电导率为37.6%。合金强化机理主要为Al3（Sc,Zr）引起的细晶强化、亚结构强化和沉淀强化。     

时效处理对深冷轧制Al-4.5Cu-1.5Mg-0.1Er合金显微组织与力学性能的影响

采用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和电子万能试验机等研究了时效处理对深冷轧制Al-4.5Cu-1.5Mg-0.1Er合金板材显微组织和力学性能的影响。结果表明,经时效处理后,Al-4.5Cu-1.5Mg-0.1Er合金中析出相数量增多,分布更均匀,主要为S(Al₂CuMg)相和θ(Al₂Cu)相。随时效温度的升高及时效时间的延长,部分第二相回溶、粗化,造成合金性能下降。深冷轧制态Al-4.5Cu-1.5Mg-0.1Er合金板材经180℃×8 h时效处理后获得了最佳综合性能,抗拉强度和断后伸长率分别为541 MPa和11.33%,比深冷轧制态铝合金分别提高了58 MPa和7.11%,此时合金的断裂类型为韧性断裂。     

强脉冲磁场对Al-Cu共晶合金定向凝固组织的影响

用自行研制的脉冲磁场发生装置，研究了在强脉冲磁场作用下Al-Cu共晶合金的定向凝固组织，分析了脉冲磁场强度对合金定向凝固组织的影响。结果表明：脉冲磁场对Al-Cu合金凝固组织有着显著的细化作用：脉冲磁场强度对细化效果起着关键性的作用；同时指出了实验中的新现象和新问题。     

含钪Al-9.0Zn-2.5Mg-1.2Cu-0.15Zr合金铸态组织与力学性能

采用铸锭冶金法制备了Al-9.0Zn-2.5Mg-1.2Cu-0.15Zr、Al-9.0Zn-2.5Mg-1.2Cu-0.12Sc-0.15Zr和Al-9.0Zn-2.5Mg-1.2Cu-0.20Sc-0.15Zr三种合金,采用金相显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜,研究了三种合金铸态及不同热处理状态下的显微组织,测试了不同热处理状态下合金的力学性能。结果表明,Sc含量增加可以提高Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金的抗拉强度和伸长率,Al-9.0Zn-2.5Mg-1.2Cu-0.15Zr-0.20Sc经固溶和T6处理后,抗拉强度达到774.6 MPa,伸长率为8.3%。其作用机理主要为Sc含量增加,使合金中Al(3 Sc,Zr)引起的细晶强化、亚结构强化和弥散强化更进一步加强。