稀土Er对A356铝合金微观组织和力学性能的影响

针对传统的A356铝合金,添加稀土元素是改善其微观组织并提高力学性能的有效途径。本工作通过示差扫描量热分析(DSC)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等分析手段来研究稀土Er对铸态A356铝合金组织和性能的影响。结果表明,稀土元素Er是一种能够显著改善A356合金铸态组织的优良变质剂。Er的加入细化了初生α-Al相,二次枝晶间距降低,枝晶臂直径减小,同时对铸态组织中的共晶Si起到了变质作用。当Er含量达到0.4%(质量分数,下同)时,细化效果最为显著,二次枝晶间距由53.6μm减小到17.5μm,共晶硅形貌也由粗大的板条状转变为短棒或圆粒状。与A356合金相比,添加0.4%Er的合金样品的抗拉强度和伸长率分别提高了15.1%,29.8%。     

浇注温度对ZL210A铸造铝合金铸态力学性能和微观组织的影响

通过研究浇注温度对砂型铸态ZL210A合金力学性能、金相组织和断口形貌的影响.结果表明,浇注温度对ZL210A合金力学强度、硬度值和合金断口形貌影响不大,对合金延伸率略有影响,晶界上析出的共晶相随着浇注温度的提高而增多,合金铸态组织主要为α(Al)和θ(Al2Cu)相.     

Ce对铸态5356铝合金组织性能的影响

为探索稀土元素Ce对5356铝合金组织性能的影响,本文采用气泡浮游法,通过添加不同成分微量的稀土元素Ce精炼制备出含Ce不同含量的5356铝合金,通过显微组织观察、室温拉伸试验、密度测试等方法研究了在5356铝合金基体中添加稀土元素Ce对其组织性能的影响.实验结果表明:合金的力学性能及密度随着Ce添加量的增加而得到改善;稀土元素Ce既能够提高合金的抗拉强度、断后伸长率及硬度等力学性能,又能够提高合金的致密度使得铸锭中的气孔或疏松减少;添加Ce质量分数为0.4%时,其力学性能改善效果最佳,抗拉强度达到245.8 MPa,屈服强度为101.24 MPa,断后伸长率增加至29.05%,其密度也达到最大,相对提高了0.67%.     

真空感应电磁悬浮熔炼对A356铝合金组织和性能的影响

优化A356铝合金的组织和性能成为实现汽车轻量化、节能化、舒适化和多样化发展的需求之一。为进一步挖掘A356铝合金的性能潜力,本研究采用能量密度高、清洁和可控性好的真空感应电磁悬浮熔炼技术对其进行细化变质处理,并与常规复合细化变质处理进行对比。试验结果表明,真空感应电磁悬浮熔炼复合细化变质处理可使铝合金中的共晶硅相由粗大的板片状转变为细密的球形颗粒状,并在晶界均匀析出;α-Al相明显细化,呈规则圆整的等轴晶状。在真空感应电磁悬浮熔炼工艺条件下,形核功ΔG*的贡献远大于扩散激活能ΔG_A;过冷度不会出现极大值;形核率I随过冷度ΔT的增加而急剧增大,实现熔体爆发生核。同时,晶粒之间强烈的互相碰撞、对流运动致使枝晶臂被剪切而折断、破碎与增殖,导致形核率I更大,并最终遗传到凝固组织中。因此,真空感应电磁悬浮熔炼技术对A356铝合金的细化变质效果较常规工艺有显著提升,且所得合金具有更好的力学性能。     

微量 Sc 对高强铝合金铸态组织性能的影响

目的研究Sc对某7系铝合金铸态组织性能以及对合金主要元素分布情况的影响。方法在某7系铝合金中添加微量Sc,采用金相显微镜、硬度测试等实验方法,研究了合金铸态组织与性能;通过SEM和EDS分析了合金主要元素分布情况。结果添加0.2%的Sc的合金,晶粒尺寸从106μm细化到41μm;Sc的添加使硬度得到了一定程度的改善,增大了Cu元素的枝晶偏析,而对合金基体中Zn和Mg等合金元素枝晶偏析影响不大。结论添加微量Sc,可以得到细小、圆整、均匀的铸态组织,合金主要元素的分布也得到改善。     

