Sb变质对原位Mg_2Si/AZ91复合材料组织的影响

Mg_2Si颗粒增强镁基复合材料中Mg_2Si是粗大的长条状,严重降低其力学性能。加入微量Sb元素可细化Mg_2Si增强相,但是Sb在Mg_2Si/AZ91复合材料中的细化机理尚不明确。为此,采用原位铸造的方法研究了不同Sb含量对Mg_2Si/AZ91复合材料微观组织的影响。通过光学显微镜、扫描电子显微镜和电子探针显微分析仪观测了不同Sb含量的Mg_2Si/AZ91复合材料中Mg_2Si的尺寸和形貌,并探究Sb元素细化Mg_2Si的机理。采用Image-Pro Plus软件统计了Mg_2Si颗粒的平均尺寸以及形状因子的变化。实验结果表明:添加Sb后基体中汉字状的共晶Mg_2Si消失,且初生Mg_2Si的平均尺寸不断降低,当Sb的质量分数为2%时,初生Mg_2Si颗粒尺寸细化至13.8μm(降低80.1%),分布更均匀;随着Sb含量增加,Mg_2Si形状因子越来越趋向于1,形貌由粗大的树突状、长条状转变成细小的多边形;在凝固过程中,Sb富集在Mg_2Si固液生长界面前沿,降低了初生Mg_2Si的实际析出温度和Mg_2Si与熔体的界面张力,提高了过冷度,增大了Mg_2Si的形核率。同时,富集在Mg_2Si表面的Sb毒化了Mg_2Si的生长步骤,Mg_2Si各向同性生长,形貌得到改善。     

硅含量和浸镀温度对Zn-6%Al-3%Mg镀层表面层组织的影响

将纯铁片在不同硅含量和不同温度的Zn-6%Al-3%Mg(ZAM,质量分数)合金熔池中浸镀60 s,制备各种热浸镀ZAM合金镀层。采用DTA测试不同硅含量ZAM镀锌合金的开始凝固温度,利用扫描电镜、能谱仪和X线衍射仪等仪器观察分析各种合金镀层的表面组织。研究结果表明:硅元素的加入使镀层表面组织中粗大树枝状富Al相发生明显的细化,且硅含量越高树枝晶越细小;随着硅含量的增加,树枝状富Al相的体积分数下降,Zn/Al/Mg Zn2三元共晶组织体积分数增加;硅的加入使η-Zn相和Mg Zn2相在镀层表面组织中消失,同时镀层表面组织中出现了Mg_2Si颗粒。纯铁片在Zn-6%Al-3%Mg-0.1%Si熔池中浸镀60 s时,随着浸镀温度升高,镀层表面中的树枝状富Al相明显粗化,且其体积分数明显减少,在530℃浸镀后镀层中出现异常表层组织。     

喷射沉积SiCP/Al-Si复合材料干滑动磨损性能的研究

采用喷射沉积法制备SiCP体积分数为15％,Si质量分数分别为7％,13％和20％的SiCP/Al-Si复合材料,并经热挤压致密化加工.采用环-块式摩擦试验机对复合材料的干滑动摩擦磨损性能进行了测试分析,滑动速度为1 m/s,外加戴荷分别为10,50,100,120,150、200和220 N,同时对摩擦层的显微组织和形貌以及复合材料磨损机制进行了分析.结果表明,随着复合材料基体中Si含量的增加,复合材料的磨损性能增强,在低戴荷下,复合材料主要以氧化磨损和磨粒磨损为主,在高载荷下,磨损机制则转变为粘着磨损,但对于SiCP/Al-20％Si复合材料仍以氧化磨损为主,并伴有轻微的粘着磨损.     

