Mn元素对过流冷却过共晶Al-22Si-2Fe-xMn合金显微组织及耐磨性的影响

采用常规铸造和分段式倾斜板过流冷却铸造工艺制备Al-22Si-2Fe-xMn合金,研究表明:过流冷却制备工艺能够改善初生Si形貌及尺寸,但对针状富Fe相作用有限.利用扫描电镜、X射线衍射及透射电镜等手段分析过流冷却条件下Mn元素添加对富Fe相晶体结构的影响,通过摩擦磨损实验研究不同Mn/Fe质量比的过共晶Al-Si合金的硬度及耐磨损性能.结果表明:随着过流冷却铸造过共晶Al-Si合金中Mn/Fe质量比增加,合金中四方结构的长针状富Fe相逐渐减少直至基本消失,当Mn/Fe质量比为0.7时,富Fe相主要为六方结构的块状或鱼骨状α-Al15(Fe,Mn)3Si2相,此时,合金耐磨性较未添加Mn元素时有所提升,磨损机制以磨料磨损方式为主.     

Mn对喷射沉积Al-25Si-xFe-yMn合金中Fe相的影响

通过喷射沉积工艺制备了Al-25Si-xFe-yMn(Mn/Fe质量比在0～1之间)系列合金的沉积坯,利用SEM、XRD和EDX对这些沉积坯的微观组织进行分析.结果表明,添加Mn元素,将生成颗粒状的α-Al15(Fe,Mn)3Si2,取代了针状的δ-Al4FeSi2和β-Al5FeSi相,从而显著地改善高硅铝合金中的Fe相的形貌,并且随着Mn/Fe质量比的提高,沉积坯中颗粒状的α-Al15(Fe,Mn)3Si2含量也增加,而针状相的含量却减少,当Mn/Fe质量比增加到0.83或1时,在沉积坯中只发现颗粒状的α-Al15(Fe,Mn)3Si2.     

Al-1.3Si-0.7Mg-0.7Cu-0.3Mn铝合金薄板在固溶处理过程中的组织转变

通过XRD,OM和TEM组织观察、织构测定等方法研究了冷轧Al-1.3Si-0.7Mg-0.7Cu-0.3Mn铝合金汽车车身板在固溶处理过程中其合金相、晶粒、织构组态的变化.结果表明:Al-1.3Si-0.7Mg-0.7Cu-0.3Mn合金冷轧薄板中存在Al9Fe0.84Mn2.16Si,Al95Fe4Cr和Al6Mn不可溶合金相及Al1.9CuMg4.1Si3.3和Mg2Si可溶合金相;尺寸小于1μm的可溶合金相在540℃盐浴固溶中保温12 min以上即可全部溶入基体;冷轧薄板在540℃固溶保温2 min即可完成再结晶,形成{001}〈310〉和{110}〈113〉再结晶织构,其中以{001...     

添加合金元素Cu和Mn对锆合金中第二相的影响

以Zr-4为母合金,分别添加电解纯铜或电解金属锰,用非自耗真空电弧炉熔炼了成分不同的6种锆合金.用透射电子显微镜观察了合金中第二相的形貌,用EDS分析了第二相的成分,用SAD确定了第二相的晶体结构.添加Cu元素的合金中有3种第二相：Zr(Fe,Cr)₂粒子、Zr(Fe,Cr,Cu)₂粒子和含少量Fe或不含Fe的Zr-2Cu粒子;添加Mn元素的合金中只有1种Zr(Fe,Cr,Mn)₂第二相,且随着合金中Mn的质量分数从0.07%增加到0.35％,Zr(Fe,Cr,Mn)₂粒子中Mn元素的质量分数也升高.     

Fe对Ni-Mn-Ga形状记忆合金相变和力学性能的影响

研究了Fe含量对Ni56Mn25 xFexGa19(x=0～10)合金的微观组织结构、相变行为、力学性能和记忆特性的影响规律.当x 4时,Ni56Mn25–xFexGa19合金仍然保持着单一的四方结构马氏体相;当x 6时,合金呈现为马氏体相和面心立方γ相组成的双相结构.相对于马氏体相,γ相为富Ni和富Fe相,其含量随Fe含量的增加而增加.随着Fe含量增加,合金的马氏体相变温度逐渐降低,其峰值温度从x=0时的356℃降低至x=10时的170℃,这主要归因于马氏体相尺寸因素和电子浓度的综合作用.通过添加Fe替代Mn在合金中引入的γ相可提高合金的强度和塑性,但最大形状记忆回复应变从x=0时的5.0%降低到x=6时的2.0%.     

