Er、Zr及热处理对高锌铝合金组织和力学性能的影响

本文以Al-30Zn-3Cu-2.5Si高锌铝基合金为研究对象,探究稀土元素Er、Zr对铸态及热处理态合金组织和力学性能的影响,并分析和探讨了其作用机理。研究结果表明,当添加0.10 wt % Er和0.10 wt % Zr元素后能够明显的细化合金晶粒,平均晶粒尺寸由74.28 μm减小至60.01 μm,且α-Al晶粒转变为细小的等轴晶。稀土元素Er、Zr的添加会在合金内部形成Al3（Er,Zr）细小的粒子并能够起到钉扎位错的作用,从而提高合金的力学性能。添加Er、Zr后,铸态合金的抗拉强度由未添加稀土元素的323.01 MPa提高到了358.29 MPa,提升了10.93 %;屈服强度由309.33 MPa提高到了315.00 MPa,提升了1.83 %;延伸率基本未发生变化。合金经固溶时效热处理强化后,添加稀土元素合金的抗拉强度为449.48 MPa,屈服强度为408.51 MPa,比铸态合金分别提高了25.45 %、29.68 %。粗大的第二相存在于晶界处,导致合金的延伸率仍较差。     

微量的稀土元素Er对Al-Mn合金组织与性能的影响

对含Er铝锰合金的力学性能进行了测定,并通过金相观察、扫描电镜、X射线衍射及透射电镜对合金的微观组织进行了分析,结果发现微量Er可以细化试验合金的铸态晶粒,在Mn含量不超过0.7%时,合金的力学性能有较为明显的提高,微量的Er未发现与Mn形成二元或三元化合物,Er和Al形成与α-Al具有共格关系的Al3Er相可改善铝锰合金的组织与性能,是铝锰合金的重要的微合金化元素。     

Er对铸态Mg-Al-Zn-Mn合金组织与力学性能的影响

通过熔炼铸造法制备了不同Er含量的铸态Mg-9．0Al-0．8Zn-0．15Mn合金。采用X射线衍射、金相观察、扫描电镜及拉伸性能测试，研究了Er的添加对合金的显微组织与力学性能影响。结果显示，基体合金中添加Er后，显微组织主要由α-Mg相、Mg17Al12相及Al3Er相组成。添加Er元素能有效细化铸态合金的晶粒，使其平均晶粒尺寸从57μm降低到21μm；同时Er的添加改善了基体合金中Mg17Al12相的形态与分布，最终使基体合金的室温抗拉强度得到提高。     

稀土Er对A356.2合金微观组织和力学性能的影响

通过含量的变化研究了微量稀土元素Er对A356.2合金微观组织和力学性能的影响规律。实验结果表明,添加微量的Er元素不仅可通过在合金熔体中产生大量异质形核核心(Al_3Er)细化初生α-Al晶粒,而且Er元素还可有效细化铝-硅共晶团,从而显著提高合金的力学性能。当Er含量为1%时合金的力学性能最高,抗拉强度为240 MPa,伸长率为9.8%。     

Er对Al-Cu-Mg-Ag合金组织与性能影响的研究进展

综述了Er元素对Al-Cu-Mg-Ag合金铸态组织、力学性能和析出特性的影响,并指出今后含Er的Al-Cu-Mg-Ag合金发展方向.     

微量Er对Mg-Nd-Zn-Zr合金显微组织与力学性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、能谱仪、X射线衍射分析及力学性能测试,研究了稀土元素Er对Mg-Nd-Zn-Zr合金铸态显微组织及力学性能的影响。结果表明:在Mg-Nd-Zn-Zr合金中添加0.5wt%Er后,元素Er主要以白色小颗粒形貌分布在晶间,合金达到峰值时效的时间更短,且有大量细小的相均匀析出,时效强化效果更好;加入Er后,合金抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达到283.4、170.2 MPa和4%;在Mg-Nd-Zn-Zr-Er合金室温拉伸断口中有高度不一的解理台、撕裂棱和少量韧窝,韧窝中的颗粒物主要含Er、Nd,说明该合金具有较好的塑性;Er的加入并没有改变合金的断裂方式,两种合金时效态都以准解理断裂为主。     

汽车发动机缸体用铝硅合金的变质处理研究

采用稀土元素Sc与Er对A356合金进行变质处理,研究了稀土元素Sc、Er对合金微观组织与力学性能的影响,并探讨了合金元素在变质过程中作用机理。研究结果表明,合金中稀土添加剂的含量控制在0.2%Sc+0.2%Er的范围内时可以获得较为理想的变质效果。     

