微量Fe、Ni和Ti复合对Al-20Si合金微观组织及其性能的影响

Fe、Ni和Ti元素以AlFeNiTi中间合金的形式添加,AlFeNiTi中间合金（原子比1∶1∶1∶1）通过真空电弧熔炼炉进行熔配,研究中间合金添加量（0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%,质量分数）对Al-20Si合金中Si相、α-Al和力学性能的影响．结果表明：当Al-20Si合金中添加2.0%AlFeNiTi中间合金时,初生Si的形貌由粗大不规则块状和五瓣星状变质为细小规则的块状,其平均尺寸从未变质时的91μm减小到40μm,减小56.1%;共晶Si形貌从粗大的针片状变质为边缘钝化的细小粒状,而且α-Al的二次枝晶显著减小,形貌由粗大树枝晶细化为蔷薇状组织．合金的抗拉强度由129 MPa（未变质合金）增加到182 MPa(2.0%AlFeNiTi变质),增加了41.1%,延伸率由0.8%提高到1.43%,提高了78.7%.     

Sr变质对新型铸造铝合金组织的影响

采用金相、断口扫描分析手段,研究了未变质和锶变质新型高强韧铸造铝合金的组织形貌.实验结果表明,变质后合金组织的形貌较未变质合金有较大变化,适当的Sr变质,可以获得球状共晶Si在基体内弥散均匀分布的组织,改善材料的力学性能.     

稀土变质与液态过热对共晶Al-Si合金凝固组织的影响

采用稀土对共晶成分的 ZL 10 2合金进行变质处理 ,并对经稀土变质的铝合金熔体进行过热处理 ,用显微镜和扫描电镜对处理后的合金组织进行分析研究。试验结果表明 ,在金属型铸造条件下加入质量分数为 0 .4%～ 0 .8%的稀土对共晶Al-Si合金具有良好的变质效果 ,而在 960～ 10 60℃下的过热处理能使 RE变质后的共晶 Al-Si合金中的 Si相进一步细化 ,从而获得良好的凝固组织。     

强磁场对铝硅合金变质效果的影响

为解决Al-Si合金存在的Na变质重熔失效和有效时间短及P变质处理后初晶Si偏聚问题,利用施加强磁场的方法,分别对亚共晶Al-6%Si合金和共晶Al-12.6%Si合金进行Na盐变质处理,对过共晶Al-18%Si合金进行P盐变质处理.结果发现对于亚共晶Al-6%Si合金,施加强磁场的条件下重熔,Na变质没有失效;对于共晶Al-12.6%Si合金,施加强磁场延长了变质有效时间;对于过共晶Al-18%Si合金,施加强磁场使凝固组织中的初晶Si相均匀分布.强磁场有助于改善Al-Si合金的变质效果.     

变质和热处理对过共晶Al-Si类合金组织与性能的影响

对分别由P变质和P-Sr复合双重变质的过共晶Al-Si类合金进行挤压铸造,将这两种铸件在T6处理前后的组织和性能作了试验对比。同时讨论了P变质和热处理对合金中Si相形态的影响,提出了在铸造冷速度较快的条件下,用P变质细化初晶Si,而以热处理粒化共晶Si来改善该类合金性能的工艺方法。     

含Mg共晶Al-Si合金铸锭加热过程共晶Si形貌的演变

采用光学和激光共聚焦显微镜及扫描电镜等组织分析手段,研究了直径为110 mm的Al-12.7Si-0.7Mg合金DC铸造铸锭在485℃盐浴加热保温过程中共晶Si形貌的演变.结果表明,在Mg的质量分数为0.7的共晶Al-Si合金半连续铸锭中,共晶Si在金相组织中为点状和细条状的混合物,但其空间形貌为珊瑚状;该半连续铸锭在重新加热保温初期,共晶Si相空间形貌的演变主要是珊瑚状Si相的粗化,随后在共晶Si继续粗化、球化的同时,部分长杆状共晶Si相逐渐演变成糖葫芦状,然后分裂成颗粒并球化和粗化;该铸锭在485℃加热保温过程中,共晶Si颗粒直径的粗化与加热保温时间符合2.29~2.67次幂的关系.     

含Mg共晶Al-Si合金铸锭加热过程共晶Si形貌的演变

采用光学和激光共聚焦显微镜及扫描电镜等组织分析手段,研究了直径为110mm的Al-127Si-07Mg合金DC铸造铸锭在485℃盐浴加热保温过程中共晶Si形貌的演变.结果表明,在Mg的质量分数为07的共晶Al-Si合金半连续铸锭中,共晶Si在金相组织中为点状和细条状的混合物,但其空间形貌为珊瑚状;该半连续铸锭在重新加热保温初期,共晶Si相空间形貌的演变主要是珊瑚状Si相的粗化,随后在共晶Si继续粗化、球化的同时,部分长杆状共晶Si相逐渐演变成糖葫芦状,然后分裂成颗粒并球化和粗化;该铸锭在485℃加热保温过程中,共晶Si颗粒直径的粗化与加热保温时间符合229~267次幂的关系.     

