锰、锶含量对铸造铝硅合金铁相形貌和相组成的影响

采用光学显微镜、X射线衍射仪研究了锰、锶含量对铸造铝硅合金铁相形貌和相组成的影响。结果表明:在含0.02%锶的铝硅合金中,随着锰含量的增加,针片状β-Al9Fe2Si2相转变为骨骼状AlSiMnFe相,但锰的质量分数超过0.5%后,AlSiMnFe相以规则形状出现;在含0.3%锰的铝硅合金中,随着锶含量的增加,AlSiMnFe相和β相的尺寸变小,β相甚至消失,MgSi2相有转变为Al8Mg3FeSi6相的趋势,但当锶的质量分数超过0.03%后,AlSiMnFe相出现了聚集,锶的质量分数达到0.05%时,出现了有规则形状的AlSiMnFe相。     

热处理对高真空压铸AlSi10MnMg合金拉伸性能的影响

分别对高真空压铸AlSi10MnMg合金进行T5(180℃×2 h)、T6(515℃×1 h空冷+175℃×2 h)和T7(460℃×1 h水冷+175℃×2.5 h)热处理,研究了不同热处理条件下该合金的显微组织和拉伸性能。结果表明：经过T5热处理后的铸态试验合金铝基体相长大,圆整度较高,晶粒尺寸主要集中在20～80μm,硅相仍呈细长状,与铸态试验合金相比,试验合金的抗拉强度提高了8.9%,断后伸长率降低了9.1%;经过T6和T7热处理后,铝基体相形状不规则程度降低,晶粒尺寸分别为2～50,2～30μm,组织更均匀致密,硅相由铸态时的细长状演变为规则的圆形,试验合金的抗拉强度分别降低了26.0%和23.9%,断后伸长率分别提高了54.5%和72.7%;铸态和T5态试验合金的拉伸断裂方式均为韧脆混合断裂,T6和T7态试验合金的断裂方式则以韧性断裂为主,其中T7态试验合金拉伸断口中的韧窝细密且深,塑性更好。     

硅对原位反应自生Mg_2Si/ZM5复合材料热处理态的组织和性能的影响

在真空感应炉中氩气保护下制备材料,用OM,SEM,EDAX及拉伸试验,探讨硅对原位反应自生Mg2Si /ZM5复合材料T6热处理后显微组织和性能的影响规律。结果表明,反应添加物Si在ZM5合金中形成了高熔点、高硬度的Mg2Si强化相,时效处理可促进(Mg17Al12)相沿晶内连续析出,明显地提高了材料的室温与高温强度,如含1.5%Si的复合材料经T6处理后室温屈服强度提高幅度为28.7%,高温抗拉强度与屈服强度提高幅度分别为9.3%、14.0%;此外Mg2Si相的形貌随着硅含量的不同而变化,如含Si 0.5%为时,主要形成细小短棒状或片状共晶Mg2Si相,Si>1%时,则出现了粗大块状或汉字状初生Mg2Si相和片状或短棒状的共晶Mg2Si相;Mg2Si相是一种脆性相,使得该材料呈现出解理断裂,降低了材料的塑性。     

稀土、镍、锰对铝硅合金熔敷金属中铁相形态的影响

用氩弧将铁、镍、稀土、锰直接或间接熔入铝硅合金表面，研究这些元素对含铁量为1．03％—6．92％的焊缝中铁相形态的影响。研究发现，稀土含量低时可抑制针状铁相；稀土含量大于一定量就会生成针状的Al—Si—Fe—Ni—Fe相，该针状相的长度随稀土含量的增加而增加。铝硅合金中加入铁、锰、稀土后，熔敷金属中出现四辫状Al——Si—Mn—Fe相。若加入等量的Fe、Ni，熔敷金属中会形成间断的A1—Si—Fe—Ni状组织；若同时加入锰，除了生成网状结构外，还合同时存在四辫状Al—Si—Mn—Fe相和三辫状的Al—Si—Mn—Fe—Ni相。在铝硅合金中，单独加镍、同时加稀土和镍、同时加稀土和锰、同时加锰和镍均可很好地抑制针状铁相。锰、镍抑制针状铁相的效果明显优于稀土。     

