抗Si"中毒"AlTiC-B晶种合金对ZL114铝合金组织和力学性能的影响

针对亚共晶Al-Si合金中粗大α-Al枝晶和Si致细化"中毒"难题,研制出一种抗Si"中毒"的AlTiC-B晶种合金.本工作研究了该晶种合金对ZL114铝合金微观组织和力学性能的影响,通过X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、布氏硬度计和万能试验机对ZL114铝合金进行了微观组织分析和力学性能测试.结果表明,加入质量分数为0. 3% 、0. 6%和1. 0%的AlTiC-B晶种合金后,ZL114合金粗大的α-Al枝晶得到了显著细化,晶粒尺寸由1 224 μm分别细化至186 μm、122 μm和116 μm;室温屈服强度从250 MPa分别提升至295 MPa、340 MPa和345 MPa,分别提高了18. 0% 、36. 0%和38. 0% .力学性能的提高主要归因于α-Al枝晶的细化,以及细化后共晶Si分布的均匀化.     

ZL114A合金冷态焊接微观组织与力学性能

采用扫描电镜、能谱分析、金相显微镜、维氏硬度仪与WDW-100KN万能拉伸试验机研究ZL114A合金冷态焊接后的微观组织与力学性能,结合SYSWELD有限元仿真计算冷态焊接过程中的温度场分布。结果表明:ZL114A板片试样在20V,24A冷态焊接参数下,最大熔池直径为6mm,焊接峰值温度约为512℃;常规T6态平均抗拉强度、屈服强度、伸长率与硬度分别为334,276MPa,7.4%与68HV,经ZL114A冷态焊接处理后分别为156,108MPa,12.8%与60HV,强度分别降低53.3%与60.9%,伸长率提高72.9%,选用ZL205A冷态焊接与本体加工4mm圆孔性能基本相当,平均抗拉强度、屈服强度与伸长率约为232,218MPa与3.8%;T6态下沿晶界分布的初生与二元共晶Si相形貌主要呈球状,断裂机制以韧窝断裂为主,附带一定数量的沿晶断裂,经冷态焊接处理后的材料组织状态由T6态转变为固溶空冷态,ZL114A冷态焊接后沿晶界分布的Si相受焊接高温作用团聚在一起,Mg与Si元素叠加分布在晶界区域,Cu,V,Mn等元素在焊接加热过程中固溶进入初生α-Al基体内部,之后沿晶界析出部分Al2Cu强化相。     

真空增压铸造工艺对ZL114A合金充型能力和力学性能的影响

目的 研究不同真空增压铸造工艺参数下ZL114A合金的充型距离、组织性能的变化规律。方法 设计了不同厚度的充型距离测试片,采用游标卡尺测试了不同真空度和石膏铸型温度条件下合金的流动性。采用万能拉伸机测试了不同凝固压力条件下单铸试棒的力学性能,采用金相显微镜观察合金的显微组织,采用扫描电子显微镜观察拉伸断口的形貌。结果 当真空度从重力状态(0 MPa)提高至-0.08 MPa时,3.0 mm薄片的充型距离从42 mm提升至210 mm。当铸型温度从260℃提高至340℃,3.0 mm薄片的充型距离从95 mm提升至175 mm。凝固压力从重力条件下提升至0.8 MPa,抗拉强度从293 MPa提升至338 MPa,屈服强度从240 MPa提升至278 MPa,断后伸长率从2.0%提升至4.0%。结论 提高真空度、铸型温度,可显著提升ZL114A合金的充型能力。提高凝固压力、凝固组织致密,第二相分布均匀,疏松缺陷明显减少,力学性能提高。     