冷却速率对Zr-3.1Nb合金显微组织和拉伸性能的影响

为改善Zr-3.1Nb合金力学性能,采用热处理方法研究不同冷却速率对合金拉伸性能的影响。同时,结合X射线衍射仪、金相显微镜、扫描电镜及透射电镜等检测手段分析合金试样物相组成与微观形貌。结果表明：随冷却速率的增加,Zr-3.1Nb合金试样屈服强度和抗拉强度分别从382,426 MPa提升至535,617 MPa。FC-2试样β相含量较高,存在较多滑移系,伸长率较好,为21.15%。所有试样均为塑性断裂,且随冷却速率升高,塑性变差。3组炉冷试样均由α相和β相组成,且β相为网状,α相为等轴状;空冷试样出现ω相,且α相为块状和板条状;水冷试样无β相,产生较多板条状α′马氏体相。较大冷却速率引起α相分布趋向分散,晶粒尺寸从FC-1试样的3.56μm减小至水冷试样的1.74μm。     

稀土钇对7055铝合金铸态组织的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等实验手段,研究质量分数为0%～0.3%的钇对7055铝合金铸态组织的影响.研究表明:Y含量在小于0.25%范围内时,随含量增加细化效果增加;当Y含量为0.25%时,铸态组织中基体晶粒细化效果显著,晶粒减小到40μm左右,第二相球化并细化;当Y含量超过0.25%时,合金的铸态组织随着其含量的增加又逐渐粗化,Y加入7055铝合金中主要形成Al6Cu6Y与Al3Y,并且弥散分布在晶界上.     

电磁悬浮熔炼对A356铝合金显微组织的影响

电磁悬浮熔炼是在依靠电磁力悬浮、加热合金的同时又搅拌熔液的一种材料熔炼技术.通过调节功率使A356铝合金分别在50A、70A、90A 3个不同输出电流下进行电磁悬浮熔炼,将所得试样与常规熔炼A356铝合金锭进行对比,分析该熔炼技术对A356铝合金显微组织和密度、硬度的影响.结果表明,电磁悬浮熔炼可以明显细化合金的微观组织,提高密度、硬度等性能,并且当输出电流为70A时,合金质量改善的效果最好.     

冷却速率对Zr-3.1Nb合金显微组织和拉伸性能的影响EI北大核心

为改善Zr-3.1Nb合金力学性能,采用热处理方法研究不同冷却速率对合金拉伸性能的影响。同时,结合X射线衍射仪、金相显微镜、扫描电镜及透射电镜等检测手段分析合金试样物相组成与微观形貌。结果表明:随冷却速率的增加,Zr-3.1Nb合金试样屈服强度和抗拉强度分别从382,426 MPa提升至535,617 MPa。FC-2试样β相含量较高,存在较多滑移系,伸长率较好,为21.15%。所有试样均为塑性断裂,且随冷却速率升高,塑性变差。3组炉冷试样均由α相和β相组成,且β相为网状,α相为等轴状;空冷试样出现ω相,且α相为块状和板条状;水冷试样无β相,产生较多板条状α′马氏体相。较大冷却速率引起α相分布趋向分散,晶粒尺寸从FC-1试样的3.56μm减小至水冷试样的1.74μm。     

缺口对7A85铝合金拉伸性能和疲劳性能的影响

在光滑试样表面预制深度为0.1 mm和0.2 mm的环状缺口,研究了不同缺口尺寸对7A85铝合金拉伸性能和疲劳性能的影响,并分析了7A85铝合金含缺口试样的疲劳断裂机理。结果表明,随着缺口深度由0 mm增加至0.2 mm, 7A85铝合金试样的抗拉强度、断后伸长率和疲劳强度分别下降了6%、47.5%、44.4%。缺口对7A85铝合金塑性的影响远大于拉伸强度,且其抗拉强度与疲劳强度呈线性关系。试样疲劳缺口系数随着缺口尺寸和循环次数的增加而增大。7A85铝合金试样的疲劳裂纹源通常是富铁的第二相颗粒,环状缺口根部应力集中促进了多疲劳裂纹源萌生,多个裂纹源同时扩展使得试样有效承载面积快速减少,导致疲劳寿命急剧缩短。     

