Mg-Al-Si(AS)系耐热镁合金的研究进展

回顾了AS系镁合金近年来的研究进展,包括成形工艺和热处理以及合金化元素对AS系耐热镁合金显微组织和力学性能的影响。使AS系耐热镁合金主要的强化相Mg2Si晶粒细化,并均匀分布是提高其性能的关键。利用往复挤压等技术和适当的热处理工艺可以改善铸造AS系耐热镁合金性能的微观组织,添加适量的Ca、Sr、Sb、Nd和Y等元素也可以细化Mg2Si晶粒,提高其高温蠕变性能。     

耐热镁合金的研究现状与发展趋势

综述了耐热镁合金的研究现状。主要阐述了单一或复合添加微合金化元素对MgAl-Zn、Mg-Al-Si、Mg-Al-RE、Mg-Zn-Al、Mg-Zn-Cu、Mg-Zn-RE和Mg-RE系合金的组织及性能影响,重点讨论了合金的高温强化机制。指出以碱土金属等元素为主,取代稀土元素以及采用快速凝固、大塑性变形和热处理等技术,是耐热镁合金的研究重点和发展趋势。     

大块金属玻璃及高熵合金的合金化作用

摘要研究了合金化对大块金属玻璃和高熵合金的组织和性能的影响．结果表明Nb元素能有效改善W纤维／Zr基大块非晶复合材料的界面结合状态,从而改善材料的力学性能;稀土Y元素大的原子半径,使合金形成的晶体产生附加的晶格畸变能,从而降低晶体的稳定性,进而使得合金玻璃形成能力也相应提高,所产生晶格畸变能的大小与形成晶体的致密度有关;Mg基大块非晶合金可以通过合金化生成长周期相韧化的复合材料,从而具有优异的塑性变形能力和比强度;高熵合金通过适当合金化手段能够形成以无序固溶体为主的组织,并具有不弱于大块非晶合金的室温力学性能．     

稀土元素Ce在新型铸造铝合金中的作用研究

利用电子显微镜等现代测试技术手段,研究了稀土元素Ce含量不同的情况下,新型铸造铝合金微观组织结构变化情况,分析了这些变化与合金力学性能之间的相互关系.结果表明,稀土元素Ce的加入对该铝合金的微观组织、相结构,晶粒大小,杂质元素的含量以及夹杂物的数量和分布,时效析出产物的类型和大小等,都产生了较大的影响,进而影响了该合金的力学性能;其次,适量稀土Ce的加入可以使该合金具有较高强度的同时又具有较好的塑性,以及良好的强塑性配合.图8,表1,参12.     

基于BP神经网络的球墨铸铁组织和力学性能预测

以合金化元素与组织和性能关系为研究对象,从42组实验数据中,选取33个作为训练样本,9个作为验证样本,采用BP神经元网络原理,以珠光体球墨铸铁组织和力学性能的主要影响元素作为输入量,模型由3层神经元组成,分别为输入层、隐含层和输出层,建立了合金成分对珠光体含量的影响规律的神经网络模型,珠光体含量、铁素体含量及球化率和硬度及强度关系的神经元网络模型.用建立的网络模型预测结果表明,该方法对球墨铸铁的珠光体含量和力学性能预测具有很好的准确性,有效地解决了球墨铸铁化学成分、显微组织与力学性能之间的关系难于描述的问题.     

Al-Zn-Mg-(Cu)系铝合金微合金化的研究进展

随着航空、航天等高新技术的发展,对铝合金性能的要求也更苛刻。微合金化是提高铝合金性能的重要途径,一直是国内外主要的研究热点。稀土元素性质活泼,非常容易与铝合金基体及其溶质元素产生化合反应,能够有效改善AlZn-Mg-(Cu)系铝合金的微观组织结构,大幅提升其综合性能;而非稀土元素的微合金化则能弥补稀土元素微合金化的局限性,因此得到了广泛应用。本文综述了稀土元素Sc、Er、Ce和常规元素Zr、Ag、Sn、Cr、Sr等对Al-Zn-Mg-(Cu)系铝合金的微合金化作用机理,并对今后铝合金微合金化的研究发展方向提出建议。     

合金元素对ZnAl4压铸锌合金组织和力学性能的影响

通过合金熔炼、压铸试样制备,微观分析及力学性能等方法,研究铝、镁、镧元素对ZnAl4压铸锌合金显微组织及力学性能的影响。结果表明:铝、镁元素对锌合金铸锭显微组织的影响在于β相形貌及共晶组织区域的变化,不同实验合金压铸试样的组织特性与铸锭组织有关,通过对原始铸锭组织进行控制,可以进一步影响压铸制件的各项性能,实验合金中,添加0.06%～0.12%稀土镧对提高ZnAl4合金综合力学性能较为有效。     

