挤压铸造过共晶A390合金的组织与力学性能

以过共晶A390合金为对象,系统研究了挤压铸造成形工艺下挤压压力、浇注温度、热处理工艺参数等对合金显微组织与力学性能的影响.实验结果表明,A390合金挤压铸造铸态组织初晶硅的尺寸保持在20～30μm左右.且挤压压力增大能提高铸件的致密性并细化共晶组织;而较低的浇注温度则可以获得较细小的初生α相.热处理使共晶组织进一步细化,并显著提高铸件的力学性能.经优化的T6热处理参数为490℃×8 h 180℃×8 h,铸件本体试样的平均抗拉强度和布氏硬度分别达到334 MPa和141.     

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.     

过共晶铝硅合金的熔炼及变质处理

通过试验，对中硅过共晶铝硅合金的熔炼及变质处理进行了探讨。确定了能在一般工厂的铸铝车间中实施的优质工艺方案：合金在（７８０±１０）℃熔化，精炼后，在（７６０±１０）℃进行变质处理，加入复合变质剂，静置，降温浇注，其结果使合金显微组织中的初晶硅尺寸小于５０μｍ，同时使共晶组织细化；使合金的抗拉强度提高３２％，使合金的切削加工性明显改善，为该合金的实际应用创造了条件。     

过共晶铝硅合金中Al-Si-Mn-Fe相的形态影响因素

在 Al- 2 2 % Si合金中分别加入 0 .96 % Fe,0 .6 7% Mn和 1% Fe,1.5 0 % Mn;用浇注不同厚度的试样并观察金相组织的方法 ,了解和比较了不同 Mn/ Fe比和不同冷却速度对于合金中 Al- Si- Mn- Fe相形态的影响。研究结果表明 ,随着 Mn含量和冷却速度的提高 ,针状铁相转变为粒状并得到细化。     

变质和热处理对过共晶Al-Si类合金组织与性能的影响

对分别由P变质和P-Sr复合双重变质的过共晶Al-Si类合金进行挤压铸造,将这两种铸件在T6处理前后的组织和性能作了试验对比。同时讨论了P变质和热处理对合金中Si相形态的影响,提出了在铸造冷速度较快的条件下,用P变质细化初晶Si,而以热处理粒化共晶Si来改善该类合金性能的工艺方法。     

Al-2.15％Mn合金的组织及摩擦学特性

采用搅拌法制备了Al-2.15 ％Mn合金,对其显微组织、强化机制及摩擦磨损性能进行了试验研究.结果表明:Al-2.15％Mn合金的组织为含Alu Mn4和Al6 Mn的α-Al固溶体;合金中Al6Mn的沉淀强化作用使其硬度较纯Al提高了60％;纯Al的冲击断口形貌为塑性断裂,Al-2.15％Mn合金的冲击断口形貌为准解理断裂;纯Al与Al-2.15％Mn合金在湿摩擦下的磨损量均大于干摩擦的磨损量;湿摩擦的腐蚀一机械磨损作用使磨痕为犁沟和蚀坑,干摩擦中磨屑的成片脱落由机械磨损中的黏着磨损引起;在干摩擦与湿摩擦中,纯Al的摩擦因数均大于Al-2.15％Mn合金的摩擦因数,Al-2.15％Mn合金较纯Al表现出更加优良的耐磨性.     

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.     

铸态和沉积态Al-25Si-5Fe-3Cu合金的显微组织与相形成

采用常规铸造和喷射成形工艺制备了含硅达25%(质量分数)的过共晶Al-Si合金,利用SEM(EDS)、XRD和DSC等分析方法对合金的显微组织和相熔解析出进行了分析研究.结果表明,铸态合金含有粗大块状初晶Si相和粗大针片状含铁相,而喷射成形工艺能够使二者的尺寸、形貌发生改变而有利于合金性能的提高.同时,铸态和沉积态合金中均含有基体Al、初晶Si和Al2Cu相,不同的是铸态合金中含铁相主要为δ-Al4FeSi2相,而沉积态合金中以β-Al5FeSi相为主.分析其原因主要是糊状层的存在引起沉积坯冷却速度降低而导致沉积坯中发生δ-Al4FeSi2相的转变及共晶组织增加,致使沉积态合金中β-Al5FeSi相为主要含铁相.采用DSC实验对沉积态合金在熔化和凝固过程中发生的反应进行了讨论.     

