铸造Al-Si-Cu-Mg合金富铜相及其溶解特性

通过相图计算、示差量热(DSC)和背散射SEM-EDX分析,对铸造Al-7Si-xCu-0.5Mg(x=1.5%,2.5%,3.5%,4.5%)合金中富铜相及其溶解特性进行了研究.结果表明:在非平衡结晶条件下,铸造Al-7Si-xCu-0.5Mg合金分别在525 ℃及510 ℃附近都会发生多元共晶反应,共晶组织中富铜相主要为沿晶界分布的Al2Cu相.含1.5%,2.5%Cu合金的多元共晶反应和含3.5%Cu合金在510 ℃的四元共晶反应均属非平衡共晶反应,经500～505 ℃、一定时间初级固溶处理后,这些非平衡共晶富铜相均可溶入基体,使合金起始熔化温度升高.而3.5%Cu合金在525 ℃附近和4.5%Cu合金的多元共晶反应均属平衡结晶过程.     

石墨烯含量对Al-15Si-4Cu-Mg组织及摩擦磨损性能的影响

利用金相显微镜(OM)、摩擦磨损试验机、扫描电镜(SEM)对Al-15Si-4Cu-Mg复合材料微观组织形貌、摩擦磨损性能、磨痕表面形貌进行表征和分析。研究添加不同含量石墨烯对Al-15Si-4Cu-Mg复合材料微观组织及摩擦磨损性能的影响。结果表明,随石墨烯含量增加,复合材料中硅颗粒形貌逐渐变得圆钝且尺寸减小,复合材料的硬度有所增加,摩擦系数减小,耐磨性能显著提高;加入0.3%石墨烯的复合材料磨损机制为磨粒磨损,当石墨烯的含量达到0.7%时复合材料的磨损机制以轻微的粘着磨损为主并有少量的磨粒磨损。     

Fe-Cr-C-Ti堆焊合金组织及耐磨性能

采用药芯焊丝气体保护堆焊方法,在Q235钢表面制备不同Ti含量的Fe-Cr-C-Ti系堆焊层金属,利用扫描电镜(SEM)及XRD对堆焊层的组织进行了观察分析.在MLS-225型湿式橡胶轮磨粒磨损试验机上进行磨粒磨损试验,通过对磨损试样表面扫描电子显微镜观察分析并结合能谱成分分析探讨了磨损机理.结果表明,在Fe-Cr-C-Ti耐磨堆焊合金中,随着wTi的增加,合金组织中TiC硬质相增多;当w(Ti)=7.5%时,部分TiC聚集呈雪花状形貌;w(Ti)=5.5%时,合金表现出优良的抗磨损性能.     

压铸铝合金AlSi_9Cu_3的铁金属间化合物对高速钢刀具钻削磨损特性的影响

研究了在无润滑条件下,压铸铝合金A lSi9Cu3的铁金属间化合物对高速钢刀具钻削磨损特性的影响。结果表明:当合金中铁的质量分数较低时(w(Fe)<0.6%),铁金属间化合物以细小的多边形形状铁相为主,刀具后刀面磨损机制主要为塑性变形磨损,磨损量较大;当0.6%0.8%时,汉字状和多边形状铁相明显增多,呈薄片晶状的β相A l5FeSi出现,磨粒磨损成为主要的磨损机制,磨损量变大。粘着磨损和磨粒磨损共存的磨损机制是钻削压铸铝合金刀具合理的磨损机制。     

合金元素对重力铸造Al-5.5Fe基合金组织和性能的影响

为了确定Cu、Zn、Mg等合金元素对重力铸造Al-5.5Fe基合金组织与力学性能的影响规律,采用了SEM、XRD、力学性能测试等分析检测手段.实验表明,适当增加Cu元素的质量分数可以有效提高Al-5.5Fe基合金的抗拉强度.对于重力铸造Al-5.5Fe-xCu合金而言,当Cu的质量分数由2.5%提高到4%时,该合金的抗拉强度得到明显提高,达到了130.65 MPa.Zn、Mg和Mn元素的添加可以有效提高Al-5.5Fe基合金的抗拉强度,Al-5.5Fe-4Cu-2Zn-0.4Mg-0.5Mn合金的抗拉强度达到了171.28 MPa.显微组织观察结果表明,向合金中加入Mg、Mn、Zn等元素可以将针片状Al3Fe的形貌改善得更加圆滑,合金中的第二相呈圆球状、N边形状以及六边形状,且弥散分布于基体中.第二相的数量会随着Cu元素的增加而增加,从而显著提高了合金的性能.     

