机车密闭电箱用新型镁合金的改性研究

采用超声振动浇注制备了机车密闭电箱用Mg-Al-Zn-Mn-Gd-Y新型镁合金,并进行了物相组成、显微组织、高温力学性能和导热性能的测试与分析。结果表明,超声振动浇注制备的该新型合金具有较佳的高温力学性能和导热性能,该合金由α-Mg基体相和少量的Mg17Al12、Mg3(Gd,Y,Zn)、Mg24(Gd,Y)5相组成。与商用AZ31镁合金相比,该新型合金的500℃高温抗拉强度和屈服强度分别提高了206.89%、170.21%,250和500℃热导率分别增加了74.77%、116.03%。     

发动机用新型轻合金的铸态组织与性能分析

采用机械振动辅助浇注制备了发动机用新型轻合金Mg-7Al-1Ti-0.5Sr-0.1Sc,通过OM、SEM、XRD等分析了合金的显微组织和内部组成,并进行了高温力学性能和耐腐蚀性能的测试与分析。结果表明:采用机械合金化并结合机械振动辅助浇注制备的新型合金兼具良好的高温力学性能和耐腐蚀性能,由α-Mg基体和少量的Mg17Al12、Al3Ti第二相组成。与商用AZ91D镁合金相比,该新型轻合金的350℃抗拉强度增加80.2%、屈服强度增加155.4%、断后伸长率稍有增加;96 h中性盐雾腐蚀后的质量变化率从11.48%减小至3.26%。     

机械振动对高熵合金铸态组织和性能的影响分析

分别采用常规浇注和机械振动辅助浇注制备了铸态FeCoCuNi高熵合金。通过显微组织、高温力学性能和高温耐磨损性能的测试与分析发现:机械振动辅助浇注使合金组织细化、减少元素偏析,提高了合金的高温力学性能和高温耐磨损性能。与常规浇注相比,机械振动辅助浇注制备的合金在1000℃下的抗拉强度增加183%、屈服强度增加352%、断后伸长率增加6%、磨损体积减小72%。     

机床用新型镁合金的复合铸造工艺研究

在熔炼和浇注过程中采用超声振动辅助搅拌的复合铸造工艺,进行了机床用新型镁合金Mg-3Al-1Zn-1.5Sr-0.15Sc-0.15V的制备,并进行了显微组织、物相组成、耐腐蚀性能和不同温度下的高温力学性能的测试与分析。结果表明,该新型镁合金由α-Mg、Mg17Al12和Mg17Sr2组成;与商用AZ31镁合金相比,其高温力学性能和耐腐蚀性能得到显著提高,其中腐蚀电位正移276 m V,150℃屈服强度和抗拉强度分别增加66%、39%,500℃屈服强度和抗拉强度分别增加686%、294%。     

机械设备减重用新型镁合金的制备与性能研究

采用机械振动辅助铸造法制备了新型镁合金Mg-9Al-1Zn-0.1Y-0.8纳米Cr,并通过OM、SEM和XRD分析,以及杨氏模量、拉伸性能和耐腐蚀性能的测试发现:机械振动辅助铸造法制备的该新型镁合金具有较佳的刚度、拉伸性能和耐腐蚀性能,在机械设备减重上具有较好的应用价值。与商用AZ91D镁合金相比,该新型镁合金的杨氏模量增加41.7%、抗拉强度增加38.9%、屈服强度增加36.1%、断后伸长率基本不变、腐蚀电位正移224 mV。     

中间合金添加方式对体育器材用铸态镁合金组织和性能的影响

采用两种不同的中间合金添加方式制备了体育器材用Mg-8Al-1Zn-0.2Sr铸态镁合金,并对其进行了物相组成、显微组织、不同温度下的力学性能和耐磨损性能测试与分析。结果表明:与采用直接添加中间合金方式相比,采用机械振动辅助方式制备的铸态镁合金不含Al8Mn5相,合金的力学性能和耐磨损性能得到提高。     

机械振动对动力汽车电池用钒基储氢合金组织与性能的影响

采用机械振动辅助浇注法制备了钒基储氢合金,并进行了显微组织的观察、物相组成的分析、耐腐蚀性能和循环稳定性的测试与分析。结果表明,机械振动辅助浇注,有利于消除铸态钒基储氢合金的夹杂物,获得高质量的铸态合金,显著提高合金的耐腐蚀性能和循环稳定性。与未进行机械振动相比,采用机械振动辅助浇注获得的钒基储氢合金腐蚀电位正移245 mV,循环20次后放电容量衰竭从98.99%减小至25.06%。     