含稀土铒元素Al-Zn-Mg-Cu合金微观组织及力学性能的研究

采用金相观察、扫描电镜与能谱分析、显微硬度和力学性能测试等方法,研究了不同含量稀土元素Er对Al-Zn-Mg-Cu合金组织与性能的影响。结果表明,在Al-Zn-Mg-Cu合金中添加Er元素后二次枝晶臂间距减小,枝晶网胞变薄。Er元素主要以Al8Cu4Er相形式存在于晶界,少量固溶于铝基体中。此外,Er元素能有效抑制Al-Zn-Mg-Cu合金发生再结晶,细化再结晶晶粒,提高合金时效强化效果。当Er含量超过0.3%时,脆性Al8Cu4Er相数量增多,导致合金力学性能变差。     

均匀化处理对挤压态Al-4Si(-0.2Er)合金显微组织及性能的影响

为改变Al-Si合金中第二相的尺寸、形貌及分布,改善合金的电学和力学性能,选用稀土元素Er作为合金化元素,制备了Al-4Si、Al-4Si-0.2Er合金,探究了稀土Er及均匀化处理对挤压态Al-4Si、Al-4Si-0.2Er合金显微组织及电学、力学性能的影响。结果表明:稀土Er有利于促进固溶态Si的析出且形成新相ErSi₂,增加了合金中第二相数量,弥散强化效果明显,提高了合金的力学性能,且导电率保持稳定。均匀化处理工艺为540 ℃×1 h炉冷的Al-4Si-0.2Er合金综合性能较强,均匀化处理促进了第二相的析出,同时减小了第二相尺寸,使其以颗粒状弥散分布,Al-4Si-0.2Er合金的导电率由挤压态的51.61%IACS提高至56.44%IACS,提高了9.4%,炉冷过程导致了合金的力学性能略有下降,抗拉强度为87.80 MPa,伸长率为35.9%,硬度为36.00 HV0.3。     

微量Er和Zr对Al-Mg合金再结晶行为和焊接性能的影响

本文研究了微量Er和Zr元素对Al-Mg合金再结晶行为及组织演变的影响,同时探讨Er和Zr元素对稳定化态合金的FSW和MIG焊接接头组织和力学性能的影响.结果表明:复合添加Er和Zr元素能够有效抑制Al-Mg-Er-Zr合金冷轧板再结晶和晶粒长大行为,与Al-Mg和Al-Mg-Zr合金相比,其再结晶起始温度和结束温度分...     

Influence of alloying elements on mechanical properties of Al-Li plates

The effect of alloying elements such as Cu, Mn and Zr on the mechanical properties of the Al-Li plates was studied, and the grain structure, crystallographic texture and precipitates were also investigated. It is found that the element Zr has a two-fold effect on the anisotropy of mechanical properties; the addition of element Mn can reduce the crystalline texture and the anisotropy of Al-Li plates. However, the effect of Cu element appears less pronounced.     

装配条件对X80钢外根焊接头成分与性能的影响

摘要： X80钢管道铜衬垫外根焊全自动焊接过程中,装配条件的改变对铜衬垫熔化导致的Cu元素向焊缝扩散及接头的力学性能具有一定影响。系统地分析了不同对口间隙与错边量对X80钢管道铜衬垫外根焊全自动电弧焊接接头的Cu元素含量和力学性能的影响。通过能谱分析和化学成分分析对焊缝中的Cu元素含量进行表征,利用拉伸试验、常温冲击试验及背弯和侧弯试验测量不同装配条件下接头的力学性能。结果表明,对口间隙大于1.0 mm或错边量大于3.0 mm的装配条件下焊缝成形质量差;在保证获得良好焊缝成形的条件下,对口间隙和错边量的增大会导致根焊层底部Cu含量的增加,但不同条件下焊缝的Cu元素含量均低于0.5%(质量分数),铜衬垫的使用对焊缝Cu元素含量影响不大。接头的力学性能测试结果显示,不同装配条件下得到的接头抗拉强度和冲击韧性差异较小,且拉伸试样均断裂在母材位置,热影响区的冲击韧性优于焊缝,而对口间隙和错边量的增加会降低接头的弯曲性能。 创新点： 研究了不同装配条件对X80钢管道铜衬垫外根焊接头的Cu元素含量和力学性能的影响,发现对口间隙和错边量的增大会导致根焊层底部Cu元素含量的少量增加及接头弯曲性能的下降,而对接头的抗拉强度及冲击韧性无显著影响。     

Effect of geometric shape of plate on residual stress and deformation distribution for butt-weld joint

This paper presents a numerical simulation of deformation and residual stress in butt-weld joint for different shaped plates.Within the framework of numerical investigation,3 types of models and a double ellipsoidal heat source were implemented in finite element simulation. As for an effect of geometric shape,the weld-induced deformation and residual stress should be taken into account during designing the welded structure. And for U-shape plates,the effect of curvature radius on the mechanical properties was also obtained,which is a significant factor affecting its service life. The simulation results revealed that the plate processed into U-shape could reduce the deformation and residual stress near the weld. And the deformation and residual stress in U-shape plate with circular arc transition were further reduced. Furthermore,the effect of curvature radius on the mechanical properties of plates was not general considered as the bigger curvature radius the better mechanical properties. The results concluded that the geometric shape significantly affects the mechanical properties,which provides prediction for structural design.     