Cu对Er变质Al-10Mg2Si铸造合金组织和力学性能的影响

本文采用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜(附加能谱仪)和电子万能试验机等研究了不同Cu含量Er变质亚共晶Al-10Mg2Si铸造合金的凝固组织和力学性能.结果表明,Cu和Er能显著降低共晶Mg2Si相的晶粒尺寸,从基础合金的15.4μm减小到含1.5 wt.％Cu和0.45 wt.％Er合金的5.8μm,并使其结构从...     

电刷镀Ni - P合金镀层的高温摩擦磨损性能

对电刷镀Ni - P合金镀层的高温摩擦磨损性能进行了研究.实验结果表明,在20CrMo钢基体上,电刷镀Ni - P合金镀层能有效降低试样在高温(450 ℃)下的摩擦因数,减小高温磨损量.其中,12 min电刷镀试样在高温摩擦测试前80 min内,摩擦因数基本维持在平均值约0.30,仅为20CrMo钢基体(0.60)的50%;80～120 min因镀层局部被磨损穿透,其摩擦因数缓慢增长;120 min后,基本维持在平均值约0.50,测试完成后质量磨损量为同等测试条件下20CrMo钢基体的19.99%;24 min电刷镀试样在450℃下摩擦测试180 min的整个过程中,摩擦因数均较稳定,平均值为0.30,高温摩擦磨损测试后的质量磨损量仅为20CrMo钢基体的6.36%.     

稳定化处理对铝硅合金力学及热膨胀性能的影响

Al-Si系铸造合金是典型的铸造铝合金活塞材料。为研究材料成分及热处理工艺对活塞合金力学性能及热膨胀系数的影响,文中针对Al-Si-Cu-Mg-Ni多元新型活塞合金,通过改变Cu、Ni含量及热处理方式,采用X射线衍射分析、金相观察、扫描电镜分析、透射电镜分析等表征手段,研究了合金成分变化以及长时间稳定化处理对合金微观结构组织、力学性能和热膨胀系数的影响规律。研究结果表明:经过500℃/50 h稳定化处理后,由于基体中弥散出大量的θ相,两种不同成分合金的抗拉强度相比铸态均有一定提高,分别提高了12%和15%;长时间稳定化处理可以降低合金热膨胀系数,并使合金的热膨胀系数更稳定,在经过500℃/50 h的稳定化处理后,两种合金相比铸态下的热膨胀系数分别降低了6.4%和10.6%,稳定的θ相析出可能是改变热膨胀系数的原因之一;Cu、Ni含量提高,热稳定性更好的γ-Al_7Cu_4Ni相变多,进一步使热膨胀系数降低。     

AlCoCrCuFe高熵合金的组织结构与摩擦磨损性能

高熵合金突破传统合金设计思想,依靠近等摩尔比、不低于5种组元混合形成具有远低于平衡相所预测的相数和简单的固溶体结构,从而有可能冲破传统金属材料的性能极限。为了研究多主元合金元素的物相形成机理与显微组织结构对宏观摩擦磨损性能的影响,采用非自耗电弧熔炼技术制备了等摩尔比的Al Co Cr Cu Fe多主元高熵合金。用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱分析仪、显微硬度计和摩擦磨损试验机测试了Al Co Cr Cu Fe合金的物相结构、显微组织与摩擦磨损性能。研究发现:Al Co Cr Cu Fe高熵合金的显微组织为典型的树枝晶,由简单的BCC相和FCC相构成,且BCC相和FCC相的各衍射峰均普遍较宽。在干摩擦条件下,Al Co Cr Cu Fe/GCr15摩擦副的摩擦系数随摩擦时间增大呈先升高后降低再稳定的过程,其磨损机制由剥层磨损向氧化磨损转变,其平均摩擦系数为0.55,质量损失率为1.44%。结果表明:晶间为Cu元素富集区域;枝晶区域为调幅分解的网格层状结构;枝晶边界附近有纳米颗粒析出。Cu元素晶间富集主要是由于Cu与其他元素的混合焓、结合能力、互溶性、熔点等差异较大引起的;枝晶区域的调幅分解层状结构则主要是因为原子尺寸因素产生的共格应力与弹性交互作用抑制了组织长大;枝晶边界附近的纳米颗粒析出则由迟滞扩散效应、金属遗传性与工艺过程所决定。BCC相和FCC相衍射峰变宽是由于各组元原子半径差较大、各元素等摩尔比存在且混合焓不同、合金内部有较大残余应力以及晶粒尺寸小范围广所致。     