多道次ECAE动态成型Al-Mg-Si合金导线组织与性能

借助S4800扫描电子显微镜、Philips DM420透射电子显微镜、SANS CMT5105电子万能材料试验机和QJ48双臂直流电桥,研究了多道次ECAE动态成型Al-Mg-Si合金导线的组织与性能。结果表明:4道次ECAE动态成型可制备平均尺寸在10μm左右甚至更小的Al-Mg-Si合金导线晶粒。随着Mg、Si含量的增加,合金导线的抗拉强度增大,伸长率与等效导电率降低。经160~170℃/7h时效处理后,Al-0.59%Mg-0.59%Si合金导线的抗拉强度、伸长率和等效导电率分别为305.71~309.63 MPa,4.7%~5.4%和55.18%IACS~56.33%IACS,与目前国产Al-Mg-Si合金导线(295 MPa,52.5%IACS)相比,导电性能显著提高。     

铸造铝合金半连续铸棒组织与性能均匀性研究

目的 研究ZL114A合金和ZL205A合金半连续铸棒不同部位的力学性能与微观组织,分析铝合金半连续铸棒的均匀性。方法 分别对半连续铸棒的中心位置、R/2位置、边缘R位置进行取样,对比分析各部位的力学性能及微观组织。结果 ZL114A合金的抗拉强度为338~355 MPa,断后伸长率为9%~11.5%;ZL205A合金的抗拉强度为465~485 MPa,断后伸长率为12%~15%。与铸棒中心位置相比,铸棒边缘R位置的晶粒尺寸更小,性能也更优异,但ZL114A合金铸棒的边缘R位置存在夹渣缺陷,导致其力学性能低于铸棒中心位置的力学性能。结论 采用半连续铸造工艺制备的ZL114A合金和ZL205A合金均具有细小、均匀的微观组织,且组织越细小的部位,力学性能越高,存在凝固缺陷的部位,力学性能较低。     

挤压态Mg–9Al–Zn–0.5RE–Ca–Si合金微观组织和力学性能

目的 改善AZ91镁合金在温度超过120 ℃时的力学性能。方法 在AZ91合金中添加Ca、Si和La/Ce混合稀土元素。在360 ℃下等温挤压,平均挤压速度为1.2 mm/s,挤压比为30︰1,以探究Ca、Si和La/Ce混合稀土元素对AZ91合金力学性能、物相组成和显微组织等的影响。结果 在AZ91挤压态合金中,与添加Si元素相比,Ca元素对挤压态合金的力学性能影响更大。在室温时,Mg–9Al–Zn–0.5RE–Si挤压态合金的屈服强度、极限抗拉强度和伸长率分别是254 MPa、306 MPa、7.0%,而Mg–9Al–Zn–0.5RE–0.5Ca挤压态合金的屈服强度、极限抗拉强度和伸长率分别是308 MPa、330 Ma、7.1%。Mg–9Al–Zn–0.5RE–0.5Ca–0.5Si挤压态合金室温力学性能最佳,其屈服强度、极限抗拉强度和伸长率分别是351 MPa、383 MPa、7.4%,说明Ca、Si这2种元素的协同作用可同时提高室温下AZ91合金的强度和塑性。在150 ℃和200 ℃下,Mg–9Al–Zn–0.5RE– 0.5Ca–0.5Si合金仍然具有最佳的力学性能。在150 ℃下,其屈服强度、极限抗拉强度和伸长率分别为174 MPa、225 MPa、31.8%。在200 ℃下,其屈服强度、极限抗拉强度和伸长率分别为136 MPa、153 MPa、49%。挤压后合金中形成 、 平行于挤压方向的织构。结论 经过360 ℃的热挤压后,由于动态析出、动态再结晶和织构的作用,显著提高了合金的拉伸性能。在室温、150 ℃、200 ℃下,Mg–9Al–Zn–0.5RE–0.5Ca–0.5Si挤压态合金的力学性能最佳,说明同时添加Ca、Si和La/Ce混合稀土元素有利于提高AZ91合金的耐热性。     

分级固溶对 ZL114A 铝合金组织与性能的影响

通过拉伸性能测试,光学显微镜和扫描电镜观察,X射线衍射物相分析,研究了分级固溶对ZL114A铝合金组织与性能的影响.结果表明,300℃×1 h+450℃×1 h+535℃×12h分级固溶处理及175℃×6 h时效后的ZL114A铝合金试样的屈服强度σb=335 MPa,伸长率δ=5.0％,共晶Si大部分转化为颗粒状,Mg2Si溶解充分,具有良好的塑性,且晶粒细小,固溶效果良好,各相分布也相对均匀.     

