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．     

多层喷射沉积耐热铝合金管坯热流分析(Ⅰ)--雾化过程热流分析

建立了多层喷射沉积制备管坯的雾化过程热流模型，并对耐热铝合金熔滴在雾化飞行过程中与雾化气流的动能和热能交换进行了计算和分析．计算结果表明：①小直径熔滴在飞行过程中的平均冷却速度较大，其凝固可以在较短时间内完成；②不同直径熔滴飞行过程中的平均冷却速度均随飞行距离的增加而减小；③在0～0．2m的雾化距离内，直径为10～220μm的耐热铝合金熔滴平均冷却速度可以达到10^4K／s以上．     

多层喷射沉积制备耐热铝合金管坯热流分析(Ⅱ) --沉积过程热流分析

通过建立沉积阶段热流分析模型，对多层喷射沉积制备耐热铝合金管坯过程中喷射流沉积后的凝固和冷却进行了分析．喷射流沉积后与基体／沉积坯的传导热交换占热输出率的90％以上，在沉积过程中，沉积面的温度变化呈周期性的升降．计算结果表明，多层喷射沉积采用移动坩埚式扫描方式，延长了喷射流沉积时间间隔，喷射流沉积后可以获得10^3K／s以上的冷却速度。     

改善喷射沉积耐热铝合金板坯轧制成形性能的研究

喷射沉积Al-8．5Fe-1．3V-1．7Si(8009)耐热铝合金板坯是由基体金属和孔隙、少量颗粒边界的氧化膜组成的，微观组织缺乏良好的冶金结合，直接采用轧制使其致密化产生塑性变形，在工艺上存在极大的难度，轧制时易出现板坯表面裂纹及边裂。本文研究了8009合金的包套轧制、交叉横轧工艺，实验结果表明：采用包套轧制、交叉横轧工艺，有效地改善了喷射沉积板坯的轧制成形性能，成功制备出厚度为0．6～1．0mm的薄板。     

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。     

快速凝固Al－Fe－W－Si－RE耐热铝合金的研究

研究了用多级快速凝固技术制取的Ａｌ－１１．５Ｆｅ－３．８Ｗ－２．３Ｓｉ－ＲＥ（质量分数）合金粉末的室温和高温组织结构及性能，结果表明，该合金有利于形成所谓“无特征区”组织，确定了合金的相变和第二相粒子大小为３０～８０ｎｍ，并获得了室温和高温拉伸性能优良的新合金。     

快速凝固Al-11.5Fe-3.8W-2.3Si-RE耐热铝合金的挤压过程

快速凝固Ａｌ－１１．５Ｆｅ－３．８Ｗ－２．３Ｓｉ～ＲＥ的力学性能强烈地受挤压工艺的影响．采用２次挤压和大挤压比，合金的力学性能显著提高，合金的条带状组织得到改善，第２相强化相粒径控制在４０～５０ｎｍ，合金的断裂方式由脆韧混合型断裂转变为韧性断裂．     

喷射沉积6066Al的触变形组织与性能

采用自行开发的多程喷射沉积工艺制备６０６６Ａｌ（Ａｌ－１．３７Ｍｇ－３．３７Ｓｉ－０．７７Ｃｕ）圆柱坯,研究了半固态成形工艺对材料组织与力学性能影响,结果表明：喷射沉积瓣细等轴晶组织平均晶粒度为１５μｍ,在固态进行等温处理不显著粗化;在半固态发生固相颗粒长大,遵循Ｏｓｔｗａｌｄ机制,固相颗粒保持等轴形貌,具有优异的触变性能,制件形状精确,热处理过程中强化相析出迅速,峰时效时间为传统制度的１／２,材     