铝合金阳极微观组织对其性能的影响

在研制高效铝合金阳极的基础上，运用现代分析技术，考察了合金枝晶形态，日粒大小，第二相粒子特征等微观组织因素对铝阳极电化学性能和表面溶解状态的影响，结果表明；合金枝晶的粗细均匀程度决定了阳极表面溶解的均匀性；日粒越细小阳极电流效率越高；具有大小均匀，形态规则，数量适中的第二相粒子的铝阳极表现为较为的综合电化学性能。     

冷却速率对包埋渗B的组织和性能的影响

为掌握粉末包埋渗硼(B)工艺后冷却方式对其组织性能影响规律,采用粉末包埋法在40Cr基体表面制备了渗B层,利用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、能量色散光谱仪、显微硬度测试仪、摩擦磨损试验仪等研究了炉冷、空冷、液氮冷和水冷条件下渗B层的物相、界面组织和性能.结果表明:冷却速率对渗B层组织形貌影响很小,所有渗层均由Fe...     

多材质混合砂型性能及其对A356铝合金凝固组织的影响研究

多材质混合铸型能提高砂型铸造性能,改善其热物性参数,降低铸造成本,满足高端复杂铸件的高性能铸造需求,因此系统地开展多材质砂型铸造性能和铸件微观组织变化规律的研究具有重要意义。通过将石英砂颗粒分别与铬铁矿砂颗粒、锆英砂颗粒进行不同比例的混合造型,得到各比例下多材质砂型的性能变化规律,优选出适用于复杂铸件铸造性能和热物性能兼备的型砂配方,实现砂型铸造性能可控、热物性可控、价格可控优势。同时研究混合砂型对A356铝合金铸件二次枝晶臂间距(SDAS)的影响规律,结果表明：经过50%石英砂+50%锆英砂混合的多材质砂型的SDAS比纯石英砂砂型铸件缩短了23.64%,经过50%石英砂+50%铬铁矿砂混合的多材质砂型的SDAS比纯石英砂砂型铸件缩短了13.16%。因此,混合一定比例的锆英砂和铬铁矿砂颗粒可有效改善砂型的铸造性能和铸件的微观组织,可实现高端复杂铸件的高质量制造。     

A356铸造铝合金疲劳性能影响因素概述

对影响A356铸造铝合金疲劳性能的各种因素进行了概括总结,特别是对其疲劳性能具有重大影响的铸造缺陷、硅颗粒、SDAS、富铁相及裂纹闭合机制进行了详细的讨论,并对其影响机理进行了总结,最后讨论了提高其疲劳性能的一些手段.     

动态复合细化变质对A356铝合金显微组织的影响

为弥补Al-10Sr中间合金对A356铝合金变质处理的不足,采用自制的Al-5Ti-1B-1RE中间合金与A1-10Sr中间合金对A356铝合金进行动态复合细化变质处理,研究变质处理后合金的显微组织,并与理论计算结果进行了比较。结果表明:采用JJ-1型精密增力电动搅拌器对熔体进行强力搅拌、振动,动态复合细化变质不仅能使共晶硅相由粗大的板片状转变为细密的颗粒状,并在α-Al边界均匀析出,而且使α-Al相明显细化,力学性能显著提高,与约翰逊-梅尔方程理论对组织晶粒尺寸控制研究结果相一致;同时A356铝合金熔体吸气倾向显著减轻,与热力学近似计算方程和斯托克斯定律对除气机制进行定量计算研究结果相一致。     

塑性变形对铸态AZ31镁合金组织和性能的影响

为了研究塑性变形对铸态镁合金组织和性能的改善作用,用铸态AZ31镁合金进行了等温压缩实验,并测试了原始试样和变形后试样的组织和性能.结果表明:铸态AZ31合金通过塑性变形可以显著细化晶粒;随变形温度的升高,变形所得试样抗拉强度下降;在同一温度下变形所得试样抗拉强度随变形程度的增加而升高,变形程度达到一定值后,抗拉强度不再升高并有下降的趋势;铸态AZ31合金低温变形(210～240℃)后,可大幅度提高其抗拉强度.     

