熔体热历史对Al-10%Cu合金组织和性能的影响

Al-Cu合金是工业上应用广泛的合金.为了提高Al-10%Cu合金的力学性能,研究了熔体过热处理和高低温熔体混合处理对Al-10%Cu合金组织和性能的影响.结果发现：过热处理和高低温熔体混合处理能细化Al-10%Cu合金的凝固组织、提高其力学性能.熔体在900℃下过热处理后,其抗拉强度和延伸率最大,分别为171.9MPa和2.87%.高低温熔体混合处理对合金组织和性能的影响明显强于熔体过热处理.高低温熔体混合处理后,Al-10%Cu合金的抗拉强度和延伸率分别被提高到231.9MPa和3.62%.     

用高低温熔体混合法制备Al- 18%Si合金

采用熔体混合法将不同温度的纯铝熔体与600 ℃半固态Al-36%Si合金熔体混合制备Al-18%Si合金,研究纯铝液温度、保温温度和保温时间对Al-18%Si合金初生硅相显微组织及力学性能的影响。实验结果表明:熔体混合法可制得初生硅为颗粒状且均匀分布的Al-18%Si合金;在一定范围内,初生硅的粒径随熔体温差的增大而减小,随保温时间的延长呈先减小后长大的趋势;900 ℃的铝液与600 ℃半固态Al-36%Si合金熔体混合后于750 ℃保温20 min获得的Al-18%Si合金力学性能最好,初生硅平均粒径最小。     

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.     

Si对Ti-46Al-5Hf-0.6B合金凝固组织的影响

为研究Si对Ti-46Al-5Hf-0.6B(原子百分比)合金铸态组织的影响,将名义成分为Ti-46Al-5Hf-0.6B-xSi(x=0,0.5%,1.5%,3%)合金用电弧熔炼法在氩气保护下制成纽扣锭.合金宏观和微观组织的特征采用OM、SEM、XRD技术进行分析.结果表明:Si在合金中形成Ti5Si3相,Ti5Si3相的数量和形态随Si含量的增加而变化.当Si的原子数等于0.5%、1.5%、3.0%时,合金凝固组织分别为近片层的粗大柱状晶、细化的柱状晶和以块状和条状Ti5Si3为初生相的等轴组织.Ti5Si3为脆性相,Si的原子数应小于1.5%.     

热挤压Al-6.0%Zn-2.0%Mg-1.5%Cu-xY合金的显微组织及力学性能

针对含稀土元素Y和T6态热挤压Al-6.0%Zn-2.0%Mg-1.5%Cu-xY合金的显微组织、硬度以及拉伸性能进行了研究,以确定稀土元素Y和T6处理对其力学性能的影响规律.结果表明,稀土元素Y的加入可有效地细化热挤压Al-6.0%Zn-2.0%Mg-1.5%Cu合金的组织.适宜的T6处理可以提高Al-6.0%Zn-2.0%Mg-1.5%Cu-xY合金的布氏硬度,其中Al-6.0%Zn-2.0%Mg-1.5%Cu-0.25%Y合金经480℃×3 h+120℃×26 h热处理后,其室温抗拉强度以及屈服强度均得到显著提高,表现出良好的综合拉伸性能.断口形貌观察结果表明,含Y量不同的T6态挤压变形Al-6.0%Zn-2.0%Mg-1.5%Cu-xY合金在拉伸加载条件下呈现典型的韧性断裂特征.     

微观组织形貌对过共晶Al-18Si%合金切削加工性能的影响

研究过共晶Al-18Si%合金微观组织结构对其切削加工性能的影响,使用硬质合金刀具,在切削速度1000m/min下对化学成分相同但微观组织结构不同的Al-18Si%合金进行铣削加工实验。结果表明:经细化变质处理后,切削力幅值信号强度明显低于未细化材料,刀具使用寿命显著提高,加工过程相对平稳。未细化处理材料中粗大、形貌不规则的硬质初晶硅颗粒易导致刀具发生崩刃、剥落和粘着磨损等形式;具有细小、弥散而分布均匀的初晶硅合金表现出较好的切削性能。     

