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.     

高温扩散对过共晶Al-Si合金组织的影响

研究w(Si)=20%的过共晶Al-Si合金在高于共晶点温度进行热处理后的组织形貌变化.结果表明:热处理温度610℃,保温时间分别为5、10、15min时,随保温时间的延长,粗大的柱状树枝晶α-Al变为近球状组织;不规则的多边形状和花瓣状的初晶Si会逐渐熔断、钝化,最后以15μm小块状和近球状组织出现;粗大的针片状共晶Si先发生熔断变为细小的颗粒状,然后全部熔化,最后在水淬中析出细小颗粒状和纤维状的共晶Si包围α-Al相;热处理温度580℃,保温时间分别为5、15、30、40min时,随保温时间的延长,初晶硅尺寸变细小,直径达到30μm,圆整度不断得到提高,当保温时间达到40min时,共晶硅变为纤维状.     

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。     

A356合金近液相线法铸造坯料及重熔加热组织研究

采用近液相线半连续铸造法制备了A356铝合金半固态坯料,并利用电阻炉加热,采用电子显微镜研究了近液相线铸造A356铝合金在二次加热过程中的组织演变.结果表明:A356铝合金半固态坯料组织呈均匀、细小的蔷薇状分布;在585℃加热,保温10~15 min,可获得半固态加工所需的触变性组织.而且,保温温度和保温时间共同影响着二次加热组织的演变过程.随着加热温度的升高,α相的生长和球化的速度变快,保温时间越长,晶粒球化度越高.     

过共晶铝硅合金半固态二次加热时组织演变

利用热涵法、液淬技术和金相分析等手段,研究了预变形后的过共晶铝硅合金在进行半固态二次加热时组织演变规律.结果表明,半固态组织演变经历以下几个阶段:共晶硅熔断、粒化,共晶组织逐渐熔化成液相,液相体积分数逐渐增加并包围α相,α相趋于近球形的组织,共晶组织完全熔化等几个阶段.在二次加热过程中,初生硅颗粒也发生了一定的球化.     

液相线半连续铸造7075铝合金半固态组织演变

研究了液相线半连续铸造法生产的7075铝合金半固态浆料二次加热时组织的演变和主要合金元素的分布·结果表明,液相线铸造7075铝合金在相同加热温度下,随着保温时间的延长,晶粒尺寸与球化倾向增大;在相同保温时间下,随着加热温度的升高,晶粒尺寸与球化倾向也增加·加热温度580℃左右,保温时间在15～30min之间,和加热温度600℃左右,保温时间在5～15min之间,可以将半连续铸造锭坯中的蔷薇状和近球状组织转化为球形晶粒,晶粒的平均直径范围为40～55μm,完全适合于半固态加工·液相线铸造7075铝合金二次加热组织中,主要合金元素M...     

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.     

均匀化处理温度对6082铝合金组织和性能的影响

采用硬度、电导率测试、金相显微镜、X线衍射、扫描电镜、透射电镜和能谱分析技术,研究均匀化温度对合金组织和性能的影响.研究结果表明:铸态合金由α-Al固溶体和非平衡共晶相组成;490～510℃均匀化,Mg2Si相从过饱和固溶体中析出,在510℃以上均匀化,随着温度的升高,Mg2Si又逐步回溶到基体中,560℃均匀化,Mg2Si相和过剩单质Si完全溶解;随着均匀化温度的升高,非平衡析出物鱼骨状共晶形态逐渐消失,针状β-AlMnFeSi溶解、断裂,转变为具有更高(Mn+Fe)/Si比值颗粒状α-Al(MnFe)Si相,析出相在高温均匀化过程中聚集、球化;560℃均匀化,析出物的连续网状结构转变成链状结构,析出物演化为等轴粒状α-Al(MnFe)Si相.均匀化过程中合金中析出弥散α-Al(MnFe)Si相;在490～560℃保温6h均匀化处理,温度升高,合金的硬度和电导率分别升高和降低.     

热处理对Al-Si-Cu-Ni合金的组织影响

本文研究了固溶温度分别为500℃和465℃、固溶时间为2h和4h再经过180℃时效8h后的组织形貌。研究表明:在热处理过程中,随着温度的升高,保温时间的延长,能够很好的粒化、球化共晶硅组织,同时初晶硅的形貌和尺寸也有相应的减小,对初晶硅颗粒的尖角处也有明显的钝化作用,共晶Si相也得到了很好的球化,粗大的网络状合金相逐渐溶解,尺寸变小。     

6061合金电磁半连续铸锭与二次加热组织研究

用电磁半连续铸造技术制备6061合金半固态坯料,并在不同的保温温度和保温时间下进行二次加热实验,观察铸锭及二次加热坯料的微观组织,研究保温温度和保温时间对二次加热淬火组织的影响.结果表明:6061合金可以通过电磁半连续铸造获得具有细小、均匀、非枝晶组织的铸锭;二次加热过程中,随着保温温度的升高,组织转变速度加快;保温温度过高,淬火组织粗大,对成形件性能不利;随着保温时间的增加,初生α-Al不断球化,淬火组织也越圆整,但晶粒长大明显;在610~630℃下保温10~15 min,所得淬火组织均匀,晶粒细小,是理想的成形组织.     

