离心对ZCuSn3Zn8Pb6Ni1FeCo合金析出相行为的影响

采用真空熔炼-离心铸造工艺制备出ZCuSn3Zn8Pb6Ni1FeCo合金试样。利用专用图像分析软件确定试样的晶粒度,并通过光学显微镜、TEM等分析手段,研究了离心对析出相行为的影响。结果表明:与常规铸造工艺相比,离心铸造使得平均晶粒直径由88～125μm降低到44～62μm,晶粒细化明显;析出相分布呈双峰分布,与非离心相比,离心条件下粗大析出相明显细化,细小析出相变化不大,且与基体间保持共格或半共格关系;离心压力对金属组织性能的影响主要原因是离心压力降低了临界晶核形核功,提高了扩散激活能,使晶粒细化。     

热处理对ZCuSn3Zn8Pb6Ni1FeCo合金组织性能的影响

利用真空离心铸造方法制备的ZCuSn3Zn8Pb6Ni1FeCo合金试样,经850～900℃下保温1.0～3.0h后水淬固溶处理,随后在时效处理温度450、500、550和600℃下分别保温4h,用XRD、SEM、HREM分析研究该合金时效工艺对组织性能的影响。结果表明:ZCuSn3Zn8Pb6Ni1FeCo合金以α-{Cu,Sn}为基体,存在有硬脆δ-Cu10Sn3相,强化析出相主要有α-Fe、γ-Fe、CoCu2Sn、Fe3Co7、Fe4Zn9等,铅以单质形式析出;与铸态相比合金经过固溶处理后抗拉强度提高33.3%,伸长率提高55.1%;合金经500℃时效4h处理,抗拉强度与常规固溶处理相比提高了8.3%,伸长率却下降了55.1%;ZCuSn3Zn8Pb6Ni1FeCo合金中强化析出相Fe4Zn9和基体Cu形成半共格关系;α-Fe和基体Cu形成完全共格关系;ZCuSn3Zn8Pb6Ni1FeCo合金经固溶处理后,共格强化效果与Orwan公式计算结果非常接近,而固溶强化、空位强化和细晶强化的贡献甚微。     

铁和钴对ZCuSn3Zn8Pb6Ni1合金组织及性能的影响

在ZCuSn3Zn8Pb6Ni1铸造青铜的基础上添加了一定比例的铁和钻元素,研制了ZCuSn3Zn8Pb6Ni1FeCo合金.结果表明:添加1%～3%铁和0.5%～1.5%钴后,铸造组织由典型的枝晶组织变为等轴晶组织,晶粒平均直径由3 mm以上细化到20～60μm,晶粒细化到1%以下;抗拉强度由180～230,MPa提高到406～450MPa,而伸长率仍保持在20%以上;消除了锡的宏观偏析.     

铁含量对ZCuSn3Zn8Pb6Ni1FeCo合金组织与性能的影响

采用砂型铸造方法,制备了不同Fe含量的ZCuSn3Zn8Pb6Ni1FeCo合金.利用光学显微镜、拉伸测验、SEM和EDS能谱等分析测试手段,研究Fe含量对合金组织与性能的影响.结果表明:合金组织以α{Cu,Sn,Zn}为基体,并存在硬脆相δ-Cu_(10)Sn_3,铅以单质形式析出;强化析出相主要有α-Fe和γ-Fe,以及CoCu_2Sn、Fe_3Co_7、Fe_Zn_9等;强化机制符合Orowan机制;当铁含量为1wt%时.以细小弥散颗粒状析出为主(平均直径5-15nm),抗拉强度和伸长率分别为350MPa和12.5%;随着铁含量的增加,除细小弥散析出外,较大颗粒状和粗大颗粒析出数量增多,析出物平均直径增大,综合力学性能指标大幅下降;当铁含量为4wt%时,析出颗粒尺寸达到4～10μm,晶界富集粗大析出相,伸长率下降到5%.     

铁和钴对ZCuSn3Zn8Pb6Ni1合金力学性能的影响

通过在原铸造合金的基础上添加了适量的合金元素铁和钴,并研究其对ZCuSn3Zn8Pb6Ni1力学性能的影响;新合金的晶粒显著细化,并消除枝晶偏析,获得细小的等轴晶组织,晶粒平均直径约为40 μm;同时在晶内大量弥散析出的铁、钴等金属间化合物,使得新ZCuSn3Zn8Pb6Ni1合金具有良好的力学性能,抗拉强度比原合金提高了70%以上,伸长率也有显著的改善.     

