快速凝固雾化法制备铝硅合金粉末工艺研究

采用传统铸造工艺生产的铝硅合金由于粗大的硅相的存在,合金的强度、韧性显著下降。采用快速凝固新技术制备的高硅铝合金,具有高耐磨性和和低膨胀系数,同时抗拉强度也很高,是制造坦克发动机等产品的重要材料。本文主要介绍用快速能固雾化法制备铝硅合金粉末时各种工艺参数对其性能的影响。     

高硅铝合金的电脉冲孕育处理与液-固相关性

以液态合金的多相结构模型为基础,对电脉冲作用下高硅铝合金熔体结构变化进行了热力学分析,并研究了电脉冲作用下Al-22%Si合金凝固组织的显微硬度以及凝固相变点的变化.实验结果表明,电脉冲促进了呈"胶体"状态存在的Si粒子在Al-22%Si合金熔体中的分解,提高了熔体的均匀程度,部分消除了来自Si原料的遗传性;电脉冲孕育处理提高了Al-22%Si合金熔体的过冷能力,增加了Si粒子在基体组织中的过饱和度,提高了基体的显微硬度;Al-22%Si合金基体显微硬度值的变化显示熔体对于电脉冲频率的响应比较敏感.     

热浸镀稀土铝合金抗高温氧化性能的研究

普通碳素钢经热浸镀铝、铝合金后将具有较高的耐蚀性和良好的抗高温氧化性能,为了进一步提高其耐热性,对热浸镀稀土铝合金进行了试验研究,试验数据表明,A3钢经热浸镀稀土铝合金后,不仅改变了其镀层组织形态,而且其耐热性也有明显提高.在相同条件下对1Cr18Ni9Ti奥氏体耐热不锈钢进行了抗高温氧化性能试验,试验结果表明,A3钢经热浸镀稀土铝合金后,其耐热性可与1Cr18Ni9Ti奥氏体耐热钢相比.     

Al系高熵合金高温氧化性能研究进展

与传统合金相比,由多个主元素构成的高熵合金在物理、化学性能方面有着明显的差异,其比强度、抗氧化能力等重要性能都要优于传统合金.高熵合金可在组成元素上具有多种多样的选择方式,这也为研究者留下了广阔的研究空间.本文归纳了高熵合金高温氧化性能的研究进展,总结了前人的研究成果,分析比较了高熵合金成分中各元素氧化后的氧化物性质及...     

AlCoCrFeNi高熵合金的高温氧化性能

测定AlCoCrFeNi高熵合金高温氧化后的氧化动力学曲线,采用X射线衍射仪、扫描电镜和能谱仪等分析合金氧化层的物相、形貌、结构和成分,利用硬度计测定不同温度下氧化产物的硬度,从热力学和动力学角度深入分析AlCoCrFeNi高熵合金的氧化机理.结果表明：AlCoCrFeNi高熵合金在800～1 000℃下具有较好的抗氧化性能,高于1 000℃时合金退化较为明显;AlCoCrFeNi高熵合金800℃氧化时Al与O元素亲和力最大,并且高熵合金中Al原子扩散速率最大,Al率先在合金表面形成连续的Al₂O₃膜,随着温度的升高,其他原子也扩散至表面发生氧化反应,合金表面出现Cr₂O₃和尖晶石等,氧化物逐渐长大,1 100℃时长大的尖晶石易从合金表面脱落;随着氧化温度的升高,AlCoCrFeNi高熵合金的显微硬度逐渐升高.     

金刚石和氮化碳涂层刀具加工高硅铝合金

为提高硬质合金刀具加工高硅铝合金的生产率及使用寿命,文章采用金刚石薄膜刀具和氮化碳涂层刀具来对比硬质合金刀具加工高硅铝合金的加工性能;试验结果表明,金刚石薄膜刀具干切削加工的表面粗糙度值较小,氮化碳涂层刀具干切削高硅铝合金与金刚石薄膜刀具相比,积屑瘤较小,是适合加工高硅铝合金的刀具材料。     

