变质Al-xMg2Si合金中超细初生Mg2Si的制备

在未变质Al-xMg₂Si合金中,随着Mg\Si含量从18降低到14 wt.%,初生Mg₂Si晶粒尺寸发生明显细化,由~30 mm减小到~10 mm;当合金中Mg\Si的含量降低到12 wt.%,初生Mg₂Si全消失,其金相组织为单一共晶相组成。对Al-xMg₂Si进行0.5 wt.% Ca-Sb复合变质处理,当合金中Mg\Si的含量降低到10 wt.%,合金中金相组织为初生α-Al+共晶Mg₂Si组成。在0.5 wt.% Ca-Sb复合变质的Al-xMg₂Si合金中,由于变质剂的作用,在Al-xMg₂Si合金中,树枝晶状初生Mg₂Si消失,转变为细小的多边形,随着合金中Mg\Si含量从18降低到12 wt.%,初生Mg₂Si晶粒尺寸从~15 mm降低到~5 mm,形成超细初生Mg2Si晶体。对合金进行力学性能测试发现,超细初生Mg2Si的形成对提高合金强度、硬度作用较大。     

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.     

保温时间对气体雾化放电等离子烧结制备Al-40 wt.％Si合金组织和性能的影响

本文采用气体雾化和放电等离子烧结相结合的工艺制备过共晶Al-40 wt.％Si合金.采用XRD、SEM、静水压天平、显微硬度计和万能拉伸试验机研究保温时间对Al-Si合金相组成、显微组织、致密度和力学性能的影响.结果表明,保温时间30 min时可获得均匀分布在铝基体上的超细初生硅和高密度的合金组织;与气雾化制备的3.7...     

不同Mg/Si比对含Zn的Al-Mg-Si合金再结晶组织及性能的影响

为改善Al-Mg-Si系合金汽车板综合性能,通过浇铸法制备出3组合金成分铸锭,并经过均匀化、热轧、中间退火、冷轧,获得1 mm厚的合金板材.合金板材经560℃固溶30 min后,立即在100℃条件下预时效8 h,室温停放14天,模拟铝板转运存储过程,并拉伸变形2%,再在185℃下进行20 min烘烤处理,实现烘烤硬化.采用金相显微镜、装备电子背散射衍射的扫描电镜对合金进行显微组织观察及织构分析,通过万能电子试验机进行力学性能测定,研究不同Mg/Si比和高Zn元素对合金再结晶组织及织构、烘烤硬化性以及腐蚀敏感性的影响.结果表明,Mg/Si比相等合金再结晶组织更加均匀细小,平均晶粒尺寸190μm,存在相对较少的Cube织构{001}100和较多的P型织构{011}122;高Mg合金、高Si合金局部晶粒粗大,Cube织构{001}100较多,P型织构{011}122较少;预时效后,Mg/Si比相等合金强度较高,且烘烤硬化性优异,烤漆硬化增量达到107 MPa;烤漆后,更多的Zn原子扩散到晶界上,强化晶界微电流反应,欠时效态Mg/Si比相等合金较高Mg合金、高Si合金抗腐蚀敏感性降低,被腐蚀深度为121μm.     

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．     

Sr对Mg-1.7Si合金中初生和共晶Mg_2Si相的变质作用

为了获得性能优良的耐热镁合金,研究了Sr对初生和共晶Mg_2Si相的变质作用,并利用扫描电子显微镜观察了Mg_2Si相的形貌特征与Mg-1.7Si-x Sr合金的微观组织.结果表明,当Sr的质量分数处于1.0%~1.5%范围内时,可对初生和共晶Mg_2Si相进行有效变质.Sr的吸附作用可以诱发孪晶沟槽、旋转晶界等原子扩展台阶的出现,引起原子堆砌方式和晶体生长方向的改变,因而Sr可对初生Mg_2Si相起到变质作用.Sr的添加还可将Mg+Mg_2Si共晶的长大方式由合作长大模式变为以重新形核为主兼有合作长大的混合模式,使得Mg_2Si相的生长形态产生改变,因而Sr可对共晶Mg_2Si起到变质作用.     

