DC铸造Al-12Si-0.65Mg-xMn合金中第二相的形成

采用LSCM、XRD、SEM、TEM及其附带的EDS,结合相图分析研究了半连续铸造(DC铸造)Al-12Si-0.65Mg-(0~2.27)Mn(质量分数,%)合金铸锭中的第二相及其形成过程。结果表明,Al-12Si-0.65Mg合金铸锭中存在α-Al、共晶Si、Mg_2Si和p相(Al_8Mg_3FeSi_6),它们分别是在567℃通过L+Al_5Fe Si→α-Al+Si+Al_8Mg_3FeSi_6、555℃通过L→α-Al+Si+Mg_2Si及550~554℃通过L→α-Al+Si+Mg_2Si+Al_8Mg_3FeSi_6反应形成的。当合金中添加Mn时,α-Al枝晶明显细化,同时合金铸锭中出现α-Al(FeMn)Si相;当Mn含量(质量分数,下同)从0.10%增加至2.27%时,α-Al枝晶形貌、尺寸及数量无明显变化,α-Al(FeMn)Si数量增多而尺寸不变;当Mn含量达到1.07%时,合金在647℃通过L+Al_6Mn→α-Al+Al_9Mn_4Si_3反应生成尺寸约80 mm的Al_9Mn_4Si_3,其中溶解了少量Fe形成Al_9(FeMn)_4Si_3,随Mn含量增加其数量增多而尺寸不变;经550℃均匀化处理后,合金中的Mg_2Si相溶入基体消失,共晶Si、p相和α-Al(FeMn)Si相球化成颗粒状,Al_9(FeMn)_4Si_3相形貌、尺寸及数量几乎不变,Al-12Si-0.65Mg-(0.10~2.27)Mn合金基体中析出尺寸约几百纳米的Al_9(MnFe)_2Si_3弥散相粒子,其数量随Mn含量增加而增多。     

箔材用3003铝合金的热处理和性能

采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜和拉伸试验机等研究了预回复退火、一段中间退火和两段中间退火后箔材用3003铝合金的显微组织和力学性能。结果表明:随着退火温度的升高,3003铝合金的电导率先上升后下降,锰原子的固溶度先减小后增大; 450℃退火的3003铝合金的电导率最高、锰原子固溶度最小、析出相密度最高; 3003铝合金退火过程中的析出相主要为针状Al_6Mn相、粒状Al_(12)(Fe,Mn)_3Si相和块状Al_6(Fe,Mn)相。预回复退火有利于中间退火后的3003铝合金形成细小的等轴晶粒。一段中间退火和两段中间退火后3003铝合金的塑性应变比各向异性Δr值分别为0. 31和0. 03,即450℃×5 h+525℃×15 h两段中间退火有助于消除3003铝合金板的平面各向异性,从而有效避免3003铝合金板在深冲成箔材的过程中产生制耳。     

3103铝基PS版析出相的第一性原理研究

采用基于密度函数理论(DFT)的全势线性缀加平面波(FPLAPW)的方法,结合JMat Pro软件,研究了3103铝合金PS版凝固过程中的析出相与基体间费米能级差异及其弹性性质等。结果表明:在3103铝基PS版中除α-Al之外,存在的析出相主要有α-Al(Fe,Si)、Al_6Mn、Al_(18)Cr_2Mg_3、Mg_2Si、Al_3Ti,Al_3Zr、Al_2Cu以及Mg Zn_2相;其中Mg_2Si电极电位与Al基体相差最大,最易与基体形成微腐蚀电池,使PS版的耐腐蚀性下降。通过计算各个相的形成热及结合能,表明除α-Al(Fe,Si)相之外,各个相的形成均为放热过程且Al_3Ti、Al_3Zr相结合能最大,结构最稳定。     

