复合电铸制备Cu/SiCp复合材料的工艺

采用复合电铸工艺制备碳化硅颗粒 (Si Cp)增强铜基复合材料 ,重点研究了添加剂、颗粒粒径、电流密度、施镀温度、搅拌强度等工艺参数对 Cu/ Si Cp 复合材料中 Si Cp 含量的影响 .结果表明 ,优化各工艺参数可有效促进 Si Cp 与铜离子的共沉积 ,提高复合材料中增强固体颗粒的含量 .在此基础上研究开发了一种可有效促进 Si C颗粒与铜共沉积的混合添加剂 ,可获得 Si Cp 含量较高的Cu/ Si Cp复合材料 .     

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.     

SiC_p/Al复合材料的制备与组织研究

重点探讨了一种制备 Si C颗粒增强铝基复合材料的新的工艺方法 ,即粉末预制块重熔稀释法。利用普通设备 ,探索了制备工艺过程 ,分析了金相组织。同时与粉末冶金法制备的组织作了比较。结果表明 ,采用粉末预制块重熔稀释、铝液中加活性元素 (Mg)、适当提高铝液温度和机械搅拌等方法有效地改善了 Si C颗粒与铝基体的润湿性 ,制备了较为满意的 Si Cp/ Al复合材料。     

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．     

原位合成TiB_2颗粒增韧SiC的显微组织与断裂韧性

在前期对原位生成TiB2增韧SiC制备工艺研究的基础上,研究了TiB2/SiC复合陶瓷的显微组织与力学性能.研究发现:在φ(TiB2)介于5%~20%时,原位生成的TiB2相在SiC基体中的分布都比较均匀;当φ(TiB2)为5%和20%时,TiB2颗粒等面积圆直径平均值分别为2.6和3.9μm;另外,TiB2颗粒能起到明显细化SiC晶粒的作用.随着φ(TiB2)的增加,TiB2/SiC复合材料的相对密度、维氏硬度和断裂韧性均增大.当φ(TiB2)为20%时,复合材料相对密度、维氏硬度和断裂韧性分别为94.8%,29.1 GPa和5.9 MPa.m1/2.经优化工艺制备的TiB2/SiC复合陶瓷...     

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.     

C_f表面修饰增强Mg_2Si-SiC复合材料的性能

用化学镀的方法对碳纤维表面进行镀铜处理,采用机械合金化+热压烧结的方法制备Cf/Mg2Si-SiC复合材料,研究碳纤维体积分数对该复合材料维氏硬度、强度、导电性能的影响.结果表明:碳纤维经表面镀Cu修饰后可以抑制其与Mg2Si的界面反应,SiC颗粒主要分布在Mg2Si的晶界处,碳纤维平直地分布在基体中并且与基体结合良好.随Cf体积分数的增加,Cf/Mg2Si-SiC复合材料的致密度减小,硬度、抗压强度、抗弯强度和电导率先增大后减小,Cf体积分数为3%时,Cf/Mg2Si-SiC复合材料具有最佳的综合性能,其强化机制主要是SiC的细晶强化、弥散强化和纤维拔出.     

Ca对Mg-12Al-12Zn-2Si合金组织和力学性能的影响

利用光学显微镜、X-ray衍射仪、带能谱分析的扫描电子显微镜等手段研究了Ca对Mg-12Al-12Zn-2Si合金组织和力学性能的影响。结果表明:加入Ca元素后合金中生成了弥散分布的Ca Si2相,可作为Mg2Si相异质形核的核心,将块状和条棒状的Mg2Si颗粒变为细小的多边形块状。当Ca含量为0.5%(质量分数)时,合金中Mg2Si颗粒较细小且弥散分布,此时,合金的室温及高温力学性能达到最大。     

ZrO_(2p)/Ti-6Al-4V梯度热障复合材料层制备及组织性能

针对传统热障涂层陶瓷面层与金属基体结合强度较低的问题,提出ZrO_2颗粒增强金属基热障功能复合材料层结构,并采用激光熔注技术在Ti-6Al-4V基体表面实现制备.研究了复合材料层的物相组成及微观组织结构,测试了其热导率,结果表明:团聚ZrO_2颗粒在熔池中受到热应力作用与钛熔体的固溶分解作用,产生自外向内的离散行为;激光熔注的工艺特性导致复合材料层的不同区域出现明显的形貌特征差异,30~50μm ZrO_2颗粒体积分数沿深度方向梯度分布,1~3μm ZrO_(2-x)小颗粒在底部分布更为密集;复合材料层的有效热导率随着ZrO_2体积分数的增加而显著降低,最低降至3.4 W/(m·K).     

