Si含量对Al-Si-Cu-Ni-Mg合金组织和性能的影响

采用搅拌铸造工艺制备不同Si含量合金,旨在揭示Si含量对Al-Si-Cu-Ni-Mg合金微观组织、力学性能和耐磨性的影响。结果表明,随着Si含量升高,合金中共晶Si长径比和平均长度先升高后降低,Si含量为16wt.%合金的长径比和平均长度最大,分别为8.8μm、24.1μm。经过520℃/6 h固溶+180℃/5 h时效处理后,共晶Si形貌由纤维状变为球状,初晶Si棱角钝化。合金中共晶Si长径比和平均长度均有明显降低,保持与铸态合金相同的变化趋势;Si含量为16wt.%合金的长径比和平均长度分别为3.5μm、12.4μm,初晶Si尺寸没有明显变化。随着Si含量的升高,铸态合金拉伸性能逐渐降低,宏观硬度逐渐上升。经过T6热处理后,合金的拉伸性能和宏观硬度有了明显提升,保持与铸态合金相同的变化趋势,随着Si含量的升高,合金磨损失重减少,耐磨性得到改善。Si含量为16wt.%的合金磨损失重最少,耐磨性最好;继续增加Si含量时,合金耐磨性降低。

基体Si含量对粉煤灰/铝基复合泡沫显微组织及压缩性能的影响

本文熔炼制备了不同Si含量的Al-xSi-Cu-Mg-Ti-Mn铝合金铸棒,并以铝合金铸棒为基体合金,以粉煤灰空心微珠为填充剂,通过重力渗透工艺制备了粉煤灰/铝基复合泡沫材料。研究了基体Si含量对复合泡沫材料的显微组织和压缩吸能性能的影响。结果表明,复合泡沫中含有α-Al、Si、Al2O3、SiO2、Al2Cu、Ti7Al5Si12、Q-AlSiMnFe和AlSiFe相。随着基体Si含量的增加,复合泡沫的孔隙率由小变大再变小,孔隙率主要受到粗大长条Q-AlSiMnFe、AlSiFe和初生大块Si相数量的影响。复合泡沫材料的抗压强度先减小后增大,且在基体Si含量为13wt%时抗压强度最大,为118.36 MPa,对应的平均平台应力、比吸能和吸能能力均为最高,分别达到93.90 MPa, 31.42 kJ/kg和 66.48 MJ/m3,比吸能和吸能能力都远远超过了传统泡沫铝,表明所开发的铝基复合泡沫材料有望用于高速冲击碰撞的吸能减振缓冲材料。

Si含量对10CrNiCuSi钢氧化铁皮的影响

为改善10CrNiCuSi船体钢表面质量,设计了Si含量为0.08%~0.65%的试验钢,研究了其在1150~1250℃下的高温氧化行为,利用弯曲试验评价了试验钢氧化铁皮的剥离性,并讨论分析了Si含量对富Si反应产物与氧化增重的影响。结果表明:在低于Fe_(2)SiO_(4)-FeO共晶温度条件下,随着Si含量增加,固态Fe_(2)SiO_(4)含量增加,其对氧化反应的抑制程度增加,氧化增重呈现下降趋势;在高于Fe_(2)SiO_(4)-FeO共晶温度条件下,随着Si含量在0.20%~0.65%范围内增加,液相含量增加,加快了氧化反应,氧化增重呈现上升趋势。富Si产物的液化现象对氧化铁皮的剥离性具有重要影响,富Si液相浸入基体和FeO中,形成锚状或网格状形态,造成内氧化层与基体界面平直度严重恶化,导致氧化铁皮难以剥离。随着Si含量的增加,氧化铁皮剥离难度进一步加大。温度和Si含量是改善10CrNiCuSi钢表面质量的关键因素,根据本实验研究结果,建议控制Si含量不高于0.20%,加热温度不高于1150℃。

超声振动下不同Si含量对轨道车辆用ADC12铝合金微观组织与性能的影响

为研究不同Si含量对超声振动制备轨道车辆用铝合金的影响,通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、摩擦磨损试验机研究了Si对铝合金的微观组织、硬度、耐磨损性能和耐腐蚀性能的影响。结果显示,超声振动处理后,铝合金试样微观组织明显被细化,长针状Si相和第二相被细化成颗粒状或短棒状。随着Si含量的增大,α-Al相尺寸和长径比先减小后增大,硬度不断增大,磨损量和腐蚀速率先减小后增大,耐磨损性能和耐腐蚀性能先增强后减弱。当Si含量为12%时,α-Al相数量增多,尺寸减小到48.4μm,Si相分布均匀,磨损量和腐蚀速率最小分别为25.9 mg和1.57 mg/h,磨损表面几乎没有磨损坑出现,犁沟变窄变浅,腐蚀表面较光滑,表现为均匀腐蚀。