铜和锶对铝-镁-硅基合金板材显微组织及力学性能的影响

采用DSC、XRD、SEM及TEM等分析手段,研究了铜和锶对铝-镁-硅基铝合金汽车车身板材显微组织和力学性能的影响。结果表明：铜的加入,可以使合金形成强化的四元相-Q相,随着铜含量的增加,合金板材的力学性能明显增加,当铜含量为0．86％（质量分数）时,合金的巩达到333MPa,σ0．2达到182MPa;加入锶,可明显细化晶粒,促进时效相的析出,并将β（Al5FeSi）相转变为α（AlsFe2Si）相,提高合金板材的力学性能;在不同铜含量的合金中加入0．033％锶后,可使其抗拉强度提高10～20MPa。     

T651态7075铝合金的显微组织与拉伸断裂机制

对7075铝合金进行了T651热处理,研究了其显微组织、静载拉伸性能及断口形貌,分析了其显微组织与断裂机制的关系。结果表明:T651态7075铝合金具有较高的屈强比,抗拉强度和屈服强度分别为529,450 MPa;该合金中存在大量细小的MgZn2析出相,同时还存在粗大的Al7Cu2Fe夹杂物和富含硅的硬脆相;在拉伸应力的作用下,MgZn2析出相则倾向于沿界面脱粘形成微孔,Al7Cu2Fe等夹杂物易引发局部应力集中使夹杂物颗粒开裂,最终使合金以微孔聚合型方式断裂。     

热处理对含微量镧AZ91镁合金组织和性能的影响

用XRD、SEM、EDS和显微硬度仪等研究了固溶、时效处理对真空精炼的含0.164 8%(质量分数)镧AZ91镁合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:加入微量镧后的AZ91镁合金在410℃×24h空冷固溶+170℃×30h空冷时效后,第二类β相大量析出,且呈不连续层片状沿晶界两侧分布;时效态含镧AZ91镁合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率和显微硬度分别比铸态不含镧AZ91合金的提高了41.84%,65.08%,35.65%和47.62%;其原因是微量镧改变了热处理中铝原子的扩散状态,有效控制了第一、二类β-Mg17Al12相析出时的形态与分布。     

压铸铝合金的铁金属间化合物对力学特性的影响

压铸铝合金AlSi9Cu3中含有三种FeSiAl类金属化合物,即:多边形状铁相Al8Si1.6(Fe,Mn)1.8 (CuZn)0.1、α铁相Al8Si1.5(Fe,Mn)1.7 (CuZn)0.2和β铁相Al5Si1.3(Fe,Mn)(CuZn)0.1 .当铁的含量从0.17 wt%～0.8 wt%变化时,压铸铝合金AlSi9Cu3以α铁相和多边形状铁相为主,其强度上升,塑性降低;当铁的含量达到0.8 wt%～1.3 wt%时,α铁相和多边形状铁相有明显的增加,同时β铁相也大量形成,从而使其强度增加5%,延伸率减少27%.     

粉末氧化对高硅铝合金热挤压复合材料组织及力学性能的影响

为提高高硅铝合金电子封装材料的使用性能,对Al-12Si与Al-30Si合金粉末进行300℃空气氧化,热挤压制备出Al2O3与SiO2增强的弥散强化型铝硅复合材料,通过光学显微镜及电子万能试验机对材料显微组织、抗拉强度、抗弯强度及拉伸断口形貌进行了分析.结果表明:合金粉末经高温空气氧化后,Al-12Si晶粒长大不明显,而Al-30Si晶粒发生了明显长大;Al-30Si复合材料的抗拉强度及抗弯强度均明显高于Al-12Si,且均随氧化时间延长而提高,粉末氧化32h后,Al-30Si材料抗拉强度与抗弯强度高达291 MPa与378 MPa,比未氧化的分别提高了33.5%与32.2%;材料的断裂方式随着氧化时间延长而变化,由单纯的韧性断裂逐渐向韧性与脆性共存的混合断裂转变.     