电磁搅拌对Al-18Mg2Si合金组织与性能的影响

为了研究电磁搅拌对Al-18Mg₂Si合金组织及性能的影响规律,对Al-18Mg₂Si合金进行了不同磁感应强度和搅拌时间的电磁搅拌实验.通过显微组织分析和力学测试表明,提高磁感应强度和延长搅拌时间,合金中的初生Mg₂Si相明显圆整、细化;合金的抗拉强度和硬度也有一定程度的提高.但磁感应强度过大,会导致合金组织粗化;搅拌时间过长,会使性能降低.磁感应强度在0.01～0.012T、时间持续60s的电磁搅拌能够显著改善Al-18Mg₂Si合金的显微组织和力学性能.     

熔体热历史对Al-80%Si合金凝固特性的影响

为了研究熔体热历史对Al-80%Si合金凝固特性的影响,采用高速摄影仪和扫描电镜分别对Al-80%Si合金熔体在不同过热温度与保温时间下初生硅结晶过程进行了动态观测,获得了初生硅结晶形貌与过热温度和保温时间的关系.研究结果表明:随过热温度的升高和保温时间的延长,Al-80%Si合金凝固时过冷度增大,初生硅小平面生长方式减弱.在2min保温时间下过热温度超过100K或在50K过热温度下保温时间超过5min时,初生硅形态由粗大的长条多面体变为均匀细小的等轴多面体.说明熔体热历史可以有效地细化Al-80%Si合金中的初生硅.     

添加Cu对挤压铸造ZK60镁合金力学性能及腐蚀行为的影响

在传统ZK60合金配比中添加0.6%Cu,采用挤压铸造工艺获得了ZCK (Mg-6Zn-0.6Cu-0.6Zr)合金。通过扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)对微观组织进行了表征,结合力学性能试验和静态腐蚀试验,重点研究了Cu元素对镁合金显微组织、力学性能和抗腐蚀性能的影响。结果表明,添加0.6%Cu能够进一步细化ZK60合金晶粒,力学性能和抗腐蚀性能提升,合金的断裂行为由原先的脆性断裂转变为韧脆混合性断裂,并且能有效提高合金在Cl~-环境下的抗腐蚀性。     

TiB_2改善过共晶Al-18Si%合金微观组织及切削性能的机制探索

采用Ti B2中间合金对过共晶Al-18Si%合金进行细化变质处理并制备铣削加工试样,研究变质处理对Al-18Si%合金微观组织及切削加工性能的影响。通过金相显微组织观察研究了Ti B2对合金中初晶硅形貌的影响。利用Kistler测力仪获得Al-18Si%合金铣削加工三维切削力曲线。结果表明:经Ti B2中间合金变质处理的试样,初晶硅颗粒从90μm下降到50μm,形态相对规整,显著细化。未经Ti B2细化变质处理试样所测Fx、Fy、Fz三维切削力曲线波动较大,刀具切削初晶硅硬颗粒时易于崩刃,脱落的硅颗粒加剧了刀具与前后刀面间的摩擦磨损,降低了刀具的使用寿命;经Ti B2细化变质处理的样品,Fx、Fy、Fz曲线峰值波动相对减小,降低了刀具的磨损程度,改善了合金的切削性能。     

半固态温度区电磁搅拌对Al-25%Si合金显微组织影响

在半固态温度区域对Al-25％Si合金施加电磁搅拌,从组织形貌上看,随搅拌时间的延长初晶Si的边角逐渐钝化;初晶Si的分布变得更均匀．搅拌时间为30min时,初晶Si微观形貌最圆整,分布最均匀．金属型抗拉试棒断口基本上为解理性断口,半固态铸造合金试棒断口中出现了较多的韧性断裂区带和韧窝．     

Instability of TiC and TiAl3 compounds in Al-10Mg and Al-5Cu alloys by addition of Al-Ti-C master alloy

