Fe含量对Al-Si合金热挤压组织和性能的影响

对不同Fe含量的Al-Si合金进行了热挤压加工,采用光学显微镜、扫描电子显微镜、万能拉伸机、显微硬度计等研究了Fe含量对Al-Si合金热挤压组织和性能的影响,并探讨了富铁相形态的影响机制。研究结果表明:热挤压后,狭长针状富铁相的内部发生了折断、破碎,并沿着挤压方向分布。随着Fe含量的增加,破碎方向由单一的长度方向转变为长度方向和宽度方向同时进行。热挤压后,富铁相的平均粒径随Fe含量的增大而增大,但增大幅度逐渐降低,而圆整度则出现了小幅的降低。热挤压态合金的抗拉强度呈现先升高后降低的趋势,而伸长率逐渐降低,显微硬度则逐渐升高,断口形貌由纯韧性断裂转变为混合型断裂模式。     

Fe含量对挤压铸造Al-Zn-Mg-Cu合金组织和力学性能的影响

采用不同压力的挤压铸造方法制备了不同Fe含量的Al-7.1Zn-2.4Mg-2.1Cu合金,研究了Fe含量和压力对挤压铸造合金组织和力学性能的影响,并重点分析了合金的断裂行为.结果 表明:铸态下,合金中富铁相为汉字状A16 (CuFe),T4热处理后,富铁相A16(CuFe)部分转变为富铜的Al7 Cu2 Fe相.相比重力铸造合金,挤压铸造高铁含量Al-7.1Zn-2.4Mg-2.1Cu合金力学性能得到显著的提升,降低了富铁相的危害,这主要归因于压力作用下组织细化和铸造缺陷的减少.75 MPa压力下,含铁量为0.55 mass％的合金经T4热处理后的抗拉强度为464 MPa,屈服强度为325 MPa,伸长率为8.9％.     

Fe相及其形貌对共晶Al-Si合金性能的影响

应用光学显微镜、万能拉伸实验机及XRD等,研究了不同Fe含量及其Fe相形貌对共晶Al-Si合金(ADC12)组织性能的影响,并利用扫描电镜(SEM)及能谱分析了Fe相的含量、形貌及铸件中Fe等元素的面分布。试验发现,随着Fe含量的上升,铸件的抗拉强度及伸长率逐渐下降;当Fe的质量分数在1·0%左右时,其抗拉强度急剧下降,伸长率也下降很多。在Fe含量高的Al-Si合金中按一定的w(Mn)/w(Fe)比加入Mn,使铁相形貌由针状向块状和“田”字状转变,铸件的抗拉强度提高180%。     

深冷处理对Al-Si合金组织和力学性能的影响

在液氮温度（-196℃）对Al-Si合金作了深冷处理，处理时间分别为72h、120h，并进行了力学性能试验和金相组织分析。试验结果表明，深冷处理显著提高了合金的强度和硬度，经适当时间的深冷处理，强度、硬度及伸长率三者能同时提高。初步的研究认为，深冷处理改善铝合金性能的机理主要是处理后合金中产生大量相互缠绕的位错和析出弥散强化相。     

Sr对高铁Al-Si合金组织和性能的影响

研究了Sr元素（加入量分别为0．03％、0．06％、0．09％、0．12％和0．18％）对含Fe量为1．2％的ZL102合金的组织和性能的影响。研究发现，随着Sr元素的加入，合金中粗大的针状Fe相开始出现断裂分叉现象，同时针状Fe相的长度也随Sr元素加入量的增加而减小，但Sr对Fe相的针状形貌没有明显改变。随着Sr元素加入量逐渐增加，合金的抗拉强度和伸长率均呈现出先增后减的变化趋势。当Sr元素加入量达到0．12％时，合金材料的综合力学性能最佳。     

挤压铸造不同Fe含量Al-Zn-Mg-Cu合金的微观组织和力学性能

通过力学性能测试、金相和扫描电镜分析等手段,研究了不同Fe含量挤压铸造Al-7.8Zn-2.5Mg-1.6Cu合金的微观组织和力学性能。结果表明,挤压压力由0增大到75 MPa时,0.4%Fe含量合金的力学性能逐渐接近0.1%Fe含量合金的力学性能。同时,随着挤压压力的增大,富Fe相的分布形态由晶界处的聚集分布逐渐变为离散的短杆状均匀分布,增大挤压压力明显降低Fe对材料力学性能的有害影响。     