合金元素对铝基钎料组织和性能的影响

采用正交试验法设计低熔点Al-Si-Cu-Mg系钎料成分,通过金相、硬度、铺展及差热等方法,分析钎料的显微组织及性能。结果表明:钎料的组织主要由基体相α-Al、粒状相Mg2Si、骨骼状相Al2Cu(θ相),以及θ相和Mg2Si的复杂共晶组成;合金元素对显微硬度及熔化特性的影响由主到次的顺序为Cu、Si、Mg;受金属间化合物Al2Cu和Mg2Si以及初晶Si析出的影响,当Cu、Si含量达到一定值(10%Cu、7.5%Si)后,钎料铺展面积变化不大,试验配方中Al-7.5Si-20Cu-0.4Mg熔点529℃时,铺展面积大,综合性能良好。     

基于第一性原理的AlP/Mg2Si异质形核界面建模方法

Mg2Si作为第二相在过共晶Al/Mg2Si合金中起到颗粒增强的作用,使该复合材料具有优良的综合性能。但作为初生相的Mg2Si极易生长成枝晶状,严重降低铝合金的性能。通过添加P元素细化变质处理可以有效改善初生Mg2Si的形貌及尺寸,并且通过错配度理论可知AlP可作为初生Mg2Si的形核衬底。但若仅依赖于晶格错配度理论和试验现象,无法揭示细化机理的本质,因此,近些年第一性原理方法逐渐在异质形核细化晶粒机制研究方面得到应用。本文选取错配度为1.10%的AlP(331)/Mg2Si(110)异质形核界面进行建模过程介绍,为后续对异质形核界面的电子结构及界面结合能的计算做准备,并得出用第一性原理研究异质形核界面时构建模型的一般方法。     

稀土Er对Al-Si-Cu钎料显微组织与性能的影响

为了研究微量稀土元素Er对Al-7Si-20Cu钎料合金性能的影响,进行了不同wEr对Al-7Si-20Cu合金熔化温度、润湿性能及力学性能的试验研究.结果表明,添加微量Er对Al-Si-Cu钎料合金的熔化温度无显著影响,但显著提高Al-Si-Cu钎料合金对被焊基体铝合金(LF21)的润湿能力,尤其是当wEr为0.05%~0.1%时最为显著.显微组织分析表明,随着wEr的增加,钎料显微组织细化,特别是针状共晶Si的长度逐渐减小.     

真空定向凝固对钛硅合金相分离及晶体生长的影响

Ti-85wt.%Si合金熔体通过定向凝固后成功地实现了Si相的分离和TiSi_2晶体的定向生长.研究发现,定向凝固下拉速度为15μm/s时,铸锭的分离界面呈包裹式分布,而3μm/s时铸锭的分离界面横向分布在铸锭的中下部;当下拉速度为3μm/s时,TiSi_2晶粒出现层状结构并且沿某一确定方向生长,并且随着定向凝固的进行,富集层厚度逐渐增加,导致铸锭底部散热能力比侧壁散热能力弱,导致沿铸锭侧壁温度梯度大于沿铸锭底部的梯度,此时TiSi_2将在侧壁形核并沿纵向温度生长,由于侧壁晶粒生长速度大于底部晶粒生长速度,使得分离界面出现弧形结构.当下拉速为3μm/s时获得铸锭的富Si层中Si的质量分数最大,为79.9%.     

Synthesis and sintering of Mg<Subscript>2</Subscript>Si thermoelectric generator by spark plasma sintering

Raw Mg,Si powder were used to fabricate Mg2Si bulk thermoelectric generator by spark plasma sintering （SPS）.The optimum parameters to synthesize pure Mg2Si powder were found to be 823 K,0 MPa,10 min with excessive content of 10wt% Mg from the stoichiometric Mg2Si.Mg2Si bulk was synthesized and densified simultaneously at low temperature （823 K） and high pressure （higher than 100 MPa） from the raw powder,but Mg,Si could not react completely,and the sample was not very dense with some microcracks on the surface.Then,Mg,Si powder reacted at 823 K,0 MPa,10 min in SPS chamber to form Mg2Si green compact,again sintered by SPS at 1023 K,20 MPa,5 min.The fabricated sample only contained Mg2Si phase with fully relative density.     

三元Co-Cu-Si合金的液相分离与组织特征

在自由落体条件下实现了三元Co45Cu45Si10和Co25Cu25Si50舍金的快速凝固,所获得的最大过冷度分别为357 K(0.22TL)和320 K(0.20TL),测定其液相面温度分别为1 600 K和1 592 K,固相面温度分别为1 358 K和1 105 K.Co45Cu45Si10舍金液相分离临界过冷度仅为8 K.直径大于100μm的合金液滴发生L a-Co→ε-Co的包晶转变,凝固组织由(Cu)、ε-Co和α-Co三相组成,而直径小于100μm时,合金液滴的凝固组织主要由(Cu)和ε-Co两相组成.Co25Cu25Si50合金不存在液相分离临界过冷度,形成由CoSi、CoSi2和Cu3Si 3个金属间化合物相组成的快速凝固组织.尽管Cu3Si的形核率最大,但始终没有形成领先生长相.当过冷度小于127 K时,形成以CoSi2为初生相枝晶的凝固组织;当过冷度大于127 K时,则形成以CoSi为初生相枝晶的凝固组织.     