SnCuNi-xPr焊点组织和性能分析

分析了不同稀土元素Pr的添加量对Sn0.7Cu0.05Ni无铅钎料润湿性能、焊点力学性能以及钎料显微组织的影响,并对焊点内部组织的演化规律与其性能之间的内在联系进行了初步探讨.研究发现,稀土元素Pr的适宜添加量为0.025%～0.075%,且存在一最佳添加量0.05%.微量稀土元素Pr的加入可显著降低液态钎料的表面张力...     

稀土镧对Al-0.6Mg-0.7Si-0.2Mn汽车板材机械及腐蚀性能的影响

采用SEM、OM、拉伸试验（常温/高温）、弯曲试验和晶间腐蚀试验等测试方法,对添加不同含量稀土元素镧的Al-Mg-Si-Mn合金组织、机械性能及耐腐蚀性能等进行研究,分析稀土元素镧对合金机械和腐蚀性能的影响。结果表明,随La元素的添加,合金的铸态组织逐渐细化,第二相形貌得到了改善,同时减薄了该合金型材粗晶区厚度,提高了Al-Mg-Si-Mn合金的机械性能和耐腐蚀性能。当La添加量为0.2 wt.%时,晶粒细化效果最好,型材粗晶区最薄;La含量大于0.2 wt.%时,过量的La形成的初生相与合金晶粒细化剂中的Ti相互作用,减少了异质形核核心的数量,导致晶粒粗化现象,恶化合金的机械性能和耐腐蚀性能。     

锆在镁及镁合金中的作用

镁合金作为一种新型的工程材料具有许多独特的优点,锆作为微量元素加入到镁合金中,可以细化合金的微观组织,显著提高材料的力学性能,减少夹杂,改善镁合金的抗腐蚀性能等。论述了锆元素对镁合金各项性能的作用机理、锆元素细化镁合金晶粒的机制,提出合金制备过程中的加锆方式应是含锆镁合金今后研究的重点。     

Ti/Al合金化对U-5.5Mo合金组织与力学性能的影响

采用感应熔炼法在U-5.5Mo合金中引入Ti/Al元素,通过淬火与时效热处理来调控材料的组织与性能,获得不同热处理状态下的U-Mo-Ti/Al合金。分析析出相的组成、分布与性能的关系,探讨Ti/Al合金元素对U-5.5Mo合金力学性能的调控机制。发现在U-5.5Mo合金中加入微量Ti元素对U-Mo合金有明显固溶强化效果,使合金强度大幅提升;低温时效热处理可大幅提升U-Mo-Ti三元合金的力学性能;添加微量Al元素,促使U-Mo-Ti-Al四元合金中形成高温稳定的富钛与富铝的多元复合金属间化合物,其在基体与晶界上呈大量不规则连续分布,对合金具有显著沉淀强化效果,使U-Mo-Ti-Al四元合金的强度大幅提升,而塑性几乎降为零。     

稀土对低铬铁素体不锈钢组织与力学性能的影响

本研究尝试在低铬铁素体不锈钢中加入稀土，以改善合金的力学性能。利用金相组织观察、扫描、透射电镜分析、拉伸、冲击、硬度、热处理检测等方法，研究了添加稀土以及热处理对合金组织及力学性能的影响。结果表明，稀土的加入使不锈钢的塑韧性和强度、硬度都有所提高；热轧态组织中存在马氏体，经热处理后，马氏体消失，晶界碳化物分布弥散：冲击断口呈现韧性断裂，钢的冲击韧性大约提高两倍。     

稀土元素对铝合金组织与性能影响的研究进展

稀土元素因为其有效、稳定的变质作用,被广泛应用于多种金属材料中。变质处理可以细化合金组织,从而提高合金的力学性能,不同的稀土元素对铝合金的变质效果不同。重点介绍了几种常用稀土元素对铝合金显微组织、力学性能的影响及其变质机理,综述了现阶段国内外稀土铝合金的研究现状,并阐述目前存在的问题,以及对未来研究进行了展望。     

Effect of microstructure inhomogeneity on mechanical properties of different zones in TA15 electron beam welded joints

The effects of microstructure inhomogeneity on the mechanical properties of different zones in TA15 electron beam welded joints were investigated using a micromechanics-based finite element method. Considering the indentation size effect, the mechanical properties for constituent phases of the base metal (BM) and heat affected zone (HAZ) were determined by the instrumented nano-indentation test. The macroscopic mechanical properties of BM and HAZ obtained from the tensile test agree well with the numerical results. The incompatible deformation between the constituent phases tends to localize along the softer primary phase α where failure usually initiates in form of localized plastic strain. Compared with the BM, the mechanical properties of constituent phases in the HAZ differ substantially, leading to more serious strain localization behavior.