固溶处理对激光选区熔化AlSi10Mg合金显微组织、拉伸性能和残余应力的影响EICSCD

利用光学显微镜、场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜、拉伸实验和拉曼光谱仪研究固溶处理对激光选区熔化AlSi10Mg合金的显微组织、拉伸性能和残余应力的影响规律。结果表明:沉积态合金组织细小,强度较高,但存在明显的各向异性和较大的残余拉应力。直接人工时效后,抗拉强度和屈服强度均明显提升,但熔池和共晶硅的形貌与沉积态合金基本相同。固溶处理可以显著改善组织和拉伸性能的各向异性,彻底消除残余拉应力,但导致组织粗化,合金的抗拉强度和屈服强度仅为沉积态的50%左右。在固溶处理的基础上进行人工时效,合金的组织特征、各向异性和残余应力情况无明显变化,抗拉强度和屈服强度分别达到330 MPa和270 MPa,断后伸长率约为10%~11%。人工时效后强度的提升主要得益于GP区的析出。     

Ce对铸态5356铝合金组织性能的影响

为探索稀土元素Ce对5356铝合金组织性能的影响,本文采用气泡浮游法,通过添加不同成分微量的稀土元素Ce精炼制备出含Ce不同含量的5356铝合金,通过显微组织观察、室温拉伸试验、密度测试等方法研究了在5356铝合金基体中添加稀土元素Ce对其组织性能的影响.实验结果表明:合金的力学性能及密度随着Ce添加量的增加而得到改善;稀土元素Ce既能够提高合金的抗拉强度、断后伸长率及硬度等力学性能,又能够提高合金的致密度使得铸锭中的气孔或疏松减少;添加Ce质量分数为0.4%时,其力学性能改善效果最佳,抗拉强度达到245.8 MPa,屈服强度为101.24 MPa,断后伸长率增加至29.05%,其密度也达到最大,相对提高了0.67%.     

微合金元素Nb对低碳铸钢强度和冲击韧性的影响

采用中频炉冶炼制备不同Nb含量的微合金低碳铸钢,用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、液压万能强度试验机、半自动冲击试验机等手段研究了Nb微合金化对低碳铸钢显微组织、强度和冲击韧性的影响。结果表明,添加合适的微合金元素Nb可以使低碳铸钢的晶粒尺寸减小20.8%~34.6%,同时促进细小NbC析出相的形成,能有效提高低碳铸钢的强度和冲击韧性,晶粒细化和析出强化为其主要的强韧化机制。其中,含Nb量为0.044%的微合金铸钢屈服强度为350 MPa,抗拉强度为520 MPa,室温冲击功为119.7J。与普通低碳铸钢相比,其塑性基本保持不变,但屈服强度、抗拉强度和室温冲击功分别提高了20.7%、7.2%和25.6%。     

航空紧固件用Ti-5553合金的组织和性能

采用扫描电镜和透射电子显微镜研究不同热处理制度对Ti-5553高强钛合金显微组织与力学性能的影响。结果表明:在(α+β)两相区进行固溶处理时,随着固溶温度的升高,Ti-5553合金组织中的初生α相含量逐渐减少,β相的尺寸和体积分数均增加,合金强度逐渐降低。时效后β基体发生转变,晶界和晶内析出大量次生α相。次生α相的尺寸对力学性能产生重要影响,随着时效温度的升高,次生α相逐渐粗化,导致抗拉强度逐渐下降。1240MPa级航空紧固件用Ti-5553的固溶温度应选择Tβ以下,使组织中留有足够的β相,从而时效时在β相中有大量次生α相析出,获得需要的高强度。同时,保留一定含量的初生α相,以便获得良好的塑韧性。经810~820℃,1.5h,水淬+510℃,10h,空冷热处理后,合金可以获得较好的综合性能,抗拉强度达1500MPa,伸长率达14.8%,断面收缩率为38.6%。固溶和时效态的拉伸断口均存在大量韧窝,材料具有良好的塑韧性。     