铸造工艺对镁合金高尔夫球杆阻尼性能的影响

采用不同的铸造工艺参数进行了高尔夫球杆用新型Mg-Al-Zn-Ti镁合金试样的制备,并进行了试样阻尼性能的测试与分析。结果表明,随熔炼温度从680℃逐步增加到760℃、静置时间从10 min逐步增加到50 min或浇注温度从690℃逐步增加到750℃时,试样的阻尼系数先增大后减小、阻尼性能先提高后下降。与680℃熔炼相比,采用720℃熔炼时高尔夫球杆用新型Mg-Al-Zn-Ti镁合金的阻尼系数增大49%;与10 min静置相比,采用30 min静置时合金的阻尼系数增大33%;与690℃浇注相比,采用730℃浇注时合金的阻尼系数增大了25%。合金的熔炼温度、静置时间和浇注温度分别优选为720℃、30 min、730℃。     

模具温度和浇注温度对AZ91D镁合金热裂和流动性能的影响

研究了模具温度和浇注温度对AZ91D镁合金热裂性能与流动性能的影响。结果表明,提高模具温度可以显著改善合金的抗热裂性能;当模具温度为368℃时,AZ91D合金在各种浇注温度下均不产生热裂;当模具温度较低(<268℃)时,浇注温度为688℃时,合金的抗热裂性最佳;随着模具温度提高,浇注温度对合金热裂性的影响逐渐减弱消失。浇注温度与模具温度对AZ91D镁合金的流动性能影响显著,两者的提高均能改善合金的流动性能。当模具温度较低(68℃)时,少量提高模具温度不能显著改善合金的流动性能;当浇注温度较高(718℃)时,进一步提升浇注温度,也不能明显改善合金的流动性能。为了获得较好的流动性能与抗热裂性能,应采用较高的模具温度(≥268℃)和适当的浇注温度(688～718℃)生产AZ91D镁合金产品。     

Al-Si系建筑储能材料的合金化及复合增强研究

在Al-12Si中添加合金元素Ce和Al_2O_3复合增强颗粒,采用机械振动辅助浇注制备出了Al-12Si-0.5Ce-5%Al2O3新型Al-Si系建筑储能材料。研究了该材料的物相组成、显微组织、高温力学性能、高温抗氧化性能和储热性能。结果表明,与Al-1_2Si相比,合金元素Ce和Al_2O_3复合增强颗粒的添加可使其300℃抗拉强度增加40%,500℃抗拉强度增加103%,600℃高温氧化100h后的单位面积质量增重减小89%,初始熔化温度升高1.7℃。     

制备方法对电线电缆耐热铝合金组织与性能的影响

采用3种不同的制备方法,制备了电线电缆Al-Cu-Fe-Sr新型耐热铝合金,并进行了显微组织、力学性能的测试与分析。结果表明,与常规铸造相比,机械振动辅助浇注法和机械振动双重辅助法有助于细化晶粒,消除孔洞等缺陷,提高合金的力学性能;尤其是机械振动双重辅助法的合金力学性能改善效果更为明显。与常规铸造法相比,机械振动双重辅助法可使合金的平均晶粒尺寸减小75%、抗拉强度提高34%、屈服强度提高62%、断后伸长率增加87%。电线电缆Al-Cu-Fe-Sr新型耐热铝合金的制备方法优选为机械振动双重辅助法。     

铸造工艺对汽车发动机缸体性能影响的分析

采用不同的工艺对ADC12铝合金汽车发动机缸体进行了铸造试验,进行了试样冲击性能和热疲劳性能的测试与分析。结果表明:与660℃浇注的常规铸造相比,机械振动辅助铸造缸体试样的冲击吸收能增大35%,热疲劳主裂纹平均深度和平均宽度分别减小21%和25%,具有更佳的冲击性能和热疲劳性能。ADC12铝合金发动机缸体的铸造工艺优选为机械振动辅助铸造。     

机械振动对消失模-熔模铸造AZ91D镁合金组织的影响

在消失模-熔模铸造AZ91D镁合金的凝固过程中施加机械振动,研究在不同浇注温度、振幅和振动频率下消失模-熔模铸造AZ91D镁合金组织的变化。结果表明,施加机械振动后获得组织中的树枝晶明显减少,随着浇注温度的降低镁合金组织逐渐被细化,但浇注温度过低不利于机械振动发挥最佳效果,在730℃时获得组织较为理想,晶粒主要呈等轴状。随着振动频率的增大,合金组织细化,当振动频率为100Hz时细化效果最好,初生α相的晶粒尺寸仅为166.4μm,β相也基本以细小颗粒状分布。增大振幅能使镁合金晶粒尺寸明显减小,在振幅为1.0mm时获得的晶粒最为细小、圆整。     

