Mg-Zn-Al系变形镁合金的显微组织和力学性能

制备了成分基于Mg-(3-5)Zn-(1-3)Al的5种ZA系镁合金,并研究了合金在铸态和热挤压态的显微组织和力学性能.在ZA系列的铸态镁合金中,将zn含量(质量分数)固定在3%,提高Al含量,则第2相由致密的共晶相ε(Mg51Zn20)变成呈典型的离异共晶形貌的T(Mg32(Al,Zn)49)相.在ZA31基础上增加Zn含量没有引起合金显微组织中组成相发生变化,但中间相ε的体积分数增加.在280 ℃温度下的热挤压过程中,合金发生了动态再结晶,组织显著细化,且铸态组织中出现的中间相大部分溶入α-Mg基体.ZA系合金铸锭热挤压后,合金的强度和塑性均得到大幅度改善,其中合金ZA51具有最好的强度和塑性的匹配.结果表明ZA系合金具有良好的热加工性能.     

采用原位反应近液相线铸造法制备Al2O3p/Al-Cu基复合材料

采用原位反应近液相线铸造方法制备含有少量原位Al2O3颗粒的Al-Cu基复合材料,利用光学显微镜观察复合材料的铸态组织,并通过透射电镜观察复合材料中的原位Al2O3颗粒的分布与形貌,研究原位颗粒对近液相线铸造Al-Cu合金铸态组织形成机制的影响.结果发现:原位Al2O3颗粒比较均匀地分布于基体合金中,尺寸分布于1μm范围内,形貌呈多边形.随着原位Al2O3颗粒含量的增加,复合材料的铸态组织逐渐被细化和均匀化;当原位Al2O3颗粒的质量分数达到5.3%时,获得均匀细小的蔷薇状组织.     

硼元素对TiAl基合金凝固组织的影响

实验采用真空水冷铜坩埚非自耗真空钨极电弧熔炼炉制备Ti-45Al-xB合金,对比研究了B元素对TiAl基合金凝固组织的影响.结果表明硼元素对TiAl基合金凝固组织具有细化作用,硼含量在0到0.6%范围内时,随着硼含量的增加,合金凝固组织细化程度增加,而与Ti45Al0.6B合金相比,Ti45Al0.8B合金的凝固组织出现粗化现象;相较于二元TiAl合金,硼的添加使合金的片层间距减小;但硼含量为0.4%～0.8%时,随着硼含量的增加,片层间距缓慢增加.硼含量在0～0.8%时,硼元素对Ti45Al合金的作用机理主要包括TiB2对固相生长的阻碍作用以及TiB2的辅助形核作用.     

准晶对AZ91微观组织及摩擦磨损性能的影响

采用普通铸造法制备含高体积分数准晶相的Mg-Zn-Y(MZY)准晶中间合金。经SEM,EDS、XRD检测和摩擦磨损试验,研究MZY准晶颗粒加入量对AZ91基体合金微观组织及耐磨性能的影响。结果表明:MZY准晶颗粒可以明显细化AZ91合金的铸态组织,且骨骼状连续网状分布的β-Mg17Al12相断裂为弥散的岛状,合金的铸态组织中除α-Mg相、β-Mg17Al12相外还出现弥散分布在晶界处的高温稳定的Mg3Zn6Y准晶相;在不同载荷条件下,添加质量分数为6%的MZY准晶合金试样的摩擦因数由0.68减小至0.26,在100 N载荷下干摩擦30 min,其质量磨损量仅为基体合金质量的46.2%,磨损机理由基体的黏着摩擦转变为磨粒摩擦。     

Sb对AE42镁合金中稀土元素的替代作用

真空条件下,以质量分数0.8%Sb元素替代AE42镁合金中部分稀土元素,研究了合金显微组织和力学性能的变化。研究结果表明:AE42镁合金的铸态显微组织主要由α-Mg基体、针状Al11RE3相组成;合金中加入Sb元素后,合金基体中针状Al11RE3相数量减少、形态变短变细,同时基体中出现了-βMg17Al12相和弥散颗粒质点,该弥散颗粒主要为RE2Sb相。实验合金中Sb元素含量保持不变,随着合金中RE含量的增加,合金的力学性能逐渐提高;当RE含量达到1.3%时合金的力学性能达到了AE42镁合金的水平。     