急冷Al-Mn合金中准晶相的形态和化学组成

使用透射式电子显微镜(TEM)观察了Al-12Mn和Al-10Mn-2Fe合金中准晶相的显微形态,选区电子衍射(SAD)做结构分析,用TEM的能谱附件(EDXS)分析准晶相的化学成分。结果表明,典型的准晶相具有菊花状形态,其当量组成非常接近Al_4Mn,准晶相的形态表明它的形成长大机制可能介于非晶和晶体之间;而且,铁的加入促进了合金中准晶相的形成。     

Al-La合金不连续枝晶组织形成机理

在Al-La合金的自由凝固试样中,发现Al-35%La合金组织形貌的特殊性,其先结晶相Al11La3枝晶沿主干方向成分是不连续的. 为验证这种组织存在的真实性,采用定向凝固方法制备了不同冷却速度下的Al-35%La合金试样,结果显示出定向凝固Al-35%La合金中Al11La3枝晶沿主干方向成分是不连续的. 在此基础上,分析了化学成分与凝固速度对Al-La合金组织的影响,并初步探讨了这种不连续枝晶的形成机理.     

Al-5.0Zn-3.0Mg-1.0Cu-0.1Zr合金的淬火敏感性

通过分级淬火的方法确定Al-5.0Zn-3.0Mg-1.0Cu-0.1Zr合金的时间-温度-性能(TTP)曲线,并结合7050及7085合金考察成分对淬火敏感性的影响。研究结果表明:Al-5.0Zn-3.0Mg-1.0Cu-0.1Zr合金T76状态的TTP曲线鼻尖温度为325℃,临界时间为1.554 s,99.5%的TTP曲线保温时间为100 s,合金的淬火敏感区间为200~410℃;该合金在等温保温过程中析出η相,消耗Zn和Mg,降低合金的过饱和程度,削弱后续时效强化的效果;合金时效后,在这些η相周围形成无沉淀析出区;Al-5.0Zn-3.0Mg-1.0Cu-0.1Zr合金具有较低的淬火敏感性,该合金淬火冷却速度可以选择介于7050合金冷却速度与7085合金冷却速度之间。     

交流磁场对Al-Fe合金凝固组织的影响

研究了交流磁场对Al-Fe合金中含铁相形态及分布的影响.近共晶Al-1.99%Fe(质量分数,下同)和亚共晶Al-0.90%Fe两种铝合金在3℃/min的冷却速率凝固过程中,施加强度为0.3 T,频率为20 Hz的交流磁场,并与未施加磁场的试样进行对比.实验结果表明,在这两种合金中,无论是先析出Al3Fe相还是先析出-αAl,施加交流磁场后,Al3Fe相均向试样的中心处富集.这是由于Al3Fe相的磁化率大于熔融铝基体的磁化率,使得Al3Fe相和铝基体相比受到指向样品轴线的更大的电磁力,从而导致其向试样中心处聚集.     

温轧态Fe3Al-Ti合金的低温超塑性

采用拉伸试验研究了温轧态 Fe3Al- Ti合金 Fe- 2 8Al- 2 Ti的低温变形行为 .发现当应变速率为 1.2 5× 10 - 4 s- 1和 2 .5× 10 - 4 s- 1时 ,该合金在 6 0 0～ 70 0℃具有超塑性 .70 0℃时断裂延伸率可达 389%,根据试验数据计算出应变速率敏感指数一般低于 0 .3.金相组织观察表明 ,变形过程中发生了动态回复和动态再结晶 ,从而导致了温轧态 Fe3Al- Ti合金的超塑性 .     

双相金属间化合物中的Ti5（Si,Al）3相

研究了共晶和过共晶Ｔｉ３（Ａｌ，Ｓｉ）＋Ｔｉ５（Ｓｉ，Ａｌ）３双相合金中Ｔｉ５（Ｓｉ，Ａｌ）３相的显微组织及性能，结果表明，Ｔｉ５（Ｓｉ，Ａｌ）３相具有光学各向异性，其显微硬度受其中含Ａｌ量的影响，而点阵常数保持不变，根据组织结构对材料的影响，认为具有粗在初生Ｔｉ５（Ｓｉ，Ａｌ）３相的过共晶双合金是不宜做结构材料的，而具有细小均匀Ｔｉ５（Ｓｉ，Ａｌ）３的共晶双相合金，有可能发展成实用合金。     

A novel investigation on the influence of Cu–P modifier on the microstructure,mechanical performance,and melting process of Al–50Si alloys treated by overheating

