Al-RE中间合金对变形铝合金组织与性能的影响

本文以工业纯铝和混合稀土RE(Ce和La)为原料,制备出Al-8RE、Al-10RE和Al-15RE中间合金,并探讨了Al-RE中间合金对变形铝合金3102的细化机理。结果表明：Al-RE中间合金由α-Al、Al11RE3(Al11Ce3和Al11La3)、Ce和La组成,不同稀土含量Al-RE中间合金微观组织形貌不同,Al-8RE、Al-10RE和Al-15RE中间合金组织分别为亚共晶组织,伪共晶组织和过共晶组织,随稀土含量增加,Al-RE中间合金中Al11RE3相数量增多,尺寸增大;Al-RE中间合金对3102合金具有显著的细化效果,其中Al-10RE中间合金的细化效果最好;添加Al-RE中间合金可以提高产品性能,当添加10%RE时,性能提升最大。     

Al3Fe价电子结构及其对Al-Fe合金性能的影响

基于EET理论计算并分析Al3Fe的价电子结构与合金第二相强化、高温稳定性、范性的关系.结果表明,Al3Fe最强共价键(n1(Al3Fe)=1.0834)键合强度远大于γ(-Mg(17)Al(12))(n1(γ(-Mg(17)Al(12))=0.3455)和Mg2Si(n1(Mg2Si)=0.3241)的键合强度,有利于合金强度的提高.Al3Fe的成键能力F(ν)(Al3Fe)(729.87)远大于γ(-Mg(17)Al(12))(F(ν)(γ(-Mg(17)Al(12)))=44.22)和Mg2Si(F(ν)(Mg2Si)=42.76)的成键能力,有利于合金稳定性的增强.Al3Fe的晶格电子密度ρ1(Al3Fe)(8.6357%)小于α-Al(ρ1(α-Al)=15.6808)与Mg2Si(ρ1(Mg2Si)=21.6478)的晶格电子密度,Al3Fe晶胞中强、弱键分布n(α)不均,不利于合金的范性.     

基于第二相热力学计算的7050铝合金成分优化及设计

利用JMatPro热力学计算软件和相应的铝基合金数据库,在固溶温度475℃ 下,计算了S(Al2CuMg)、Al7Cu2Fe、Mg2Si和Al3MD023等第二相在7050铝合金中的相含量,研究了Zn、Mg、Cu、Fe、Si和Zr等合金元素对第二相相含量的影响规律,并建立了第二相含量与合金元素含量之间的关系回归方程.研...     

Si添加对快速凝固/粉末冶金镁合金组织及力学性能的影响

采用快速凝固/粉末冶金工艺分别制备Mg-8Al-0.5Zn-0.15Mn及Mg-8Al-0.5Zn-0.15Mn-2Si合金挤压棒材。利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)及拉伸机,研究了Si添加对Mg-Al-Zn-Mn合金显微组织及室温力学性能的影响。结果表明,与热压Mg-Al-Zn-Mn合金相比,热压Mg-Al-Zn-Mn-Si合金内晶界上网状分布的Mg17Al12相减少,晶内出现多边形状Mg2Si相。热压后的反向挤压过程中Mg-Al-Zn-Mn合金与Mg-Al-Zn-Mn-Si合金组织均发生连续动态再结晶,其中Mg-Al-Zn-Mn-Si晶粒细化较好,伸长率较大,第二相Mg2Si与基体接合良好,但Mg2Si相周围出现的应力集中导致屈服强度和抗拉强度降低。随着反向挤压温度上升,反向挤压制备的两种合金屈服强度和抗拉强度均降低,而伸长率增大。     

Si和Mg的添加量对Al-Mg-Si合金的显微组织和Mg2Si相形貌的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)等方法研究Al-8.8Mg-9.2Si、Al-12.6Mg-7.4Si、Al-15.4Mg-9.8Si三种不同计算Mg2Si含量的合金在金属型下的铸态凝固组织演化,结果表明,合金的凝固路径为,室温下的凝固组织为一定量的初生Mg2Si相、二元共晶和三元共晶集群构成。随着Si含量和Mg含量的增加,初生Mg2Si相的数量增加,其生长形态由八面体多边形向二次枝晶壁较为发达的树枝晶状转变,共晶Mg2Si相的形态并没有明显的转变。通过对比Al-12.6Mg-7.4Si、Al-15.4Mg-9.8Si合金的凝固组织形貌,发现共晶晶胞的纵横比率累积值随着计算Mg2Si含量的增加而下降。     

稀土元素对ZM5镁合金性能的影响

研究添加富铈混合稀土的ZM5合金在铸态和固溶处理后的显微组织与力学性能。结果表明,添加适量的混合稀土能显著提高ZM5合金强度，合适的RE添加量对铸态合金为1．5％，固溶处理合金合为0.75％。周溶处理使未添加稀土的ZM5合金偏析产生的晶界沉积相（β-Mg17Al12）和含Mn的中间相（Al6Mn，Al4Mn）溶解而改善合金的塑性。对添加稀土的ZM5合金，固溶处理不仅使β-Mg17Al12相溶解。还使粗大棒状的Al41RE3熔断而细化、球化，从而显著提高合金的强度和塑性。     