Al—24%Si合金半固态等温搅拌时的微观组织

研究了Ａｌ－２４％Ｓｉ合金在半固态等温电磁搅拌下组织的变化规律。实验分冷却过程不搅拌和冷却过程搅拌２种,保温温度为５７７℃,在此温度下,搅拌时间长达４０ｍｉｎ,结果发现,搅拌过程中同时发生初生硅相的破碎和聚合行为,当等温搅拌时间超过２０ｍｉｎ后初生硅相粒子的尺寸变化不大,其分布也趋于均匀,组织中出现了球状的α相。     

冷却速度对Zn--5 Al--0.1 RE--x Si合金显微组织及耐蚀性能的影响

运用扫描电子显微镜/能谱仪、X射线衍射、盐雾实验、电极化曲线等手段,研究冷却速度和Si对Zn-5Al-0.1RE合金组织及耐蚀性能的影响.结果表明,Zn-5Al-0.1RE-xSi合金由先析出的?-Zn和?-Zn+α-Al共晶组织组成,前者均匀分布在相邻的?-Zn+α-Al共晶胞的边界上.降低冷却速度和Si的加入,均使Zn-5Al-0.1RE-xSi合金单位面积的晶粒增大,晶界减少,合金耐蚀性能提高. Zn-5Al-0.1RE-xSi合金耐蚀性能的差异与合金凝固组织及合金腐蚀产物中Zn5(OH)8Cl2·H2O和ZnO的相对量有关.     

Mn对喷射沉积Al-25Si-xFe-yMn合金中Fe相的影响

通过喷射沉积工艺制备了Al-25Si-xFe-yMn(Mn/Fe质量比在0～1之间)系列合金的沉积坯,利用SEM、XRD和EDX对这些沉积坯的微观组织进行分析.结果表明,添加Mn元素,将生成颗粒状的α-Al15(Fe,Mn)3Si2,取代了针状的δ-Al4FeSi2和β-Al5FeSi相,从而显著地改善高硅铝合金中的Fe相的形貌,并且随着Mn/Fe质量比的提高,沉积坯中颗粒状的α-Al15(Fe,Mn)3Si2含量也增加,而针状相的含量却减少,当Mn/Fe质量比增加到0.83或1时,在沉积坯中只发现颗粒状的α-Al15(Fe,Mn)3Si2.     

渗硼对球墨铸铁组织和耐磨性能的影响

为了提高球墨铸铁件的使用性能和使用寿命,对球墨铸铁进行了固体渗硼处理实验。利用金相显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析了渗硼层的厚度和渗硼层的组织,并测定了渗硼层的显微硬度,研究了渗硼对球墨铸铁耐磨性的影响。结果表明：球墨铸铁经渗硼处理后,其渗硼层由Fe2B单相组成,渗硼层呈齿状嵌入基体中。渗硼层的厚度随时间延长而增加。球墨铸铁经渗硼处理可获得较高的表面硬度,可达6.49 GPa。渗硼处理能明显改善球墨铸铁的耐磨性,是球墨铸铁的相对耐磨性的2.45倍。     

高钒合金铸铁的组织与耐磨性能

为了提高合金铸铁的耐磨性,通过成分设计、材料配比以及熔炼浇注等工艺,制备出含C质量分数为3.0%的高钒合金铸铁,并分析了高钒合金铸铁的组织与耐磨性能。利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对高钒合金铸铁的显微组织及物相进行分析,并对高钒合金铸铁的洛氏硬度、冲击韧性和耐磨性进行研究。结果表明:高钒合金铸铁的组成相主要为原位合成的VC硬质颗粒相、(Cr,Fe)7C3相以及Fe-Cr相,其平均洛氏硬度约为HRC64.2,平均冲击韧性为8.8 J/cm2,耐磨性是高铬铸铁的2倍左右,具有很好的耐磨性能。     

Effects of La addition on the microstructure and tensile properties of Al-Si-Cu-Mg casting alloys

The effects of La addition on the microstructure and tensile properties of B-refined and Sr-modified Al-11Si-1.5Cu-0.3Mg casting alloys were investigated. With a trace addition of La (0.05wt%-0.1wt%), the mutual poisoning effect between B and Sr can be neutralized by the formation of LaB₆ rather than SrB₆. By employing a La/B weight ratio of 2:1, uniform microstructures, which are characterized by well refined α-Al grains and adequately modified eutectic Si particles as well as the incorporation of precipitated strengthening intermetallics, are obtained and lead to appreciable tensile properties with an ultimate tensile strength of 270 MPa and elongation of 5.8%.     