Ti含量及时效温度对Al-Si7-Mg0.35合金组织及力学性能的影响

研究Ti含量及时效温度对Al-Si7-Mg0.35合金组织和力学性能的影响.结果表明:在三种时效温度:155℃、165℃、175℃条件下,合金的抗拉强度、硬度都随Ti含量的增加逐渐增大,并在Ti为0.2％时达到最大值,随后又逐渐降低,伸长率在时效温度为155℃和165℃时随着Ti含量的增加逐渐下降,在0.2％Ti时达到最低值,而后随着Ti含量的增加稍有增加,在时效温度175℃时伸长率呈下降趋势.随着时效温度的提高,三种含量合金的抗拉强度、硬度基本上都是先升后降,而断后伸长率在含0.1和0.2Ti合金中呈先降而后缓慢上升的趋势,而0.3Ti合金呈下降趋势.     

Zr、Cr元素对Al-Si合金电导率与力学性能的影响

通过正交试验和验证试验研究了不同的Si、Zr、Cr元素含量对Al-Si合金电导率与力学性能的影响.结果表明:当合金的成分为5%Si、0.35%Zr、0.35%Cr、1%Cu、0.5%Mg,经过T6处理后,电导率达到25.35 MS/m,抗拉强度达到361 MPa,伸长率达到2.83%,布氏硬度为109.34,均超越ZL101A.合金中的Si在改善合金力学性能的同时直接减少Al基体的有效导电截面,使合金的电导率下降;微量Zr可以在几乎不影响电导率的情况下提高合金力学性能;Cr元素对合金起到一定的强化作用.通过试验可将Al-Si合金的电导率提高5%～8%.     

JDN-I熔剂对Al-Si合金的影响

采用根据铝熔体覆盖保护和原子净化原理研制的JDN I熔剂 ,对ZL10 1A和ZL114A两种重要的Al Si合金进行净化处理试验发现 ,JDN I熔剂能够大大提高上述两种合金的综合性能 ,从而可以很好地满足这两种合金铸件的性能要求 ;而熔剂A对上述两种合金的作用效果不明显 ,常常不能满足合金的使用要求。试验结果还表明 ,采用JDN I熔剂净化处理ZL10 1A合金熔体 ,熔损仅为 0 75 % ,是C2 Cl6的 12 % ,为熔剂B的 65 2 %。     

含Fe过共晶Al-Si合金半固态熔体的表观粘度

对半固态Al-17Si-xFe(x=2,3,4)的流变性能进行了研究.测出了Al-17Si-xFe在液相线以上100℃、50℃和液相线以下10℃和40℃的粘度,及连续冷却过程中的粘度-温度曲线,4种温度下Al-17Si-2Fe合金熔体的粘度分别为0.745 1、0.787 8、0.922 4、1.082 9 Pa·s.当Fe含量从2％增加到4％时,Al-17Si-xFe的定温粘度增大.但Fe含量较高时,在液相线以下40℃随着保温时间的增加,Fe相的析出和沉降也较严重,会一定程度上减小熔体的表观粘度.随着剪切时间的增加,Al-17Si-xFe合金熔体在液相线以下40℃的表观粘度先减小后增大；在连续冷却的过程中,随着温度的连续降低,熔体的固相率逐渐增大,熔体的表观粘度随之增大,但增加比较缓慢；当温度降低到固相线附近的时候,Al-17Si-xFe 熔体表观粘度会急剧增大.另外,在相同剪切速率下,达到相同的固相率时,冷却速度越快,熔体表观粘度就越大.     

发动机缸盖用铸造铝硅合金力学性能研究

通过改变Si的含量,对发动机缸盖用铸造铝硅合金力学性能进行了研究。结果表明,随着Si含量的提高,铸造Al-Si合金的常温、250℃高温抗拉强度先升高,再降低,在共晶点附近达到最大值,其中高温抗拉强度的提高幅度明显。而合金的硬度先是缓慢上升,过了共晶区域后则急剧上升。与国外的常用缸盖材料的力学性能进行对比后发现,所研究的发动机缸盖用铸造铝硅合金具有优良的综合力学性能。     

超低速压铸过共晶Al-Si合金的组织及力学性能研究

采用图像定量分析软件,研究了超低速压铸条件下,过共晶Al-Si合金压铸件不同壁厚处Si的等积圆直径da及Si的面积分数fSi的变化以及Si颗粒直径对本体试样抗拉强度和硬度的影响规律。结果表明,随着壁厚的增加(A部位壁厚为5mm、B部位壁厚为9mm和C部位壁厚为15mm),初生Si的da(A部位为18μm、B部位为46μm和C部位为82μm)和fSi(A部位为16.2%、B部位为25.8%和C部位为33.7%)均增大,并且da越大,压铸件的力学性能越好。     

