基于正交试验对铸造铝合金电导率和抗拉强度影响规律的分析

挑选了铝合金中常用的9种合金元素,根据这些元素对铝合金物理性能和微观组织的影响规律和影响机制进行了分类。通过设计四因素三变量正交试验分析了这些合金元素对Al-7Si合金导电性能和抗拉强度的影响规律,为开发兼具高导电(热)性能和高强度铸造铝合金提供了有价值的工艺参考。通过对比发现,Sr元素能有效将共晶Si相变质为纤维状,这有利于合金电导率的提升;质量分数为0.6%的Fe也能适当提升合金的电导率。Sb元素能有效将共晶Si相变质为细小片状,这有利于合金抗拉强度的提升;质量分数为0.5%的Ni或0.5%的Zn也能适当提升合金的抗拉强度。Sr和Sb同时加入合金中,共晶Si相的变质效果会恶化,并导致粗大片状共晶Si相析出。     

稀土变质与液态过热对共晶Al-Si合金凝固组织的影响

采用稀土对共晶成分的 ZL 10 2合金进行变质处理 ,并对经稀土变质的铝合金熔体进行过热处理 ,用显微镜和扫描电镜对处理后的合金组织进行分析研究。试验结果表明 ,在金属型铸造条件下加入质量分数为 0 .4%～ 0 .8%的稀土对共晶Al-Si合金具有良好的变质效果 ,而在 960～ 10 60℃下的过热处理能使 RE变质后的共晶 Al-Si合金中的 Si相进一步细化 ,从而获得良好的凝固组织。     

变质工艺对复合铝合金钎焊层Si的形貌及尺寸的影响

4045铝合金铸造过程中分别采用Na盐、Al-Sr中间合金、Al-P中间合金等不同的变质剂进行变质处理,检测并分析了铸造组织中的初晶Si、共晶Si以及复合铝合金钎焊层Si的形貌与尺寸。结果显示,经Al-Sr中间合金变质处理的铸造组织中没有块状初晶Si,且共晶Si为球化的短棒状。对复合铝合金钎焊层的形貌进行检测发现,经变质处理的试样中Si颗粒发生球化且呈短棒状,未发现大的块状Si颗粒;而未经变质处理的试样中有明显的呈长条状的Si颗粒,且平均最大Feret直径、平均最小Feret直径、平均颗粒面积、颗粒总面积、颗粒面积分数等较大。表明Al-Sr中间合金变质剂对高硅铝合金铸造组织中的Si相以及复合铝合金钎焊层Si颗粒的形貌与尺寸有明显改善作用。     

Zn对5083合金显微组织和力学性能的影响

研究了5083合金添加1.5%~5%Zn(质量分数)对合金显微组织和力学性能的影响.通过SEM和EDS对铸态、均匀化处理后和轧制态合金的微观组织进行了表征并测试轧制态合金的拉伸性能.结果表明:铸态合金随Zn含量的增加偏析程度增加,金属间化合物主要为富Mg和富Zn相.均匀化处理后的合金具有良好的轧制性能,均匀化处理后合金金属间化合物量明显减少,部分未溶金属间化合物是Mg_2Si和Al_3Fe相.轧制显著降低晶粒尺寸,轧制试样的晶粒尺寸约150 nm.随着Zn含量增加轧制态合金的屈服强度和抗拉强度增加,延伸率有所下降.     

EPSC-VL法铸造A356合金拉伸性能及断口分析

借助光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)以及X射线衍射(XRD)等分析手段研究了真空低压消失模壳型铸造(EPSC-VL) A356铸态和T6态铝合金的微观组织特征和拉伸性能,并对拉伸断口进行了分析.试验结果表明:真空低压消失模壳型铸造A356铝合金组织主要由α A1初生相、共晶硅和Mg2Si相组成,T6热处理后共晶硅边角更加圆润,均匀分布于晶界,热处理后共晶硅长宽比减小.T6热处理后真空低压消失模壳型铸造A356铝合金抗拉强度、延伸率、布氏硬度均明显提高.真空低压消失模壳型铸造A356铝合金经T6热处理后,其二次枝晶臂间距和共晶硅尺寸较小,致使胞界不连续,硅粒子的开裂优先出现在晶界处,最终呈现出晶间断裂的模式,其拉伸断口呈现明显的韧窝形貌.     