不同变质剂对4032铝合金变质效果的影响

研究Sr与不同变质剂复合添加对4032铝合金组织及性能的影响.通过组织观察、扫描电镜观察、能谱分析和力学性能测试发现:在几种不同的变质体系中,Sr与Na盐复合变质后的组织和性能最好;Sr+其他元素复合变质的针孔率低于Sr单独变质处理的针孔率,其中以Sr+Na盐变质的针孔率最低;共晶型铝硅合金添加Sr和Na变质组织呈亚共晶状态,而经P变质后组织呈过共晶状态.     

基于正交试验对铸造铝合金电导率和抗拉强度影响规律的分析

挑选了铝合金中常用的9种合金元素,根据这些元素对铝合金物理性能和微观组织的影响规律和影响机制进行了分类。通过设计四因素三变量正交试验分析了这些合金元素对Al-7Si合金导电性能和抗拉强度的影响规律,为开发兼具高导电(热)性能和高强度铸造铝合金提供了有价值的工艺参考。通过对比发现,Sr元素能有效将共晶Si相变质为纤维状,这有利于合金电导率的提升;质量分数为0.6%的Fe也能适当提升合金的电导率。Sb元素能有效将共晶Si相变质为细小片状,这有利于合金抗拉强度的提升;质量分数为0.5%的Ni或0.5%的Zn也能适当提升合金的抗拉强度。Sr和Sb同时加入合金中,共晶Si相的变质效果会恶化,并导致粗大片状共晶Si相析出。     

添加铬合金化和复合变质处理对白口铸铁组织性能的影响

在熔炼过程中通过对熔体进行复合变质处理,制备普通白口铸铁和含铬白口铸铁试样及其在相同铸造条件下的变质试样;对试样进行金相显微组织观察、碳化物定量分析和宏观硬度测量,研究添加铬合金化和复合变质处理对普通白口铸铁碳化物类型、形态、分布和性能的影响。研究结果表明,铸铁铬含量较低时,碳化物类型为(Fe,Cr)3C或(Fe,Cr)3C (Cr,Fe)7C3,呈粗大网状结构;经复合变质处理后,碳化物变得孤立、分散,网状结构被消除;随着铬含量增加,碳化物全部转变为(Cr,Fe)7C3,共晶团中碳化物呈菊花状分布,并在共晶团心部附近出现近似六方形的块状(Cr,Fe)7C3碳化物;经复合变质处理后,共晶碳化物变的细小分散、分布均匀,菊花状形态消失,但六方形(Cr,Fe)7C3碳化物仍然存在;白口铸铁经复合变质处理后,其洛氏(HRC)硬度比变质前有明显提高。     

铸铝合金在潮湿大气中的腐蚀及其微观机制

用模拟湿热腐蚀试验方法在工业纯铝、ＺＬ１０２和ＺＬ１０９合金表面诱发腐蚀,用ＳＥＭ、ＥＤＳ和ＸＲＤ等实验手段观察和分析了铸铝合金中第二相和腐蚀产物的微观形貌及化学成分,研究了第二相与表面缺陷对铸铝合金大气腐蚀发生机制的影响．结果表明,在吸附了水分和侵蚀性Ｃｌ－的微观孔隙周围,由Ａｌ６Ｃｕ３Ｓｉ相粒子和铝基体构成的腐蚀微电池发生电化学反应,电位较负的Ａｌ首先发生溶解,导致了局部点状腐蚀;腐蚀产物中除了存在少量共晶硅、氧化铝外,主要由铝的不溶性氢氧化物构成．在０．５ｍｏｌ／ＬＮａＣｌ水溶液中的电化学测试结果表明,由于富铜Ａｌ６Ｃｕ３Ｓｉ第二相粒子的存在,在含侵蚀性Ｃｌ－的介质中,ＺＬ１０２、ＺＬ１０９合金比纯铝具有更强的腐蚀倾向．     

The evolution of microstructure and mechanical properties during high-speed direct-chill casting in different Al-Mg2Si in situ composites

The effect of high-speed direct-chill (DC) casting on the microstructure and mechanical properties of Al-Mg₂Si in situ composites and AA6061 alloy was investigated. The microstructural evolution of the Al-Mg₂Si composites and AA6061 alloy was examined by optical microscopy, field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM) and transmission electron microscopy (TEM). The results revealed that an increase of the casting speed substantially refined the primary Mg₂Si particles (from 28 to 12 μm), the spacing of eutectic Mg₂Si (from 3 to 0.5 μm), and the grains of AA6061 alloy (from 102 to 22 μm). The morphology of the eutectic Mg₂Si transformed from lamellar to rod-like and fibrous with increasing casting speed. The tensile tests showed that the yield strength, tensile strength, and elongation improved at higher casting speeds because of refinement of the Mg₂Si phase and the grains in the Al-Mg₂Si composites and the AA6061 alloy. High-speed DC casting is demonstrated to be an effective method to improve the mechanical properties of Al-Mg₂Si composites and AA6061 alloy billets.     