快凝Al－8．5Fe－1．3V－1．7Si合金高温下的相稳定性

采用透射电镜研究了快速凝固Ａｌ－８．５Ｆｅ－１．３Ｖ－１．７Ｓｉ合金在６００℃长时间热暴露后强化相的转化行为．结果发现，高温下稳定性极好的Ａｌ１２（Ｆｅ，Ｖ）３Ｓｉ相在６００℃时粗化速率明显加快．在有些强化相颗粒粗化的同时，伴随部分小尺寸颗粒的溶解．随热暴露时间的延长，强化相体积分数减小，粗化的颗粒外形由球形变为多边形，半共格关系遭到破坏．热暴露２００ｈ后，在基体中有异常粗大的Ａｌ１３（Ｆｅ，Ｖ）形成，该相为底，Ｘ单斜结构，相内为孪晶结构．     

自结合碳化硅材料高温氧化行为研究

研究了气孔率为１１ ．５ ％ 的自结合碳化硅材料在１ ３００ ℃空气中的高温氧化行为．研究结果表明：氧化初期形成的非晶态ＳｉＯ２ 对材料中孔隙与裂纹尖端起钝化作用，造成材料室温强度随氧化时间的增加而增加．当氧化２２ ．５ ｈ 时，材料强度最高，达２９３ ＭＰａ；随着氧化时间的增加，非晶态ＳｉＯ２ 晶化形成方石英，以及冷却过程中引发的表面裂纹，造成材料室温强度的降低．表面裂纹的出现，使得自结合碳化硅的氧化增重动力学曲线符合对数规律     

铝合金阳极氧化膜双向脉冲封闭工艺

研究了一种采用双向脉冲电源将铝合金阳极氧化膜在硫酸铝溶液中进行封闭的绿色工艺。通过正交试验得到了最佳的工艺条件,测试了阳极氧化膜在不同pH值的1mol/L NaCl溶液中的极化曲线,并与沸水封闭、重铬酸钾封闭、氟化镍封闭进行了对比。结果表明,经双向脉冲封闭过的阳极氧化膜可以通过500h的中性盐雾试验,其耐蚀性与传统封闭方法效果相当,有望替代重铬酸盐封闭,并且该封闭工艺适用于处理实验所用含不同元素的铝合金。     

纯铝在耐热铝合金高温变形过程中的润滑作用

采用圆环压缩法检测Al-Fe-V-Si系合金在喷射沉积高温时变形的摩擦因数,研究未加润滑剂、加石墨+机油润滑、加纯铝润滑、加纯铝+石墨+机油润滑4种条件下的摩擦因数随变形温度变化的情况,并探讨其润滑机理。研究结果表明,纯铝润滑以及纯铝+石墨+机油润滑均能有效地改善摩擦状况,其摩擦因数只有未加润滑剂时的1/3~1/4。采用纯铝润滑制备出外径×内径×长度为417 mm×340 mm×300 mm的正挤压管材,采用纯铝+石墨+机油润滑反挤制备出外径×内径×长度为520 mm×460 mm×1 000 mm的管材。     

快速凝固AA8009耐热铝合金及其焊缝的耐腐蚀性能

通过剥落腐蚀实验、极化曲线测定和腐蚀形貌观察，研究了AA8009合金（Al-8．5Fe-1．3V-1．7Si）及其氩孤焊和电子束焊件的耐腐蚀性能，并与LF6和2024合金的耐腐蚀性能做了比较。实验结果表明：快速凝固AA8009耐热铝合金的耐腐蚀性能是最好的，这是由于该合金具有弥散分布、高含量的Al12（Fe，V）。Si增强相，该相的存在大大减少了合金形成腐蚀原电池的可能性。而LF6和2024合金由于在晶界处有析出相形成而降低了它们的耐蚀性。同时，AA8009合金电子束焊缝的抗蚀性要明显优于氩孤焊的抗蚀性。     

喷射沉积AlFeVSi合金热暴露过程中相转变与沉积态组织特点

采用喷射沉积工艺制备快速凝固AlFeVSi合金薄片和沉积管坯,通过示差热分析、X射线衍射分析、金相显微组织观察、透射电镜组织观察、硬度测试等检测手段,研究了喷射沉积AlFeVSi合金快凝薄片在高温热暴露过程中的相变和组织演变规律,并分析了喷射沉积AlFeVSi合金坯组织特点。结果表明,喷射沉积AlFeVSi快凝薄片基本上为呈微胞状的过饱和α-Al固溶体。加热温度低于500℃时,在高温热暴露过程中微胞状结构发生分解,α-Al过饱和固溶体脱溶,形成α-Al Al12(Fe,V)3Si(bcc,a≈1.260 nm)弥散颗粒的分解产物,当温度高于500℃时,Al12(Fe,V)3Si颗粒粗化聚集,并以独立形核长大的方式生成θ-Al13Fe4块状相。随着热暴露温度升高,喷射沉积AlFeVSi合金薄片的硬度呈下降趋势。喷射沉积AlFeVSi坯主要由α-Al固溶体和Al12(Fe,V)3Si颗粒组成,但也存在少量含粗大片状或块状相的非快速凝固组织。     