碳含量对Ti—11A1合金的铸态微观组织的影响

采用反应自生法制备颗粒增强不同含C量的Ti-11A1合金复合材料,利用X射线衍射。OM和SEM研究复合材料的微观组织,结果表明,当合金中的C含量增加到一定程度后,合金的基体由α＋α2两相变为单相α2基体;颗粒相由单一的TiC变为TiCAlC和TiC两相;颗粒形貌由短板条状向不发达树枝晶和等轴晶状发展,结合相图分析了组织变化的原因。     

应变速率对低温拉伸316LN奥氏体不锈钢微观组织和力学性能的影响

以两种应变速率(5×10~(-4)s~(-1)和1×10~(-2)s~(-1),分别代表慢速拉伸和快速拉伸)对316LN奥氏体不锈钢板状试样进行低温(-40℃)单轴拉伸实验,借助金相显微镜(OM)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)及三维形貌轮廓仪分析了拉伸变形过程中的微观组织演变和力学性能变化规律。结果表明,316LN奥氏体不锈钢在低温拉伸条件下发生形变诱导马氏体相变,且马氏体转变量随着应变速率的增加而减少;屈服强度随着应变速率的增加而升高,抗拉强度和延伸率则随着应变速率的增加而降低;拉伸断口形貌均呈现出典型的韧性断裂特征。变形组织均以位错缠结和T-M(Twin-matrix)层片状组织为主,随着应变速率的增加,位错缠结程度加剧,T-M层片状组织的层片间距减小。     

淬火冷却速率对6082铝合金力学性能的影响

采用末端淬火(JEQ)实验、使用JMatpro7.0模拟软件并结合硬度、拉伸性能测试以及透射电子显微镜(TEM)观测，研究了轨道交通用6082铝合金的淬火敏感性。结果表明：(1)由JMatpro7.0模拟得到的TTT曲线表明，6082铝合金的淬火敏感温度区间为220~425℃，β和β'相的鼻尖温度为375℃。合金的CCT曲线表明，为了抑制淬火过程中β'(亚稳相)的析出，合金的淬火冷却速率必须大于6℃/s；(2)随着末端淬火距离D的增大6082铝合金的时效态硬度和强度下降，淬透深度为23 mm；(3)随着淬火冷却速率的降低淬火诱导析出相β在异质形核点α-(AlMnFeSi)相上优先析出，在后续的时效过程中β相长大并吸收周围的溶质原子，晶内时效析出强化相β'减少；(4)慢冷过程中，晶界附近的空位浓度降低，晶界的无沉淀析出带(PFZ)变宽。     

热暴露对7A85铝合金微观组织和力学性能的影响

选用7A85-T74锻造铝合金为实验材料,研究室温至240℃内热暴露5 h后的合金微观组织、拉伸性能及冲击吸收能量,并结合透射电子显微镜分析微观组织对合金力学性能的影响机理。结果表明：在80～240℃热暴露温度范围内,7A85-T74铝合金晶粒尺寸变化不大,但沉淀相随温度升高有显著变化;在120℃以内,随热暴露温度的升高,析出物尺寸、拉伸性能和冲击吸收能量整体变化不大,沉淀强化机制为位错切过析出物和位错绕过析出物的混合机制;随着热暴露温度由120℃升高至240℃,析出物的平均半径由室温下的3.8 nm增加至12.3 nm,析出物由η′相向η相转变,合金的屈服强度和抗拉强度显著下降,较室温分别下降45.7%和33.5%,伸长率、断面收缩率和冲击吸收能量显著升高,沉淀强化机制转变为位错绕过析出物,断裂方式由沿晶断裂和韧窝型穿晶断裂组成的混合断裂转变为韧窝型穿晶断裂。基于沉淀强化理论讨论析出物尺寸对合金强度与冲击吸收能量的影响,理论分析结果与实验结果相符。