热挤压对快速凝固Al-Si-Fe-Cu-Mg合金显微组织及性能的影响

采用单辊旋淬法制备了快速凝固Al-20Si-5Fe-Cu-Mg合金,采用了SEM对其进行观察分析。结果表明,快速凝固能够极大细化Al-20Si-5Fe-Cu-Mg合金组织,抑制Si相及β-Fe相的析出长大,且组织的细化程度呈梯度分布。对快速凝固Al-20Si-5Fe-Cu-Mg合金进行了不同工艺参数的热挤压实验。结果表明,粉末包套热挤压工艺能够使快速凝固Al-20Si-5Fe-Cu-Mg带材合金致密化,当挤压温度为400℃、挤压比为1∶16时,合金获得了较优异的力学性能,其屈服强度和抗拉强度分别达到了456 MPa和805 MPa,压缩率为9.3%。

颗粒增强Al-20Si-5Mg合金气缸套与铸铁气缸套的性能比较

通过对铸态、固溶态和固溶+时效态的颗粒增强Al-20Si-5Mg合金复合材料离心铸造气缸套,以及汽车、摩托车铸铁气缸套进行硬度(HRB)、不同工况下耐磨性测试分析和显微组织观察。结果表明,颗粒增强Al-20Si-5Mg合金复合材料气缸套的平均硬度比灰铸铁气缸套的平均硬度低;随着外加载荷的增加,颗粒增强过共晶铝硅合金复合材料气缸套耐磨层中,干摩擦条件下铸态、固溶态及时效态的耐磨性能明显优于铸铁气缸套,湿摩擦条件下,在高载荷(300和400N)时,铸态、固溶态及时效态耐磨性能略优于铸铁气缸套。

铸造Al-14Si-5Cu-3Ni-1Mg合金微弧氧化陶瓷层的结构与性能

采用显微硬度、XRD、SEM、极化曲线测量、DSC、TG等技术研究了铸造Al-14Si-5Cu-3Ni-1Mg微弧氧化陶瓷层的相组成、形貌、硬度、耐腐蚀性、耐热冲击性和热稳定性。结果表明,该合金微弧氧化陶瓷层由致密层和疏松层组成,致密层主要为α-Al2O3相,疏松层主要为γ-Al2O3及无定型相,微弧氧化陶瓷层硬度(HV)高达2400,合金的耐蚀性显著提高,抗热冲击性和热稳定性良好。

铸造Al-14Si-5Cu-3Ni-1Mg-0．5Mn合金微弧氧化陶瓷层的耐蚀性

通过对铸造Al-14Si-5Cu-3Ni-1Mg-0.5Mn合金微弧氧化不同厚度陶瓷层的的交流阻抗图谱和塔菲尔曲线的电化学研究,定量分析了陶瓷层的耐蚀性,并用失重法对电化学测试结果进行了进一步验证。利用扫描电镜(SEM)研究了陶瓷层表面微观结构对其耐蚀性的影响。结果表明,微弧氧化可显著提高该合金的电化学阻抗及自腐蚀电位,降低腐蚀电流。微弧氧化陶瓷层特有的微观组织结构是其耐蚀性提高的主要原因,陶瓷层的厚度也是影响其耐蚀性的一个重要因素,但厚度的增加并不一定能提高其耐蚀性。

快速凝固(2024Al)-20Si-5Fe合金的磨损行为

采用双级雾化水冷快凝与粉末冶金技术制备了（２０２４Ａｌ）－２０Ｓｉ－５Ｆｅ耐磨合金，分析了 合金的微观组织，利用磨损实验研究了合金的耐磨性和磨损失效形式．结果表明：快凝粉末冶金 合金具有比铸造合金更细小的微观组织，更高的耐磨性和减磨性；磨损失效形式主要是磨粒磨 损和疲劳磨损，而铸造合金的磨损失效形式主要是磨粒磨损、粘着磨损和部分氧化磨损．