钙和硅元素对AE41镁合金显微组织及压入蠕变性能的影响

在AE41镁合金中添加质量分数0.8%Ca及0.2%~0.8%Si,制得了不同成分的镁合金,采用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜及能谱仪和压入蠕变试验设备等研究了钙和不同硅含量对AE41镁合金的压入蠕变性能和显微组织的影响。结果表明:加入钙可提高AE41合金的蠕变性能,再添加硅可进一步提高其蠕变性能,且蠕变性能随硅含量的增加而升高;AE41合金中的析出相主要为杆状Al11Nd3相和少量颗粒状Al2Nd相,加入钙后有骨骼状Al2Ca析出,且Al2Nd相析出增多;再加入硅后,合金中有汉字状Mg2Si相和较复杂的相析出,且随硅含量的增加,杆状、短杆状和颗粒状相增多;蠕变后,AE41合金中颗粒状Al2Nd相增多,添加钙的合金无新相析出,但Al2Ca相减少,添加钙和硅的合金中骨骼状相减少,但短杆状和颗粒状相增多。     

重力铸造与挤压铸造Al-5.0Cu-0.6Mn-1.0Fe-1.0Ni合金的高温力学性能对比

采用拉伸试验机、光学显微镜、扫描电镜等对比研究了T7热处理后重力铸造与挤压铸造Al-5.0Cu-0.6Mn-1.0Fe-1.0Ni合金的显微组织及力学性能。结果表明:与重力铸造合金相比,挤压铸造合金中孔洞和针状Al7Cu2Fe相都有所减少,块状Al9FeNi相变得细小弥散;热处理后挤压铸造合金在200℃下的抗拉强度、屈服强度及伸长率比重力铸造合金分别提高了3.8%,10.8%和118.5%。     

金属/陶瓷复合材料的原位合成及其结构研究

以铝镁合金、高纯石英棒为原料，采用原位合成法在1473K氮气氛下保温2h制备了Al（Si）／AlN／MgAl2O4复合材料。采用XRD、SEM和EDX等方法分析了所得材料的相组成与显微结构。结果表明：复合材料的物相为MgAl2O4、Al-Si、AlN、Mg2Si和Si；在铝与SiO2界面上形成的Al2O3与基体合金中的镁反应生成块状的MgAl2O4尖晶石晶体，在复合材料内部发现均匀分布的AlN晶须，部分氧、铝、镁、铁形成化合物与硅一起均匀弥散分布于复合材料中。     

均匀化处理对铝锌镁钪合金组织和性能的影响

采用电导率测试、室温拉伸性能测试、扫描电镜和透射电镜分析等方法,研究了不同的均匀化处理对铝锌镁钪合金组织和性能的影响。结果表明:铸态铝锌镁钪合金为过饱和固溶体,合金元素在晶界偏析,形成了富锌、镁的非平衡共晶T相和富铁、硅、锰的杂质相;当均匀化温度为350℃,过饱和基体析出平衡相η-MgZn2;随着均匀化温度的升高,非平衡共晶T相逐渐溶入基体,电导率下降,晶内析出大量Al3(Sc,Zr)粒子,合金的热加工性能提高;470℃×12h是试验合金较适宜的均匀化制度。     

压铸铝合金的铁金属间化合物对力学特性的影响

压铸铝合金AlSi9Cu3中含有三种FeSiAl类金属化合物，即：多边形状铁相Al8Si1.6（Fe，Mn）1.8（CuZn）0.1、α铁相Al8Si1.5（Fe，Mn）1.7（CuZn）0.2和β铁相Al5Si1.3（Fe，Mn）1.3（CuZn）0.1。当铁的含量从0.17wt％-0．8wt％变化时，压铸铝合金AlSi9Cu3以α铁相和多边形状铁相为主。其强度上升，塑性降低；当铁的含量达到0．8wt％-1.3wt%时,α铁相和多边形状铁相有明显的增加，同时β铁相也大量形成，从而使其强度增加5%，延伸率减少27％。     