选区激光熔化Al-Mg-Sc系高强铝合金的研究进展

选区激光熔化(selective laser melting, SLM)技术具有一体化快速制备复杂和高精度零件的能力,在航空航天等工业生产中有巨大的发展潜力。高强铝合金是近年来在增材制造领域发展迅速,可实现结构轻量化的重要材料,其中Al-Mg-Sc系高强铝合金在结构和性能方面具有极大的潜力。针对增材制造领域Al-Mg-Sc系高强铝合金的应用与发展,结合增材制造工艺技术,从增材制造高强铝合金合金成分、微观组织和力学性能三个方面,全面总结了增材制造Al-Mg-Sc系高强铝合金的研究现状和进展趋势。在增材制造高强Al-Mg-Sc合金领域内,应当重点关注强化元素的多元化、SLM成形合金微观组织调控以及性能特征的多元化研究等方向。     

合金球墨铸铁热处理及热等静压工艺研究

研究了不同热处理参数对合金球墨铸铁力学性能以及其微观组织的影响;确定了合金球墨铸铁最佳热处理工艺;研究了热等静压对合金球墨铸铁力学性能以及其微观组织的影响;确定了合金球墨铸铁最佳后处理工艺。     

微量Sc对2099铝锂合金组织与性能的影响

采用金相显微组织观察、扫描电镜观察、拉伸力学性能测试及透射电镜分析等手段研究添加微量Sc元素对2099铝锂合金的不同状态下组织、元素分布、力学性能和显微组织结构的影响。研究结果表明:微量钪元素的添加能够抑制再结晶的发生,使合金铸态、均匀化态及固溶态的晶粒粒度明显减小;拉伸断口出现明显分层现象,显著增强合金的时效强化效果,但对达到时效峰值所需的时间没有明显影响,合金时效响应速率明显减慢;微量钪元素的添加影响了合金的时效析出过程,使基体中析出了更多、更细小的δ′相和T1相,使合金具有较高的力学性能。     

高能球磨制备MgxTi100-x合金的微观组织及储氢性能

应用振动高能球磨机械合金化方法制备MgxTi100-x(x=35,50,65,80)系列合金,采用XRD、SEM、TEM以及吸放氢测试等手段分析研究Mg含量与球磨时间对MgxTi100-x球磨产物微观组织演化规律、相结构和吸氢行为的影响.结果表明:在相同球磨时间(20 h)下,球磨合金MgxTi100-x微观组织的相组...     

15Cr系亚共晶高铬铸铁的烧结制备与性能研究

研究了15Cr系亚共晶高铬铸铁超固相线液相烧结的制备工艺,利用光学显微镜和扫描电镜对合金的微观组织及冲击试样断口进行了观察和分析,探讨了烧结温度对高铬铸铁组织和力学性能的影响;并采用计算机定量分析金相组织,确定了组织与性能的相关性.研究结果表明,超固相线液相烧结制备的15Cr系亚共晶高铬铸铁相对致密度达99%以上.与普通铸造高铬铸铁相比,烧结制品碳化物外形圆润,呈短杆状均匀分布.随烧结温度的升高,基体晶粒和碳化物逐渐长大,合金力学性能呈现先升后降的规律;1 210℃×1.5 h烧结制品的冲击韧性和抗弯强度达到最大值11.3 J/cm2和2 506.8 MPa.试样的冲击断裂为准解理断裂机制,韧性较普通铸造试样大幅提高.烧结温度主要通过影响试样组织中碳化物数量、分布、形态以及尺寸,来影响合金力学性能.碳化物体积分数是影响高铬铸铁硬度的主要因素.     

挤压态Mg-9Li-3Al-xSr镁合金的微观组织与力学性能

采用SEM、EDS、XRD、TEM和力学性能测试等手段研究了挤压态Mg-9Li-3Al-xSr(LA93-xSr,x=0,1.5,2.5,3.5wt%)镁合金的微观组织与力学性能,探讨了Sr含量对挤压态合金的微观组织及力学性能的影响规律。结果表明:LA93-xSr镁合金包括α-Mg(hcp)和β-Li(bcc)两种基体相。Sr含量对挤压态合金的晶粒大小没有明显影响。随着Sr元素的加入,合金中形成Al4Sr新相,主要分布于α/β相界面,并沿挤压轴向呈流线分布。合金的强度随着Sr含量的增加呈现先增加后降低的趋势,合金的延伸率随着Sr含量的增加呈现逐渐降低的趋势。当Sr含量为2.5wt%时,挤压态Mg-9Li-3Al-2.5Sr(LAJ932)合金的抗拉强度达到最大值235.2MPa,屈服强度达到220.6MPa,延伸率为19.4%,合金呈现出良好的力学性能。挤压过程中,α-Mg相中发生形变诱发的晶粒细化,β-Li相中发生常规动态再结晶。     

高Zn超高强铝合金的力学性能

研究了高Zn超高强铝合金Al-10.4%Zn-2.2%Cu-2.4%Mg-0.1%～0.15%Zr-0.224%Ag的热处理工艺.通过差热分析、金相组织观察、力学性能测试及TEM和SEM形貌观察,分析了该合金的微观组织和力学性能.研究结果表明,合金采用接近低熔点共晶熔化温度的强化固溶工艺及时效处理后,其力学性能明显优于用单级固溶和低温强化固溶工艺的合金性能,抗拉强度达到770 MPa以上,对应的延伸率为8%～10%.与国内其他的7xxx 系合金相比,该合金显示出超高强度和良好的塑性,这说明合理的固溶工艺可以提高合金化的超高强铝合金的强度和塑性.     

