Al-Si系合金的细化变质研究

阐述了近年来对Al-Si系合金基体晶粒细化元素、初晶Si及共晶Si变质元素、复合变质剂的研究,努力找到合适的细化变质方法,以得到优良的铸锭组织.     

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.     

过共晶铝硅合金复合变质的研究进展

初晶硅以及共晶硅的形态对过共晶铝硅合金的性能影响很大,传统的单一变质难以同时改善初晶硅和共晶硅的形态.目前国内外已有P-Sr、P-RE以及P-Sr-RE复合变质等一些研究,并且复合变质机理以及交互作用也有一定的研究成果,本文综述了各种复合变质方法的效果及复合变质机理,并对复合变质工艺提出一些建议.     

碲作为铝—硅合金变质剂的研究

本文系统的研究了碲(Te)对共晶、亚共晶及过共晶铝—硅合金的变质作用。其目的是:寻找一种新的变质剂以代替易衰退的钠(Na)及价格昂贵的锶(Sr)变质剂。研究结果指出:碲对上述合金中的共晶 Si 相均产生强烈的变质作用。对共晶 Al—Si 合金而言,加 Te 变质的金属型试棒的机械性能达到或超过加 Na 变质的水平,砂型试棒的机械性能与加 Na 变质相当;熔体的流动性与加 Na 一样.加 Te 变质时熔体保持8小时或经三次重熔后变质效果基本保持不变,用 Te 变质操作工艺简便,效果稳定、可靠、经济、没有烟雾、对坩埚无腐蚀作用。结论是:碲是 Al—Si 合金共晶 Si 相的一种性能优越的新型的长效变质剂。     

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。     

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.     

复合变质剂对高铬铸铁篦条组织的影响

通过金相显微镜和扫描电镜观察,研究Ti-W-Mg、Ti-Zr-Nb、Ti-Zr-Y基重稀土3种复合变质剂对高铬铸铁篦条组织的影响。结果表明,经变质处理后的篦条铸态组织中,其初生奥氏体被不同程度等轴化,共晶碳化物被有效细化、圆整化、孤立化和弥散化;篦条韧性有不同程度的增强;3种复合变质剂对高铬铸铁篦条组织的影响效果为:Ti-W-Mg最佳,Ti-Zr-Y基重稀土次之,Ti-Zr-Nb最差。     

活塞用共晶Al-Si合金磷变质剂的选择及对材料性能影响的研究

本文研究了內燃机活塞用共晶Al-Si合金磷变质剂的选择及其对材料性能的影响。在所研究的八种磷变质剂中,发现磷复合变质剂(简称SR813)的效果最佳。共晶Al-Si合金经该种变质剂处理后,金相组织中初晶硅尺寸适中,分布均匀,共晶硅呈短杆状,α枝晶基本消失,故合金材料的线膨胀系数降低,高温性能、耐磨性能显著提高,同时铸造性能亦得到改善。文中还对磷复合变质剂各组元的作用进行了初步的探讨,认为磷、硫为起变质作用的主要组元,铝粉起缓冲剂作用,氯化钠有净化铝液和促进变质的效果。     

稀土和碲对ZLl07复合变质的研究

采用SEM、材料性能检测等手段对复合变质处理后的铝硅合金显微组织、形貌和力学性能进行了分析．结果表明：稀土和碲复合变质后，使片状共晶硅的尺寸明显减少并变为蠕虫状、颗粒状，从而使该合金的力学性能显著提高．     

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。     

铝含量对无铅硅黄铜组织及性能的影响

利用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）及电化学腐蚀试验、拉伸试验和切削试验等,观察并研究了Al的质量分数分别为0%,0.2%,0.4%和0.6%的65CuZn3Si无铅硅黄铜的微观组织、腐蚀性能、力学性能和切削性能.结果表明：当加入Al元素后,合金中开始出现富含P,Al,Mg的纳米级黑色小颗粒状质点,并且随着Al含量的增加,黑色质点的数量也随之增多,合金切削性能明显提高.合金的抗拉强度随Al含量的增加而增大,相应地伸长率有所下降,但仍能保持在12%左右.当Al的质量分数为0.6%时,65CuZn3Si合金的切削性能和力学性能达到最佳.     

钎焊金刚石砂轮磨削AA4032铝合金试验

通过磨削试验,研究钎焊金刚石砂轮磨削4032铝合金(AA4032)在不同磨削参数时的磨削特性.结果表明:磨削力和磨削表面粗糙度都随着磨削深度和工件进给速度的增加而增大,随着砂轮线速度的增加而减小;法向磨削力与切向磨削力有良好的线性关系,其力比为2.6;AA4032主要以塑性方式去除,其被加工表面由光滑区、划痕、磨屑粘附、白色析出颗粒及孔组成,表面质量随磨削速度增大而明显提高;磨削比能随单颗磨粒切削厚度(h_c,max)增大而减小,在相同h_c,max下,高速磨削有利于降低磨削能耗.     

Characterization of Fe3Si-based coatings on low silicon steel by pulsed Nd:YAG laser cladding

The Fe₃Si based coating was produced on the Fe-1 Si steel surface by a pulsed Nd:YAG (yttrium aluminum garnet) laser. Its phase constitution and microstructure were characterized by using X-ray diffraction (XRD), optical microscope (OM), and field emission scanning electron microscope (FESEM) with associated energy dispersive spectroscopy (EDS) and transmission electron microscopy (TEM). The hyperfine structure of the coating was studied by Mrssbauer spectra (MS) and the magnetic property was also measured at room temperature by a vibrating sample magnetometer (VSM). The obtained coating is pore and crack-free with dense microstructure and high Si content. The metallurgical bonding between the coating and the substrate was realized. The microstructure of the coating is typical fine dendrites. The major phase was confirmed by XRD and TEM to be the ordering D0₃ structured Fe₃Si phase. In addition, there were smaller amounts of the Fe₅Si₃ phase and the γ-Fe phase in the coating. Compared with the substrate, the laser cladding coating has a lower saturation magnetization and a higher coercive force. The poor magnetic property might be because of rapid solidification microstructure and phase constitution in the coating.     