(TiB_2+Al_2O_3)增强铝基复合材料的组织分析与硬度测试

将TiO2和B2O3原料混合后加入ZL102铝熔体,采用原位反应的方法,使其与铝液发生反应,制备出(TiB2+Al2O3)双相增强铝基复合材料.用EPMA及SEM分析反应合成的增强颗粒在基体上的分布状态以及TiB2和Al2O3颗粒的微观组织,用显微硬度仪测定复合材料组成相的显微硬度.结果表明,利用Al-TiO2-B2O3体系可以原位制备颗粒增强的铝基复合材料,合成的复合材料硬度比ZL102提高37.3%.     

电磁分离技术制备过共晶Al-Si合金自生功能梯度材料

由于初生相与熔体的导电性差异，在通电熔体及外磁场作用下，初生相颗粒在熔体内受到某一方向的合力，从而在熔体中做有规律的运动．因此，适当地控制铸件凝固过程及初生相颗粒的移动速度，使初生相颗粒在铸件中呈现有规律分布，可以获得自生功能梯度材料．对初生相颗粒在熔体内受力及运动情况的分析结果表明：颗粒的大小、形状及浓度对颗粒的运动状态及速度都有很大的影响．用电磁分离技术成功制备了过共晶A1-25Si功能梯度材料试样，从试样一端到另一端初生Si颗粒的含量、尺寸和形状均呈现梯度的变化．     

低频电磁场对过共晶铝硅合金组织的影响

采用低频电磁半连续铸造技术制备Al-19.2%Si合金铸锭,利用电子光学显微镜对铸锭的显微组织进行分析比较,研究了电磁场强度和频率对初生硅颗粒形貌的影响;利用测温技术对合金的凝固过程进行监测,研究低频电磁场对凝固前沿温度场的影响.实验结果表明:与普通DC铸造相比,采用低频电磁半连续铸造可以明显改变液穴中熔体的温度场,使其温度显著下降,温度分布均匀,液穴降低,初生硅颗粒得到有效细化;改变外加电磁场条件,随着电磁场强度的增加,初生硅颗粒细化;随着电磁场频率的增加初生硅颗粒逐渐变大.在本实验条件下,外加电磁场条件为15 Hz,12000At时,初生硅颗粒最为细小.     

高能球磨过程中Mg2Si的形成及其影响因素的研究

探讨了用MA法制备Al/Mg2Si复合材料过程中的一些影响因素,并通过XRD对其物相进行了分析.研究表明:球磨时间越长、越有利于Mg2Si的形成,但Mg2Si的形成需要一定的孕育期;过程控制剂可防止粉末发生冷焊现象,但加入量过多又会降低球磨效率;适当的球磨转速和球料比有利于合金化的进行,因为过大球料比会降低球磨效率.     

中频电磁场对连续铸造铝合金铸锭表面质量影响

研究了在冷坩埚式结晶器外施加中频电磁场对铝合金连续铸造铸锭表面质量的影响，通过测量结晶器内的磁场分布确定了铝合金电磁连铸的基本工艺参数．研究结果表明：采用在结晶器壁开缝的方法可以有效地提高结晶器内的磁感应强度．对本工艺，当开缝数在12—18的条件下，磁场分布基本均匀；施加中频电磁场可有效地消除偏析瘤，明显地改善连铸坯的表面质量．     

纳米Fe含量对Fe/环氧树脂复合材料吸波性能的影响

为有效防止家用电器的杂散电磁辐射对人体的危害，设计并制备了纳米Fe颗粒增强环氧树脂基复合材料，本文介绍了该复合材料的设计原理，纳米Fe粉的粒径分布和复合材料的制备工艺，并对其微波吸收行为进行了探讨，研究表明，纳米Fe颗粒增强环氧树脂基复合材料具有良好的吸波功效，吸波规律与Fe粉添加量有关系，随Fe粉含量增加，吸波效率增大，但到达一个峰值时又回落，中间有一最佳值。需进一步研究其它吸波介质和复合介质的电磁匹配参数。     

In-situ fabrication of Al(Zn)-Al2O3 graded composite using the aluminothermic reaction during hot pressing