Fe含量对挤压铸造Al-3.5Mg-0.8Mn合金组织性能的影响

采用拉伸和硬度测试、扫描电镜和X射线衍射仪等手段,研究了不同Fe含量对挤压铸造Al-3.5Mg-0.8Mn合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,Fe能改善合金的力学性能,合金中只存在Al₆(FeMn)相。合金的抗拉强度和屈服强度随着Fe含量的增加而增大,伸长率随着Fe含量的增加而降低,原因是随着Fe含量增加,硬脆的Al₆(FeMn)相增多。在挤压压力为75MPa和Fe含量为0.5%时,合金的综合力学性能最佳,其抗拉强度为252MPa,屈服强度为128MPa,伸长率为28%。     

Al-Si合金挤压铸造工艺研究

以工业ZL102合金为原材料,采用正交试验方法,研究了挤压铸造工艺参数对Al-Si合金挤压铸造件热处理前后的力学性能和显微组织的影响.结果表明,挤压铸造组织比常压金属型铸造组织细小;挤压铸造件经过热处理之后,组织比热处理前均匀,晶粒细小,抗拉强度比热处理前提高了4.5％,而伸长率在热处理前平均是0.74％,热处理后提高到1.78％;对9组试验进行分析比较,最终得出热处理后的最优方案:压力为100 kPa,模具预热温度为150℃,合金浇注温度为660℃,保压时间为14 s.     

P-RE对过共晶Al-Si合金组织和性能的影响

采用P和RE对过共晶Al-Si合金进行复合变质处理,在不同P和RE添加量下对合金显微组织和力学性能进行了分析和测量。结果表明,P和RE复合变质对初晶硅和共晶硅均有很好的变质效果,初晶硅尺寸明显减小且棱角钝化,共晶硅由原来的长针状变为颗粒状。加入(质量分数,下同)0.08%P和0.6%RE时,合金的微观组织和力学性能同时达到最佳,室温和高温抗拉强度分别达到306MPa和187MPa,与未变质合金相比,提高了20%和34%;室温和高温伸长率分别达到0.48%和1.58%,与未变质合金相比,提高了40%和88%。     

Co对Al-20Si-2Cu-1Ni-0.5Mn合金微观组织和力学性能的影响

采用扫描电镜(SEM)、图像定量分析软件等,研究了在Al-20Si-2Cu-1Ni-0.5Mn合金中分别添加质量分数为0.5%、0.9%、1.5%的Co对合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,随着Co含量的增加,合金中的含Co金属间化合物的体积分数和平均直径均有所增加,其形态也由小团块状转变为发达的树枝晶。合金的力学性能随Co含量的增加逐渐降低。Co元素对于初生Si没有明显的变质作用。     

锂对ZA27合金高温力学性能的影响

研究了锂对ＺＡ２７合金高温拉伸性能的影响。结果表明,添加适量的锂后,合金的组织明显细化,晶界相变为细碎且分布不连续,从而显著提高了合金的高温强度。用锂强化的合金１５０℃和１８０℃时的抗拉强度分别为２３０ＭＰａ和１８５ＭＰａ,分别比ＺＡ２７合金提高４１．１％和４２．３％。     

混合稀土对压铸AZ91D合金的组织及力学性能的影响

研究了不同添加量的混合稀土对压铸AZ91D合金的组织和力学性能的影响。添加混合稀土后,常温力学性能没有明显改善。在100℃时,混合稀土含量为0.4%的压铸AZ91D合金的力学性能与不含混合稀土的试样几乎相等。在170℃时,混合稀土含量为0.4%的压铸AZ91D合金的抗拉强度、屈服强度及伸长率分别为206MPa、142MPa、26%,比不含混合稀土的压铸AZ91D试样的力学性能分别提高15.7%、10%及30%。这是因为添加适量的混合稀土后,形成热稳定性较高的强化相,增加了位错滑移阻力并阻碍裂纹扩展,镁基体中稀土元素起到固溶强化作用,从而提高镁合金的高温抗拉强度。     

电解Al-Si合金自变质显微组织及力学性能

电解Al-Si合金是一种符合我国矿产资源特点,能耗少、能减轻环境污染的轻质金属。电解Al-Si合金具有自变质的特性,Si相、Fe相及Ti相细小弯曲,共晶合金也具有相当数量的初生Al枝晶。合金组织对冷却速度不敏感,具有遗传性,合金具有良好的韧性和塑性。电解Al-Si合金熔体为均质熔体,凝固时出现大的过冷度是形成变质组织的原因。