过共品铸造Al-Si—Cu—Mg—Fe合金组织性能研究

通过正交试验和单因素试验,考察了Cu、Mg、Zn、Ni和Fe对Al—18Si过共晶铝硅合金室温及高温（350℃）力学性能的影响规律,利用光学金相显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、能谱分析仪（EDX）对合金中富Cu相、富Fe相的组织组成进行了分析．结果表明：Cu、Mg是提高AI-18Si过共晶铝硅舍金室温及高温强度的主要因素;Zn含量增加明显降低合金350℃时的高温强度,改善合金的室温和高温延伸率;Fe降低合金的室温强度,显著提高合金的高温强度;当Cr：Fe=0．35：1,Mn：Cr=2：1,含铁0．8％～1．2％时,Al-18Si-4．0Cu-0．7Mg-0．2Zn-1.0Ni-（0．8～1．2）Fe合金力学性能σb（25℃））310MPa,延伸率受（25℃）≥0．75%,σb（350℃）〉130MPa,延伸率δs（35℃）〉1．5％;合金中富铜相主要以块状Al。Cu相和白灰色花卉状A15Si。cu2Mg8相存在,富铁相主要以三叶草状、树枝状和棒状Al5Si（Cr,Mn,Fe）相存在．     

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.     

Wear mechanism for spray deposited Al-Si/SiC_p composites under dry sliding condition

Al-Si/15%SiCp(volume fraction) composites with different silicon contents were fabricated by spray deposition technique, and typical microstructures of these composites were studied by optical microscopy(OM). Dry sliding wear tests were carried out using a block-on-ring wear machine to investigate the effect of applied load range of 10-220 N on the wear and friction behavior of these composites sliding against SAE 52100 grade bearing steel. Scanning electron microscopy(SEM) and energy-dispersive X-ray microanalysis(EDAX) were utilized to examine the morphologies of the worn surfaces in order to observe the wear characteristics and investigate the wear mechanism. The results show that the wear behavior of these composites is dependent on the silicon content in the matrix alloy and the applied load. Al-Si/15%SiCp composites with higher silicon content exhibit better wear resistance in the applied load range. Under lower loads, the major wear mechanisms are oxidation wear and abrasive wear for all tested composites. Under higher loads, severe adhesive wear becomes the main wear mechanisms for Al-7Si/15%SiCp and Al-13Si/15%SiCp composites, while Al-20Si/15%SiCp presents a compound wear mechanism, consisting of oxidation, abrasive wear and adhesion wear.     

Three dimensional microstructures and wear resistance of Al-Bi immiscible alloys with different grain refiners

The three dimensional(3D) microstructures of Al-Bi alloys with different grain refiners(Al-5Ti-B, Al-3B and Al-3Ti) have been studied using synchrotron X-ray microtomography. The relationships between the microstructures and the corresponding wear behavior are verified through the friction and wear tests. The worn surfaces of the samples with grain refiners tested under 15 and 60 N loads are analyzed using Scanning Electron Microscopy(SEM). The results indicate that the addition of grain refiners is beneficial to the size and distribution of the Bi-rich particles in Al-Bi alloys. Compared with Al-5Ti-B and Al-3B grain refiners, the Bi-rich particles are more uniformly distributed and spherical with finer size with the addition of Al-3Ti grain refiner. The refinement renders the Al-20wt%Bi alloy refined by Al-3Ti the superior wear resistance with respect to those refined by Al-5Ti-B and Al-3B grain refiners, corresponding to the microstructures with fine and uniformly distributed Bi-rich particles in the Al matrix.     

Cu含量对铝硅合金热暴露后显微组织和拉伸性能的影响

针对于我国多种柴油机缸盖和机体所使用的ZL702A合金在高温工作过程中经常出现过早失效的情况,对Al-7Si-xCu-0.3Mg-0.3Zn（xw（cu）=1.5,2.5,3.5%）合金分别在200℃和250℃进行了0～1 000 h恒温处理试验（热暴露）,测试了合金热暴露后其室温拉伸性能随时间的变化规律,采用光学金相显微镜、透射电子显微镜观察了合金显微组织的变化,综合分析了不同Cu含量对合金热稳定性的影响规律.随着热暴露时间延长抗拉强度快速下降,后期趋于稳定,延伸率先缓慢上升,后保持不变;随着热暴露温度的提高,合金的力学性能变化速度加快.随着Cu含量的增加,合金热暴露后的抗拉强度逐渐增大,塑性逐步降低;TEM分析可知,热暴露后该合金强度下降是由富铜相经过″θ→θ′→θ的转变,使得合金中的强化相完全析出、粗化所致.     