超声制备Al-5Ti-1B中间合金中TiB2粒子尺寸分布及其晶粒细化性能

在连续高能超声作用下,制备出一种新型的Al-5Ti-1B中间合金,研究了该中间合金的微观组织、形核相TiB2粒子尺寸分布以及它对工业纯铝的晶粒细化效果.结果表明,与常规制备方法相比,在4 min连续高能超声振动作用下,可使Al熔体对混合氟盐的吸收率达到100%,大大缩短了制备反应时间.Al-5Ti-1B中间合金中,TiAl3相呈现10~20μm小团块状;TiB2粒子为规则多边状,并有清晰的外形轮廓,呈松散聚集团状分布;TiB2粒子的平均尺寸以及尺寸跨度大大降低,分别为646.9 nm、1.2μm.该中间合金的优良组织特性显著提高了其晶粒细化性能,用此中间合金可将工业纯铝的铸态晶粒尺寸细化至45μm.     

机械合金化诱导Zr_2Ni-Fe_3Al微观结构的演化

以Zr2Ni二元合金作为基体,金属间化合物Fe3Al为掺杂相,利用机械合金化法,经XRD、DTA、SEM和TEM等测试,研究Fe3Al掺杂及球磨时间对合金粉末显微结构演化行为的影响。结果表明,Fe3Al掺杂降低非晶合金的热稳定性,简化晶化模式,由三步或两步晶化简化为一步晶化,明显影响Zr2Ni非晶合金的晶化行为,Fe3Al相在球磨过程中以单一质点的存在形式发挥掺杂作用,显著增强非晶基体的局部原子密排度。     

机械合金化制备的Al基轴承合金的结构与性能

采用机械合金化方法制备Al-Pb和Al-Sn基合金粉末,然后通过烧结将之制备成合金.采用XRD、SEM、TEM分析技术对合金的微观结构进行表征,结果表明在适当机械合金化和烧结工艺条件下,可得到Al基体上均匀分布尺寸约为100nm的软相Pb或Sn的合金.摩擦摩损性能测试表明,这种组织结构的Al基轴承合金具有优良的性能.对Pb相粗化的研究表明,这种纳米复合结构具有较好的稳定性,其第二相的长大仍然满足关于粗化的经典理论——LSW理论.研究中还特别关注了机械合金化过程中的污染对Al基轴承合金组织结构的影响,发现铁污染会导致Al7Cu2Fe相的生成,氧污染则导致Pb颗粒上有Al2O3附着.     

加热速度对TiAl基合金显微组织的影响

利用Gleeble-1500热模拟机研究了加热速度对铸态TiAl基合金显微组织的影响,提出了在相界处形成层片组织的物理模型.结果表明,5次快速加热循环热处理可将TiAl基合金晶粒细化至50 μm以下;单次快速加热可破坏TiAl基合金层片组织的稳定性,使层片组织破碎.快速加热条件下的重结晶形核以晶界形核为主,并可在相界发生.     

电磁搅拌对Cu-6%Fe复合材料凝固组织的影响

研究了电磁搅拌对Cu-6%Fe复合材料铸态凝固组织的影响.结果表明,在Cu-6%Fe合金凝固组织中存在铁相富集区域,铁相在铜基体中主要以小球状颗粒存在.电磁搅拌能细化铁相颗粒,减小铁相富集区;施加电磁搅拌后,铁相颗粒具有向铸坯中心集中和成团簇分布的趋势,大颗粒铁相主要出现在铸坯中心,铸坯外缘附近的铁相颗粒较细小.增大搅拌电流,晶粒尺寸逐渐减小,富Fe颗粒逐渐被细化,分布逐渐均匀,但富铁相颗粒向铸坯中心集中.合理的搅拌电流和频率,能使晶粒更加细化,有利于铁相的均匀分布和细化.合理的电磁搅拌电流和频率分别约为100～200A和20Hz.     

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。     

原位TiC颗粒细化喷射沉积7075铝合金组织的机理

采用原位反应喷射沉积法制备TiCP/7075(TiCP体积分数为2.91%)铝合金,观察其微观组织. 应用Image Tool软件及平均截线法统计平均晶粒尺寸,并与喷射沉积7075铝合金进行对比. 发现前者的晶粒尺寸比后者减小50%左右,表明原位TiC颗粒对喷射沉积7075铝合金组织具有显著的细化作用. 从形核的属性、速度以及过程的晶体学分析对其细化机理进行了解释.     

