Effects of RE on Microstructures and Mechanical Properties of Hot-Extruded AZ31 Magnesium Alloy

Effects of rare earth (RE) additions on microstructure and mechanical properties of the wrought AZ31 magnesium alloy were investigated. The results show that, by adding 0.3%, 0.6% and 1.0% RE elements, the as-cast microstructure can be refined, and the as-cast alloys‘ elongation and tensile strength can be improved. After extrusion, the alloy with 0.3 % and 0.6% RE additions obtain a finer microstructure and the best mechanical properties, but the alloy with 1.0% RE addition has the coarse A1-RE compound particles in grain boundaries which decreased elongation and tensile properties. Usually, Rare earth (RE) elements were used to improve the creep properties of aluminium-containing magnesium pressure die cast alloys at elevated temperatures. In this paper, it is also found that the high temperature strength of extruded materials can be increased by RE elements additions.     

BN对AlN耐火材料烧结性能及抗钛熔体侵蚀性能的影响

以新型耐火材料AlN为基体,添加不同含量的高活性h-BN及烧结助剂Y2O3,在1850 ℃保温4 h下无压烧结制备出无氧、易加工的AlN/BN耐火复合陶瓷,分析了该复合陶瓷的显微组织,研究了其与TiAl熔体的界面润湿规律及界面反应。结果表明,BN颗粒的加入可以有效填充AlN颗粒间隙,促进复合陶瓷的烧结致密化,当添加5 wt% BN颗粒时,复合陶瓷致密度达到最高,为89.24%。复合陶瓷的组织由AlN、BN及钇铝酸盐Y4Al2O9组成,其中Y4Al2O9主要分布在AlN颗粒界面处。BN颗粒可以降低复合陶瓷与TiAl熔体的界面润湿性,其中含5 wt% BN的复合陶瓷与TiAl熔体的界面润湿角约为136°,表明二者润湿较差,复合陶瓷表现出良好的化学惰性。界面反应实验发现复合陶瓷具有良好的抗TiAl熔体侵蚀性能,其与TiAl熔体的界面平整清晰,界面层厚度为9.5 μm,未发生明显元素扩散,表明了AlN/BN复合陶瓷是一种极具潜力的钛合金熔炼用耐火材料。     

Fe含量对挤压铸造Al-3.5Mg-0.8Mn合金组织性能的影响

采用拉伸和硬度测试、扫描电镜和X射线衍射仪等手段,研究了不同Fe含量对挤压铸造Al-3.5Mg-0.8Mn合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,Fe能改善合金的力学性能,合金中只存在Al₆(FeMn)相。合金的抗拉强度和屈服强度随着Fe含量的增加而增大,伸长率随着Fe含量的增加而降低,原因是随着Fe含量增加,硬脆的Al₆(FeMn)相增多。在挤压压力为75MPa和Fe含量为0.5%时,合金的综合力学性能最佳,其抗拉强度为252MPa,屈服强度为128MPa,伸长率为28%。     

以连续铸造方法制备梯度材料的实验研究

提出了一种通过双流浇注连续铸造方法生产合金成分随铸件截面连续变化的新型梯度材料的设想。采用自行研制的双流浇注半连续铸造装置的Ａｌ－Ｓｉ二元合金进行了实验研究。实验结果表明：通过调整铸造工艺参数,如浇注温度、内外浇懈的流量比等,可以控制熔体的流动和凝固过程,获得铸件截面上不同的成分梯度分布,合金的力学性能,微观结构和合金成分之间有很好的对应关系。     

超声振动和挤压压力作用下含0.6%Fe Al-Cu合金的 显微组织和力学性能

采用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）和能谱（EDX）、图像统计以及拉伸试验等手段,研究超声振动（UT）和挤压压力（P）联合作用对铸态Al-5.0Cu-0.6Mn-0.6Fe合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,P + UT工艺对处理和α-Al、富铁相和Al2Cu的形貌和尺寸有显著影响,富铁的金属间化合物,促进α-Al形貌由树枝状向球状转变,降低了α-AlAl6(FeMn)和Al2Cu相的尺寸。P + UT工艺有利于减少压力作用下经常出现的双峰组织和晶界偏析。P + UT工艺下得到最好的铸态力学性能：抗拉强度（UTS）：268 MPa,屈服强度（YS）：192 MPa,伸长率：17.1%,分别比重力铸造的合金高为64%、59%和307%。     

高铁356铝合金半固态等温处理过程中的组织演变

采用显微组织观察、定量金相分析、扫描差热分析、扫描电镜、X射线衍射研究高铁356铝合金在半固态等温处理过程中的组织演变。结果表明:高铁含量356铝合金合适的半固态等温处理工艺为590℃下保温60 min,此时α(Al)晶粒较圆整,晶粒尺寸为89μm,形状因子为0.75,液相比率为40%;半固态等温技术可以使β-Fe富铁相由长针状转变为细小短棒状,这主要是归因于高温下富铁相的溶解及断裂。     

稀土在过共晶高硅铝合金中的合金化作用

运用力学性能测试、金相显微镜、扫描电镜研究了稀土在含硅量约为２２％的过共晶Ａｌ－Ｓｉ合金中的合金化作用。结果表明，稀土可作为合金元素替代昂贵金属Ｎｉ，；稀土与Ｃｕ，Ｍｇ，Ｆｅ，Ｓｉ等形成的稀土化合物产生的第二相强化是改善合金高温拉伸性能的主要原因，稀土对合金的强化作用存在一个稀土的最佳含量范围。     

半连续铸造法制备AlCu/Al梯度材料

提出了一种制备梯度材料的双流浇注连续铸造新方法 ,采用该方法在自制的半连续铸造装置上进行了AlCu/Al梯度合金的探索试验。分析了制备合金的组织和性能特点。结果说明 :采用半连续铸造方法在Al Cu系合金中可以实现合金成分随铸件横截面的连续梯度变化 ;合金的成分、显微组织和力学性能之间有较好的对应关系。     

基于Isight和Python的民机客舱立柱结构优化设计

为了实现飞机客舱立柱轻量化、高效传载及设计过程兼顾减重降本原则,首先结合工程理论计算式,利用Python语言编写计算程序,再集成到Isight软件平台,采用多岛遗传算法进行优化分析,建立一套迭代优化立柱结构的分析流程.在局部最严重载荷轴向压缩情况下,考虑立柱的实际失效模式,以立柱重量最小为优化目标,安全裕度为约束条件,对某机型客舱典型立柱的剖面几何特征参数进行优化设计.在满足立柱结构承载能力及总重量最小条件下,分析计算出一组最优的剖面几何参数,实现立柱结构减重约20.4％,为客舱结构减重设计方案提供参考.     

搅拌摩擦加工AZ31镁合金的超塑性

对搅拌摩擦加工AZ31镁合金的微观组织和拉伸力学行为进行了研究。结果表明,通过搅拌摩擦加工,热轧AZ31板材的平均晶粒尺寸由92.0μm细化到11.4μm。搅拌摩擦加工板材在高温下具有优异的塑性,伸长率在温度为723K和应变速率为5×10-4s-1的条件下达到1050%。该材料还具有高应变速率超塑性,在723K和1×10-2s-1的条件下伸长率达到268%。在相同实验条件下,母材由于晶粒尺寸粗大,没有显示出超塑性。