Dry Friction Characteristics of Ti-6Al-4V Alloy under High Sliding Velocity

Tribological behaviours of Ti-6Al-4V alloy pins sliding against GCr15 steel discs over a range of contact pressures （0.33-1.33 MPa） and sliding velocities （30-70 m/s） were investigated using a pin-on-disc tribometer under unlubricated conditions. The wear mechanisms and the wear transition were analyzed based on examinations of worn surfaces using SEM, EDS and XRD. When the velocity increases, the friction coefficient and the wear rate of the Ti-6Al-4V alloy show typical transition features, namely, the critical values of sliding velocities for 0.33 and 0.67 MPa are 60 and 40 m/s, respectively. The experimental results reveal that the tribological behaviours of Ti-6Al-4V alloys are controlled by the thermal-mechanical effects, which connects with the friction heat and hard particles of the pairs. A tribolayer containing mainly Ti oxides and V oxides is formed on the worn surface of Ti-6Al-4V alloy.     

径向低速大扭矩水液压马达定子曲线分析

提出了一种采用自然水（含海水和淡水）作为液压介质进行工作的径向低速大扭矩马达。与油压马达相比,摩擦、磨损、腐蚀等是水压马达面临的主要问题,而合适的定子曲线可以减少摩擦、磨损、水击等现象的发生。本文根据运动学理论对水液压马达的定子曲线进行了设计与分析。对幅角修正等加速运动规律和匀变加速修正等加速运动规律的加速度公式进行了修正。对9种不同类型运动规律的各区段幅角进行了设计,并结合曲线方程和水压马达的相关参数绘制出相应的定子曲线。综合分析了9种类型定子曲线下柱塞副（滚球与柱塞）的加速度、速度以及曲线压力角等特性,指出有过渡区的等加速运动规律曲线较适合于所研究的低速大扭矩水液压马达。     

锻造和铸造CoCrMo合金的摩擦学性能研究

选用医用锻造和铸造CoCrMo合金材料,利用UMT-II型摩擦磨损试验机,综合考察并比较了不同载荷条件下,25%小牛血清润滑时的摩擦磨损性能,分析了磨损机理.实验结果表明：锻造和铸造CoCrMo合金的物相主要由α-CoCr和ε-CoCr固溶体相组成.锻造合金含有较高的α-CoCr相,铸造合金则含有较高的ε-CoCr相,锻造合金的显微硬度略高于铸造合金.25%小牛血清润滑条件下,不同载荷条件下锻造和铸造CoCrMo合金的摩擦系数具有相同的变化规律.低载荷时,锻造CoCrMo合金的摩擦系数略高于铸造合金,高载荷时,二者的摩擦系数相当.锻造和铸造CoCrMo合金的磨损皆为混合磨损机制,即犁沟磨损为主,并伴有磨粒磨损和疲劳磨损.     

Cu含量对汽车车身板用Al-1.0Mg-1.0Si-0.6Mn合金显微组织的影响

采用金相、SEM/EDS、XRD等研究了Cu含量对汽车车身用Al-1.0Mg-1.0Si-0.6Mn（in wt.%）铝合金结晶相及合金板材晶粒的影响规律.结果表明：Al-1.0Mg-1.0Si-（0.1~0.7）Cu-0.6Mn合金中主要存在部分可溶的浅灰色不规则条块状Al8（FeMn）2Si和黑色条块状或骨骼状结晶相Mg2Si,及完全可溶的球状或椭球状主要含Al1.9CuMg4.1Si3.3多相共晶产物;随着Cu含量增加,铸态合金中主要含Al1.9CuMg4.1Si3.3的共晶产物数量逐渐增多,而Mg2Si和Al8（FeMn）2Si结晶相变化不明显;同时,固溶后合金板材的再结晶晶粒变得越来越细,尽管Cu含量对合金冷轧板的晶粒尺寸影响不明显.     

Cu含量对Al-1.0Mg-1.0Si-0.6Mn薄板成形性及烤漆硬化性的影响

采用拉伸、杯突实验结合DSC分析系统研究了Cu含量对汽车车身用Al-1.0Mg-1.0Si-（0.1-0.7）Cu-0.6Mn合金T4态薄板各类成形性指标及模拟烤漆处理后性能变化的影响规律.结果表明：随着Cu含量增加,T4态合金板材的强度单调增大,n值呈现出略有增大的趋势,延伸率、r值变化规律不明显,IE值单调下降,板材的拉胀成形性能变差;随着Cu含量增加,T4态合金板材烤漆前后的强度均单调增大,但合金板材模拟烤漆后表现出烤漆软化现象,且其软化量随Cu含量增加而逐渐增大,说明Cu含量增加不利于铝板烘烤硬化性能的发挥.