过共晶铝硅合金中硅相细化的研究进展

过共晶铝硅合金因其耐磨性能良好而受到关注,但组织中含有粗大的初晶硅和针状的共晶硅,限制了其进一步广泛使用。本文综述了当前过共晶铝硅合金中硅相细化的一些方法,如合金化、变质处理和改进制备工艺等。其中重点介绍了合金化对过共晶铝硅合金中组织的作用;然后对各种变质剂的细化效果进行了对比分析;并讨论了改进制备工艺对硅相尺寸和形貌的影响;最后指出未来的研究方向应集中开发出适用于广泛使用的新型复合变质剂,并通过变质和改进制备工艺相结合,获得性能更加优异的过共晶铝硅合金。

组成对钠铝硅玻璃中钇锆酸盐纳米晶析晶性能的影响

基于含Y2O_(3)和ZrO_(2)的钠铝硅玻璃体系,研究了玻璃组分中Al_(2)O_(3)/Na2O摩尔比值(MAN)与SiO_(2)/Al_(2)O_(3)摩尔比值(MSA)对玻璃析晶性能的影响。研究结果表明,当MAN<1时,玻璃经热处理后表面析出钠霞石晶体;当MAN≥1时,玻璃热处理后析出钇锆酸盐纳米晶体,且此时微晶玻璃仍然具有不小于90%的高可见光透过率。对于固定MAN的玻璃,调整其MSA也能实现钇锆酸盐纳米晶的析出,且析出晶体尺寸随MSA增加而减小。随着热处理温度升高微晶玻璃样品中纳米晶体尺寸增大,维氏硬度也增大。

AP2铝硅合金超疏水表面的制备和耐腐蚀性研究

目的针对AP2铝硅合金中相组织结构种类较为丰富的特点,通过化学刻蚀的方法,构建出层次丰富、耐腐蚀性强的超疏水表面结构。方法由于在不同刻蚀溶液中,所构建出的表面润湿性存在较大差距。因此采用正交设计的方法设计试验,找到最适宜的刻蚀浓度和反应时间。由于AP2铝硅合金中含量最多的Al与Si元素之间的固溶度低,NaOH溶液可以对主体α-Al相进行刻蚀,HCl溶液可以腐蚀Al、Cu、Mg、Si等元素形成的金属间相(IMPs)和共晶硅相,采用先碱后酸的刻蚀方法相比使用单一的刻蚀溶液推测能形成更丰富的触突结构。结果在0.25 mol/L NaOH溶液和9 mol/L HCl溶液中分别刻蚀60 s,在2%(质量分数)十七氟癸基三甲氧基硅烷(FAS-17)溶液表面改性的条件下,成功构建出了表面接触角为157°,滚动角为5.64°的超疏水表面。表面腐蚀电位由抛光后的−1.282 V提高到了超疏水表面制备完成后的–1.228 V,腐蚀速率由抛光后的1.07×10^(–4)A/cm^(2)降低到7.44×10^(–5)A/cm^(2),耐腐蚀性显著提高。结论制备的超疏水表面的耐腐蚀性有显著提高,为亚共晶铝硅合金材料在超疏水方向的应用提供了一定的参考。

Li^(+)浓度对化学增强锂铝硅玻璃性能的影响

采用一步法化学增强工艺,研究了熔盐中Li^(+)的富集对不同厚度锂铝硅玻璃表面压应力、应力层深度、弯曲强度、硬度等性能的影响,选择Na_(3)PO_(4)作为熔盐除杂剂并对净化效果进行了评定。研究表明:熔盐中Li^(+)浓度增加至4800×10^(-6),3 mm化学增强锂铝硅玻璃的表面压应力、弯曲强度、硬度下降16.8%、16.8%、10.6%;8 mm化学增强锂铝硅玻璃的表面压应力、弯曲强度、硬度下降17.6%、14.7%、9.8%。熔盐中Li^(+)浓度的变化未对化学增强锂铝硅玻璃应力层深度产生明显影响。Na_(3)PO_(4)具有较好的除杂效果,化学增强锂铝硅玻璃的表面压应力、弯曲强度、硬度得到了明显的恢复,为保证化学增强锂铝硅玻璃在可见光波段具有较高的透光率,除杂剂Na_(3)PO_(4)的掺量不宜超过1%(质量分数)。