Al-Ti-C对Mg_2Si/Al基复合材料组织及性能的影响

针对熔体反应法制备的原位自生Mg_2Si/Al基复合材料组织粗大而导致合金性能降低现象,研究了添加不同质量的Al-Ti-C晶粒细化剂(0,0.1,0.3,0.5,1.0,3.0,5.0,10.0 wt%)对Mg_2Si/Al基复合材料组织和性能的影响。结果表明,Al-Ti-C可使Mg_2Si/Al基复合材料中的Mg_2Si颗粒细化。当添加量为0.5 wt%时,Mg_2Si颗粒由粗大菱角状变为细小圆滑状;但继续添加时会出现细化效果衰退现象。当Mg_2Si晶粒细小、分布均匀时,Mg_2Si/Al基复合材料的硬度高,摩擦性能更好。     

Pr对Mg-4Si中初生Mg_2Si相变质作用

利用稀土元素Pr对过共晶Mg-4Si合金中的初生Mg2Si相进行变质处理,并讨论其变质机理.结果表明:Pr对Mg-4Si中的初生Mg2Si相可以起到有效的变质作用,在Pr质量分数为3%时,变质效果最佳;随着Pr的加入,初生Mg2Si相形态上从花瓣状的树枝晶转变为颗粒状的多边形,尺寸由200μm降到60μm;随着Pr的加入,有白亮的纤维状新相生成,经EDS分析该相为Pr2Si3相;Pr通过表面溶质富集抑制初生Mg2Si相择优生长,Pr2Si3相起到异质形核作用,从而对初生Mg2Si相变质.     

热爆和自蔓延2种模式下合成Al/Mg_2Si的影响因素

采用热爆和自蔓延2种燃烧模式成功合成Al/Mg2Si复合材料.对比研究预热速率、压坯压力、Mg粉粒度、Al的体积分数对2种燃烧模式的影响.结果表明,随着预热速率的增加、压坯压力的增大、Mg粉粒度尺寸的减小,燃烧合成产物更加均匀致密,w(Al)=20%时产物致密性最好.通过比较2种模式下的产物,表明热爆模式优于自蔓延模式.     

表面镀铜C_f对Mg_2Si力学及导电性能的影响

采用机械合金化与热压烧结相结合的方法制备Cf/Mg_2Si复合材料,研究表面镀铜Cf对该复合材料组织、性能的影响.结果表明:Mg_2Si中加入表面电化学包覆镀Cu的短Cf后并未生成新相,而是均匀分布在Mg_2Si中,与基体之间界面平直,结合良好,说明界面反应得以抑制.随着Cf质量分数的增加,复合材料的致密度降低,硬度、抗压强度和抗弯强度呈先增大后减小的趋势,当Cf质量分数达到1.5%时,复合材料的综合性能最佳,此时,硬度为302.7HV,抗压强度为143 MPa,抗弯强度为34.6 MPa,电导率为12.85×103 S·m-1.     

微米和亚微米SiCp增强Al基复合材料的力学性能

为探讨不同尺度SiCp对SiCp /Al复合材料力学性能的影响,对亚微米和微米SiCp增强Al基复合材料的抗拉和抗压等力学性能进行研究.结果表明:SiCp/Al复合材料具有良好的塑性,伸长率随SiCp体积分数和尺寸的增加而减小;其抗拉强度和抗压强度随SiCp体积分数的增加而增加.亚微米SiCp/Al的拉伸和压缩性能均优于微米SiCp/Al.亚微米SiCp /Al复合材料的断裂机制为SiCp/Al界面处空洞的形成及其在基体内扩展.微米SiCp/Al存在 SiCp的解理断裂及其沿基体扩展的复合过程.     