3003铝合金箔制备过程中的组织演变

通过硬度、电阻测试，X射线衍射分析，以及光学显微镜、扫描电镜、透射电镜观察，研究了3003铝合金箔制备过程中的组织演变，探讨了Fe、Si杂质元素对3003铝合金组织及性能的影响。结果表明，随（Fe＋Si）含量升高，Mn的固溶度降低，且α-Al（Fe，Mn）Si相增多；3003铝合金冷轧后在300℃和500℃退火时有大量含Mn粒子析出，300℃退火时析出受到冷轧变形量的影响，而在500℃退火时的析出与冷轧变形量无关；此外，Fe／Si含量比高的3003铝合金箔可获得大量细小且均匀分布的第二相粒子。     

Al-0.8Mg-1.0Si-0.8Cu-0.3Mn-0.5Fe-0.15Zr合金铸态组织研究

通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)和金相(OM)分析,研究了Al-0.8Mg-1.0S-0.8Cu-0.3Mn-0.5Fe-0.15Zr合金的铸态组织,探讨了合金在均匀化退火前后析出相变化。结果表明:电磁搅拌铸锭的晶粒多呈等轴晶、析出相主要为Al2FeSi、Al9Fe0.84Mn2.16Si及Al4Cu2Mg8Si7,以及极少量的Mg2Si相和β-Si,但未观察到Al3Zr相。均匀化退火后,第二相质点分布均匀,Mg2Si相、Al4Cu2Mg8Si7相溶解消失,Mn元素替代了部分Fe元素,使(AlFeMnSi)相增多,针状β-Al2FeSi相转变为颗粒状α-Fe1.7Al4Si相,出现了Al3Zr相。     

均匀化处理对6063铝合金微观组织结构的影响

采用金相显微镜、X射线衍射、扫描电镜、透射电镜和能谱分析技术,研究了均匀化温度和时间对6063合金显微组织的影响。结果表明:铸态合金由过饱和α-Al固溶体和非平衡共晶相组成;铸态合金进行均匀化处理,随温度的升高和保温时间的延长,非平衡共晶组织逐渐消失,合金枝晶偏析逐渐消除;在495℃保温6h,过饱和基体析出Mg2Si相,温度升高到555℃,Mg2Si相完全回溶,针状β-Al9Fe2Si2完全转变为颗粒状α-Al12Fe3Si,同时基体中析出亚微米级AlFeSi和AlFeCrSi相。555℃保温6h退火处理是6063合金铸锭较适宜的均匀化处理工艺。     

6000系铝合金中的含Mn相

6000系铝合金主要含镁和硅以及少量锰,锰在该系列合金中的作用是强化合金,使再结晶温度提高20～100 K等。铸态6000合金中的含锰相为β-AlFeSi;6061合金中的析出相为α-Al(MnFe)Si,经560℃均匀化处理2 h后,该合金的析出相为Al_(167.8)Fe_(44.9)Si_(23.9);6005合金中的含锰相晶体为简单立方结构。     

形变热处理对屋面用Al-Mn合金板再结晶行为的影响

研究了预变形和中间退火对Al-Mn合金板显微组织和第二相析出行为的影响,并对比分析了传统无预变形和中间退火的Al-Mn合金板的组织特征。结果表明:400℃/1 h退火和20%冷变形后进行270℃等温退火,随着退火时间延长,合金中第二相含量有所增加、均匀性有所提升;当等温保温时间超过72 h后不会继续从固溶体中析出第二相,而是发生第二相的粗化和长大;随着最终退火温度的升高,未经过中间退火和预变形的Al-Mn合金发生了回复、部分再结晶和完全再结晶过程,且在退火温度高于320℃时可见再结晶晶核的存在;而经过中间退火和20%冷轧变形的试样,在最终退火过程中形成了在条带状晶粒中均匀分布的细小等轴晶粒,形成了细小等轴晶和粗大板条状晶粒共存的"双峰组织"。     

