均匀化对新型Al-Mg-Mn(Er)合金组织性能的影响

采用拉伸性能测试、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)及能谱分析(EDS)研究了均匀化对低频电磁铸造Al-4.75Mg-0.7Mn-0.1Zr-0.1Ti-0.3Er合金的显微组织和力学性能的影响。在510℃/16h均匀化时,晶界残留相FeMnAl6/MnAl6的数量最少、而晶内弥散相的数量最多,且随后经热轧、冷轧和稳定化退火试样的强度最高;且在冷轧板拉伸变形组织中观察到了大量细小的胞状亚结构、100～500μm的FeMnAl6/MnAl6板条和10～30nm的ErAl3相;FeMnAl6/MnAl6相周围塞积了高密度的位错,ErAl3相易于在位错处析出并可有效地钉扎位错使变形更均匀。     

Al-Zn-Mg-Cu-Zr-0.5Er合金在铸态和均匀化条件下的组织(英文)

采用普通半连续铸造技术(DCC)制备了Al-Zn-Mg-Cu-Zr和Al-Zn-Mg-Cu-Zr-0.5Er合金,研究了微量元素Er对Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金铸态和均匀化态组织的影响。结果表明:添加0.5%Er后,合金的晶粒尺寸增大且为粗大的树枝晶。在合金凝固过程中,大部分元素Er在晶界处形成三元合金相Al8Cu4Er。经过均匀化处理后,两种合金晶界处的MgZn2相几乎全部回溶。但是在含Er合金中,由于Al8Cu4Er相的回溶温度约为575℃,所以均匀化处理不能有效地消除Al8Cu4Er相。     

均匀化处理及冷却方式对Mg-Y-Zn合金显微组织及硬度的影响

利用X射线衍射、光学显微镜、扫描电镜和硬度测试等方法研究了均匀化处理以及冷却方式对Mg-Y-Zn合金显微组织及硬度的影响。结果表明:铸态合金的组织由α-Mg基体、连续网状分布的层片状LPSO相及不规则块状Mg24Y5共晶相构成。均匀化处理过程中,Mg24Y5共晶相逐渐溶解,层片状LPSO相沿平行片层方向向晶粒内部持续生长直至贯穿整个晶粒,并在垂直片层方向发生聚集粗化。相较于水冷态合金,炉冷态合金晶粒内部析出细小弥散的针状相。硬度测试结果表明:均匀化处理初期,合金硬度得到一定程度的提升;进一步延长均匀化处理时间,合金硬度降低。其次,炉冷态合金硬度低于水冷态合金。     

Er对Al-Mg-Si-Zr-Er合金(T4态)板材性能的影响

通过常温拉伸性能测试、硬度测试、ODF图、OM、SEM、TEM及EDS等分析,研究了Er对Al-Mg-Si-Zr-Er合金(T4态)组织和性能的影响,并解释了Er的作用机制。结果表明,随着Er含量增加,合金强度和硬度均增加,伸长率降低,平面各向异性降低,晶粒细化,织构强度变弱,再结晶形核机制改变;Al-Mg-Si-Zr-Er合金(T4态)主要织构为Brass{110}<112>织构;Er的加入起到了细晶强化、抑制再结晶、降低铝合金层错能及减弱合金变形时的平面滑移所引起的局部应变集中的作用。     

均匀化退火对过共晶Al-17Si合金组织和性能的影响

观察与分析了均匀化退火态的过共晶Al-17Si合金坯料,研究均匀化退火温度、保温时间及冷却方式对合金组织和性能的影响规律.结果表明,经过480 ℃×4 h、随炉冷却均匀化退火热处理后,过共晶Al-17Si合金显微组织中共晶硅由粗针状转变为短棒状或近球状且分布均匀,合金的硬度明显降低,塑性提高.     

均匀化退火对5052含Er铝合金显微组织的影响

利用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等手段研究了单级、双级和三级均匀化热处理对新型5052含Er铝合金显微组织的影响。结果表明,合金经560℃/30 h高温均匀化热处理后,铸态组织中存在的非平衡共晶相大部分发生回溶,未溶的共晶相是Al_3Fe和Al-Fe-Er等富Fe相,第2级较低温的均匀化热处理有利于富Fe共晶相的球化和尺寸细化。研究结果还显示,均匀化制度显著影响析出相的析出行为。560℃/30 h单级均匀化后的缓冷过程中有大量杆状β′(Al_3Mg_2)和球状Al_3(Er,Zr)、Al_3Zr相析出,但分布、尺寸很不均匀,析出相的总体积分数最高,为7.4%;第二级均匀化有利于细小均匀的Al_3(Er,Zr)、Al_3Zr纳米析出相形成,其中第2级均匀化温度为150℃时更有利于其弥散形核,析出相数量密度最高(20.3μm~(-1))、尺寸最细小(平均半径14 nm);采用三级均匀化处理可以在控制粒子尺寸的前提下,获得较高的数量密度。     