Fe3Al／TiC复合材料的耐高温冲蚀性能

研究了Ｆｅ３Ａｌ／ＴｉＣ复合材料在高浓度ＳＯ２和ＳｉＯ２细颗粒气流中的耐高温冲蚀磨损性能,并与Ｆｅ３Ａｌ基合金和钴基高温合金在同等实验条件下进行比较,结果表明：Ｆｅ３Ａｌ／ＴｉＣ复合材料的高温抗冲蚀性优于２种对比材料。ＳＥＭ分析显示：Ｆｅ３Ａｌ／ＴｉＣ复合材料的冲蚀表面形貌以薄片屑形成机制为主。     

Microstructure evolution of a recycled Al-Fe-Si-Cu alloy processed by tube channel pressing

Although excellent recyclability is one of the advantages of Al alloys, a recycling process can reduce different properties of these alloys by adding coarse AlFeSi particles into the alloys' microstructures. One of the well-known methods for modifying the microstructure of metallic materials is the imposition of severe plastic deformation (SPD). Nevertheless, the microstructure evolutions of recycled Al alloys containing extraordinary fractions of AlFeSi particles during SPD processing have seldom been considered. The aim of the present work is to study the microstructure evolution of a recycled Al-Fe-Si-Cu alloy during SPD processing. For this purpose, tubular specimens of the mentioned alloy were subjected to different numbers of passes of a recently developed SPD process called tube channel pressing (TCP); their microstructures were then studied using different techniques. The results show that coarse AlFeSi particles are fragmented into finer particles after processing by TCP. However, decomposition and dissolution of AlFeSi particles through TCP processing are negligible. In addition, TCP processing results in an increase in hardness of the alloy, which is attributed to the refinement of grains, to an increase of the dislocation density, and to the fragmentation of AlFeSi particles.     

Fe3Al合金形变诱导有序显微组织变化及合金元素的作用（Ⅰ）

研究了Fe3A1基金属间化合物合金的室温变形和高温蠕变特点。结果表明，Fe3A1合金室温形变将发生诱导无序化现象.蠕变过程中不仅发生形变诱寻无序化现象，而且发生蠕变加速有序转变现象，形变诱导存序显微结构变化将淡化原始结构对蠕变断裂寿命的影响.     

Effects of heat treatment on the microstructure and mechanical properties of Ni3Al-based superalloys: A review

Ni₃Al-based alloys have drawn much attention as candidates for high-temperature structural materials due to their excellent comprehensive properties.The microstructure and corresponding mechanical properties of Ni₃Al-based alloys are known to be susceptible to heat treatment.Thus,a significant step is to employ various heat treatments to derive the desirable mechanical properties of the alloys.This paper briefly summarizes the recent advances in the microstructure evolution that occurs during the heat treatment of Ni₃Al-based alloys.Aside fromγ′phase andγphase,the precipitations ofβphase,α-Cr precipitates,and carbides are also found in Ni₃Al-based alloys with the addition of various alloying elements.The evolution in morphology,size,and volume fraction of various types of secondary phases during heat treatment are reviewed,involvingγ′phase,βphase,α-Cr precipitate,and carbides.The kinetics of the growth of precipitates are also analyzed.Furthermore,the influences of heat treatment on the mechanical properties of Ni₃Al-based alloys are discussed.     

Al－Ti－C中间合金中TiC粒子的失效问题

研究了铝及铝合金的新型晶粒细化剂Ａｌ－Ｔｉ－Ｃ中间合金中ＴｉＣ粒子的失效问题。当熔液在正常熔炼温度下,即低于１２７３Ｋ保温时,所得的合金失去了晶粒细化效果。实验发现,失效的中间合金在高于１５２３Ｋ温度下重熔,ＴｉＣ核心可以再激活。透射电镜衍射分析表明,Ａｌ－Ｔｉ－Ｃ中间合金失效的原因是ＴｉＣ粒子周围出现了Ａｌ４Ｃ３及Ｔｉ３ＡｌＣ。其中Ａｌ４Ｃ３可能对ＴｉＣ粒子的失效起决定作用。对再激活的核心粒子的研究表明,它们主要由ＴｉＣ粒子构成。     

TiC增强Fe3Al基复合材料的显微组织与力学性能

运用原位合成反应工艺制备了TiC颗粒增强Fe3Al基复合材料 .显微分析研究表明 ,在Fe3Al中引入TiC颗粒 ,可以有效地细化材料的显微组织 ,从而改善材料的热变形加工工艺性能 .TiC增强体不仅本身具有很高的热稳定性 ,而且也大幅度提高了复合材料的热稳定性 .对复合材料进行的一系列性能测试结果显示 ,在Fe3Al中加入TiC颗粒后 ,材料的室温和高温强度和抗蠕变性能得到显著提高 ,但是在一定程度上降低了材料的室温塑性