预压缩变形对Zr-Sn-Nb-Fe-Cr-Cu合金时效析出行为的影响

本文采用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM),系统研究了经6%和12%预压缩变形处理后Zr-Sn-Nb-Fe-Cr-Cu合金在时效过程中的第二相析出行为。研究结果发现,预变形量对Zr合金时效析出行为有显著的影响,在相同的时效条件下,预压缩变形量为12%的合金第二相粒子平均尺寸比6%的合金小约10nm;600℃下时效时,Zr合金的第二相粒子平均尺寸与预变形量呈线性反比关系。透射电镜分析结果表明,合金在500℃低温时效30min时先析出含有少量Cu元素的正交结构Zr3Fe相;当时效1800min后,除了大尺寸的Zr3Fe外还有六方结构的Zr(Fe,Nb)2析出,但预压缩变形量对Zr合金的第二相析出种类没有显著影响。     

Al-5Mg-0.8Mn合金的凝固组织研究

通过重熔-凝固试验,研究了接近AA5083合金成分的Al-5Mg-0.8Mn合金的凝固组织。结果表明:Fe和Si元素对Al-5Mg-0.8Mn有重大影响,促进了金属间化合物Al_6(Fe,Mn)和Mg_2Si的形成。当Fe、Si含量很低时,Al-5Mg-0.8Mn合金的凝固组织非常简单,只是在α-Al基体上零星散落着一些细小的Al_6(Fe,Mn)共晶相。当Fe、Si含量较高时,合金中不但出现了大量粗大的Al_6(Fe,Mn)和Mg_2Si共晶相,而且,共晶相Al_6(Fe,Mn)呈现多种不同的形态,而Mg2Si相主要呈汉字状。     

3104合金均匀化过程中金属间化合物的演变

利用金相显微镜、扫描电镜等对不同温度、不同时间均匀化的3104合金中化合物的转变情况进行研究。结果表明,3104合金铸锭组织中的粗大化合物主要为(Fe Mn)Al_6相,少量为α-Al_(12)(Fe Mn)_3Si相,其相对比例10%。均匀化过程中(Fe Mn)Al_6相向α-Al_(12)(Fe Mn)3Si相转变,随温度升高和保温时间延长,α-Al_(12)(Fe Mn)_3Si相比例增加,在580和600℃保温20 h后,α-Al_(12)(Fe Mn)_3Si相比例达80%以上。转变过程中,α-Al_(12)(Fe Mn)_3Si相中产生细小密集的铝点,随时间延长铝点合并而变得粗大稀疏。同时,晶粒内析出Al_(12)Mn_3Si弥散相,500℃均匀化时弥散相尺寸细小密度最大。随温度升高,弥散相尺寸增大密度减小,580和600℃保温后弥散相尺寸粗大,分布稀疏。因此,580和600℃均匀化可以获得较合理的化合物比例和弥散相分布。     

Fe79Zr9B12和Fe76Zr9B15合金的晶化行为和磁性能

采用单辊快淬法制备Fe79Zr9B12和Fe76Zr9B15非晶合金薄带,并对两合金进行不同温度下热处理。利用差热分析仪(DTA)、X射线衍射仪(XRD)和振动样品磁强计(VSM)研究Fe79Zr9B12合金和Fe76Zr9B15合金的晶化行为和磁性能。结果表明,Fe79Zr9B12合金和Fe76Zr9B15合金的晶化激活能分别为404.42 kJ/mol和370.75 kJ/mol。晶化初期,有α-Mn型相和α-Fe相从Fe79Zr9B12非晶合金基体中析出,Fe23B6型相和α-Fe相从Fe76Zr9B15非晶合金基体中析出。α-Mn型相和Fe23B6型相均为亚稳相,进一步高温热处理后,α-Mn型相转变为α-Fe相,Fe23B6型相转变为α-Fe相、Fe2B相和Fe3B相。Fe79Zr9B12合金的矫顽力(Hc)在600℃退火后突然增大,继续高温退火,Hc下降;Fe76Zr9B15合金的Hc随着退火温度的升高持续增大。两种合金矫顽力随退火温度的变化与退火后合金的微观结构密切相关。     