热处理对铸造Al-10Si-5Cu-0.75Mg合金组织及性能的影响

利用扫描电镜、能谱分析仪、X射线衍射仪、万能拉伸试验机、布氏硬度计等分析和测试了Al-10Si-5Cu-0.75Mg合金的显微组织和力学性能,探讨了合金热处理过程中析出相的溶解过程和强韧化机制。结果表明,合金最佳热处理工艺为500℃×8 h固溶,190℃×6 h人工时效;合金抗拉强度、硬度、伸长率与铸态相比分别提高了40%、62%、29%。固溶过程产生的强化主要是来自Al_2Cu相的溶解,时效过程产生的强化主要是由于析出相θ'对位错的阻碍作用。

激冷处理对Al-10Si-5Cu-0.75Mg-0.55Mn合金组织和力学性能的影响

采用扫描电镜、透射电镜、差热扫描量热仪、室温拉伸测试等手段,研究了激冷处理对Al-10Si-5Cu-0.75Mg-0.55Mn合金显微组织与力学性能的影响。结果表明：与495℃×6 h固溶＋185℃×6 h时效处理工艺相比,495℃×6 h固溶＋-196℃×12 h激冷＋185℃×6 h时效复合处理对合金的性能提高作用显著,极限抗拉强度与硬度分别增加了30%与38%,而伸长率基本保持不变;合金固溶后进行激冷处理,温度剧烈变化带来的应力冲击细化了合金中未溶第二相,同时激冷处理还降低了合金基体的固溶度促进原子析出形成更多GP区,为时效强化相孕育了更多的形核,增强了沉淀强化效果,具有预时效作用。

Bi对Al-5Mg-2Si-0.6Mn合金的组织及力学性能的影响

研究了Bi含量对Al-5Mg-2Si-0.6Mn合金铸态组织、相结构和成分、力学性能和断口形貌的影响。结果表明,当Bi含量为0.3%时,具有最明显的变质效果。Bi富集在共晶Mg2Si生长界面前端产生成分过冷,减小了液相的实际过冷度,使共晶Mg2Si的生长速度被限制,共晶Mg2Si相从变质前的粗纤维状转变成细小的点状纤维。合金的力学性能显著提高,抗拉强度、伸长率分别由未变质的205 MPa、2.8%增加至240 MPa、5.3%,分别增加了17.1%、89.3%。

石墨烯/Al-18Si-5Cu-Mg复合材料和Al-18Si合金切削加工有限元分析

利用abaqus有限元软件对GNFs/Al-18Si-5Cu-Mg复合材料和过共晶Al-18Si合金进行有限元铣削仿真,在一定条件下进行切削试验,对比分析GNFs/Al-18Si-5Cu-Mg复合材料和Al-18Si合金的切削力特征。模拟显示,GNFs/Al-18Si-5Cu-Mg复合材料所受到的切削拉应力和压应力均低于Al-18Si合金所受切削应力,两种材料切削力时域曲线变化趋势与实验测试结果吻合。GNFs/Al-18Si-5Cu-Mg复合材料在特定条件下的切削力时域曲线变化明显较Al-18Si合金平缓,切削波动较小,说明在铝硅合金粉末中加入石墨烯纳米片有益于提高复合材料表面加工质量,较相同成分的合金材料切削加工性能获得改善。

Mn含量对Al-20Si-1.5Mg合金组织和性能的影响

通过MFE3光学显微镜、万能力学试验机等手段对Al-20Si-1.5Mg-xMn合金进行了研究。结果显示,添加Mn元素后,合金的晶粒先细化随后又逐渐变粗大,合金的力学性能也是随着Mn含量的增加先升高后降低。在Mn含量为0.5%时综合性能最好。