高性能耐热铝合金管材的制备及性能

通过多层喷射沉积方法制备了300mm／150mm×500mm(外径／内径×长)耐热铝合金管坯,并对管坯的显微结构及不同加工状态材料性能进行了检测和分析．管坯显微结构细小均匀,除Al12(Fe,V)3Si外,无其它相析出．管坯经过挤压后,密度由85．9％提高到99．8％;室温强度由210MPa提高到456MPa;高温强度由111MPa提高到181MPa．挤压管旋压后,室温强度略有降低,高温强度无差别．旋压管径425℃,3h退火后,室温强度下降约5％,高温强度差别不大．实验结果表明,多层喷射沉积耐热铝合金管坯具有良好的加工性,该技术适合于制备耐热铝合金材料．     

SiC_p/A356铝合金复合材料触变挤压研究

采用有限元软件DEFORM-3DTM模拟SiCp/A356铝合金复合材料电子封装壳体的成形过程,应用等温压缩实验数据分析材料模型触变成形过程中金属流动速度场和温度场分布,并对可能产生的成形缺陷进行预测.研究发现,一模四件的模型更适合半固态触变成形,缺陷可能出现在最后成形的成形件侧棱两角.     

铝合金半连续铸造过程中的液穴温度分布

针对生产一线对于铸锭质量控制和优化生产工艺的需求,在工厂实际生产平台上通过实验方法,测量了热顶立式半连续铸造圆铸锭液穴内部和凝固部分各个不同位置的温度,并通过插值方法得到了整体的温度分布,分析了糊状区的分布特点。结果表明热帽对保持铝液的温度起着明显的作用,结晶器一次冷却区的冷却速度不大,铸锭在凝固过程中散热主要通过二次冷却区冷却水的激冷作用实现。该文结果为工艺参数的优化提供了参考。     

热处理参数对超高强铝合金硬度的影响

采用热处理、硬度测试、显微组织观察等方法,分析不同的时效温度、固溶时间、时效时间对超高强铝合金硬度的影响,并利用正交方差分析对最佳的热处理工艺参数进行优选.结果表明：在固溶温度为460℃,固溶时间为400、60、200 min,时效温度为130、150、170℃,时效时间为10、15、20 h的条件下,各参数对硬度影响...     

泡沫铝合金析液与凝固过程数值模拟研究

通过对析液方程和能量守恒方程的耦合,建立了吹气法生产泡沫铝过程中泡沫铝合金析液与凝固过程的一个数学模型,计算了铝合金体积分数和温度在泡沫铝合金凝固过程中随时间、空间的变化.从数值模拟角度对粘度、表面张力和重力加速度等参数对凝固过程的影响进行了定量分析,模拟结果表明:在干泡沫凝固过程中,析液过程和凝固过程是相互作用的,凝固时间以及凝固后固体体积分数的分布与熔体泡沫析液现象有直接关系,熔体物性参数和生产环境对凝固时间和泡沫的孔隙率有较大影响.     

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。     

2519铝合金的低温拉伸力学性能

利用拉伸测试、扫描电镜与透射电镜等手段，研究室温和液氮温度下2519铝合金板材的拉伸力学性能。研究结果表明：当变形温度由293K降至77K时，合金纵向抗拉强度由493．64MPa升至607．35MPa，提高了23．1％，屈服强度由454．83MPa上升到516．53MPa，提高了13．7％；合金低温横向抗拉强度与屈服强度分别提高了23．6％和20．0％。低温变形时合金横向、纵向伸长率均稍有提高。这是由于在低温变形过程中平面滑移受抑制，加工硬化指数增加，变形均匀性增强，导致材料的强度增加，塑性提高。