淬火回火工艺对高碳热磨片显微组织及耐磨性的影响

为了解决热磨片服役过程中出现的磨损失效问题,对高碳热磨片在淬火回火过程中的显微组织变化及耐磨性进行了研究。以高铬高碳铸铁为研究对象,利用金相显微镜、X射线衍射仪、硬度计、磨损试验机等对经过热处理后的样品进行组织观察和性能测试。实验结果表明：样品原始组织由初生(Cr,Fe)₇C₃、共晶(Cr,Fe)₇C₃、马氏体及奥氏体组成;低温回火时,碳化物变化不明显,基体为回火马氏体+奥氏体;随着回火温度的升高,碳化物逐渐增加,回火马氏体逐渐减少;当温度超过450 ℃时,回火马氏体消失,基体组织转变为铁素体+奥氏体;硬度随回火温度的升高呈现先略微减小、然后增大再减小的趋势,在450 ℃时硬度最高,为63.4HRC;与铸态相比,均匀分布的碳化物耐磨性提高了2.53倍。研究淬火回火工艺对高碳热磨片显微组织及耐磨性的影响,为提高高碳热磨片的耐磨性、延长其使用寿命提供了理论依据。     

Effect of scanning speed during PTA remelting treatment on the microstructure and wear resistance of nodular cast iron

The surface of nodular cast iron (NCI) with a ferrite substrate was rapidly remelted and solidified by plasma transferred arc (PTA) to induce a chilled structure with high hardness and favorable wear resistance. The effect of scanning speed on the microstructure, microhardness distribution, and wear properties of PTA-remelted specimens was systematically investigated. Microstructural characterization indicated that the PTA remelting treatment could dissolve most graphite nodules and that the crystallized primary austenite dendrites were transformed into cementite, martensite, an interdendritic network of ledeburite eutectic, and certain residual austenite during rapid solidification. The dimensions of the remelted zone and its dendrites increase with decreased scanning speed. The microhardness of the remelted zone varied in the range of 650 HV_0.2 to 820 HV_0.2, which is approximately 2.3–3.1 times higher than the hardness of the substrate. The wear resistance of NCI was also significantly improved after the PTA remelting treatment.     

原位反应TiC颗粒对喷射沉积Al-20Si-5Fe合金微观组织的影响

利用熔铸－原位反应喷射沉积成形技术制备了TiC颗粒增强Al-20Si-5Fe复合材料,分析了内生TiC颗粒对喷射沉积Al-20Si-5Fe合金微观组织的影响。结果表明：喷射沉积Al-20Si-5Fe合金微观组织中常出现脆性、针状的Al-Si-Fe三元金属间化合物相,在Al-20Si-5Fe合金中内生一定量的TiC颗粒,有助于减小粗晶Si颗粒的尺寸、消除针状的Al-Si-Fe三元金属间化合物相。     

Cu-Zn-Al2O3 nanocomposites: study of microstructure,corrosion, and wear properties

Alumina nanoparticles were added to a Cu-Zn alloy to investigate their effect on the microstructural, tribological, and corrosion properties of the prepared alloys. Alloying was performed using a mixture of copper and zinc powders with 0vol% and 5vol% of α-Al nanopowder in a satellite ball mill. The results showed that the Cu-Zn solid solution formed after 18 h of mechanical alloying. The mechan-ically alloyed powder was compacted followed by sintering of the obtained green compacts at 750℃ for 30 min. Alumina nanoparticles were uniformly distributed in the matrix of the Cu-Zn alloy. The tribological properties were evaluated by pin-on-disk wear tests, which revealed that, upon the addition of alumina nanoparticles, the coefficient of friction and the wear rate were reduced to 20% and 40%, respectively. The corrosion properties of the samples exposed to a 3.5wt% NaCl solution were studied using the immersion and potentiodynamic polarization methods, which revealed that the addition of alumina nanoparticles reduced the corrosion current of the nanocomposite by 90%.     

Mg含量对可降解Zn-Ag-Mg合金的微观组织、力学性能、耐蚀性及细胞毒性的影响

制备了不同Mg含量的铸态Zn-5Ag-xMg(x=0,0.5,1,1.5,质量分数/%)合金。采用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电子显微镜、万能试验机、维氏硬度计、电化学工作站和CCK-8（Cell Counting Kit-8 试剂）等,研究了Mg含量对合金的显微组织、力学性能、耐蚀性能和细胞毒性的影响。结果表明,Zn-5Ag合金的第二相为ε-AgZn₃,而Mg的加入细化了合金的晶粒并新生成了Mg₂Zn₁₁相。随着Mg含量的增加,合金的抗压屈服强度从218 MPa提高到309 MPa,维氏硬度从71.4提高到131.9。电化学测试和体外浸泡实验表明,由于Mg含量的增加导致合金的耐蚀性能下降,体外降解速率由0.08 mm/a提高到0.16 mm/a。细胞毒性结果表明,Mg的添加可以提高小鼠胚胎成骨细胞（mouse embryonic osteoblasts cells,MC3T3-E1）的活力,所有合金表现出良好的生物相容性。