Cu含量以及Cu/Mg比对Al-Si-Cu-Mg合金组织和力学性能的影响

研究了Cu含量和Cu/Mg比对Al-Si-Cu-Mg合金组织和力学性能的影响。结果表明Al-Si-Cu-Mg合金凝固组织是否形成Mg_(2)Si、Q-Al_(5)Cu_(2)Mg_(8)Si_(6)以及θ-Al_(2)Cu取决于Cu含量以及Cu/Mg比。当Cu/Mg比相对低时形成Mg_(2)Si中间相,而Cu/Mg比高时则倾向于生成Q-Al_(5)Cu_(2)Mg_(8)Si_(6)和θ-Al_(2)Cu相。当Cu/Mg比相同时,高Cu含量和高Mg含量都会促进Q相θ相的形成。通过观察T6热处理后的组织发现Cu含量以及Cu/Mg比控制了初生相的溶解以及析出相的形成,从而影响合金的强度与韧性。通过控制Cu含量及Cu/Mg比使Al-9Si-2Cu-0.5Mg合金中析出较少数量的初生相,再通过热处理析出大量的Q′强化相,使合金具有较高的强度和相对适中的伸长率。

Cu含量对Al-Cu-Li合金淬火敏感性的影响

采用薄板叠层末端淬火的方法,通过强度测试、连续冷却转变(CCT)和时间-温度-转化率(TTT)曲线计算及X射线衍射、扫描电镜、透射电镜等微观组织表征方法,研究了Cu含量(3.15%、3.63%和3.88%)对Al-Cu-Li合金淬火敏感性的影响,结合理论分析,从析出驱动力和形核位点的角度分析了Cu含量影响淬火敏感性的机理。结果表明:随着Cu含量的增加,晶格畸变能增加,Li的溶解度降低,淬火态合金中位错和残留第二相增多,含Li相的析出驱动力和非均匀形核位点增加,淬火沉淀相增多;随着临界冷却速率的增大,鼻尖温度孕育期缩短,强度残存率减小,Al-Cu-Li合金淬火敏感性提高。T8态合金强度受Cu含量和淬火速率共同作用,淬火速率较高时,主要受Cu含量的影响;淬火速率较低时,Cu含量的影响减小。

Cu含量对Al-1Mg-0.6Si-xCu合金板材韧性及弯曲性能的影响

采用室温拉伸、Kahn撕裂以及弯曲实验,结合数字图像分析法和扫描透射电镜等手段,探究了Cu含量对Al-1Mg-0.6Si-xCu合金板材韧性及弯曲性能的影响。结果表明:随着Cu含量的增加,合金的伸长率、均匀伸长率、均匀断裂能和单位面积裂纹形核功逐渐增加,合金的弯曲性能变好,均匀阶段韧性提升,而合金的失稳伸长率、失稳断裂能及单位面积裂纹扩展功下降,合金失稳阶段韧性变差。随着Cu含量的增加,Al-1Mg-0.6Si-xCu合金中强化相β″的密度增加,且在0.5-Cu合金中出现Q′相和L相,晶内析出相密度增加,使得合金在形变过程中消耗的能量增加;晶界析出相间距增加,从而提高合金的韧性及弯曲性能。

Al-Cu-Mn-Fe-Ag-Zr合金的微观组织与室温和高温性能研究

Al-Cu合金具有低密度、耐热性好和潜在的高温稳定性等优点,广泛应用于汽车和航空航天等领域。为提高Al-Cu基铸造合金的耐热性能,本文制备了质量分数为Al-4%Cu-0.5%Mn-0.1%Fe-0.4%Ag-0.3%Zr(简称AC)的合金。采用OM和SEM分析了合金的微观形貌及化学成分,采用XRD分析了合金的物相结构,采用EBSD研究了晶粒形态与尺寸分布,采用TEM分析了合金在时效处理后的微观组织和析出相形态,采用高低温拉伸试验机进行了室温和高温力学性能测试。结果表明,AC合金在铸造过程中形成的金属间化合物主要包括Al_2Cu和Al_7Cu_2Fe,其中,Al_2Cu相在固溶处理后溶入基体中,并在时效处理后重新沉淀为θ′相,成为主要的强化相。此外,经T6热处理后,合金中还包含着T_(Mn)(Al_(20)Cu_2Mn_3)相,Ag元素固溶于铝基体中,而Zr元素则使得合金析出L1_2-Al_3Zr纳米相,其与θ′相存在位向关系。测试了合金在室温和高温(200、300和400℃)下的拉伸性能,对应屈服强度可分别达236、155、129和61 MPa。