等温自由锻温度对7085铝合金组织与性能的影响

通过金相组织观察、扫描电镜分析和室温拉伸力学性能及剥落腐蚀实验,分析探讨等温自由锻温度对7085铝合金显微组织、力学性能和剥落腐蚀的影响.研究结果表明:在370℃和400℃等温自由锻时,合金发生严重再结晶,强度较低,伸长率稍高,剥蚀抗力较差;在420℃锻造时,合金出现大量细小且分布均匀的亚晶粒,抗拉强度、屈服强度、伸长率和剥蚀抗力均较好,分别达到533.2 MPa,495 MPa,13.3％和EA.在450℃锻造时,该合金的晶粒开始长大,强度下降,伸长率稍有升高,剥蚀抗力较差.综合考虑显微组织、强度、塑性和剥落腐蚀等因素,确定420℃为合金等温自由锻最佳锻造温度.     

泡沫铝合金孔隙率对泡沫铝合金/聚甲醛互穿复合材料的影响

使用硅烷偶联剂KH570对孔隙率不同的泡沫铝合金进行表面改性后,通过注塑成型法制备了聚甲醛/泡沫铝合金互穿复合材料。研究了改性后泡沫铝合金表面的红外结构、泡沫铝合金/聚甲醛互穿复合材料的力学性能和摩擦学性能以及泡沫铝合金/聚甲醛互穿复合材料的磨损表面。研究结果表明,硅烷偶联剂KH570成功接枝到了泡沫铝合金的表面;复合材料的弯曲强度和压缩强度随着泡沫铝合金孔隙率的降低而升高;而复合材料的摩擦学性能随着泡沫铝合金孔隙率的增加而降低。     

2024-T42铝合金点焊接头性能研究

为改善高强铝合金接头连接性能,提高焊接质量,研究了2024-T42铝合金回填式搅拌摩擦点焊(RFSSW)、电阻点焊和铆接3种不同接头的连接性能,采用显微组织观察试验、拉伸试验、拉剪试验和显微硬度试验等方法,对接头组织和性能进行表征与分析.结果 表明:RFSSW接头的力学性能最优,拉剪性能达到7.23 kN,较铆接和电阻...     

泡沫铝合金耐火性能的研究

用有限元分析软件ANSYS建立泡沫铝合金的模型，模拟出在高温条件下泡沫模型的背火面温度场分布情况，得出其温度分布规律并求出它的耐火极限。同时对致密铝合金进行分析比较，发现泡沫铝合金的传热性能低于致密铝合金，而耐火性能优于致密铝合金。研究的结果对于泡沫铝合金在耐火材料方面的应用具有一定的指导意义。     

酸性镀液铝合金表面沉积Ni-Mo-P三元合金非晶镀层

采用酸性化学镀液在铝合金表面沉积Ni-Mo-P三元合金非晶镀层。利用透射电镜(TEM)、场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射分析(XRD)、能谱(EDS)等现代分析手段,对镀层显微结构进行了表征,探讨了钼酸钠浓度和热处理对镀层纳米压痕硬度的影响。结果表明,镀态下,化学镀Ni-Mo-P三元合金镀层为致密非晶态镀层,镀层中Mo元素分布均匀,镀层与基体结合良好。热处理可促使非晶镀层晶化,产生Ni和Ni3P晶相,获得了纳米压痕硬度为15.12 GPa的最大值。     

稀土Ho对Al-Zn-Mg-Cu系高强铝合金显微组织和力学性能的影响

[目的]为了提高Al-Zn-Mg-Cu系高强铝合金的综合性能,研究了稀土钬(Ho)对Al-Zn-Mg-Cu系高强铝合金显微组织及力学性能的影响。[方法]采用金相显微镜、扫描电镜观察、能谱仪和拉伸试验等方法对稀土钬(Ho)改性Al-Zn-Mg-Cu系高强铝合金显微组织和力学性能进行了研究。[结果]加入Ho能够细化基体组织、净化晶界,使呈网状连续分布的晶界变为断续的岛状和鱼骨状;当稀土Ho的含量为0.5%时,晶粒达到最小最细状态,且合金熔铸缺陷明显减少,合金的抗拉强度为244 MPa,伸长率为2.92%,韧性达到最大值;随着Ho含量的增加,合金中生成了一种新相Al_3Ho,该相较软,析出在晶界,从而降低了合金的硬度。[结论]加入适量稀土元素Ho可以有效细化Al-Zn-Mg-Cu系高强铝合金的组织,显著提高合金的塑性及韧性,但硬度下降。     

一种优越的钝化膜(a-Si:O:H)

本文报道了用等离子放电SiH_4+H_2+H_2O混合气体淀积氢化非晶硅氧合金膜,均匀、致密、耐腐蚀、半绝缘、电中性、富含氢,是较理想的半导体器件钝化膜。兼有SiO_2和a-Si:H的优点,而又克服了它们各自的缺点。用它钝化的平面晶体管放在盐水里几小时后,特性不变。