熔体净化和急冷协同对含镧过共晶铝硅合金组织凝固及力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜和差示扫描量热仪等研究了熔体净化和急冷协同作用对Al-(16-24)Si-0.1La合金凝固组织和力学性能的影响。结果表明,与熔体急冷相比,熔体净化和急冷协同作用可完全抑制硅含量不超过20wt%的过共晶Al-Si-0.1La合金中初生硅的析出,明显细化Al-(16-24)Si-0.1La合金中的共晶组织,提高共晶组织的显微硬度。因此,熔体净化与急冷协同处理是改善过共晶铝硅合金凝固组织和力学性能的有效方法。

Fe含量对再生铝硅合金组织和性能的影响

利用金相显微镜、X射线衍射仪、万能拉伸试验机等研究了Fe含量对再生铝硅合金组织和性能的影响,并对该合金中富铁相形态进行了定量分析。结果表明:当Fe含量从0.796%增加到1.301%时,合金组织中二次枝晶臂间距先减小再增大再减小;富铁相形貌的演变过程为紧密汉字状→汉字状+鱼骨状→汉字状+鱼骨状+针状→针状+汉字状→针状;合金中的富铁相面积分数逐渐上涨,富铁相长度不断增长,尤其当Fe含量从1.022%上升到1.301%,针状β-Fe相长度显著增长,平均长度最长可达119.5μm;β-Fe相的出现导致合金力学性能的显著下降,当Fe含量增至1.301%时,合金抗拉强度和伸长率相比0.796%Fe时分别下降26.26%和52.58%。

铝硅合金阳极氧化表面黑斑缺陷形成机制研究

研究铝硅合金阳极氧化表面黑斑缺陷的形成机制,可以为铝硅合金阳极氧化工艺的调控提供一定的理论和实践依据。文章采用扫描电子显微镜、光学显微镜、能谱分析和X射线衍射等测试技术,分析了铝硅合金工件阳极氧化过程中出现的黑斑缺陷。结果表明:与正常区域组织相比,铝硅合金工件黑斑缺陷区域的组织形貌、相分布和体积分数发生了明显的变化;正常区域组织中的针片状化合物和缺陷区域组织中鱼骨状化合物主要相成分为二元铁铝化合物,黑斑缺陷区域的富铁相发生共晶转变会使其形态复杂化;而由相转变产生的黑斑缺陷与阳极氧化过程中的电化学工艺有关。

Cu元素和RE含量对耐热铝硅合金组织及力学性能的影响

过共晶铝硅合金因其优良的耐热性而受到汽车领域的广泛关注,但随着材料服役环境的日益严苛,进一步提升过共晶铝硅合金综合性能至关重要。针对过共晶Al-14Si-xCu-1Ni-0.5Mg-0.5Mn-yRE合金(简称Al-14Si-xCu-1Ni-yRE合金,x=2、3、4,y=0.1、0.3、0.5,质量分数,%),通过X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、拉伸测试等表征手段研究了不同Cu含量和RE(La+Ce混合稀土)含量对T6态合金微观组织及力学性能的影响规律。结果表明,随着Cu含量的增加,Al-14Si-xCu-1Ni-0.5RE合金中富Cu相(如Al_(2)Cu、Al CuNi相等)数量不断增多,特别是当Cu含量添加至4%时,合金中甚至存在大量的长针状AlSiCuNiRE相,从而割裂基体,合金伸长率不断下降,无法满足实际应用需求。当Cu含量为3%时,Al-14Si-3Cu-1Ni-0.5RE合金表现出最佳力学性能,合金的室温抗拉强度为348.2 MPa、高温抗拉强度为180.3 MPa、室温伸长率为1.91%。此外,随着RE含量的不断增加,Al-14Si-3Cu-1Ni-yRE合金中共晶Si的变质效果有所优化,但长针状富RE相也不断增多。当RE含量为0.3%时,Al-14Si-3Cu-1Ni-0.3RE合金的室温抗拉强度、高温抗拉强度和室温伸长率分别达到354.3 MPa、185.5 MPa和2.1%。