In this study, the fabrication of multilayer Al(Zn)–Al₂O₃ with different volume fractions of Al₂O₃ was investigated. Al and ZnO powders were milled by a planetary ball mill, after which five-layer functionally graded samples were produced through hot pressing at 580℃ and 90 MPa pressure for 30 min. Formation of reinforcing Al₂O₃ particles occurred in the aluminum matrix via the aluminothermic reaction. Determination of the ignition temperature of the aluminothermic reaction was accomplished using differential thermal and thermogravimetric analyses. Scanning electron microscopy, energy dispersive spectroscopy, and X-ray diffractometery analyses were utilized to characterize the specimens. The thermal analysis results showed that the ignition temperatures for the aluminothermic reaction of layers with the highest and lowest ZnO contents were 667 and 670℃, respectively. Microstructural observation and chemical analysis confirmed the fabrication of Al(Zn)–Al₂O₃ functionally graded materials composites with precipitation of additional Zn in the matrix. Moreover, nearly dense functionally graded samples demonstrated minimum and maximum hardness values of HV 75 and HV 130, respectively.     

电磁软接触连铸圆坯结晶器传热分析

针对电磁软接触连铸过程,建立了结晶器三维电磁场及温度场模型,研究了电流、电源频率、铸坯与结晶器间热流密度以及绝缘材料导热性能对温度场的影响.结果表明,在高频电磁场作用下结晶器壁温度相比传统连铸结晶器有所提高.当前计算条件下,频率和电流增大,结晶器壁峰值温度随之升高.热流密度的大小直接决定着结晶器壁的温度分布,热流越大,温度沿高度方向的不均匀性越明显,沿结晶器周向,由于材料不连续引起的温度梯度也越大.绝缘填缝材料的导热性能对结晶器壁温度分布有较大影响,导热性能差的绝缘材料使温度沿高度方向出现两个峰值,分别对应于切缝的两端,加大了铜壁的温度梯度.     

铸造工艺参数对半连续铸造A390合金管坯宏微观组织的影响

采用半连续铸造方法制备了A390合金管坯.研究了铸造速度和铸造温度对A390合金管坯宏微观组织的影响.结果表明:随着铸造速度由90 mm/min提升至120 mm/min、铸造温度由800℃增加至850℃,管坯中初生Si宏观分布趋于均匀,初生Si颗粒的平均尺寸逐渐减小.截面尺寸为164 mm/60 mm的半连续铸造A390合金管坯的最佳铸造工艺参数为:铸造速度110 mm/min、铸造温度850℃,可以获得初生Si宏观分布均匀、初生Si颗粒平均尺寸不超过26μm的管坯,管坯内侧的抗拉强度为264 MPa,延伸率为0.5%.     

Comprehensive model for a slag bath in electroslag remelting process with a current-conductive mould

A mathematical model was developed to describe the interaction of multiple physical fields in a slag bath during electroslag remelting (ESR) process with a current-conductive mould. The distributions of current density, magnetic induction intensity, electromagnetic force, Joule heating, fluid flow and temperature were simulated. The model was verified by temperature measurements during remelting 12CrMoVG steel with a slag of 50wt%-70wt% CaF₂, 20wt%-30wt% CaO, 10wt%-20wt% Al₂O₃, and ≤ 10wt% SiO₂ in a 600 mm diameter current-conductive mould. There is a good agreement between the calculated temperature results and the measured data in the slag bath. The calculated results show that the maximum values of current density, electromagnetic force and Joule heating are in the region between the corner electrodes and the conductivity element. The characteristics of current density distribution, magnetic induction intensity, electromagnetic force, Joule heating, velocity patterns and temperature profiles in the slag bath during ESR process with current-conductive mould were analyzed.     

几种6000系汽车板铝合金的结晶相

通过扫描电镜/能谱、X射线衍射以及金相分析,针对几种6000系汽车板铝合金,研究了不同的合金成分对结晶相的影响.结果表明,合金铸造时形成的结晶相为Al1.9CuMg4.1Si3.3,Al8(FeMnCr)2Si,Al5(FeMnCr)Si,Al4(MnFeCr)3Si2,Al5(MnFeCr)12Si7以及Mg2Si.随Mg/Si,Mg/Cu质量比及Mn含量的增大,Mg2Si和Al(FeMnCr)Si/Al(MnFeCr)Si型结晶相数量增多.均匀化时,除发生Al5(FeMnCr)Si向Al8(FeMnCr)2Si相的转变外,其他结晶相的类型不变.在随后的固溶处理和时效过程中,结晶相不再发生变...