稀土Er对FVS0812合金组织性能的影响

为欲充分发挥AlFeVSi系耐热铝合金应用潜力,进一步提高合金的综合性能,本文采用金相、X射线衍射、透射电镜和力学性能等测试手段研究了稀土元素Er对FVS0812合金的显微组织、力学性能以及热稳定性的影响,结果表明,FVS0812合金中加入少量Er可以保持合金良好的高温强度,明显改善合金塑性,而且降低了主要强化相A1_(12)(Fe,V)_3Si硅化物的粗化率,提高合金的高温稳定性;但是稀土Er也促使了δ(AlFeVSiEr)相的形成,因而不利于进一步改善合金韧性。为此,防止有害相形成,加入适当稀土元素合金化,将成为改善AlFeVsi耐热铝合金性能的有效途径。     

钢回火碳扩散行为的表征方法

在第三代高强钢设计中,碳是最重要的合金化元素,表征碳元素在钢中的扩散行为,是设计和调控钢中显微组织结构以获得优异力学性能的关键。本文对中钢中碳原子占位及扩散行为表征技术的研究进展进行综述,分析了钢回火过程中碳原子占位状态及扩散行为与组织性能的关系,对相关表征技术进行了梳理及对比,为研究、掌握碳原子扩散运动与微观组织转变关系规律提供借鉴和参考。     

Y含量对汽车变速箱AK30镁合金显微组织及 力学性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、维氏硬度和拉伸-压缩试验机等手段,评价Y含量对AK30镁合金微观组织和力学性能的影响。研究结果发现,Y含量能够显著影响AK30镁合金凝固组织和力学性能。当合金中没有添加Y元素时,AK30镁合金的晶粒粗大,晶界处有大量的Mg_3Zn相分布,力学性能最差。当合金中添加1%的Y元素时,AK30镁合金的晶粒尺寸没有发生变化,依然较大;但晶界处的Mg_3Zn相却在减少,而合金的晶内却出现了少量的Mg_3Y相,合金的力学性能增加。当合金中的Y含量增加到2%时,晶粒细化,晶体内析出了大量的Mg_3Zn相与α-Mg相组成的共晶组织,力学性能达到最大值。当合金的Y含量增加到4%时,晶粒粗化,且大量的Mg_3Zn脆性相在晶界处析出,合金的力学性能下降。为了提高AK30镁合金的力学性能,应该向AK30镁合金中添加2%的Y元素。     

Zn元素的添加对Al-Zn-Si铸造合金微观组织与力学性能的影响

以Zn为主要添加元素的Al-Zn-Si铸造合金微观组织与力学性能的研究,根据铝合金的成分标准配制一定比例的原料进行浇注,得出标准的铝锌硅试样,并配制一组加入一定量的镁的铝锌硅合金用以进行对比研究,对合金试样进行硬度测量、金相分析以及拉伸试验,分析实验过程和数据得出合金成分与组织、组织与力学性能之间的关系.     

Mg-3.0Li-2.0Al-2.0Sn-1.0Y-0.5Er合金力学性能与组织演变

为了提高合金的力学性能,通过微合金化的方法设计了一种新型超轻Mg-3.0Li-2.0Al-2.0Sn-1.0Y-0.5Er合金,通过熔铸、均匀化、多向锻造和异步轧制工艺获得了细晶镁合金板材。采用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪等表征手段研究了合金微观组织的演变,利用拉伸试验机测试了合金变形前后的室温拉伸性能,研究了不同状态下合金的力学性能,讨论了合金力学性能与微观组织转变的影响因素。结果表明,在铸态Mg-3.0Li-2.0Al-2.0Sn-1.0Y-0.5Er合金中存在着α-Mg基体和Mg₂Sn、AlLi、Al₂Y和Al₂Er等第二相颗粒,多向锻造和异步轧制组合工艺有效地细化了Mg-3.0Li-2.0Al-2.0Sn-1.0Y-0.5Er合金的晶粒,使合金的平均晶粒尺寸减小到7.15 μm,室温下的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别提高至255 MPa、220 MPa 和24.9%。     

铌微合金化对高Al冷轧TRIP钢组织与力学性能的影响

采用二段式盐浴热处理、金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和拉伸实验等方法,研究了添加0.025%微合金元素Nb对高Al(1.5%Al)冷轧相变诱导塑性钢(TRIP)组织与性能的影响规律. 结果表明:Nb微合金化使高Al冷轧TRIP钢在连续退火后组织得到细化,残余奥氏体含量及其碳含量比无Nb钢均有所升高. 含Nb钢在370 ℃和400 ℃等温后抗拉强度均大于650 MPa,且总伸长率达到35%,具有优异的综合力学性能. Nb微合金化,将本实验所研究的高Al冷轧TRIP钢的最优贝氏体区等温温度由400 ℃左右扩大到370～400 ℃,提高了生产的工艺稳定性.