AlSi70铝硅合金封装盒体数控加工工艺方法

为了解决某型号雷达T/R组件AlSi70封装盒体的加工难题,从材料特性、零件结构分析、刀具及加工工艺参数选用、刀路规划等方面考虑,确定数控加工工艺方案,进行了工艺试验。试验结果表明,该工艺方案能够完成AlSi70合金薄壁封装盒体的机械加工,加工过程可靠,盒体产品质量稳定,能够满足大规模生产需求,对相关零件的加工具有指导意义。

铝硅合金在海洋环境中的腐蚀行为

采用扫描电子显微镜和能谱仪,研究了铝硅合金在海洋环境中的腐蚀行为。结果表明:铝硅合金的针孔和共晶硅聚集区域优先发生点蚀,腐蚀沿铝相与硅相界面和晶界扩展,最终发展成大面积整体腐蚀。

基于空洞卷积神经网络的铝硅合金实体关系联合抽取模型(英文)

近年来,材料基因组计划(Material genome initiative,MGI)已经成为全球热点。随着材料科学的不断发展,材料文献中包含的海量信息成为研究人员关注的焦点,如何获取大量有效的材料数据是现阶段的主要挑战。本文采用自然语言处理(Natural language processing,NLP)技术从铝硅合金材料文献中获取数据。命名实体识别(Named entity recognition,NER)和关系抽取(Relation extraction,RE)是NLP的两个子任务,可以高效地从文本中提取单词信息及其之间的关系。铝硅合金文献中存在多种命名实体及多种关系,本文从材料科学文献中选择11种实体类型和13种关系类型,手动标注构建了铝硅合金实体关系数据集,将命名实体识别与关系抽取进行联合学习,即对实体识别和关系抽取进行统一建模。此外,针对基础模型的编码层存在捕捉文本语义信息不充分问题,通过改进模型的编码层,将基础模型的BiLSTM层与空洞卷积模型结合,组成了新的编码器,避免了BiLSTM处理文本信息丢失的问题,最终使铝硅合金实体关系联合抽取模型能够更好地捕捉文本中句子的语义单元信息。

凝固速率对铸造铝硅合金组织及力学性能的影响规律

通过使用砂型模、Y形钢模和楔形铜模三种浇注模具,研究凝固速率对铝硅合金的凝固组织及力学性能的影响规律。结果表明,随着凝固速率增加,合金二次枝晶臂间距、共晶硅尺寸和缺陷尺寸均降低,晶粒形貌逐渐转变为树枝晶或细小蔷薇晶粒。在Y形钢模中合金的凝固速率为2~5℃/s,相应的凝固组织较为细密且缺陷较少,同时有利于形成少量Al3M初生相。通过建立合金二次枝晶臂间距分别与凝固冷却速率和屈服强度之间的变化关系式,阐述了凝固速率对合金组织及力学性能的影响规律。

锂铝硅微晶玻璃析晶动力学研究

本文利用经典方程(Johnson-Mehl-Avrami)分析了非化学计量的锂铝硅Li_(2)_O-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)透明微晶玻璃的析晶动力学,采用DSC和XRD研究了晶化温度对玻璃析晶行为的影响。结果表明:在较低温度下基础玻璃中析出Li_(2)SiO_(3),随着温度升高晶相转化为Li_(2)Si_(2)O_(5)晶相;利用Kissinger方法计算出的Li_(2)SiO_(3)和Li_(2)Si2O5的析晶活化能分别为128.64 kJ/mol和254.70 kJ/mol。

热加工过程中铝硅镀层高强钢的镀层裂纹分析

以铝硅镀层热成形钢为对象,分析了其加热及成形过程对于铝硅镀层裂纹的影响。结果表明,温度和时间对合金层厚度影响显著,对镀层整体厚度影响较小,裂纹数量及尺寸随着温度的升高、时间的延长而增长,裂纹走向由垂直镀层方向向平行于镀层表面方向转变;变形量对成形后的镀层裂纹起到决定性作用,变形量增多,裂纹加剧至脱落;变形速率存在一个最佳值,过高或过低均导致裂纹的增加。