新型高强导电材料Cu-8Ni-15Zn-1.5Al-0.1Y的显微组织与性能研究

采用机械振动辅助搅拌方法制备了新型高强导电材料Cu-8Ni-15Zn-1.5Al-0.1Y,并测试分析了材料的显微组织、物相组成、导电性能、力学性能和耐腐蚀性能。结果表明,该新型材料兼具较高的导电性能、力学性能和耐腐蚀性能。与常规导电材料Cu-8Ni-15Zn-1.5Al相比,该新型材料的电导率增加54%,抗拉强度增加43%,屈服强度增加48%,伸长率增加121%,腐蚀电位正移143 m V。     

机械振动对Mg-Sr中间合金组织与性能的影响

分别采用常规浇注和机械振动辅助浇注制备了Mg-Sr中间合金,并进行了化学成分、显微组织、物相组成和力学性能的测试与对比分析。结果表明:与常规浇注相比,机械振动辅助浇注可显著细化晶粒,促使合金成分均匀,提高合金的力学性能,使合金平均晶粒尺寸减小59%,室温抗拉强度提高17%,零度冲击吸收功提高42%;但没有改变合金的相组成,两种浇注方法制备的合金都是由α-Mg基体和Mg17Sr2相组成。     

增强相体积分数和烧结温度对(AlSiTiCrNiCu)p/6061Al复合材料热导率的影响

采用AlSiTiCrNiCu高熵合金颗粒作为增强相增强铝合金,研究高熵合金体积分数与烧结温度对复合材料导热性能的影响。结果表明,(AlSiTiCrNiCu)p/6061Al复合材料的热导率随着AlSiTiCrNiCu颗粒体积分数的增大而降低,颗粒体积分数为20%的(AlSiTiCrNiCu)p/6061Al复合材料的热导率为61.6 W/m·K,相比于基体6061Al合金降低了52%。当增强相体积分数为10%时,随着烧结温度的升高,复合材料的热导率降低,烧结温度为540℃时,复合材料的热导率为65.8 W/m·K。     

延长汽车齿轮热锻模使用寿命的热处理工艺研究

对O12Al汽车齿轮热锻模进行了不同工艺的热处理,并进行了显微组织、高温硬度、高温耐磨损性能、抗高温氧化性能和抗热疲劳性能的测试与分析。结果表明,采用分级淬火和二次回火的热处理工艺,有利于提高O12Al汽车齿轮热锻模的高温硬度、高温耐磨损性能、抗高温氧化性能和抗热疲劳性能,延长模具的使用寿命,其高温硬度提高4.72%,高温磨损体积减小75.95%,(500±5)℃×10 h的单位面积质量增加减少77.55%,(500±5)℃~(20±5)℃的1000次循环后的热疲劳级别从14级变为4级。     

新型镁基干电池负极材料的电化学性能研究

采用机械振动辅助搅拌法制备新型镁基干电池Mg-8Al-1Zn-0.5Nb-0.1V负极材料,并采用OM、SEM、XRD和电化学工作站等测试手段进行了显微组织、物相组成、充放电性能和电化学腐蚀性能的分析。结果表明,该新型材料由α-Mg基体和少量的Mg17Al12相组成,具有较佳的电化学性能;较商用Mg-3Al-1Zn镁基合金,制备的新型Mg-8Al-1Zn-0.5Nb-0.1V负极材料的阻抗曲线直径增大,电化学腐蚀性能和充放电性能得到提高。     

铸造工艺对高压电器铝基圆环铸件性能的影响

采用不同工艺对高压电器铝基圆环进行了铸造,并测试和分析了拉伸性能和热疲劳性能。结果表明:与常规铸造的优化工艺相比,机械振动辅助浇注的复合铸造工艺能使试样的抗拉强度增大7%,断后伸长率增大15%,热疲劳裂纹级别减小2级,试样的拉伸性能和热疲劳性能均得到显著改善。高压电器铝基圆环铸件优选机械振动频率为40Hz的复合铸造工艺。     

汽车散热器用新型铝合金的铸造工艺及组织性能研究

采用不同的浇注温度和浇注时间进行了汽车散热器用A356-CeMn新型铝合金试样的铸造,并进行了显微组织、散热性能和力学性能的测试与分析。结果表明:随浇注温度的升高和浇注时间的延长,试样的显微组织逐渐改善,晶粒细化、均匀,热导率和抗拉强度先增大后减小,散热性能和力学性能先提升后略有下降。和690℃浇注温度的性能相比,720℃铸造时的热导率增大12 W/(m·K),抗拉强度增大22 MPa;和6 s浇注时间的性能相比,浇注时间10 s时的热导率增大11 W/(m·K),抗拉强度增大17 MPa。