均匀化处理对铸态GH625合金组织的影响

利用光学显微镜、扫描电镜和能谱分析等研究了采用真空感应熔炼和保护气氛电渣重熔工艺生产的GH625合金的铸态组织和均匀化热处理后的微观组织。结果表明:采用双联工艺生产的GH625合金电渣锭存在枝晶和元素偏析,其中Nb、Mo、Ti元素为主要偏析元素;均匀化热处理后枝晶消除明显,块状及条状碳化物碎化,棱角钝化;相同均匀化热处理工艺下Ti、Mo、Nb达到均匀化的难度依次加大;GH625合金最佳的均匀化热处理的工艺为1200℃保温24 h。     

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。     

稀土铒(Er)对挤压Al-0.8Mg-0.6Si合金组织与性能的影响

针对挤压态以及经过固溶+人工时效(T6)处理的挤压变形Al-0.8Mg-0.6Si-xEr合金的显微组织和拉伸性能进行了研究.结果表明,适量Er的加入,可以细化挤压态AI-0.8Mg-0.6Si-xEr合金的组织,其中当Er含量为0.3%时,细化效果最明显,且挤压态A1-0.8Mg-0.6Si-xEr合金的抗拉强度和屈服强度最高.经过T6处理后,含Er合金的显微组织与挤压态合金相比有一定程度的粗化,但挤压变形Al-0.8Mg-0.6Si-xEr合金的抗拉强度和屈服强度显著提高,这是由于合金在T6处理后析出了弥散的次生AJ3Er第二相粒子.拉伸断口分析表明,挤压态Al-0.8Mg-0.6Si-xEr合金发生典型的韧性断裂,而经过T6处理后Al-0.8Mg-0.6Si-xEr合金则发生以韧性断裂为主的韧脆混合断裂.     

Al-0.66Mg-0.85Si合金均匀化过程中的组织演变(英文)

采用金相显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和差示扫描量热法研究Al-0.66Mg-0.85Si合金在均匀化过程中的组织演变。合金铸态组织呈典型的枝晶形貌,存在α(Al)、Al15(FeMn)3Si2、Mg2Si,、Q(Al1.9CuMg4.1Si3.3)和Si相。铸态组织中存在2种不同晶体结构的Mg2Si相,一种是在铸造过程中形成的,另一种是在铸造完成后的空冷过程中形成的。经过545°C、20 h均匀化处理之后,组织中的Q、Mg2Si和Si相已完全溶入基体,残留的第二相主要是Al15(FeMn)3Si2相。Al15(FeMn)3Si2相的尺寸减小、球化并且在晶界上断续分布。在铸态和均匀化热处理状态中,均未发现含Zn相。     

热处理对Mg-5Zn-0.63Er合金显微组织及力学性能的影响

通过不同的热处理工艺研究含有准晶Ⅰ相的铸态Mg-5Zn-0.63Er(质量分数,％)合金的显微组织演变.结果表明:合金在480℃固溶10 h后,除有W相颗粒析出外,准晶Ⅰ相几乎全部固溶在基体中.固溶态Mg-5Zn-0.63Er合金在175℃下时效6～10h.合金在峰时效态的抗拉强度约为261MPa、伸长率为10.5％.合金拉伸强度的提高归因于杆状MgZn2相的析出.     

稀有元素Er对Al-Si-Fe-Co合金组织与性能的影响

利用OM、SEM/EDS、XRD、拉伸及摩损等实验研究稀有元素Er对Al-Si-Fe-Co合金组织和性能的影响。研究表明,Er元素可有效细化Al-Si-Fe-Co合金的富铁第二相;当添加量为0.5wt.%时,α-Al晶粒细化,共晶硅细化效果最佳,抗拉强度160.8MPa,延伸率1.89%,相比于未添加Er的合金提高了5.3%和19.6%。但是,当过量添加Er元素时会析出针状Al3Er相,对块状富铁相变质效果弱化,并使得合金的强度和塑性降低。同时,随着合金中Er元素含量增加,合金磨损率和摩擦系数均出现了提升,当Er添加量为0.5wt.%时,其相对耐磨性能达到最佳。     

Er对Ti-16Al-27Nb合金组织和性能的影响

采用添加稀土元素Er改善Ti-16Al-27Nb合金的力学性能,分析其对合金组织结构和性能的影响。结果表明:添加微量Er可以细化合金的晶粒,但不改变合金基体的相组成,合金均由B2、α2和O相组成;当Er含量较低时,主要以固溶形式存在于合金中;当Er含量约为0.6%(摩尔分数)时,合金中将析出面心立方结构的富Er相,并弥散分布于基体中,随着Er含量的增加,富Er相尺寸变大且沿晶界聚集,导致合金性能下降。固溶强化和弥散强化是微量Er元素改善合金性能的原因,当添加0.6%Er时,合金具有优良的塑性变形能力。     