Zn对ZCuSn10Pb10合金组织与摩擦磨损性能的影响

研究了重力铸造下Zn含量对ZCuSn10Pb10合金组织与磨损性能的影响。结果发现,Zn含量在0.1%～1%时Pb颗粒较大且偏聚在枝晶间,在1.0%～1.9%时Pb颗粒细小且分布均匀。Zn含量在0.1%～1.3%时合金的硬度变化不大,Zn含量超过1.3%后,硬度开始下降,Zn含量为1.3%,合金的抗拉强度和伸长率最高。干摩擦条件下,合金的磨损率随着Zn含量的增加呈先增加后减小然后增加趋势,Zn含量为1.3%的合金磨损率最低,磨损测试后铅膜均匀分布在接触面上,起到了良好的润滑作用。低油润滑条件下,合金的摩擦因数和磨损率在Zn含量为0.1%～1.6%时波动不大,Zn含量增加至1.6%以后上升幅度明显。     

冷却速度对Mg-8Gd-1Er合金凝固组织的影响

本文采用温度采集装置测定了Mg-8Gd-1Er(GE81)合金在石墨型炉冷、石墨型空冷、铁型空冷、铜型空冷四种不同冷却方式下的平均冷却速度,基于经典形核理论分析了晶粒密度与冷却速度的关系;利用金相显微镜和扫描电镜观察了不同冷却速度下合金的铸态显微组织,分析了晶粒密度、第二相体积分数及硬度与冷却速度的关系。研究结果表明：合金在不同冷却方式下的平均冷却速度分别为0.23,0.46,2.17,3.88 K·s-1,冷却速度与过冷度为线性关系：?T=13.5664v+6.9655;随冷却速度增加,晶粒明显细化,晶粒密度与冷却速度的关系为：Nv=1.1135×1012exp(-46.8344/(13.5664v+6.9655));此外,第二相体积分数减小,分布更加细小均匀,合金硬度明显增大,硬度与冷却速度的关系为：HV=72.1772-12.6895/(1+exp(v-2.2570))。     

Fe含量对ZCuSn10Zn2FeCo合金组织性能的影响

采用普通砂型铸造的方式研究了不同Fe含量对ZCuSn10Zn2FeCo合金组织和性能的影响.利用金相显微镜、SEM、TEM等测试手段研究了Fe含量对ZCuSn10Zn2FeCo合金的组织性能影响.结果表明:ZCuSn10Zn2FeCo合金以Cu(Sn,Zn)固溶体为基体,强化相主要为富铁相.当铁含量为2％时,ZCuSn10Zn2FeCo合金强化效果明显,抗拉强度和伸长率分别为350 MPa和13.5％,合金晶粒大小在40 ～100 μm,基体中存在着数量众多、弥散分布的纳米强化相.随着Fe含量的增加,黑色析出相发生了粗化现象,合金试样的抗拉强度则下降为320 MPa左右,伸长率下降到了8％.     

离心转速对Mg-6Al-1Ca-1Nd合金组织和性能的影响

以Mg-6Al-1Ca-1Nd合金为研究对象,通过重力铸造和离心铸造制备出Mg-6Al-1Ca-1Nd合金试样,运用光学金相分析(OM)、扫描电子显微分析(SEM)、X射线衍射分析(XRD)、硬度测试等多种分析和测试手段,系统研究了重力铸造和离心转速对Mg-6Al-1Ca-1Nd合金组织及力学性能的影响。结果表明,与重力铸造试样相比,离心铸造Mg-6Al-1Ca-1Nd镁合金的晶粒得到了显著的细化,并且离心铸造试样为等轴晶。随着离心转速增加,合金的晶粒尺寸减小。XRD分析表明,离心铸造镁合金试样的中间相为Mg17Al12、Al2Nd和Al2Ca;而重力铸造试样中没有发现Al2Ca相的衍射峰,Mg17Al12和Al2Nd的衍射峰比较弱。硬度随离心转速增加而持续增加,离心速度为1541r/min时,硬度(HV)达到最大,为58.5。     

磁场对离心铸造合金组织的影响

为研究固定磁场对离心铸造合金组织的影响,制造了一种装有永久磁铁的离心铸造机,成功制备出了铝硅合金半固态试样。结果表明,在离心机上加装永久磁铁能够影响离心铸造合金的凝固组织,永久磁铁的位置和数量不同时,对合金凝固组织的影响也不同,磁铁与冷型距离越近,数量越多对凝固组织的影响越明显。     