Zn对铸态Mg-Y-Nd-Zr合金组织和力学性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射分析及力学性能测试等研究Zn元素对Mg-Y-Nd-Zr铸态合金显微组织及力学性能的影响。结果表明:随着Zn含量的增加,Mg-Y-Nd-Zr-xZn(x=0.0%,0.5%,1.0%,1.5%,质量分数)合金的晶粒逐渐细化,平均晶粒尺寸由(57±0.8)μm细化至(30±0.3)μm,晶界处共晶相的体积分数也逐渐增加。Mg-Y-Nd-Zr铸态合金中主要存在Mg12Nd相和Mg24Y5相,加入0.5%Zn后,合金中出现Mg12YZn相。随Zn含量的增加,Mg12YZn相的体积分数不断增大,合金的力学性能逐渐提高。当Zn含量为1.0%时,合金具有最优的力学性能,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为(208±5.9),(159±3.9)MPa和(7.5±0.2)%,较未加Zn的合金分别提高了18,42MPa和1.2%。     

Evolution behavior of δ phase in Cu12Sn2Ni alloy and the corresponding effects on alloy property

With the increase of tin content in tin bronze, the rise of δ phase made the strength, hardness of tin bronze increase and the ductility decrease sharply, that difficult to process. In this paper, the Cu12Sn2Ni alloy was prepared by centrifugal casting, the microstructure and phase formation before and after heat treatment were observed by x-ray diffraction, scanning electron microscope, and transmission electron microscope. The results showed that the as-cast sample microstructure was composed of equiaxed grains rather than coarse dendrites. centrifugal casting inhibits tin diffusion to form metastable phase β′-Cu_13.7Sn. The as-cast sample had good deformability and its tensile strength and elongation were 381.9 MPa and 12.4 %, respectively, which are higher than the mechanical properties of gravity casting. The tensile strength and elongation of the sample after furnace cooling at 620 °C/8 min are 439.5 MPa and 24.4 %, respectively, the increase was 16.6 % and 85.07 %, compared with the as-cast samples, due to the solid solution strengthening, the second phase strengthening and the homogenization of the microstructure.     

ECAP变形对Mg2Si增强耐热镁合金组织及性能的影响

为了提高镁合金的耐热性能,在Mg-Zn合金中加入Si,形成Mg-Zn-Si镁合金.采用ECAP工艺在变形温度为573 K和挤压路径为Bc条件下对Mg-Zn-Si镁合金进行不同道次的变形.运用金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等手段对变形后的Mg-Zn-Si镁合金进行了组织表征,对变形后的合金进行了室温拉伸和高温蠕变等力学性能测试.结果表明:随着挤压道次增加,α-Mg基体、Mg Zn相及Mg2Si相均得到细化且分布趋于均匀.1道次挤压后部分基体α-Mg细化,4道次挤压后α-Mg的尺寸减小为5~10μm,且晶粒大小趋于均匀;2道次挤压后Mg2Si相枝晶在原位置破碎为颗粒状,6、8道次挤压后Mg_2Si相呈弥散分布.4道次挤压后合金的屈服强度和抗拉强度均提高120%,伸长率提高353%;8道次挤压后合金的抗拉强度和伸长率与4道次相比变化不大,但屈服强度进一步提高了19%.随着挤压道次增加,高温抗蠕变性能提高,8道次后高温稳态蠕变速率降低5倍.Mg2Si相细化机理为受剪切而机械碎断.     