稀土Ce对铝硅合金组织、力学及耐腐蚀性能的影响

研究熔铸工艺条件下制备的不同稀土铈含量(w(Ce)分别为0%、0.3%、0.6%和0.9%)的Al-Si合金微观组织、力学性能及耐腐蚀性能。研究结果表明:稀土Ce的添加极大的优化了Al-Si合金的微观结构,α-Al枝晶明显被细化,枝晶变得十分圆整且规则。共晶Si相也变得非常细小,颗粒状的共晶Si相边缘圆润,且排布有序。随着稀土Ce添加量的逐渐增大,Al-Si合金的拉伸性能及显微硬度均逐渐增大,当稀土Ce的含量为0.6%时,合金的抗拉强度、伸长率及显微硬度达到峰值,分别为228.96 MPa、5.1%和109.5 HV,比未添加稀土Ce的合金分别提高了24.59%、54.55%和40.74%。并且此时合金的抗腐蚀性能达到最佳,通过浸泡测试可知合金的失重腐蚀速率仅为11.36 mg/(cm^(2)·d),相比于未变质的Al-Si合金基体降低了50%。

铝硅合金粉对钢包下水口性能的影响

以板状刚玉、烧结莫来石、鳞片石墨为主要原料,热固性酚醛树脂为结合剂,复合添加金属铝粉和金属硅粉与添加铝硅合金粉进行对比研究铝硅合金粉对钢包下水口性能的影响。结果表明:添加铝硅合金粉试样体积密度会降低,气孔率增高,而试样的中温、高温强度有明显的增强,同时抗热震性也有显著提高。添加铝硅合金粉要优于复合添加金属铝粉和金属硅粉。

铝硅合金壳体的开裂失效分析

利用体视显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪和显微硬度计对开裂的铝硅合金壳体的断口形貌、显微组织、微区成分和显微硬度进行了分析。结果表明:铝硅合金壳体断裂方式为脆性开裂;铝硅合金中存在较多的针孔缺陷,组织变质不足,组织中有较多的针状相,使铸件的塑性降低,导致壳体脆性开裂。

大功率长时间超声熔体处理对铝硅合金组织的影响

采用金相显微镜(OM)、布氏硬度计研究了大功率长时间的超声波熔体处理对过共晶Al-17Si和Al-24Si合金组织和性能的影响。结果表明,大功率长时间的超声熔体处理可使过共晶铝硅合金中的硅相细化且分布得更加均匀;当超声温度处于合金液相线温度时,超声细化效果最佳,且铝硅合金硬度得到提高。经过超声处理后的Al-17Si和Al-24Si合金,硬度达到55.2 HB和60 HB,分别提升了3.5%和8.7%。

压下率对热成形钢铝硅镀层显微组织和性能的影响

轧制差厚板被广泛应用在汽车各零部件中。本文研究了不同压下率轧制对热成形钢铝硅镀层显微组织和性能的影响。结果表明,轧制后的铝硅镀层热成形钢组织形貌保持不变,由外到内依旧保持着铝基体、合金扩散层、硼钢基体的结构特点。随着压下率的增大,试验钢镀层厚度减少,但合金扩散层厚度基本保持不变。压下率为10%~30%时,铝硅镀层及合金扩散层连续性均未被破坏,但合金扩散层内部出现裂纹,裂纹密度随压下率增大而增大。镀层总厚度减薄率略高于压下率;压下为40%时,镀层减薄现象更加明显,部分位置铝基与硼钢基体直接接触。试验钢的抗拉强度、屈服强度、基体维氏硬度随压下率增大而增加,伸长率急剧降低,但断裂伸长率均≥2%。

融合类别注意力的铝硅合金显微图像分割方法

为了提取铝硅合金显微图像的初晶硅区域,提出一种结合类别注意力块(Class attention block,CAB)的改进模型类别注意力网络(Class attention network,CA-Net)。类别注意力块从特征图中计算各通道与每个类别的相关性信息,并将不同类别的相关性信息融合产生注意力权重,以使特征通道的权重与其对任务类别的贡献相关,从而增强重要特征的表达,并抑制无关特征的干扰。在铝硅合金显微图像数据集上进行实验,本文提出的方法在Dice系数、Jaccard相似度、敏感度、特异度和分割准确率上的结果分别为94.82%、90.16%、94.54%、98.80%和97.97%。相比CCNet、SPNet和TA-Net等方法,CA-Net能够有效改进铝硅合金显微图像中初晶硅区域的分割效果。