均匀化处理对铋锰铁合金显微组织的影响

采用扫描电镜和能谱仪分析了金属型铸造和水冷铋锰铁合金均匀化处理前后的显微组织.研究结果表明,铋锰铁合金的铸态组织由BiMn相、Mn(Fe)相和铋相组成.铋锰铁合金金属型铸造组织中的铋相呈断续分布,而水冷组织中的铋相呈现连续分布形态.铋锰铁合金在400℃进行不同时间的均匀化处理后,合金的相组成没有发生改变,仍由BiMn相、Mn(Fe)相和铋相组成；随着均匀化时间的增加,合金中的BiMn相数量增加；金属型铸造铋锰铁合金在400 ℃均匀化处理16 h后,合金组织中BiMn相的数量不再变化,水冷铋锰铁合金在均匀化处理4h后,合金组织中BiMn相的数量基本稳定.铋锰铁合金经过均匀化处理后,合金组织中的BiMn相由原来的断续分布或孤立形态转化为连续分布形态.当金属型铸造铋锰铁合金在300℃下进行均匀化处理时,合金中形成的BiMn化合物数量更多,均匀化时间超过8h后,合金组织中BiMn相的数量基本稳定.     

退火温度对高纯Al-1wt% Si合金组织及性能的影响

用光学显微镜、扫描电镜观察,硬度、电导率的测试,观察高纯Al-1wt%Si合金中共晶相分布随再结晶退火温度的变化,研究其对材料组织、硬度及电导率的影响.结果表明,合金开始再结晶温度为300℃,晶粒开始长大温度为450℃;合金硬度值随共晶Si相固溶量的增大而升高,电导率随其固溶量的增大而降低;共晶Si相在a-Al基体中固溶时,退火温度高于450℃扩散系数增大、510℃达到固溶极限.     

添加稀土Er于熔剂中对铸态AZ91镁合金组织与性能的影响

研究了熔炼时在熔剂(42%MnCl2 53%LiCl 5?F2,质量分数,%)中添加稀土Er对铸态AZ91镁合金显微组织、力学性能、断口形貌以及腐蚀行为的影响。结果表明:在熔剂中添加稀土Er能够去除镁合金熔炼过程中产生的熔剂夹杂,净化镁合金熔体,提高铸态AZ91镁合金的拉伸性能和耐腐蚀性能;当熔剂中添加10%的稀土Er时,镁合金的抗拉强度σb和伸长率δ分别从156MPa和1.8%上升到最大值220MPa和4.1%;同时,镁合金在5%NaCl水溶液中的腐蚀速率从1.20mg/(cm2.d)下降到最小值0.15mg/(cm2.d);然而,随着稀土Er在熔剂中添加量的进一步提高,合金中开始有φ-(Al7ErMn5)和τ-(Al66.7Mg23.3Er10)等含有稀土Er的相生成,消耗了合金中的Al和Mn元素,改变了β-(Mg17Al12)相的形态;而且沿枝晶界附近分布的粗大φ-(Al7ErMn5)相降低了枝晶之间的结合力,使得合金的σb和δ下降;同时,部分网状的β-(Mg17Al12)相断裂,呈离散的块状,导致合金的腐蚀速率增加;熔剂中添加稀土Er不改变镁合金的断裂机理,断裂机制仍为准解理断裂。     

稀土Er对ZK21镁合金组织的影响

研究了添加稀土Er（0～4.0%）对半连续铸造ZK21合金铸态和均匀化态组织的影响。结果表明,稀土Er的添加可有效细化铸态组织,加入2.0%的Er使合金的平均晶粒尺寸由94μm细化至62μm,减小了34%。Er在均匀化态合金中部分固溶于基体中,部分与Mg、Zn元素形成热稳定Mg-Zn-Er三元化合物相;当稀土含量高于0.5%时,合金中不存在二元Mg-Zn相。随着稀土含量的增加,Er在基体中的固溶度增大,化合物的体积百分数增多,与此同时,Zn在基体中的固溶度减少。合金的硬度在Er含量为2.0%时达到最大,这是基体中Zn、Er元素固溶强化和析出相强化的综合作用结果。     

Modification mechanism of cerium on the Al-18Si alloy

The effect of the rare earth cerium （Ce） on the hypereutectic Al-Si alloy under different casting states have been studied by optical microscope and quantitative image analysis. It is found that the size and the quantity of primary silicon in castings decrease with the increase of added Ce in the melt. Meanwhile primary silicon changes from branched shape to fine facetted shape. Although the modification on eutectic silicon in castings also improves with the increase of added Ce in the melt, the effect of modification on eutectic silicon away from primary silicon is more obvious than that on eutectic silicon close to primary silicon. The modification mechanism was analyzed in detail by means of scanning electron microscope equipped with energy dispersive analysis of X-ray and thermodynamics analysis, which included the analysis on the change in standard Gibbs energy of reaction and reaction equilibrium.     

过共晶铝硅合金显微组织细化新工艺

介绍了一种过共晶铝硅合金显微组织细化新工艺,该工艺首先采用磷变质剂细化变质初晶硅,然后采用热处理或热挤压变形 热处理细化共晶硅,得到了一种适合锻造用的合金组织,并介绍了细化后组织的力学性能。结果表明,采用该新工艺,可以得到共晶硅完全粒化,初晶硅晶粒较小,平均晶粒尺寸约为13μm,分布均匀的合金组织,热挤压 T6处理后材料的抗拉强度可以达到414.7 MPa,硬度(HB)为148,延伸率为0.5%。