喷射沉积Al-30wt%Si合金的凝固组织与耐磨性能

研究了喷射沉积Al-30wt%Si合金的凝固组织和耐磨性能,结果表明喷射沉积Al-30wt%Si合金的组织由Si相和α相组成,细小的Si相均匀分布在α基体中,沉积态组织中硅相尺寸比金属型铸造试样降低2个数量级。喷射沉积高硅铝合金具有优良的耐磨性。随着硅相尺寸的减小,高硅铝合金的磨损由剥落为主的机制转变为犁沟变形机制。     

间接挤压铸造工艺参数对铝合金中Si偏析的影响

研究间接挤压铸造工艺条件下,浇注温度、挤压压力、挤压速度、冷却速度及参数间的交互作用对6066铝合金中Si元素的偏析影响规律. 以凝固后零件热节位置硅的质量分数与合金初始硅的质量分数的差值定量表征偏析程度,采用考虑一级交互作用的四因素两水平正交设计,研究间接挤压条件下硅的偏析现象. 结果发现:浇注温度、挤压压力、挤压速度和冷却速度对硅偏析都有影响,其中浇注温度是影响最显著的因素. 随着浇注温度的升高,铝合金中Si偏析程度减小. 挤压压力和挤压速度对硅偏析的影响次之,但两者的影响趋势相反;模具冷却能力的影响程度与挤压压力和挤压速度的交互作用的影响程度相似,铜模套(高冷速)比钢模套(低冷速)的硅偏析程度要轻. 间接挤压铸造条件下,工件热节位置可以出现硅的负偏析.     

热海水中热浸镀用锌及锌铝合金的电化学性能

为了定量比较不同热浸镀层用金属(或合金)在热海水中对钢铁基体的阴极保护作用,参照国标GB/T 17848-1999的要求对几种典型的热浸镀用锌及锌铝合金测试了50℃条件下的恒电流性能,计算了电流效率,观察了腐蚀产物脱落情况及腐蚀均匀性,并据此评价了它们的电化学保护性能.结果表明:Zn的电化学性能最好,Zn-55Al-1.6Si合金的电化学性能最差,Zn-5Al-0.1RE,Zn-5Al-0.5Mg,Zn-6Al-3Mg,Zn-11Al-0.2Si-3Mg,Zn-25Al-0.2Si-0.2Mg和Zn-25Al-0.2Si-0.2RE合金介于二者之间.     

Si-Cu合金精炼与造渣精炼去除冶金级硅中金属杂质

采用Si-Cu合金精炼与CaO-SiO_2-CaCl_2造渣精炼相结合的方法对冶金级硅进行精炼,通过多种分析方法考察了合金造渣过程、渣剂添加剂和合金成分对金属杂质Fe、Al和Ca去除效果的影响.结果表明,提高Si-Cu合金中Cu的质量分数可以有效增加Cu_3Si相在Si中的含量,造渣精炼过程会影响Si-Cu合金的相转变,造渣后金属杂质Fe和Ca聚集在Si-Cu合金的Cu_3Si相中.在渣剂中添加CaCl_2助溶剂可降低渣剂黏度以促进传质过程,从而有效提高金属杂质Fe、Al和Ca的去除率.此外,随着Si-Cu合金中Cu质量分数的增加,造渣后合金相中Cu的析出现象明显,Fe的去除率上升,Ca的去除率下降,而Al的去除率不变.当Si-30%Cu合金与CaO-SiO_2-CaCl_2(质量比9∶9∶2)渣剂进行精炼后,Fe、Al和Ca的去除率分别为68%,94%和86%.     

热处理对SiC_p/Al2124复合材料显微组织与耐蚀性的影响

为提高 Si C颗粒增强铝基复合材料 Al 2 12 4的耐蚀性 ,采用 X射线衍射、扫描电镜和电化学测试等手段 ,研究了 3种热处理工艺 (T1,T4和 T6 )对复合材料中第二相化合物的析出状况以及该材料在 Na Cl水溶液中的腐蚀行为的影响。结果表明 ,在 T1状态下 ,铝合金基体内及 Si Cp/铝合金界面上析出大量以 Cu Al2 为主的第二相化合物 ,导致复合材料表面点蚀活性位置增多 ,点蚀敏感性增大 ;但是 ,T6和T4热处理显著减少 Cu Al2 相析出并大幅度降低复合材料的点蚀敏感性。 3种热处理状态下 Si Cp/Al 2 12 4复合材料的耐点蚀性能可依下列顺序提高 :T1,T6 ,T4。     