Cu含量对Al-Cu-Mg-Ag合金力学性能和耐腐蚀性能的影响

Cu元素是Al-Cu-Mg-Ag合金的主要合金元素之一,对合金性能有重要影响。采用Cu元素质量分数分别为3.08%、3.39%、3.93%的3种Al-Cu-Mg-Ag合金,通过金相显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、常温拉伸力学性能测试和晶间腐蚀试验、电化学试验研究了Cu含量对合金的显微组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响。试验结果表明:随着Cu含量增加,铸态Al-Cu-Mg-Ag合金的晶粒尺寸逐渐减小,T8态处理的合金的屈服强度和抗拉强度提高,延伸率略有下降,合金中Ω相的数量增加;随着Cu含量增加,合金耐腐蚀性能先提升后下降,w(Cu)=3.39%的合金耐腐蚀性能相对较好。

Cu含量对7xxx系铝合金力学性能及腐蚀性能的影响

文章以添加不同Cu含量(wt.%)(1.4%~2.6%)的Al-Zn-Mg-xCu-Ce-Zr合金为研究对象,通过OM、TEM以及室温拉伸、剥落腐蚀、电化学腐蚀等实验,研究Cu元素对铝合金组织及性能的影响规律。结果表明,随着Cu含量的增加,合金晶内析出相的平均尺寸先减小后增大,合金的力学性能呈先升高后降低的趋势,抗腐蚀性能逐渐降低。当Cu含量为2.2%时,合金晶内析出相的平均尺寸最小且表现出最高的力学性能;当Cu含量为1.4%时,合金表现出最佳的综合性能,抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为682MPa、605MPa和13.8%;腐蚀电流密度为1.496×10^(-5) A/cm^(2)。

均匀化处理对2195铝锂合金显微组织及再结晶行为的影响

采用扫描电镜、X射线衍射、透射电镜及电子背散射衍射等方法研究均匀化处理过程中2195合金的显微组织演变和Al3Zr析出相对再结晶行为的影响。结果表明,经均匀化处理后,铸态合金中严重的枝晶偏析得到有效消除,但其过程受到溶解速度较慢的Al−Cu相的限制。此外,与其他均匀化处理工艺(单级、双级和以60℃/h斜坡升温的均匀化处理)相比,在以30℃/h斜坡升温的均匀化处理条件下,样品(H30)中析出尺寸较细小且密度较大的Al3Zr弥散相。Al3Zr弥散相的尺寸越小,密度越高,其具有的Zener钉扎阻力越强,可阻碍位错及(亚)晶界的移动。因此,在热压缩及后续固溶处理过程中H30样品表现出较强的再结晶抗力。该研究能为铸态2195铝合金热处理工艺参数的优化提供理论指导。

铜元素含量对超高强铝合金力学性能淬火敏感性的影响

采用浸入式末端淬火的方法,结合硬度、电导率测试和相图、连续冷却转变曲线计算,通过电子背散射衍射分析、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等微观组织表征方法,研究铜元素含量对超高强AlZn-Mg-Cu合金力学性能淬火敏感性的影响。结果表明:淬火速率从400℃/s降低至70℃/s时,铜含量几乎不影响合金的淬火敏感性;淬火速率从70℃/s降低至4℃/s时,随着铜含量增加,析出驱动力增大,淬火析出相的种类和数量增多、尺寸增大,消耗的相对溶质原子数量增多,合金的淬火敏感性也随之提高;根据晶界及晶内淬火析出相的面积分数差异,发现晶内淬火析出相的数量差异是造成不同合金淬火敏感性差异的主要因素。

分子动力学分析Cu/Al_(2)Cu/Al体系的扩散过程

基于分子动力学方法,对Cu/Al_(2)Cu/Al体系界面扩散过程进行了模拟研究。探讨了不同保温温度对Cu/Al_(2)Cu界面及Al/Al_(2)Cu界面扩散的影响,通过原子的均方位移和扩散系数对界面处原子的扩散行为进行分析,并通过径向分布函数和原子沿Z轴浓度分布对界面演变进行分析。结果表明:在Cu/Al_(2)Cu界面处,Cu原子能够深入扩散到Al_(2)Cu内部,而Al_(2)Cu在933 K及以上时才能在界面附近向Cu侧扩散。界面处过渡层的厚度随着保温温度的升高而增加,且过渡层逐渐向两侧扩展。在Al/Al_(2)Cu界面处,Al原子与Al_(2)Cu相互扩散的现象非常明显,Al层在扩散过程中有序结构被破坏,呈现出混乱的状态;Cu层能够保持较高的有序性,但在933 K及以上时,Cu层结构有序性逐渐被破坏,且界面附近Cu层原子的结构相较于纯Cu层更为混乱。