Effects of pre-stretching on microstructure and properties of WE43A-alloy after aging treatment

Effects of pre-stretching on microstructure and mechanical properties of WE43A alloy were investigated by optical microscope, transmission electron microscope, scanning electron microscopy and electronic universal material testing machine. The experimental results showed that a large number of dislocations and twins were formed in the matrix with the increase of deformation strain. During subsequent aging, β₁ phases precipitated in dislocation area and distributed in matrix in a combined manner, honeycomb network and random. The precipitation of β₁ increased the ultimate tensile strength and yield strength of WE43A alloy to 272 and 241?MPa, in comparison with the samples without pre-stretching (226 and 180?MPa). The fracture morphology of sample with strain 9% was transgranular cleavage fracture.     

Sn含量对2011铝合金棒材显微组织、切削与力学性能的影响

以Sn、Bi替代Pb,制备无铅易切削2011铝合金棒材。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、高速车床和拉伸试验机,研究了Sn含量对2011铝合金棒材显微组织、切削性能和拉伸力学性能的影响。结果表明:Sn含量为0.2%时,Sn以SnBi共晶相形式存在于铝合金棒材中。Sn含量超过0.2%时,Sn以单质Sn相和SnBi共晶相形式存在于铝合金棒材中。Sn含量越高,单质Sn相和SnBi共晶相的数量越多,铝合金棒材的切削性能越好,车屑长度越短,但拉伸力学性能略有下降。      

稀土Er对A356铝合金微观组织和力学性能的影响

针对传统的A356铝合金,添加稀土元素是改善其微观组织并提高力学性能的有效途径。本工作通过示差扫描量热分析(DSC)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等分析手段来研究稀土Er对铸态A356铝合金组织和性能的影响。结果表明,稀土元素Er是一种能够显著改善A356合金铸态组织的优良变质剂。Er的加入细化了初生α-Al相,二次枝晶间距降低,枝晶臂直径减小,同时对铸态组织中的共晶Si起到了变质作用。当Er含量达到0.4%(质量分数,下同)时,细化效果最为显著,二次枝晶间距由53.6μm减小到17.5μm,共晶硅形貌也由粗大的板条状转变为短棒或圆粒状。与A356合金相比,添加0.4%Er的合金样品的抗拉强度和伸长率分别提高了15.1%,29.8%。     

铸造Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金在时效过程中的组织与性能演变

采用金相观察、硬度测试、单轴拉伸、扫描电镜观察、能谱分析、透射电镜观察等手段,研究了铸造Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金在时效过程中的组织与性能演变。结果表明,经固溶处理后,合金具有较强的塑性变形能力,延伸率可达10%以上,但强度较低。随时效程度增加,合金强度升高塑性降低,经225℃/3h时效处理后,合金为欠时效状态,与基体共格的β″相是主要的强化相,断口以解理面、韧窝、撕裂棱和晶界为主要特征。经峰值时效处理后,与基体呈半共格关系的β′相是主要的强化相,合金抗拉强度超过300 MPa,但塑性急剧降低,断口以解理面、撕裂棱和晶界为主要特征,与欠时效样品相比,解理面所占比例明显增加,且解理面及晶界光滑。进入过时效状态后,合金的强度降低,但延伸率有所提升,断口以晶界和解理面为主要特征。     

稀土La和Ce及超声处理对ZL201铝合金显微组织及抗拉强度的影响

本工作研究了稀土元素La和Ce的添加量及超声处理对铸态ZL201铝合金显微组织形貌、晶粒大小和抗拉强度的影响。结果表明:添加适量的稀土元素可有效抑制晶粒长大,进而细化枝晶和晶粒尺寸。添加稀土元素的ZL201-0.2%(质量分数,下同)La合金抗拉强度为207MPa,ZL201-0.6%Ce合金抗拉强度达到223MPa,分别比未添加稀土元素的ZL201合金提高了10.7%和19.3%。经超声处理后,ZL201-0.1%La合金抗拉强度达到247 MPa,比未经超声处理的ZL201-0.1%La合金提高了50.6%;ZL201-0.3%Ce合金抗拉强度达到226 MPa,比未经超声处理的提高了10.2%。