稀土元素对ZL104合金作用的研究

富铈混合稀土(0.15-1.1%RE)及含稀土的复合添加剂对Al-Si-Mg系ZL104合金中共晶硅相生长方式和形貌有明显的影响,促使其由板片状转化为纤维状变质结构。借助于电子探针对稀土的分布进行定量分析,证实稀土在硅相中分布均匀,含量小于0.045Wt%。试验添加0.15-0.35%RE时合金具有最佳机械性能和良好的净化作用。     

稀土与铝合金中常见元素的耐腐蚀机理研究

采用模拟自然环境加速腐蚀的重量分析法和电化学测定法,对应测定不同含量元素时铝合金的腐蚀速率,考察了铝合金中的常见元素Mg,Mn,Si及RE和杂质元素Fe含量对合金耐腐蚀性能的影响。结果表明:铁和硅危害合金材料的抗腐蚀性能。要保证铝合金有好的耐腐蚀性能,4.5%(质量),锰含量控制在0.55%-0.65%(质量)之间为好,稀土含量则应控制在0.3%±.通过电镜对腐蚀表面及腐蚀形貌的扫描,综合分析了元素含量与合金的耐腐蚀性之间的关系和合金腐蚀的机理。     

石墨和硅对偏晶Al-15Pb合金组织和耐磨性能的影响

采用金相显微镜、X射线衍射仪和摩擦磨损试验机对A l-15Pb、A l-15b-5Si-0.2RE和A l-15Pb-5Si-2G-0.2RE合金的组织和耐磨性能进行了研究.试验结果表明:将合金液浇注到金属型中后,其凝固组织中,铅相呈粒状分布于铝基体中;加入硅后,硅相沿晶界偏聚;同时加入硅和石墨后,铅相、硅相均呈颗粒状分布,且Si相均匀分布,无偏聚.在三组合金中,随着硅和石墨的加入,摩擦系数逐渐减小,磨损失重逐渐减小,A l-15Pb-5Si-2G-0.2RE合金表现出较佳的耐磨性能.     

Ca,Si和RE对AZ91合金的组织和性能的影响

Ca,Si和RE合金化和复合合金化AZ91的研究结果表明：Ca单独加入合金中和Ca,Si或Ca,RE同时加入合金中都能明显改善AZ91合金的铸态组织，Si和RE在合金中以Mg2Si和Al11RE3颗粒相形式存在，而Ca则主要溶解于β-Mg17Al12中，未形成新相，DTA分析表明，Ca溶入Mg17Al12后提高了它的熔点，亦即提高了它的热稳定性，这一点对合金的高温性能十分有益，使合金的蠕变性能得到大幅提高，性能最好的是含0.3%（指质量分数，下同）的Ca和2％的RE的合金，它在200℃/50MPa下的蠕变速率相对于基体合金AZ91降低了一个数量级，单独加入Ca对铸态AZ91合金有脆化作用，但Ca,Si或Ca,RE复合加入则能大幅提高AZ91合金的室温和高温强度，同时保持了与AZ91基体合金相同的或更好的塑性。     

热处理对Mg-5Al-2.5Ca-0.9Si合金组织及力学性能影响

利用带有EDS的电子显微镜和X射线衍射仪分析了铸态和热处理后的Mg-5Al-2.5Ca-0.9Si合金的组织特征并测试铸态和热处理后合金常温、高温(150℃)力学性能,结果表明:合金中强化相为Mg2Si和Al2Ca;铸态下Mg2Si由于Ca的变质作用呈有不闭合孔洞的多边形,Al2Ca大多以不连续骨骼状共晶出现;经热处理后,Mg2Si基本没有变化;不连续骨骼状共晶组织消失并析出块状、颗粒状Al2Ca,且随T6处理中时效时间增长析出量越来越多并有聚集生长趋势;T6(420℃×24h+200℃×24h)处理为Mg-5Al-2.5Ca-0.9Si合金的最佳热处理工艺,此时力学性能最佳;强化相Al2Ca的形貌及分布对于Mg-5Al-2.5Ca-0.9Si合金高温力学性能的影响较对常温力学性能的影响更为明显.     