6061铝合金中富铁相在均匀化过程中的相变机理

采用金相(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)和透射电镜(TEM),研究6061铝合金中富铁相在均匀化过程中的转变和析出行为.结果表明:Mn元素直接参与6061铝合金中富铁相的相变过程,使富铁相由板条状的β-AlFeSi相转变成颗粒状的α-Al(FeMn)Si相,在560℃未发现明显的β-Al5FeSi→α-Al8Fe2Si的相变过程;在均匀化过程中,析出块状Al8Fe2Si相和颗粒状Al167.8Fe44.9Si23.9相,其中,Al167.8Fe44.9Si23.9相的析出速度受β-Al5FeSi→α-Al8Fe2Si的相变过程影响.     

冷轧与退火对LA91合金显微组织和力学性能的影响

对热挤压态LA91合金进行了冷轧及退火处理,研究了不同冷轧变形量与退火温度对合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,总轧制变形量为76.7%的LA91合金薄板具有较高的强度和良好的塑性(抗拉强度为177 MPa,伸长率为37.4%)。在200~300℃范围内退火,冷轧LA91合金发生回复和再结晶,β相逐渐变为等轴状,α相逐渐球状化。因此,随退火温度升高,合金薄板的抗拉强度先降低后升高,伸长率则先升高后降低。同一变形量下,合金中的α相再结晶温度略高于β相;经1h退火,不同变形量的冷轧LA91合金开始再结晶的温度略微不同,约为250℃,退火温度为300℃时,再结晶完成。     

铸锭预析出处理对Al-4.3Zn-1.7Mg合金组织与性能的影响

采用OM、SEM、TEM和TS等测试方法对比研究有无预析出处理的均匀化工艺对Al-4.3Zn-1.7Mg合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:半连续铸造急冷条件下合金中复合添加的Mn、Cr和Zr等微量元素以固溶体的形式保留在基体中,均匀化处理过程中分解析出Al_6Mn、Al_7Cr及Al_3Zr等预析出相粒子。通过低温预析出处理能显著改善预析出相在均匀化过程中的析出行为,获得尺寸细小分布弥散的预析出相,且具有很好的热稳定性,在热轧及后续固溶时效等热处理过程中不发生明显粗化,因而能显著抑制晶界迁移和位错运动,提高合金板材性能。     

AlMnFeSi合金退火过程中的微观组织及力学性能的演变

通过2种不同的均匀化热处理及随后的冷轧,使一种3xxx系模型合金获得不同尺寸和分布的弥散析出相,并使铝基体含有不同含量的Mn。系统研究不同均匀化热处理组织和冷轧变形量对退火过程中模型合金的回复与再结晶行为的影响。根据实验结果,绘制出弥散析出相和再结晶过程的相互作用时间-温度-转变曲线（TTT）。TTT曲线显示固溶体中Mn的含量和弥散析出相的颗粒密度对软化行为有强烈的影响。在再结晶退火过程中或再结晶退火之前析出的高密度、细小、弥散析出相显著阻碍软化过程,并形成粗大的再结晶组织。在没有细小、稠密的弥散相影响下的再结晶退火,可以获得均匀、细小的等轴晶。而且,弥散析出相对再结晶过程的阻碍作用取决于再结晶过程的持续时间和弥散析出相的数量。在持续时间长的再结晶过程中,细小、稠密的弥散相对再结晶有着强烈的影响,而在其他情况下影响则有限。不管再结晶过程中是否受到弥散相析出的影响,在再结晶退火之前已经存在于组织中的细小、稠密的弥散相（平均尺寸0.1μm）也会导致再结晶退火之后形成粗大的再结晶组织。     