过剩硅含量对Mg2 Si/Al复合材料组织和耐磨性的影响

采用重力铸造法制备不同过剩硅含量的原位Mg_2Si/Al复合材料,研究过剩硅含量对Mg_2Si/Al复合材料组织和耐磨性的影响.结果表明:随着过剩硅含量、磷加入量的增加,初生Mg_2Si的体积分数增加,尺寸却减小;初生硅的体积分数随过剩硅含量的增加而增加;当过剩硅的含量增加到16%时,初生硅的平均尺寸没有发生明显变化,规则生长的α-Al树枝晶不断破裂,变得圆整;初生硅依附或包围初生Mg_2Si生长.当初生Mg_2Si和初生硅同时存在时,磷对初生Mg_2Si的变质效果优于其对初生硅的变质效果.干滑动试验发现,在恒定的载荷、滑动速率以及磨损距离下,随着过剩硅含量的增加,Mg_2Si/Al复合材料的磨损失重逐渐减小.     

铸造速度和混合稀土对Al-23%Si合金组织和性能的影响

研究了半连续铸造过程中不同铸造速度及铈镧混合稀土对Al-23%Si合金微观组织和力学性能的影响.结果表明:当铸造速度从100 mm/min提高到250 mm/min时,Al-23%Si合金初晶硅的偏析现象得到有效改善,铸锭从内部到外部初晶硅的分布都较为均匀,初晶硅的平均尺寸从71.4μm下降到40.9μm,同时减轻了共晶硅的偏析.加入0.5%的铈镧混合稀土后,Al-23%Si合金的共晶组织产生了明显变化,稀土元素细化了合金的共晶组织,并使共晶硅相由层片状转变为短杆状.提高铸造速度和添加混合稀土可提高合金硬度和抗拉强度.     

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.     

Mg-Zr处理对FH40级船板钢铸态夹杂物特征的影响

采用定量金相及SEM-EDS手段对Mg,Zr及Mg-Zr处理FH40级船板铸钢中夹杂物粒径分布、平均粒径、总数量、总面积及成分、形貌等特征进行系统研究.结果表明,Mg,Zr及Mg-Zr处理后铸锭夹杂物平均粒径下降,夹杂物总数量增加.Mg的质量分数为0024%时,夹杂物中MgO平均质量分数为1257%,变质不充分;Mg的质量分数增加至0072%后,夹杂物中MgO平均质量分数为3558%,实现了氧化铝向MgO·Al2O3的充分变质,且夹杂物粒径明显减小.003%Zr处理后,铸锭夹杂物以Al2O3+MnS,Al-Zr-O+MnS为主;低Mg+高Zr,高Mg+低Zr,高Mg+高Zr处理炉次试验钢铸锭中均发现了含Zr夹杂物,其中高Mg+高Zr炉次形成了ZrO2夹杂,该类夹杂物被MgO·Al2O3包裹,团聚现象明显.     

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。     

热处理对增材制造AlSi10Mg合金组织性能及残余应力的影响

 增材制造AlSi10Mg合金通常存在较大的残余应力,对材料的服役使用产生不利影响,故需要采用热处理对残余应力予以控制甚至消除。利用X射线衍射、光学显微镜、场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜、背散射电子衍射、维氏硬度和拉曼光谱试验,研究了成形态和退火态合金的显微组织、性能及残余应力。结果表明,成形态合金由过饱和Al固溶体和Si相组成,其中, Si相以网状共晶硅和弥散分布的纳米硅颗粒2种形态存在。同时,成形态合金的晶粒细小,其晶粒尺寸分布的d₅₀值约为10.4 μm。250~300℃退火使合金元素从过饱和Al固溶体中析出,形成平衡相Mg₂Si和Si相;且随着退火温度升高,合金元素析出越彻底。此外,退火还引起网状共晶硅和纳米硅颗粒粗化,促使晶粒长大并诱发再结晶。由于退火后合金中的细晶强化、固溶强化和弥散强化效果减弱,故合金的维氏硬度下降。然而,退火可以显著降低合金的残余应力,下降幅度达到60%~80%。因此,为更好地实现组织和性能调控,有必要针对增材制造铝合金的特点开发新的热处理制度。     

Al -18Si合金熔体的热速处理

采用熔体热速处理工艺,研究其对 Al-18Si 合金微观组织和力学性能的影响。结果发现,随过热温度升高及保温时间延长,合金初晶硅尺寸先减小后增大,合金力学性能先提高后降低。在过热温度为 930oС ,保温时间为 20 min 时,初晶硅的平均尺寸由常规熔炼工艺下的 70 μm 减小到 16 μm;拉伸强度和布氏硬度分别提高到 175. 65 MPa 和 49. 5,与常规熔炼工艺相比,分别提高 15. 38%和 8. 08%。