两种快凝AlFeX（V，W）Si合金的组织性能

采用喷射沉积坯轧制和ＲＳ／ＰＭ粉末挤压坯轧制的２种工艺制各了Ａｌ－８．５Ｆｅ－１．３Ｖ－１．７Ｓｉ和Ａｌ－８．５Ｆｅ－１．３Ｗ－１．７Ｓｉ合金的板材，并通过透射电镜，扫描电镜和力学拉伸实验研究了板材的组织性能．结果表明，综合性能ＡｌＦｅＷＳｉ合金优于ＡｌＦｅＶＳｉ合金的喷射沉积坯轧制板材．     

多层喷射沉积制备Al-Fe-V-Si合金管坯

为开发制备高性能Al Fe V Si耐热铝合金的新型工艺 ,研究了用多层喷射沉积制备该合金管坯的规律 ,探讨了熔体温度、雾化气压、喷射高度等工艺参数对管坯组织结构的影响 .研究结果表明 ,通过工艺优化可以制备性能优异的耐热铝合金管坯 .挤压加工后的性能为 :在 2 5℃ ,σb =44 9MPa ,δ =7.6 % ;在 35 0℃ ,σb =1 85MPa ,δ =6 .0 % .这与用粉末冶金方法制备的相近 ,且明显高于用传统喷射沉积工艺制备的该材料性能 .     

雾化沉积镁合金的研究

本文进行了雾化沉积工艺的研究,用雾化沉积法制备了Mg-Zn-Zr和Mg-Zn-Zr-Y两种合金坯料,经测定,雾化沉积坯料的孔隙率在10％范围内,致密度较高。在雾化沉积的快速凝固过程中合金得到了微晶组织,经随后的热轧,合金不仅完全致密化。而且组织进一步细化,从而提高了合金的强度和塑性。雾化沉积Mg-Zn-Zr合金坯料经热轧及170℃时效后,延伸率达到19.9％,是常规铸锭经热轧及170℃时效的2.1倍,同时还使屈服强度提高12％。此外,Mg-Zn-Zr-Y合金的性能也有很大提高。     

球形孔泡沫铝合金准静态压缩力学性能

在成功制备孔隙率低于65%、孔结构均匀的球形孔泡沫铝合金基础上,研究了球形孔泡沫铝合金的单轴压缩应力应变曲线、吸能能力和吸能效率,并与多面体形孔泡沫铝合金比较,表明球形孔使力学性能有较大提高。     

喷射沉积颗粒梯度增强铝合金活塞的锻压工艺

提出了采用喷射沉积高硅铝合金碳化硅梯度增强复合材料,进行墩挤锻压制备汽车发动机活塞的方法,设计了该方法所用的活塞锻压模具,并研究了变形速率、始锻温度、坯料保温时间等工艺参数对梯度增强高硅铝合金活塞锻件组织及力学性能的影响.结果表明:所提出的方法可以制备出碳化硅梯度分布的铝合金活塞,活塞壁部外表面沿裙部末端至环槽区碳化硅分布为3.7%~13.6%;且最佳的锻压工艺参数为:变形速率为0.05s~(-1),始锻温度为465℃,坯料保温时间为2h.活塞取样并经固溶+时效热处理后,其性能指标为抗拉强度达382MPa,延伸率为6.0%.     

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。     

坩埚移动式喷射共沉积制取铝基复合材料的技术

提出了坩埚移动式喷射共沉积制备铝基SiC颗粒增强复合材料的装置和方法,并与传统的喷射共沉积装置进行了比较.在SiC颗粒增强相加入方法中,新工艺采用了双环缝复合雾化器和螺杆给料负压引流输送装置,解决了大尺寸、高SiC体积百分比复合材料坯制备技术问题.通过上述装置已经制备出Φ800×1000mm,SiC含量为20wt%,重达1t的铝基复合材料.经后续挤压、锻造加工,制备出了性能优异的6000Al/SiCp,FV0812Al/SiCp,7075Al/SiCp的大尺寸复合材料.讨论了喷射共沉积过程中金属液体对SiC颗粒的捕获机理、喷射共沉积过程中的传热与凝固特征,分析了SiC颗粒的加入对金属液粒凝固的影响.