Fe_(78)Co_2Zr_8Nb_2B_9M_1(M=Ta、Cu)合金的微观结构和巨磁阻抗效应北大核心CSCD

采用单辊快淬法制备Fe78Co2Zr8Nb2B9M1(M=Ta、Cu)非晶合金薄带,在不同温度下对合金进行等温热处理。利用DTA、XRD、TEM、VSM和阻抗分析仪研究合金的热行为、微观结构、磁性能及巨磁阻抗效应。结果表明,晶化初期,Fe78Co2Zr8Nb2B9Ta1非晶合金析出α-Mn亚稳相和α-Fe(Co)相,Fe78Co2Zr8Nb2B9Cu1非晶合金仅析出α-Fe(Co)相。600℃退火后的Fe78Co2Zr8Nb2B9Cu1合金中晶化相的平均晶粒尺寸小于Fe78Co2Zr8Nb2B9Ta1合金。合金的M s均随退火温度的升高而逐渐增大。Fe78Co2Zr8Nb2B9Ta1合金的H c在600℃退火后明显增大,这与α-Mn型相的析出有关;而Fe78Co2Zr8Nb2B9Cu1合金的H c在600℃退火后达到极小值。合金的GMI max值随退火温度增加先上升后下降。Fe78Co2Zr8Nb2B9Cu1合金具有比Fe78Co2Zr8Nb2B9Ta1合金更显著的GMI效应。     

Yb和Si对Al-Zr合金析出行为的影响及作用机制

采用显微硬度、电导率测试、扫描电镜及三维原子探针等测试手段研究了Al-ZrYb、Al-Zr-Si和Al-Zr-Si-Yb合金的时效析出行为以及Yb和Si的作用机制。结果表明,同时添加Yb和Si能明显提高Al-Zr合金的析出强化性能,两者均可加速Al-Zr合金时效析出,但作用机制不同。时效初期Yb在α-Al中优先扩散,形成Al_3Yb作为Zr析出的异质核心,加速Zr的析出,形成核壳结构的复合析出相Al_3(Zr_(1-x)Yb_x)。Si可以提高Zr在Al基体中的扩散速率,因此添加Si后合金中Al_3Zr的时效析出孕育期缩短,析出相长大速率增大,但同时合金抗粗化能力下降。此外,Si的加入大大降低了Yb在Al基体中的固溶度。因此尽管Yb仍然倾向于偏聚在析出相中心,但原子分数仅约1%,Zr在析出相中几乎均匀分布,Si在基体/析出相界面处略有偏聚,析出相(Al,Si)_3(Zr_(1-x)Yb_x)总体上不呈现核壳结构。     

铸造冷却速率对Al-Mg-Si-Mn耐热铝合金组织及热加工性能的影响EI北大核心CSCD

在铸造冷却速率分别为1.4℃/s与5.7℃/s的条件下制备了Al-Mg-Si-Mn铝合金铸锭,对铸锭进行了430℃、6 h超低温均匀化,对均匀化后的合金样品进行了等轴热压试验。结果表明:水冷铜模样品中的共晶组织含量更少且尺寸更小。均匀化热处理后,大量α-Al(Fe,Mn)Si弥散相在铝基体中析出,水冷铜模样品的弥散相数量密度高于砂模样品。等轴热压过程中,水冷铜模样品具有更高的变形应力,原因是其α-Al(Fe,Mn)Si相数量密度更高,产生了更强的颗粒强化效应;砂模样品的边裂倾向更严重,原因是砂模样品中的粗大共晶组织更容易引起变形过程中的局部应力集中。     

单独或复合添加Al-5Ti-B、Mn和Sn对A356铝合金滑动磨损性能的影响(英文)

研究添加Al-5Ti-B、Mn和Sn对A356铝合金滑动磨损性能的影响。采用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜观察合金的显微组织和磨损表面。结果表明,Al-5Ti-B晶粒细化的合金具有α(Al)等轴晶组织,比未细化合金具有更好的抗磨损性能。另外,Mn元素的添加能使β-Al5Fe Si转变成α-Al(Mn,Fe)Si相,减少裂纹形成的倾向并提高合金的抗磨损性能。A356合金中添加Sn会形成Mg2Sn相,导致合金不能形成Mg2Si析出强化相;同时软化的β-Sn相会降低合金的硬度并最终降低合金的抗磨损性能。