Cu对Al-50%Si合金法提纯太阳能级多晶硅过程中初晶硅Al含量影响研究

Al-Si合金法提纯具有生产成本低、除杂效率高、副产物单一等特点,是一种极具潜力的太阳能级多晶硅原料的制备方法。在该工艺路线中,Al作为溶剂不可避免地会对Si产生污染,如何降低初晶硅中Al的含量是亟需解决的问题之一。本文通过向Al-50%Si合金中加入Cu,分析Cu对合金溶液热力学性能的影响,结合Cu的存在方式,探讨Cu对Al污染的抑制作用。结果表明:在Al-50%Si合金中添加10%(质量分数)Cu后,合金中Al的活度系数降低至0.7148;初晶硅中Al的含量从250.960 mg/kg降低到181.637 mg/kg,比未添加Cu时减少了27.62%,同时,Cu在初晶硅中的残留仅为12.6 mg/kg,低于Cu在Si中的固溶度。可见,在Al-Si合金中引入Cu并未对初晶硅造成二次污染。因此,采用Al-Si-Cu三元合金体系进行提纯制备太阳能级多晶硅能够有效抑制Al对初晶硅的污染。

铜/铝/铜轧制复合板的退火工艺研究

研究了低温长时间和高温短时两种退火工艺对铜／铝／铜轧制复合板的成型性能及界面结合强度的影响，讨论了退火强化现象没有出现的原因。结果表明，退火处理不能提高铜／铝／铜轧制复合板的结合强度，只能改善复合板的成型性能。铜／铝轧制复合板宜采用高温短时退火制度，退火温度选择580～625℃，时间控制在10min以内，此工艺得到的铜／铝轧制复合板综合性能最佳。

铜-铝-铜复合板导电特性的模拟

利用有限元分析软件ANSYS,模拟计算了铜-铝-铜复合板参数对内部涡流电流的影响。模拟结果表明,在铜铝复合板整体厚度一定的前提下,存在适宜的厚度比;铜-铝-铜复合板的导电效率随复合板宽度的增加而提高;同时,铜铝复合板的外形对复合板的内部涡流也有很大的影响,圆边的双面复合板优于直边,且优于同尺寸四边覆铜的直边板。

铸轧法制备铜-铝-铜复合板的界面组织与性能

采用铸轧法制备了不同厚度的铜-铝-铜复合板,并分别采用拉伸试验、剥离试验、X射线衍射仪、能谱点分析(EDS)、扫描电镜(SEM)和能谱线扫描分析(EPMA)等对复合板力学性能、形貌和组成进行了检测。检测结果表明:界面层的主要组成物为α(Al)、Cu Al2、Cu9Al4。板厚从6 mm增大到14 mm时,界面层厚度和Cu、Al原子扩散程度均逐渐增加。抗拉强度从115 MPa增大到135 MPa,延伸率从25%增加至31%,剥离强度从30 N/mm增大至35 N/mm,剥离强度即为界面层结合强度。

Cu对Al-Si-Cu-Ni合金组织和力学性能的影响

通过力学性能分析、硬度测试、金相观察以及能谱分析等手段,研究了Cu对砂型铸造Al-Si-Cu-Ni合金组织和力学性能的影响。结果表明,随着Cu含量的增加,合金中Al-Ni-Cu相和CuAl2相增加,同时合金的室温、高温(250℃)强度提高,伸长率下降。

Cu-Zn-Al-Zr甲醇合成催化剂的UVDR、TPD和TPR表征

在 Cu- Zn- Al甲醇合成催化剂中添加适量的氧化锆助剂 ,制得 Cu- Zn- Al- Zr催化剂及表征其特性 .实验结果表明 ,Cu- Zn- Al- Zr催化剂最佳反应温度为 2 30℃ ,比 Cu- Zn- Al低约 10℃ ;热处理前后甲醇得率分别比 Cu- Zn- Al高 16%和 38% .UVDR表征显示 ,反应后催化剂在 5 98nm处观测到在 Zn O晶格介面上的 Cu+;CO- TPD表征显示 ,经 4 5 0℃热处理后的催化剂只在 182℃～ 197℃处出现一个由 Cu0 位贡献的吸附峰 ,热处理前在 2 61℃～ 2 74℃处由 Cu+位贡献的吸附峰消失 .Cu-Zn- Al- Zr催化剂对 CO的吸附量和 Cu+含量均大于 Cu- Zn- Al催化剂 。