铝硅合金化法回收利用晶体硅切割废料研究

为实现晶体硅切割废料的回收利用,以晶体硅切割废料为原料,引入冰晶石作溶剂,采用熔配法在1150℃的熔炼温度下制备出了Si含量16.06%的铝硅合金。产品的XRD、SEM/EDS、金相结构等表征结果表明合金成分单一,组织均匀,结构清晰。进一步对反应机理进行研究,发现冰晶石熔盐将切割废料均匀分散并将其表面的SiO2溶解,与后续加入的Al进行熔盐内铝热还原反应,暴露出来的Si和过量的Al液在相界面接触,Si最终进入Al液形成铝硅合金。     

铝硅合金化法回收利用晶体硅切割废料的研究

为实现晶体硅切割废料的回收利用,本文以晶体硅切割废料为原料,引入冰晶石作溶剂,采用熔配法在1150 ℃的熔炼温度下制备出了Si含量16.06%的铝硅合金。产品的XRD、SEM/EDS、金相结构等表征结果表明合金成分单一,组织均匀,结构清晰。进一步对反应机理进行研究,发现冰晶石熔盐将切割废料均匀分散并将其表面的SiO2溶解,与后续加入的Al进行熔盐内铝热还原反应,暴露出来的Si和过量的Al液在相界面接触,Si最终进入Al液形成铝硅合金。     

Zr含量对Er变质Al7Si0.3Mg合金组织及力学性能的影响[1]

本文在Al7Si0.3Mg合金含0.3%Er的基础上研究了不同Zr含量对合金组织及力学性能的影响。研究结果表明,在添加Zr元素之后,Zr与Er形成了第二相颗粒Al3Er和Al3Zr,这些第二相粒子在铝液凝固过程中起到双重形核和细化作用,显著细化α-Al和共晶Si的分枝,提高了合金的力学性能。当Zr含量为0.2%时,其抗拉强度达到了182MPa,延伸率为6.4%,较未添加Zr元素的合金抗拉强度和延伸率分别提高了16.7%和33.3%。     

新型Al/Mg2Si复合材料的制备与性能

通过热爆反应模式制备不同Al含量的Al／Mg2Si复合材料，用XRD研究产物物相组成，用SEM观察其微观组织形貌，并对复合材料的硬度和孔隙率进行了拟合分析。结果表明，随Al体积含量的增加，Al／Mg2Si复合材料的硬度呈线性降低,而孔隙率则呈对数关系降低。初生Al晶粒沿着Mg2Si的晶界析出长大。应用真空感应炉减少了Mg的挥发。缩短了试样的制备周期。     

Si、Mg添加量对Al-Mg-Si合金的显微组织和Mg2Si相形貌的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)等手段研究分析了Al-8.8Mg-9.2Si、Al-12.6Mg-7.4Si、Al-15.4Mg-9.8Si三种不同Mg₂Si含量的合金在金属型下的铸态凝固组织演化。结果表明,合金的凝固路径为L→L₁+Mg₂Si→L₂+Mg₂Si+(Al+Mg₂Si)_二元共晶→Mg₂Si+(Al+Mg₂Si)_二元共晶+(Al+Mg₂Si+Si)_三元共晶,室温下的凝固组织为一定量的初生Mg₂Si相、二元共晶和三元共晶集群构成。随着Si含量和Mg含量的增加,初生Mg₂Si相的数量增加,其生长形态由八面体多边形向二次枝晶壁较为发达的树枝晶状转变,共晶Mg₂Si相的形态并没有明显的转变。通过对比Al-12.6Mg-7.4Si、Al-15.4Mg-9.8Si合金的凝固组织形貌,发现共晶晶胞的纵横比率累积值随着计算Mg₂Si含量的增加而下降。     

Ce对Mg-3Al-2.5Si合金中初生Mg_2Si相的变质作用与机理

采用金相光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射(XRD)等手段,研究了不同Ce含量对Mg-3Al-2. 5Si合金中初生Mg_2Si相的变质效果。结果表明,加入适量Ce可以有效细化初生Mg_2Si相,初生Mg_2Si逐步由"骨骼枝"状和"花瓣"状向细小规则的多边形状转变。Ce的加入量为0. 2%和0. 6%时,对初生Mg_2Si相的变质机理主要以"吸附毒化"机制为主。当Ce加入量为1%时,对初生Mg_2Si相的变质和细化效果最好,尺寸减小到18μm以下。合金基体中形成了大量细小短杆状CeSi_2相,可成为初生Mg_2Si的有效形核核心,此时Ce对初生Mg_2Si的变质有"吸附毒化"和异质形核机制两方面作用;当Ce加入量超过1. 6%时,初生Mg_2Si再次粗化,表现出过变质效果。     

