散热器用AI－Mg－Si系6101铝合金材料性能优化研究

研究了铝合金成分对Al－Mg－Si系6101铝合金材料力学性能和导热性能的影响,优化后的Al－Mg－Si系6101铝合金材料抗拉强度（δb ）达到241 MPa;屈服强度（δ0．2）达到209 MPa;导热系数达到207 w／m? k,能够满足作散热器的应用要求。     

淬火转移时间对AA357铝合金力学性能与微观组织的影响

采用OM、DSC、SEM与TEM,结合力学性能测试研究淬火转移时间对A357铝合金力学性能与微观组织的影响。结果表明:随着淬火转移时间由3 s延长至49 s,A357铝合金经T6热处理后的抗拉强度、屈服强度与延伸率分别由351 MPa、275MPa与12.4%降低至320 MPa、254 MPa与6.5%,合金材料的抗拉强度连续下降,屈服强度变化较小,延伸率呈现出先上升后下降的变化趋势。初生与共晶Si相逐渐由细长的针状或片层状转变为椭圆球状或棒状,平均长度为10~25μm,平均宽度为5~10μm,当淬火转移时间超过35 s后,初生与共晶Si相则仍以细长的针状或片层状形貌为主。拉伸断口形貌以韧窝断裂为主,附带部分沿晶断裂,随着淬火转移时间的增加,断口表面韧窝数量随之减少,沿晶断裂裂纹数量不断增加;Mg与Si元素集中分布于晶粒边界处的二元与三元共晶组织中,Al元素广泛分布于晶粒内部及晶粒边界处;人工时效过程析出的Mg2Si强化相长度约为0.2~1μm,宽度为0.02~0.08μm,且随着淬火转移时间的延长,Mg2Si强化相的析出数大量减少,长径比不断下降,合金材料的强度与塑性随之降低。     

电池包用6061铝合金型材成分与挤压成型性关系

由于现有6061铝合金挤压成型性及力学性能较差，在实际生产中应用范围受限，通过改变合金成分开发新型6061铝合金，将Si的质量分数调整至国标上限0.73%～0.80%，Mg的质量分数调整至国标下限0.82%～0.90%，同时分别设计了多细晶元素（Mn+Cr的质量分数为0.40%）与少细晶元素（Mn+Cr的质量分数为0.14%）两种配比方式，分别命名为6061-A铝合金和6061-B铝合金。通过观察微观组织、测试力学性能、调整挤压速度，研究6061-A铝合金和6061-B铝合金的力学性能、挤压成型性。结果表明，6061-A铝合金挤压成型性更好，同时经（175±5）℃×8 h热处理后，型材屈服强度达到312 MPa，抗拉强度达到325 MPa，伸长率为9%，均高于标准要求。     

淬火转移时间对A357 铝合金力学性能与微观组织的影响

 采用OM、DSC、SEM 与TEM,结合力学性能测试研究淬火转移时间对A357 铝合金力学性能与微观组织的影响。结果表明:随着淬火转移时间由3 s 延长至49 s,A357 铝合金经T6 热处理后的抗拉强度、屈服强度与延伸率分别由351 MPa、275MPa 与12.4%降低至320 MPa、254 MPa 与6.5%,合金材料的抗拉强度连续下降,屈服强度变化较小,延伸率呈现出先上升后下降的变化趋势。初生与共晶Si 相逐渐由细长的针状或片层状转变为椭圆球状或棒状,平均长度为10~25 μm,平均宽度为5~10 μm,当淬火转移时间超过35 s 后,初生与共晶Si 相则仍以细长的针状或片层状形貌为主。拉伸断口形貌以韧窝断裂为主,附带部分沿晶断裂,随着淬火转移时间的增加,断口表面韧窝数量随之减少,沿晶断裂裂纹数量不断增加;Mg 与Si 元素集中分布于晶粒边界处的二元与三元共晶组织中,Al 元素广泛分布于晶粒内部及晶粒边界处;人工时效过程析出的Mg₂Si 强化相长度约为0.2~1 μm,宽度为0.02~0.08 μm,且随着淬火转移时间的延长,Mg₂Si 强化相的析出数大量减少,长径比不断下降,合金材料的强度与塑性随之降低。     

回归处理工艺对7050铝合金力学和晶间腐蚀性能的影响

采用硬度、电导率测试、金相及透射电镜观察等手段,研究回归处理工艺对7050铝合金力学和晶间腐蚀性能的影响.研究结果表明:T6态合金硬度和强度很高,但抗晶间腐蚀能力较弱;与T6态相比,合金经较低温度长时间回归并再时效后,强度和抗晶间腐蚀性能都得到改善;合金经120 ℃/20 h预时效 190 ℃/60 min回归 120 ℃/24 h再时效处理后,其抗拉强度、屈服强度、伸长率和晶间腐蚀最大深度分别为593 MPa,571 MPa,10.5%和0.05 mm,具有最佳的综合性能;经190 ℃/60 min回归和再时效处理后,合金晶内组织与T6态的组织相似,晶界析出相粗大且不连续分布,因此,合金强度最高,抗晶间腐蚀能力最强.     