Effect of Mg-film thickness on the formation of semiconductor Mg2Si films prepared by resistive thermal evaporation method

Mg fi lms of various thicknesses were deposited on Si(111) substrates at room temperature by resistive thermal evaporation method, and then the Mg/Si samples were annealed at 40 ℃ for 4 h. The effects of Mg fi lm thickness on the formation and structure of Mg2Si fi lms were investigated. The results showed that the crystallization quality of Mg2Si fi lms was strongly infl uenced by the thickness of Mg fi lm. The XRD peak intensity of Mg2Si(220) gradually increased initially and then decreased with increasing Mg fi lm thickness. The XRD peak intensity of Mg2Si(220) reached its maximum when the Mg fi lm of 380 nm was used. The thickness of the Mg2Si fi lm annealed at 400 ℃ for 4 h was approximately 3 times of the Mg fi lm.     

Ni_（78.6）Si_（21.4）合金的深过冷与凝固组织演化

深过冷技术研究是凝固科学中重要的研究领域之一.文中采用玻璃熔融净化与循环过热法使Ni78.6Si21.4合金获得了318K的过冷度,研究了其凝固组织随初始过冷度（ΔT）的演化规律,并对凝固组织中的亚稳相进行了分析.研究发现：当ΔT〈193K时,凝固组织为Ni3Si＋（Ni3Si＋α-Ni）非规则共晶;193K〈ΔT〈250K,凝固组织为α？Ni＋（Ni3Si＋α-Ni）非规则共晶;ΔT〉250K时,凝固组织为完全的非规则共晶;随过冷度的增加,过冷合金熔体中依次出现了亚稳相Ni31Si12相和Ni3Si2相.     

Si和Al对机械合金化合成Ti3SiC2的影响

采用3Ti／Si／2C单质粉体为原料,进行机械合金化,以合成Ti3SiC2粉体。研究了Al和过量Si对机械合金化合成Ti3SiC2的影响。研究结果表明,机械合金化单质混合粉体,会诱发自蔓延反应。反应后产生大量坚硬的颗粒状产物。机械合金化3Ti／Si／2C粉体,会产生组成相为TiC、Ti3SiC2、TiSi2和Ti5Si3的粉体与颗粒产物。添过量Si并不会促进机械合金化反应合成Ti3SiC2。添适量Al可消除硅化物,明显促进反应合成Ti3SiC2。采用3Ti／Si／2C／0．15Al粉体作原料时,颗粒产物中Ti3SiC2含量最高,为92．8wt％;而采用3Ti／Si／2C／0．20Al粉体作原料时,粉体产物中Ti3SiC2含量最高,为61．9wt％。     

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.     

稀土高硅过共晶铝硅合金的初步研究

作者在高硅过共晶Al—Si合金中以稀土代镍,采用稀土、稀土和磷联合变质进行了试验和研究,所得稀土高硅过共晶Al～Si合金的常温性能,达到国外类似含Ni的铝硅合金性能,且具有较好的韧性和更低的线膨胀系数。     

铸态AZ31-xGd镁合金在半固态等温热处理中显微组织和富Gd相的演变

本文深入研究了铸态AZ31-xGd(x=0,1.5 wt％,2.0 wt％,2.5 wt％)镁合金在半固态等温热处理中显微组织和富Gd相的演变.结果表明,添加Gd的AZ31镁合金中的层状(Mg,Al)3Gd相在半固态等温热处理过程中转变为颗粒状Al2Gd相,导致形成更多的球状α-Mg晶粒.当Gd含量为2.0％(质量分数...     

A1TiCCeP对Al-30％Si合金初晶硅相的变质效果研究

借助SEM与XRD分析手段,对自制的AITiCCeP（舍2％P）中间合金进行物相分析,并以Al-30％Si合金为变质对象,探讨其对初晶硅的变质效果与变质机理。结果发现：A1TiCCeP中间合金组织中含有TiC、AlP、TiAl3和Ti2Al20等物相,当A1TiCCeP的添加量（以磷的实际添加量计算）为Al-30％Si合金质量的0．15％时,对初晶硅变质效果显著,平均尺寸约为281zm,优于商用Cu．P中间合金。     

碳酸盐与稀土氧化物复合变质对Mg2Si/A120Si10Mg合金凝固组织的影响

在Mg2Si/A120Si10Mg复合材料中,加入碳酸盐与混合稀土氧化物作为变质剂,研究了复合变质对凝固组织的影响.结果表明,初生Mg2Si相平均尺寸由75μm减小到25μm左右,其形态由不规则多边形、十字架形变为规则的多边形或者三角形,比单一的碳酸盐、混合稀土氧化物变质效果好.