添加元素对铝基牺牲阳极的影响

用电化学测试系统和XJP-6A金相显微镜、扫描电镜和能谱分析，研究添加元素RE．Cd，Sn，Mg等在Al-Zn-In系铝基牺牲阳极溶解过程中的作用以及合金微观组织结构对牺牲阳极性能的影响。研究结果表明，Al-Zn-In系牺牲阳极在人造海水中电化学性能良好。镁对舍RE铝基牺牲阳极性能有较大改善。随RE含最增加，铝台金晶粒变小，偏析相数量先增加后减少。偏析相主要为晶界析出物和弥散相。RE含量不同时，晶界析出物量不同，细化阳极晶粒最佳RE含量为0．5％．0．3％RE时阳极偏析相数量最多。     

镁含量对过共晶铝硅合金自生复合Mg_2Si组织形貌的影响

采用ZEISS Axioskop2光学显微镜对过共晶Al-Si合金自生Mg2Si增强相组织形貌进行了分析.结果表明,Mg含量为10%时,Mg2Si增强相的组织形貌多为不规则大尺寸的块状;Mg含量为8%时,Mg2Si增强相初生Mg2Si的生成量有些减少,并由不规则大尺寸的块状向汉字状或纤维状开始转变;Mg含量为6%时,其组织形貌呈较完整网络状组织,共晶Mg2Si组织形貌有的呈完整发达的汉字状、树枝状.     

Study of the Effect of Strontium (Sr) on the Nucleation of Eutectic Silicon (Si) in High Purity Hypoeutectic Al-5Si Alloys

High purity Al-5Si (wt. %) master alloys containing different levels of Sr additions were manufactured in an arc melter under high vacuum. The alloys were melt-spun which resulted in the production of thin ribbons. The microstructure of the ribbons consisted of Al matrix and entrained eutectic droplets. The ribbons were subsequently investigated using differential scanning calorimetry (DSC) and conventional transmission electron microscopy (CTEM) to examine the effect of Sr on the droplet undercooling and nucleation of eutectic silicon. The results indicate that the addition of Sr increases the eutectic droplet nucleation undercooling (ΔT). This may be due to Sr poisoning of the AlP phase.     

NiAl-31Cr-3Mo合金的微观组织与高温腐蚀研究

研究了NiAl-Cr(Mo)合金的微观组织和高温下(750、800、850、900 ℃)在75%Na₂SO₄+25%NaCl(质量分数)混合盐中的腐蚀行为。实验结果表明: NiAl合金由于添加了大量的Cr、Mo合金化元素, 其微观组织发生了明显的变化, 形成了由预共晶β-NiAl基体相和层片状Cr(Mo)相组成的共晶组织; NiAl-Cr(Mo)合金在热腐蚀后, 合金表面形成了一层致密的Cr₂O₃保护膜, 并含有少量的Al₂O₃, 随着温度的升高, 保护膜层加厚。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)观察合金微观组织和腐蚀后的表面形貌, 分析了NiAl-31Cr-3Mo合金高温腐蚀机理。     

相变储能铝合金的组织及储热性能研究

采用熔铸的方法制备了不同成分的Al-Si及Al-Si-Mg-Cu系合金, 通过XRD、SEM、EDS等实验手段对各样品相组成和微观组织进行了观察分析, 并利用差示扫描量热仪(DSC)对样品单位质量相变潜热、单位体积相变潜热相关性能进行了研究。结果表明: Al-Si-Mg-Cu合金中的共晶组织相对于Al-Si合金中的明显细化; Al-Si共晶的铝合金较Al-Si-Mg-Cu合金的单位质量相变潜热大, 同时相变潜热与共晶组织的含量正相关的关系; 由于密度的变化使单位体积的储热量排序与其单位质量的储热量排序不同, Al-13Si的单位体积潜热最高, 为1 384.2 J/g。     

Mn对铝-锰合金组织和锌电积过程锌成核的影响

为了研究Mn元素对铝合金阴极在电积锌过程中锌的成核机理的影响,利用废弃的1070铝阴极熔炼并制备了不同Mn元素含量的Al-Mn合金,并分析Mn元素添加对铝合金金相组织的影响。采用线性伏安扫描、恒电流极化和恒电位阶跃计时电流等手段研究1070纯铝和Al-Mn合金阴极在酸性硫酸锌体系中锌的成核机理,分析不同Mn元素含量对铝合金阴极的析氢和析锌动力学的影响规律;采用扫描电镜观察金属锌在阴极表面的初期形核规律。结果表明：一定范围内的Mn元素添加对铝合金组织具有细化作用;Mn元素添加能降低铝合金阴极的析氢过电位（最多高达120 mV）和锌析出过电位（最多为80 mV）,增大交换电流密度（最多增大4个数量级）,从而提高阴极的电催化活性,使锌更容易在阴极合金表面析出;在锌的初期成核过程中,Al-0.6%Mn阴极沉积锌速率最快;1070纯铝和Al-0.6%Mn阴极上锌的成核均遵循三维瞬时成核机理,但Al-0.6%Mn与理论瞬时成核的吻合度更高;从沉积机理来看,沉积锌的质量由形核速率和形核数密度两个方面决定。