铝硅合金加Te变质机理

本文通过光学显微分析、扫描电镜形貌照像、线扫描分析以及热分析液淬等手段研究了Te、P、Na等元素对高纯及工业纯过共晶、共晶Al-Si合金中初晶Si及共晶Si形貌及其结晶过程的影响,提出了Te在合金中使共晶Si相变质的机理的看法,认为:Te使工业纯Al-Si合金共晶Si相变质主要原因有二:(1)减弱或消除了工业纯Al-Si合金中微量磷的影响,使其结晶过程及共晶形貌及尺寸更接近于高纯合金;(2)过剩的Te原子一方面促使α(Al)初生晶的形核,并抑制其枝晶胞生长,促使α(Al)枝晶尺寸和二次枝间隙减小。另一方面,吸附于Si晶体侧面,抑制其侧向分枝,这与P促进初晶Si形核细化初晶Si和Na促使共晶Si生长方式改变而成长为纤维状的机理是不一样的。     

硅在P变质Al-Si-Cu-Mg活塞合金中的作用

本文着重研究在磷变质条件下,不同的含硅量对 Al—Si-Cu-Mg 活塞合金组织及性能的影响.结果表明:硅量的变化不仅引起共晶硅和初生硅形态上的变化,而且亦使合金的性能随之变化.共晶成分的 Al-Si-Cu-Mg 合金具有最佳的常、高温机械性能。增加硅量能使磷变质的 Al-Si-Cu-Mg 合金线膨胀系数减小.     

Effect of Silicon Content on Wear Resistance of Al - Si Alloys

The sliding wear behavior of hypoeutectic, eutectic and hypereutectic Al - Si alloys under lubricating condition was investigated. The wear mechanism of three kinds of alloys was discussed and an effective way to improve the wear reslstance of Al - Si alloys was put forward, that is increasing the silicon content.     

不同工艺条件对半固态挤压Mg2 Si/Al复合材料组织和性能的影响

采用等温热处理半固态挤压的方法制备Mg2Si/Al复合材料,研究等温热处理温度、保温时间和挤压比压对复合材料组织和布氏硬度的影响.结果表明:经过等温热处理后得到了基体α-Al和Mg2Si增强相双球化的半固态组织,其中,Mg2Si颗粒呈现球化,α-Al呈现规则球形或椭球形.当挤压比压恒定时,Mg2Si/Al复合材料显微组织中α-Al和Mg2Si颗粒的球化随着温度和保温时间的增加而更加明显,同时α-Al的粗化也更加明显;当等温热处理温度和保温时间恒定时,挤压比压对半固态挤压Mg2Si/Al复合材料显微组织的影响不大.硬度测试表明,当挤压比压恒定时,布氏硬度随着等温热处理温度和保温时间的增加呈现先增加后减小的趋势;但当等温热处理温度和保温时间恒定时,随着挤压比压的增加,布氏硬度随之提高.     

Effect of reinforcement content on the adhesive wear behavior of Cu10Sn5Ni/Si3N4 composites produced by stir casting

The main objective of this paper was to fabricate Cu10Sn5Ni alloy and its composites reinforced with various contents of Si3N4 particles (5wt％,10wt％,and 15wt％) and to investigate their dry sliding wear behavior using a pin-on-disk tribometer.Microstructural examinations of the specimens revealed a uniform dispersion of Si3N4 particles in the copper matrix.Wear experiments were performed for all combinations of parameters,such as load (10,20,and 30 N),sliding distance (500,1000,and 1500 m),and sliding velocity (1,2,and 3 m/s),for the alloy and the composites.The results revealed that wear rate increased with increasing load and increasing sliding distance,whereas the wear rate decreased and then increased with increasing sliding velocity.The primary wear mechanism encountered at low loads was mild adhesive wear,whereas that at high loads was severe delamination wear.An oxide layer was formed at low velocities,whereas a combination of shear and plastic deformation occurred at high velocities.The mechanism at short sliding distances was ploughing action of Si3N4 particles,which act as protrusions;by contrast,at long sliding distances,direct metal-metal contact occurred.Among the investigated samples,the Cu/10wt％ Si3N4 composite exhibited the best wear resistance at a load of 10 N,a velocity of 2 m/s,and a sliding distance of 500 m.     