Mg-Zn-Al系合金组织和力学性能

通过调整Mg—Zn—Al系合金中Al和Zn的含量及比例，研究了其组织和力学性能变化规律．Mg—Zn—Al系合金组织由α-Mg基体和β相(Mg17Al12)、MgZn相、T相(Mg32(Al，Zn)49)组成．AZ51合金具有最高的常温抗拉强度，但屈服强度较低：AZ95和AZ55合金同时具有较好的常温抗拉强度和屈服强度．合金元素较少的合金高温强度低，合金元素多的合金强度高，AZ95合金具有良好的高温抗拉强度和屈服强度．常温和高温下，Mg—Al—Zn合金的塑性均随合金元素的增加而降低．     

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。     

Nd对含堆垛层错的铸态Mg–12Gd–2Zn–xNd–0.4Zr合金组织和力学性能的影响

镁合金以其高比强度、高比刚度、低密度等优点在航空航天、交通运输等领域显示出越来越大的潜力。但在实际使用过程中,镁合金仍存在塑性差、绝对屈服强度偏低、拉压不对称等问题。为了研究稀土元素Nd对镁合金显微组织和力学性能的影响与强化机制,本文以Mg–12Gd–2Zn–xNd–0.4Zr合金为研究对象,分别添加0, 0.5wt%, 1wt%的Nd元素。通过光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、透射电镜和XRD研究Nd对Mg–12Gd–2Zn–xNd–0.4Zr合金显微组织的影响,通过拉伸试验机、纳米压痕仪和显微硬度计测试了合金的力学性能。结果表明:显微组织主要由α–Mg基体、共晶相和堆垛层错(SFs)组成;Nd的加入对晶粒细化和组织均匀化起着重要作用。随着Nd添加量的增加,合金的拉伸屈服强度和显微硬度增加,压缩屈服强度降低,导致合金的反向拉压不对称性减弱。当Nd含量为1wt%时,合金的力学性能最好,其抗拉强度和抗压强度分别达到194 MPa和397 MPa,压缩屈服强度和拉伸屈服强度比值降低为1.05。     

Si、Cr元素的添加对7050铝合金组织与性能的影响

通过控制变量法来改变7050铝合金中Si、Cr元素的含量,探究不同含量的Si、Cr元素对铸造超强度铝合金的组织和性能的影响.结果表明,随着Cr元素含量的增加,合金的抗拉强度提高,达到了262.10 MPa.随着Cr、Si元素的增多,合金的硬度增加,最高达到了79.90 HRB.Cr和Si元素的添加,合金的伸长率从最高的16.60%下降到4.69%.     

Sn微合金化无铅易切削Al-Mg-Si合金的组织与性能

采用力学性能测试、X射线衍射物相分析、扫描电子显微分析、透射电镜分析和金相实验方法研究了不同处理态Sn微合金化的无铅易切削Al-Mg-Si合金棒材的显微组织与性能。研究结果表明:合金的最佳时效工艺为170℃／8 h,在此条件下,合金棒材的抗拉强度为351 MPa,屈服强度为336 MPa,延伸率为13．5％;合金的物相组成为铝基固溶体、主要强化相Mg2Si和CuAl2以及低熔点组织组成物Mg2Sn Sn;低熔点组织组成物Mg2Sn sn以及时效析出相Mg2Si和CuAl2使合金具有良好切削性能和较高强度。     

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。     

Effects of Gd solutes on hardness and yield strength of Mg alloys

Relative contribution of individual strengthening mechanisms to the yield strength of Mg–0–15 wt%Gd alloys were investigated.Alloys with different grain size were prepared by adding Zr and hot extrusion.Hardness and tensile/compression yield strength were tested on the alloys after solid solution treatment and extrusion.HallPetch constants were calculated with hardness and tensile/compressive data.The results showed that the hardness of Mg–Gd alloys with similar Gd content and different grain size were almost the same,which indicates that grain size had little effect on hardness.The hardness linearly increased with rising Gd content(d H_v/dc≈25 kg mm~(-2)/at%Gd).The tensile and compressive yield strengths enhanced with the increase of Gd content for all alloys in different conditions.In addition,the tensile/compressive(t/c)yield asymmetry of extruded alloys decreased with increasing Gd content.Large t/c yield asymmetry ratio(1.77)was observed for pure Mg,and with increasing Gd content this value decreased to 1.With the increasing of tensile strength,the stress intensity factor,k_y,decreased from 0.27 MPa m~(1/2)for Mg–2 wt%Gd alloy to 0.19 MPa m~(1/2) for Mg–5 wt%Gd alloy,then increased to 0.29 MPa m~(1/2) for Mg–15 wt%Gd alloy.However,k_yincreased linearly form 0.16–0.31 MPa for compression test.The influence of grain size strengthening was eliminated,and the yield strength of tension and compression both linearly increased with c~n,where c is the atom concentration of Gd,and n=1/2 or 2/3.     