铝合金形变热处理工艺研究进展

综述了过去40年铝合金形变热处理工艺的发展过程和最新的研究动态,介绍了形变热处理对铝合金组织与性能的影响及其在工业上的应用。通过分析铝合金形变热处理工艺研究中存在的一些问题,说明继续深入地开展铝合金形变热处理的试验研究仍然十分必要;而针对具体合金,简化和优化其形变热处理工艺使之能够在工业化生产条件下广泛应用更是当务之急。

挤压铸造Al-6.8Zn-2.6Mg-2.3Cu的组织和性能

采用金相、扫描电镜和DSC热分析仪研究了挤压铸造Al-6.8Zn-2.6Mg-2.3Cu合金的显微组织、铸造性能和力学性能,并与Al-5.5Si-4.0Cu合金进行了对比研究。结果表明,熔体温度为720℃和740℃时,Al-6.8Zn-2.6Mg-2.3Cu合金的流动性能比Al-5.5Si-4.0Cu合金分别提高了10.9%和2.9%;挤压压力从0.1MPa增加到75.0MPa时,铸态Al-5.5Si-4.0Cu合金的抗拉强度和伸长率都略高于Al-6.8Zn-2.6Mg-2.3Cu合金,但经过T6热处理后,Al-6.8Zn-2.6Mg-2.3Cu合金的抗拉强度增幅比Al-5.5Si-4.0Cu合金高100MPa以上,这主要是因为Al-6.8Zn-2.6Mg-2.3Cu合金具有更强的时效强化效果。

Co-Cu-Al水滑石的合成及对NO+CO反应性能的研究

本文研究了Co-Al水滑石中加入过渡金属(M)离子后对NO+CO反应的活性。结果表明Co-Al上引入Cu离子对NO+CO反应具有较高的催化活性;以Co-Cu-Al水滑石为研究对象,考察了Co和Cu含量的变化对NO+CO反应活性的影响,发现Co-Cu-Al对NO+CO反应存在一个最佳Co和Cu的含量配比;当nCo∶nCu∶nAl=5∶3∶1时,其催化活性为最佳,在反应温度120℃时,NO的转化率达100%;XRD结果表明Co-Cu-Al经450℃焙烧2h后已有少量的尖晶石相形成,随焙烧温度的提高尖晶石相增多,尖晶石相的形成对催化还原NO有明显的影响;NO-TPD-MS结果表明NO吸附在Co-Cu-Al上的热脱附产物经质谱跟踪能检测到NO(m/e=30)、N2O(m/e=44)、N2(m/e=28)和O2(m/e=32)等4种脱附物种,推测低温脱附物种为吸附在弱位上的NO,而高温脱附物种为吸附在强位上的NO,400℃焙烧的Co-Cu-Al水滑石上NO的脱附峰温略低于600℃焙烧的,NO在Co-Cu-Al表面的解离是NO+CO反应的速控步骤。

Cu含量对Al-Mg-Si-Cu合金微观组织和性能的影响

采用DSC热分析、硬度、电导率、拉伸和晶间腐蚀等测试及透射电镜组织观察,研究Cu含量对Al-Mg-Si-Cu合金微观组织和性能的影响。实验表明:180℃时效时,4种合金硬度上升至峰值后持续下降,且随着Cu含量增加,合金的时效硬度随之提高,硬化速率加快而软化速率降低;时效时电导率先下降至最低值后又持续上升,且Cu含量越高,电导率越低。随着Cu含量增加,T6和T4态合金的强度随之提高,晶间腐蚀抗力下降,但无Cu合金不发生晶间腐蚀;T6态合金析出相类型随Cu含量增加而变化,Cu含量较低时(0.6以下),析出β″相;而Cu含量为0.9时,析出相为β″相和Q′相共存;且随着Cu含量增加,析出相数量和体积分数增加而尺寸减小,T4态合金析出相为原子团簇。

改进型XC502低压甲醇合成催化剂的制备

采用离子掺杂价态补偿原理及正交试验方法，在三组份Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ低压甲醇合成催化剂中添加适量的ＩＶＢ族和ＶＢ族金属氧化物助剂，研制五组份多促进的Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ－Ｍ１－Ｍ２的甲醇合成催化剂ＸＣ５０２．实验结果表明，在５．０ＭＰａ、２４０℃的条件下，ＸＣ５０２催化剂耐热前的活性比Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ催化剂高约１０％，耐热后高约２９％；ＸＲＤ和ＤＴＡ表征显示，ＸＣ５０２催化剂前驱态含绿铜锌矿［（Ｃｕ，Ｚｎ）（ＯＨ）２（ＣＯ３）］和孔雀石［（Ｃｕ２（ＯＨ）２ＣＯ３］构型的组份较多，分散度较好．这与ＸＣ５０２型催化剂具有低温高活性和较好的热稳定性密切相关．