T6态Al-10Si-5Cu-0.75Mg合金的干滑动摩擦磨损性能

利用UMT-2型摩擦磨损试验机研究了T6态Al-10Si-5Cu-0.75Mg合金的干滑动摩擦磨损性能,采取SEM、XRD、EDS等方法分析了合金在不同转速和载荷下的摩擦磨损行为。结果表明:合金的磨损率随转速和载荷的增加而增大,但在800 r/min的高转速下仍具有良好的耐磨性,15 N高载荷时的磨损率相对于5 N低载荷时只增加了291%,仍属于轻微磨损;摩擦系数的平均值在0.35～0.40范围内变化,且随时间的变化不大,具有较高的稳定性;另外,磨损机制由低速轻载时的磨粒磨损、粘着磨损向高速重载时的剥层磨损、氧化磨损转变。

喷射成形Al-22Si-5Fe合金的热变形行为及组织稳定性

采用Gleeble-1500热模拟试验机在变形温度为573-723K,应变速率为0.005—0.05 s^(-1),最大变形量为30%的条件下对喷射成形Al-22Si-5Fe合金进行热模拟实验,同时利用OM和XRD对其组织稳定性进行了研究.结果表明,过共晶Al-22Si-5Fe合金的热变形行为同样可用包含Zener-Hollomon参数的模型来处理;低温变形时,沉积合金的变形激活能与纯Al的自扩散激活能一致,较高温度下的变形激活能明显高于纯Al的自扩散激活能,说明沉积合金中大量的第二相对变形会产生显著的影响;较低温加热时,沉积合金中的Si颗粒变化不明显,当加热温度在698 K或以上温度时,过共晶Al-22Si-5Fe沉积合金中的Si颗粒将明显长大;在整个实验温度范围内,富Fe的金属间化合物颗粒几乎未发生变化.

Al-20Si-1Sm合金在半固态等温热处理过程中的组织演变

研究了Al-20Si-1Sm合金在半固态等温热处理过程中的组织演变。结果表明,随着等温热处理温度和时间的增加,液相量增加,共晶α-Al相球化,尺寸先减小后增大。共晶Si呈羽毛状,初生Si裂解成小块状并明显钝化。在等温温度为610℃,保温时间为15min时,合金中共晶α-Al相的球化效果最佳,平均尺寸为37μm,初生Si平均尺寸为30μm。

La和Er对Al-13Si-5Cu-2Ni-1Mg合金组织和性能的影响

研究了La和Er对铸造Al-13Si-5Cu-2Ni-1Mg合金组织和力学性能的影响。结果表明,La对共晶Si有较强的变质作用,在合金中生成块状、长针状富La相;Er可以明显减小二次枝晶间距,在合金中可生成块状、短棒状富Er相。合金中复合添加0.2%的La和0.2%的Er时,二次枝晶间距、初生Si、共晶Si和金属间化合物的尺寸同时减小,La、Er相互作用可以抑制富稀土相的生长,使合金中引入尺寸细小且弥散分布的富稀土相,此时合金力学性能最佳,25和350℃时抗拉强度分别为274MPa和91MPa。

Yb和Al-Ti-B复合变质对过共晶Al-Si铸造合金组织和性能的影响

采用光学显微镜、扫描电子显微镜、电子探针研究了不同比例的稀土Yb和Al-5Ti-B复合变质剂对过共晶Al-20Si合金显微组织与性能的影响。结果表明,Al-20Si合金中添加质量分数0.5%Yb和0.3%Al-5Ti-1B复合变质剂使得粗大的多边形状、块状和五瓣星状初生Si变质为细小块状,共晶Si由粗大的片状或针状结构变质为细小颗粒或者纤维结构,而且粗大的α-Al枝晶被细化为等轴枝晶。然而,当Al-5Ti-B变质剂含量达到0.4%时,初生Si和共晶Si出现粗化现象。力学性能测试结果表明,联合添加0.5%Yb和0.3%Al-5Ti-B后,合金的抗拉强度和延伸率分别增加了83.7%和92.1%。