Al对HP40合金高温力学性能的影响

通过中频感应炉熔炼制备出铝质量分数分别为5%、7.5%、10%的HP40合金,在900℃下测试各合金的高温拉伸性能,并在扫描电镜下观察各合金的断口形貌.结果表明:随着Al质量分数的增加,合金的高温屈服强度、抗拉强度均先升高后降低,合金的延伸率先降低后增加.铝质量分数为5%的HP40合金具有最佳的高温力学性能,其900℃下的屈服强度为125MPa,抗拉强度为132MPa,延伸率为12%.     

热处理对Mg-4.0Zn-1.0Ca-0.6Zr组织和性能的影响

采用铸造-均化-轧制工艺制备了Mg-4.0Zn-1.0Ca-0.6Zr合金,研究了不同热处理工艺对合金微观组织和力学性能的影响.结果表明:合金板材硬度值与抗拉强度都是随时效时间的延长先上升后下降,在12h时达到最大值,分别为71.2HV和320MPa;延伸率时效8h时最大,达19.2%,随时效时间的延长,逐渐下降.合金板材时效后力学性能的提高是由于在晶粒内部析出了大量的Mg6Ca2Zn3和MgZn强化相所致.     

Si对快速凝固/粉末冶金(RS/PM) AZ91镁合金组织和性能的影响

采用快速凝固/粉末冶金(RS/PM)法制备了Si增强的AZ91镁合金.研究了不同Si含量对AZ91镁合金的微观组织、室温和高温力学性能的影响.结果表明:随着Si含量的增加,合金中原位生成的Mg2Si颗粒逐渐长大.Si的加入显著提高了合金的室温和高温力学性能.室温下,当Si含量≤3%时,合金的抗拉强度随着Si含量的增加而提高,当Si含量增加至5%时,合金的抗拉强度大幅度降低.其中RS/PM(AZ91+3%Si)合金表现出最优异的室温力学性能:bσ高达472.36 MPa,σ0.2和δ分别达到329.76 MPa和4.70%.合金的高温抗拉强度(473 K)随着Si含量的增加而提高.     

Effect of pre-recovery on microstructure and properties of rolled Al-12.18Zn-3.31Mg-1.43Cu-0.20Zr-0.04Sr aluminum alloy

The independently designed and manufactured ultra-high-strength aluminum alloy Al-12.18 Zn-3.31 Mg-1.43 Cu-0.20 Zr-0.04 Sr was investigated via scanning electron microscopy observations, X-ray diffraction analysis, hardness tests, electrical conductivity tests, tensile tests, intergranular corrosion tests, and exfoliation corrosion tests. The effect of pre-recovery on the microstructure and mechanical properties of this aluminum alloy was also studied. The results show that the pre-recovery heat treatment releases deformation energy, inhibits recrystallization, and decreases the dislocation density. Although the pre-recovery heat treatment has little effect on the hardness, electrical conductivity, and elongation of this aluminum alloy, it can dramatically improve the alloy's tensile strength(the maximum tensile strength increased from 785.0 MPa to 809.2 MPa). Moreover, the tensile properties of this aluminum alloy have a certain degree of isotropy, and the pre-recovery heat treatment does not affect this property. In addition, the rolled aluminum alloy exhibits good corrosion resistance, but the effect of the pre-recovery heat treatment on the alloy's resistance to intergranular and exfoliation corrosion is negligible.     

镁元素对挤压高铝锌合金的组织与性能的影响

研究了镁元素对挤压高铝锌合金的组织和力学性能的影响,结果表明：与未加镁的合金相比,加入0.015%Mg,合金挤压态的抗拉强度从366 MPa提高到467 MPa、布氏硬度从HB91提高到HB114,伸长率从43.6%降低到27%;在320 ℃×2 h固溶处理水淬室温自然时效状态下,合金的抗拉强度从389 MPa提高到488 MPa,布氏硬度从HB107提高到HB139,伸长率从41%降低到28.3%;镁元素影响过饱和β相转变和分解产物形态,能阻碍合金的共析分解和室温时效脱溶析出。     

Y对Mg-Nd-Zn-Zr铸造镁合金组织和性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和X线衍射仪等分析研究Y对Mg-Nd-Zn-Zr铸造镁合金组织和性能的影响,并测试其室温力学性能.研究结果表明:Mg-Nd-Zn-Zr-xY(x=0,0.6％,1.2％,1.8％,质量分数)合金铸态组织主要由α-Mg和Mg12(NdaZn1-a)相组成,Y元素主要固溶在α-Mg和Mg12(NdaZn1-a)相中;合金经530℃/14h固溶处理后组织由α-Mg、残余的少量Mg12(NdaZn1-a)相以及方块状Mg24RE5相组成;固溶态合金经200℃/12h时效处理后有大量尺寸为10nm左右的β'和β”析出相生成,能有效地强化基体;随Y质量分数增加,合金室温抗拉强度和屈服强度逐渐上升,最高分别达到271 MPa和161 MPa,较基础Mg-Nd-Zn-Zr合金有较大幅度提高.