铝锌镁铜锆钪合金型材的组织和性能

采用光学显微镜、扫描电镜、电子背散射衍射仪、透射电镜及拉伸试验机等手段,研究了新型铝锌镁铜锆钪合金经挤压变形及双级时效处理后型材的组织和性能。结果表明:该合金型材双级时效后的抗拉强度为540 MPa,屈服强度为507 MPa,伸长率为11.1%,电导率为41.7%IACS;添加微量元素钪后,合金型材在伸长率和电导率相当的情况下,抗拉强度和屈服强度分别提高了4.5%和4.7%;钪主要以Al3(Sc,Zr)相形式存在,Al3(Sc,Zr)相可以显著细化合金的晶粒和阻碍合金的回复再结晶行为,并且有效抑制晶界无析出带的出现和晶界沉淀相的粗化;另外,在合金中发现了由铝、铜和钪三种元素形成的W相。     

Al-Mg-Si系铝合金的成分设计

采用Thermo-Calc软件计算了Al-Mg-Si系相图,得到了固溶温度与Mg2Si含量的关系曲线.以优化Al-Mg-Si系铝合金成分为目的,选取不同镁、硅含量的合金进行拉伸试验,得到了Mg2Si含量与抗拉强度的关系曲线.根据固溶温度、Mg2Si含量及抗拉强度三者之间的关系以及铝合金对强度性能的要求,可以计算镁、硅含量,并可参照固溶温度、Mg2Si含量及伸长率的关系设计出满足一定要求的Al-Mg-Si系铝合金的成分.     

定向凝固条件下Al-2．0%Fe共晶合金中Al3Fe相的生长过程

利用定向凝固技术研究生长速度、合金元素Mn对共晶Al3Fe相生长过程的影响。研究表明：随着生长速度的增加,共晶Al3Fe相将发生由退化共晶向片状→针片状→针状的转变。加入合金元素Mn后,共晶Al3Fe相的形貌由片状、针片状向汉字状、树枝状转变。同时,讨论了各种形貌共晶组织的形成机理。     

钙对Mg-6Al变形镁合金显微组织和拉伸性能的影响

研究了钙含量对Mg-6Al变形镁合金显微组织和拉伸性能的影响。结果表明：随着钙含量的增加,Mg-6Al合金中的β-Mg17Al12相逐渐变少、变细,铸态晶粒明显细化;大部分钙和铝结合生成高熔点Al2Ca相,能够阻碍晶粒的长大,使晶粒细化;钙的添加量少于1％时,随着钙含量的增加,合金的室温抗拉强度和伸长率均提高,钙的添加量大于1％时,合金的拉伸性能下降;钙含量为1％时,合金室温抗拉强度比不加钙时的提高了33．3％,伸长率达到2．65％,提高了1倍多。     

铝-钛-镍-硅合金填料对SiC_p/6061Al基复合材料等离子弧焊接接头组织与性能的影响

以铝-钛-镍-硅合金为填充材料,采用氩/氮混合等离子气体对SiCp/6061Al基复合材料进行等离子弧原位焊接,研究了不同成分合金填料对焊接接头组织与性能的影响。结果表明:填充Al-10Ti-10Ni-3Si合金的焊缝组织均匀、致密,存在少量50μm长的针状相,熔合区Al3Ti相数量较中心区的减少,无灰色针状Al4C3相;填充Al-5Ti-5Ni-5Si合金的焊缝中增强相数量较前者的有所减少,并呈无序分布,同样也无针状相;焊缝由Al N、Al3Ti、TiC、Ni3Al、Ni Ti2、Ti5Si3等相组成;两种接头的抗拉强度分别为215.0 MPa和221.5 MPa。     

用于同步器齿环的CuZn32Al3MnSi压铸铜合金

同步器齿环是汽车变速箱中的关键部件。根据流变铸造原理,采用压铸工艺生产同步器齿环可以显著降低成本。本文研究了Al,Mn,Si 等对黄铜组织,机械性能及磨损性能的影响。发展一种具有良好的综合性能,适合于压铸生产的铜合金—CuZn32Al3MnSi,合金中同时加入Mn 和Si,形成锰硅化合物,提高了合金的耐磨性。