TiB2和Al3Ti对近共晶Al?12.6Si合金组织、力学性能和断裂行为的影响

A near eutectic Al?12.6Si alloy was developed with 0.0wt%, 2.0wt%, 4.0wt%, and 6.0wt% Al?5Ti?1B master alloy. The microstructural morphology, hardness, tensile strength, elongation, and fracture behaviour of the alloys were studied. The unmodified Al?12.6Si alloy has an irregular needle and plate-like eutectic silicon (E_Si) and coarse polygonal primary silicon (P_Si) particles in the matrix-like α-Al phase. The P_Si, E_Si, and α-Al morphology and volume fraction were changed due to the addition of the Al?5Ti?1B master alloy. The hardness, UTS, and elongation improved due to the microstructural modification. Nano-sized in-situ Al₃Ti particles and ex-situ TiB₂ particles caused the microstructural modification. The fracture images of the developed alloys exhibit a ductile and brittle mode of fracture at the same time. The Al?5Ti?1B modified alloys have a more ductile mode of fracture and more dimples compared to the unmodified alloy.     

压力铸造对亚共晶Al-11Si-1.8Cu合金的组织细化作用

以亚共晶铸造Al-11Si-1.8Cu合金为研究对象,基于普通重力铸造和高压压力铸造条件下合金的组织分析,研究了压力铸造对亚共晶Al-11Si-1.8Cu合金的组织细化作用,结果表明:与普通重力铸造相比,压力铸造不但能明显细化亚共晶Al-11Si-1.8Cu合金组织中的初生a-Al和共晶Si相,还使合金组织中初生a-Al相的形态由树枝状转变成了球状,并且随着高压压铸压力的增大,初生a-Al相的球状形态越圆整和细小,同时合金组织中共晶Si相的析出也明显受到抑制.     

宽带激光熔覆铸造WCp /Ni基合金复合涂层结合界面组织特征

研究了宽带激光熔覆铸造WCp /Ni基合金复合涂层结合界面组织特征。结果表明结合界面微区组织特征为细小的共晶体组织、过渡层组织以及白亮带组织。白亮带及过渡层中主要含有Fe ,Cr,Ni,Si等元素。白亮带主要是单相的γ - (Fe ,Cr ,Ni,Si)固溶体组织。从熔覆区→过渡层→白亮带的平均显微硬度值呈梯度分布。复合涂层结合界面主要元素、微观组织结构和显微硬度呈梯度分布的特征 ,提高了涂层与基材之间的匹配性 ,缓解应力集中 ,避免裂纹形成 ,实现了基材与涂层良好的冶金结合。     

共晶硅立体形态对铝硅合金力学行为的影响

本文采用全腐蚀的方法,考察了热处理时共晶硅立体形态的变化过程以及Na变质的影响,表明Na变质使共晶硅在热处理时迅速粒状化为近等轴颗粒。从理论上分析了共晶硅立体形态对铝硅合金力学行为的影响,并通过对合金的力学性能测试和断口电镜分析进行验证,指出了可以通过Na变质和热处理综合控制共晶硅形态以提高合金的韧性。     

Brazing 6061 aluminum alloy with Al-Si-Zn filler metals containing Sr

Al-6.5Si-42Zn and Al-6.5Si-42Zn-0.09Sr filler metals were used for brazing 6061 aluminum alloy. Air cooling and water cooling were applied after brazing. Si phase morphologies in the brazing alloy and the brazed joints were investigated. It was found that zinc in the Al-Si filler metals could reduce the formation of eutectic Al-Si phase and lower the brazing temperature at about 520℃. Adding 0.09wt% Sr element into the Al-6.5Si-42Zn alloy caused α-Al phase refinement and transformed acicular Si phase into the finely fiber-like. After water cooling, Zn element dissolved into the Al-Si eutectic area, and η-Zn phase disappeared in the brazed joints. Tensile strength testing results showed that the Sr-modified filler metal could enhance the strength of the brazed joints by 13% than Al-12Si, while water-cooling further improved the strength at 144 MPa.     

Characterization of tensile fracture in heavily alloyed Al-Si piston alloy

This paper focuses on a typical automotive piston material to characterize its fractographic appearance after tensile rupture. The fracture of this heavily alloyed Al—Si alloy takes place in a brittle manner.The consecutive eutectic zone is found to break by debonding of Si platelets from the Al matrix or by fracturing of Si platelets.The various intermetallic particles break up complicatedly under the stress field of the propagating crack.The fracture tends to pass through or approach to the boundary be...     

生物医用Zn-5Al合金的微观组织与性能

研究了生物医用Zn-5Al合金的微观组织结构演化,探讨了其组织对力学性能的影响.对铸态、均匀化处理和轧制态Zn-5Al合金的微观组织进行了表征,分析了合金的相组成,测试了轧制态Zn-5Al合金的力学性能.结果表明:铸态与均匀化处理后的Zn-5Al合金的相组成均主要为η-Zn相和α-Al相,铸态合金组织片层间距约为300nm.均匀化处理过程中发生了共析反应,合金中的α-Al相由铸态的长条形演变为球形共晶组织.经过总变形率85%的热轧变形后,Zn-5Al合金的屈服强度和抗拉强度分别为98MPa和130MPa,断裂延伸率达到74%.