The performance of Al-Ti-C master alloy in refining Al-10Mg and Al-5Cu alloys was studied by using electron probe micro-analyzer （EPMA） and X-ray diffractometer （XRD） analysis. The results indicate that there are obvious fading phenomena in both Al-10Mg and Al-5Cu alloys with the addition of Al-5Ti-0.4C refiner which contains TiC and TiAl3 compounds. Mg element has no influence on the stability of TiC and TiAl3, while TiC particles in Al-10Mg alloy react with Al to form Al4C3 particles, resulting in the refinement fading. However, TiC particles are relatively stable in Al-5Cu alloy, while TiAl3 phase reacts with Al2Cu to produce a new phase Ti（Al, Cu）2, which is responsible for the refinement fading in Al-5Cu alloy. These indicate that the refinement fading will not occur only when both the TiC particles and TiAl3 compound of Al-Ti-C refiner are stable in Al alloys.     

Mulliet／Al—4.5Cu复合材料的时效析出行为

选用挤压铸造法制备mullite/Al-4.5Cu复合材料,采用硬度测试（HB）、差示扫描量热DSC、透射电镜（TEM）等手段研究了mullite/Al-4.5Cu复合材料的时效特性。结果表明：莫来石纤维的引入明显提高了基体合金的时效硬度,加速了基体合金的时效硬化速度,对GP区的形成有抑作用,但没有改变基体合金的时效析出序列。复合材料具有和基体合金相似的时效硬化曲线。温度对两类材料时效硬化行为的影响基本一致。     

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.     

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.     

XRD and TEM analysis of the microstructure in the brazing joint of 3003 cladding aluminum alloy

The material used in this experiment was 3003 cladding aluminum alloy, the cladding metal was 4004 aluminum alloy. The aluminum plate was brazed by means of vacuum brazing. The microstructure in the brazing joint was studied by means of X-ray diffractometry (XRD) and transmission electron microscopy (TEM). The test result indicates that the suitable brazing technique parameters are brazing temperature, 628°C; keeping time, 10 min; vacuum degree, 6.5×10-4 Pa. XRD test indicates that there are new intermetallic compounds different from the base metal. TEM analysis indicates that Cu2Mg and Cu3Mn2Mg are formed in the brazing joint. The shape of Cu2Mg is irregular and the shape of Cu3Mn2Mg is circle, and there are tiny particles in it.     

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.     

Al-6Zn-2Mg-2Cu合金热处理后的拉伸与晶间腐蚀性能

为了研究不同时效处理对Al-6Zn-2Mg-2Cu合金性能的影响,研究了强化固溶后T6和T76时效处理对Al-6Zn-2M g-2Cu合金硬度、拉伸性能与晶间腐蚀性能的影响.结果表明,强化固溶后与经过T6时效处理的合金相比,T76时效处理后合金的硬度并无明显变化,但合金的抗拉强度下降了4.39%,伸长率则明显上升.经T6和T76时效处理后,合金的晶间腐蚀等级均为4级.两种时效状态下合金腐蚀速率均在0~1.5 h范围内急剧增大,之后开始下降.经过强化固溶与T76时效处理后,合金的抗晶间腐蚀性能得到明显改善.     

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．     

Microstructure and mechanical propertiesof spray-deposited Al-Si-Fe-Cu-Mg alloy containing Mn

Al-20Si-5Fe-3Cu-1Mg alloy was synthesized by the spray atomization and deposition technique. The microstructure and mechanical properties of the spray deposited hypereutectic Al-Si alloy were studied using optical microscopy, scanning electron microscopy, X-ray diffraction, TEM (Transmission Electron Microscope) and HREM (High-resolution Electron Microscope), DSC (Differential Scanning Calorimetry), microhardness measurement, and tensile tests. The effects of Mn on the microstructural evolution of the high-silicon aluminum alloy after extrusion and heat treatment have been examined. The results show that two kinds of phases, i. e. S (Al2CuMg) and σ(Al5Cu6,Mg2), precipitated from matrix and improved the tensile strength of the alloy efficiently at both the ambient and elevated temperatures (300℃). The tensile test results indicate that the spray-deposited Al-20Si-5Fe-3Cu-1Mg alloy has better strength than the powder metallurgy processed Al-20Si-3Cu-1Mg alloy at elevated temperature.