Si及Sb对铸态Mg-Al-Si合金组织和力学性能的影响

用普通铸造法制备不同Al、Si含量的Mg-Al-Si三种合金,研究了Si含量和微量Sb对合金组织和力学性能的影响。结果表明:随着Si含量增加,合金中的Mg2Si逐渐变粗大,合金力学性能逐渐提高。添加0.75%Sb后,三种合金均产生Mg3Sb2相,粗大的Mg2Si得到细化,呈相对弥散分布,合金的屈服强度和抗拉强度进一步提高。拉伸断裂形式为准解理脆性断裂。     

Si对无压浸渗SiCp/Al复合材料显微组织与热导率的影响

研究了Al-8Mg基体中添加Si对无压浸渗SiCp/Al复合材料显微组织和热导率的影响.结果表明,Si能够改善Al与SiC的润湿性,减少复合材料孔隙度,抑制界面反应,提高相对密度.不含Si时,Al与SiC界面反应严重,并且润湿性较差,导致复合材料的热导率和相对密度较低;当基体中添加质量分数12%的Si时,界面反应受到完全抑制,热导率取得最大值;进一步提高基体中Si含量,由于铝基体的热导率随Si含量的增加而降低,导致复合材料的热导率也随之降低.     

离心铸造Zn-Al-Mg-Si合金及其自生表面复合材料

采用热模金属型工艺，离心铸造Zn-27Al-9．8Mg-5．2Si和Zn-27Al-6．3Mg-3．7Si合金，获得了内层聚集大量块状初生Mg2Si、少量初生Si，中层不含初生Mg2Si、Si，外层含有初生Mg2Si、Si的自生表面复合材料．考察了成分、模具温度、转速、变质处理对离心铸造Zn-Al-Mg-Si合金组织和结构的影响．结果表明，Zn-27Al-9．8Mg-5．2Si合金自生复合材料内、外层的厚度比Zn-27Al-6．3Mg-3．7Si的厚度厚，初生Mg2Si的数量更多；随着转速增加，Zn-Al-6．3Mg-3．7Si合金自生复合材料的内层厚度增加，外层厚度减少；Na盐变质能够细化晶粒和初生Mg2Si，使初生Mg2Si分布更均匀，使初生Si团球化．最后分析了复合材料的成形过程．     

氮化硅陶瓷的摩擦磨损特性

采用无压烧结和反应烧结两种方法制备氮化硅陶瓷，利用拴盘式摩擦实验机考察了氮化硅与ＧＣｒ１５球对磨的摩擦损特性，结果表明，虽然氮化硅具有较高的摩擦系数，但磨损率较低，特别是在水和油等介质存在的条件下，氮化硅具有低摩擦和磨损的特性。     

Effect of Al<Subscript>2</Subscript>O<Subscript>3sf</Subscript> addition on the friction and wear properties of (SiC<Subscript>p</Subscript>+Al<Subscript>2</Subscript>O<Subscript>3sf</Subscript>)/Al2024 composites fabricated by pressure infiltration

Aluminum (Al) 2024 matrix composites reinforced with alumina short fibers (Al₂O_3sf) and silicon carbide particles (SiC_p) as wear-resistant materials were prepared by pressure infiltration in this study. Further, the effect of Al₂O_3sf on the friction and wear properties of the as-synthesized composites was systematically investigated, and the relationship between volume fraction and wear mechanism was discussed. The results showed that the addition of Al₂O_3sf, characterized by the ratio of Al₂O_3sf to SiC_p, significantly affected the properties of the composites and resulted in changes in wear mechanisms. When the volume ratio of Al₂O_3sf to SiC_p was increased from 0 to 1, the rate of wear mass loss (K_m) and coefficients of friction (COFs) of the composites decreased, and the wear mechanisms were abrasive wear and furrow wear. When the volume ratio was increased from 1 to 3, the COF decreased continuously; however, the K_m increased rapidly and the wear mechanism became adhesive wear.