Y对Mg-5Si合金微观组织和力学性能的影响

针对耐热镁合金的应用需求,以Mg-5Si基础合金为研究对象,采用金属型铸造方法制备Mg-5Si-Y合金。利用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散光谱仪(EDS)、光学显微镜(OM)和ICP光谱仪对合金组织及成分进行分析,利用拉伸试验机和布洛维硬度计对合金的屈服强度、抗拉强度、伸长率及硬度进行测试,探讨了Y含量对Mg-5Si合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:不同Y含量下,初生Mg_2Si相由树枝状变为多边形状,共晶Mg_2Si相由汉字状变为层片状。Y质量分数为0.4%或0.8%时,α-Mg枝晶得到细化。Y质量分数为0.8%时,力学性能最佳。抗拉强度为107 MPa,屈服强度为91 MPa,伸长率为5%,硬度为138HV30.同时,在Y质量分数为1.2%的合金中发现了白色块状的Mg-Y-Si化合物。     

电子计算机化的炉前热分析和微分测试方法

微型机化的炉前热分析和微分测试方法可以提高传统的热分析方法的测试精度和灵敏度．本文用微型机热分析系统研究了灰铸铁的炉前快速成分测定和铝硅合金加锑变质质量的预测。研究结果提出了一个铝硅合金（加锑）变质程度的热分析新判据——凝固时间。根据凝固时间为判据的微型机热分析系统可作为铝合金变质质量控制的可靠手段。     

基于MATLAB统计工具箱的5182铝合金组织及性能研究

文章比较不同细化方法细化5182铝合金的晶粒细化能力,同时用MATLAB统计工具箱采用统计分析方法对均匀化处理前后的5182铝合金的硬度进行分析.结果证明,Al-5Ti-1B细化合金的晶粒最小,含钛铝锭(GRAI) 0.25%Zr细化合金的晶粒略大于Al-5Ti-IB细化合金;GRAI中分别加入0.16%La、0.20%RE(富铈混合稀土)后,合金晶粒变化不大;GRAI制造的5182铝合金比Al-5Ti-IB、Al-10Ti中间合金细化的合金硬度高;加0.25%Zr使GRAI制造合金硬度增加;对于均匀化前的合金,加0.16%La使GRAI制造合金硬度减小,而加0.20%RE硬度变化较小;对于均匀化处理后的合金,加0.16%La使GRAI制造合金硬度变化较小,而加0.20%RE使GRAI制造合金硬度增加.均匀化处理,使合金的硬度有所下降,GRAI 0.25%Zr细化合金的硬度下降幅度最大.     

Mn对镁合金中杂质元素Si分布的影响

为了研究Mn元素对镁合金中杂质元素Si去除效果的影响,使用热力学与动力学模拟软件Pandat从理论上计算了最佳Mn添加量为2.5%(质量分数),通过静置保温工艺制备了Mg-2.5%Mn合金,采用X射线荧光光谱分析(XRF)、金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等检测了合金的成分、组织和物相等。研究结果表明:合金中的杂质元素Si与Mn形成密度较大的含Si、Mn的化合物,化合物在静置过程中沉降到合金底部,合金底部杂质Si的含量很高,质量分数达到0.074 1%,顶部杂质Si含量很少(质量分数为0.013 0%),中部几乎为0。Mn的添加可以有效地去除镁合金的杂质元素Si和Fe。     

几种6000系汽车板铝合金的结晶相

通过扫描电镜/能谱、X射线衍射以及金相分析,针对几种6000系汽车板铝合金,研究了不同的合金成分对结晶相的影响.结果表明,合金铸造时形成的结晶相为Al1.9CuMg4.1Si3.3,Al8(FeMnCr)2Si,Al5(FeMnCr)Si,Al4(MnFeCr)3Si2,Al5(MnFeCr)12Si7以及Mg2Si.随Mg/Si,Mg/Cu质量比及Mn含量的增大,Mg2Si和Al(FeMnCr)Si/Al(MnFeCr)Si型结晶相数量增多.均匀化时,除发生Al5(FeMnCr)Si向Al8(FeMnCr)2Si相的转变外,其他结晶相的类型不变.在随后的固溶处理和时效过程中,结晶相不再发生变...