热处理对ZCuSn3Zn8Pb6Ni1FeCo在3.5%NaCl溶液中腐蚀行为的影响

利用真空离心铸造方法制备ZCuSn3Zn8Pb6Ni1FeCo合金试样,经850～900℃下保温1.0～3.0h后水淬固溶处理,随后在时效处理温度450、500、550、600℃下分别保温4h,通过静态浸泡腐蚀试验后,用XRD、SEM分析研究了时效工艺对合金在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性能及腐蚀行为的影响.结果表明:ZCuSn3Zn8Pb6Ni1FeCo合金以α-{Cu,Sn}为基体,存在硬脆δ-Cu10Sn3相,强化析出相主要有α-Fe、γ-Fe、CoCu2Sn、Fe3CO7、Fe4Zn9等,铅以单质形式析出;ZCuSn3Zn8Pb6Ni1FeCo合金在3.5%NaCl溶液中具有良好的耐腐蚀性能;腐蚀机理为氧去极化反应,表现为脱铁、脱铅的点蚀形态,同时具有全面腐蚀的特征;腐蚀产物主要有三类,一类是与Fe元素有关的腐蚀产物,另一类则与Pb有关的腐蚀产物,还有一类是Cu的氧化物;ZCuSn3zn8Pb6Ni1FeCo合金中的δ-Cu10Sn3具有较强的耐腐蚀能力.     

Effect of centrifugal counter-gravity casting on solidification microstructure and mechanical properties of A357 aluminum alloy简

To investigate the influence of Centrifugal Counter-gravity Casting(C3) process on the solidification microstructure and mechanical properties of the casting, A357 aluminum alloy samples were produced by different process conditions under C3. The results show that C3 has better feeding capacity compared with the vacuum suction casting; and that the mechanical vibration and the convection of melts formed at the centrifugal rotation stage suppress the growth of dendrites, subsequently resulting in the refinement of grains and the improvement of mechanical properties, density and hardness. A finer grain and higher strength can be obtained in the A357 alloy by increasing centrifugal radius and rotational speed. However, casting defects will appear near the rotational axis and the mechanical properties will decrease once the rotational speed exceeds 150 r·min-1.     

Effects of Cu addition on microstructure and mechanical properties of as-cast Mg-6Zn magnesium alloy

The application of Mg-Zn binary alloys is restricted due to their developed dendritic microstructure and poor mechanical properties. In this study, an alloying method was used to improve the mechanical properties of Mg-Zn alloy. The Mg-6Zn magnesium alloys microalloyed with varying Cu content(0, 0.8, 1.5, 2.0 and 2.5wt.%) were fabricated by permanent mould casting, and the effects of Cu content on the microstructure and mechanical properties of as-cast Mg-6Zn alloys were studied using OM, SEM, XRD and tensile tests at room temperature. The obtained results show that the addition of Cu not only can refine the grains effectively, but also can modify the eutectic morphology and improve the mechanical properties of the alloys. The main phases of the studied alloys include α-Mg, MgZn_2, Mg_2Cu and CuMgZn. When the content of Cu exceeds 0.8wt.%, Mg_2Cu phase appears. Meanwhile, the eutectic morphology is modified into dendritic shape or lamellar structure, which has an adverse effect on the tensile properties. Furthermore, among the investigated alloys, the alloy containing 0.8% Cu shows an optimalultimate tensile strength of 196 MPa, while the alloy with 1.5wt.% Cu obtains an excellent elongation of 7.22%. The experimental alloys under different Cu contents show distinguishing fracture behaviors: the fracture of the alloy with 0.8wt.% Cu reveals a mixed mode of inter-granular and quasi-cleavage, while in other investigated alloys, the fracture behaviors are dominated by cleavage fracture.     

稀土钇对铸态Mg-8Li-3Al-3Zn合金显微组织和力学性能的影响

镁锂(Mg-Li)合金是现今最轻的金属结构材料,在航空航天及交通运输等领域具有重大的应用价值.但铸造镁锂合金绝对强度低限制了其发展和应用.在Mg-Li二元合金中添加铝(Al)、锌(Zn)和稀土元素钇(Y)三种强化元素制备Mg-Li-Al-Zn-Y五元铸态镁锂合金来提高镁锂合金的力学性能.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描...