As an efficient modifier, phosphorus (P) can significantly reduce the size of primary silicon (Si) crystals. However, modifier can aggregate when the P content exceeds a certain proportion, which decreases refining efficiency. In this study, the evolution of microstructures and mechanical properties of Al–50Si alloy have been studied by combining superheating and modification treatments. After modification, the mean size of the primary Si phase increased with superheating temperature, while the hardness decreased with increased superheating. Although the alloy was in an over-modified state when the modified content was 7 ?wt%, the overall alloy hardness was the highest. Nanoindentation tests were used to examine the mechanical properties of each alloy phase and the results showed that the nano-hardness of Al₂Cu phase was 5.52 ?GPa, three times that of an Al matrix, and was considered to be the reason for increased alloy hardness after over-modification. This phenomenon indicated that, except for size and distribution of the primary Si phase, intermetallic compounds, such as Al₂Cu, also played important roles in modifying alloy mechanical properties. The alloy melting process was observed in-situ using a laser confocal high-temperature scanning microscope and results indicated that the melting temperature of α-Al decreased with increased matrix Cu content. A model for calculating distortion energy was proposed and its rationality verified. Calculation results showed that, with increased matrix Cu content, the distortion energy gradually increased, which was the main reason for decreased matrix melting temperature. Moreover, the existence of distortion energy was verified using the EBSD method.     

变质工艺对复合铝合金钎焊层Si的形貌及尺寸的影响

4045铝合金铸造过程中分别采用Na盐、Al-Sr中间合金、Al-P中间合金等不同的变质剂进行变质处理,检测并分析了铸造组织中的初晶Si、共晶Si以及复合铝合金钎焊层Si的形貌与尺寸。结果显示,经Al-Sr中间合金变质处理的铸造组织中没有块状初晶Si,且共晶Si为球化的短棒状。对复合铝合金钎焊层的形貌进行检测发现,经变质处理的试样中Si颗粒发生球化且呈短棒状,未发现大的块状Si颗粒;而未经变质处理的试样中有明显的呈长条状的Si颗粒,且平均最大Feret直径、平均最小Feret直径、平均颗粒面积、颗粒总面积、颗粒面积分数等较大。表明Al-Sr中间合金变质剂对高硅铝合金铸造组织中的Si相以及复合铝合金钎焊层Si颗粒的形貌与尺寸有明显改善作用。     

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。     

电解铝硅合金耐蚀性研究

对比了电解铝硅合金和常规铝硅合金的耐蚀性.电化学试验和湿热试验结果表明电解铝硅合金具有良好的耐蚀性.讨论了电解铝硅合金耐蚀机理,含有较多的微量元素及合金组织均匀细小是其腐蚀性能良好的原因.     

ZL104合金直接加锑变质处理的性能与组织分析

本文提出对ZL104合金采用直接加纯锑的方法同样可以铸成高强度的大型砂型铸件。合金中含锑量为0.2％左右时,其强度值和硬度值最佳,含锑量在0.05～0.7％范围时,共晶硅与含铁杂质相可被细化。由于合金中含有较高的锰量(Mn0.48％),针状的Al_9Si_2Fe_2相转变为骨骼状的AlSiMnFe相,从而改善了合金的塑性。     

Na变质对Zn—27Al—Si合金组织性能的影响

通过试验和分析，发现Na对Zn-Al-Si合金中硅晶体的变质机理是Na吸附在硅晶体的生长方式，改变了硅晶产生大量分枝，而不影响硅的形核，试验结果还表明硅相由板块状变为球状后，合金的机械性能有显著提高。     

添加元素对石墨-铝硅复合材料性能的影响

采用熔铸重力浇注在铝液中直接加入裸体石墨的方法，工艺简便，成本低，易于推广生产．但要用这种方法生产出综合性能良好的石墨－铝硅复合材料并非易事．其中添加某种元素既促使有利的石墨－铝硅复合材料界面反应的形成，又阻止石墨飘浮，减少偏析，使材料的综合性能得到提高是很关键的问题之一．而且，这种添加元素在工业上使用的价格又要比较低廉．本文从复合材料都存在界面反应的问题入手，找到了一种综合性能良好的添加元素Ｍ．     

Ni含量对Fe3Si基合金组织的影响

通过X-射线衍射、能谱、SEM金相等方法,对5种不同Ni含量样品的显微结构进行了分析,结果表明：Ni质量分数为0%的Fe2Si基合金都存在六方结构的含镍富硅Fe2Ti相析出;当Ni质量分数在0%～2%范围内变化时,Ni的添加对富硅Fe2Ti的析出影响很小;而当Ni增加到3%,Ni的添加急剧促进富硅Fe2Ti的析出;当Ni的添加超过一定量（约2%）时就能明显促进Fe2Si基合金的动态再结晶以及静态再结晶。