Si含量对Si-GLC薄膜在海洋环境中摩擦学行为的影响

目的为改善类石墨(Graphite-like Carbon,GLC)薄膜在海洋工程中的摩擦学行为,扩展此类薄膜的进一步应用。方法采用磁控溅射技术制备了不同Si含量的Si-GLC薄膜。采用扫描电镜(SEM)、拉曼光谱设备对薄膜的形貌、成分和结构进行了分析,并用海水盐雾、高低温交变试验模拟海洋环境对薄膜的腐蚀作用,利用纳米压痕、往复式摩擦磨损试验机对薄膜的机械性能进行了评价。结果Si-GLC薄膜结构致密,受限于沉积方法,制备的Si-GLC薄膜具有富Si层和富C层交替生长的“伪多层”结构。随着Si含量的增加,C—Si单键的数量逐渐增多,Si-GLC薄膜中sp^(3)杂化键的含量逐步增加。Si-GLC薄膜中sp^(3)杂化键的含量随Si含量的增加而逐步上升,薄膜的硬度与弹性模量在Si质量分数为64.51%时到达最大值,分别为21.3 GPa和245.9 GPa。同时,Si含量较高的薄膜具有更好的耐盐雾、耐高低温交变特性,表现出更好的海洋环境适应性。结论Si质量分数为48.11%时Si-GLC表现出最佳的海洋环境适应性摩擦学性能,在不同试验条件下均具有较低(约0.1)且稳定的摩擦因数,证明在GLC薄膜中掺入适量的Si元素能够起到稳定薄膜内的单键结构,避免薄膜在摩擦过程中发生石墨化,达到提升薄膜耐磨性能的目的。

Si含量对热轧板卷表面红色氧化铁皮的影响

在热轧生产线上进行了板卷红色氧化铁皮(红锈)残留试验。利用在线表面质量检测系统和扫描电镜对板卷表面质量和红锈的结构进行了分析。讨论了Si对氧化铁皮结构的影响及提高除鳞效果的措施。结果表明,Si含量是影响热轧板卷表面红锈残留量的最重要因素。随Si含量的降低,板卷表面红锈残留量更少。扫描电镜分析表明,在红锈和基体之间存在明显的Si富集。

Si含量对高强高韧7050铝合金组织和力学性能的影响

通过熔炼制备8种不同杂质Si含量的7050铝合金，研究了Si含量从0．033％～0．491％的变化对7050铝合金组织和力学性能的影响规律．结果表明：当Si含量增加至0．134％时，合金铸态组织中出现明显的粗大富Si杂质相，并且随Si含量增加，富Si杂质相含量增多；粗大富Si杂质相在均匀化退火、热挤压以及固溶处理过程中都难以溶解，残留在时效态合金组织中；当Si含量增加至0．134％时，时效态合金的室温拉伸强度和塑性明显提高；在Si含量高于0．344％后，Si含量的增加使合金的室温拉伸强度、塑性和断裂韧性都显著降低．为获得最佳的室温强度和塑性，7050铝合金的Si含量应控制在0．121％～0．134％，但要获得更好的断裂韧性，需进一步降低合金中Si含量．

Si含量对TiO_2/SiO_2复合气凝胶结构及光催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了不同Si含量的TiO2/SiO2复合气凝胶.利用XRD、FTIR、XPS和BET等手段表征了复合气凝胶组织结构,以甲基橙溶液光催化降解实验评价其光催化活性,研究了Si含量对TiO2/SiO2复合气凝胶的结构及光催化性能影响规律.结果表明:TiO2/SiO2复合气凝胶中Ti-O-Ti、Si-O-Si和Ti-O-Si键相互交织,使复合气凝胶具有小晶粒尺寸、高比表面积和高热稳定性.随着Si含量增大,TiO2/SiO2复合气凝胶中TiO2晶粒尺寸减小,TiO2结晶度降低,比表面积增大,平均孔径减小,且TiO2/SiO2复合气凝胶对甲基橙溶液的光催化降解活性呈现先升后降的变化趋势.适当Si含量能显著改善TiO2/SiO2复合气凝胶的结构和光催化性能,Si含量最佳值在9wt%附近.

Si含量对GH2909合金性能的影响

研究了Si含量对GH2909合金室温拉伸、高温拉伸和持久性能的影响。结果表明:在一定含量范围内,提高Si含量可促进GH2909合金中ε相的析出,有利于降低GH2909合金的缺口敏感性从而提高缺口持久性能。同时Si含量提高降低了GH2909合金的室温、高温拉伸强度,提高了塑性。

Si含量对镍基合金氧化保护膜影响机制的研究

本文对镍基合金中Si在弱氧化环境下表面氧化成膜特性进行了研究。利用XRD、SEM、EDS等检测手段对试样进行了检测分析,结果发现:合金表面氧化膜的形成动力学对镍基合金的Si含量非常敏感。当合金元素Si的含量较高时,由于连续的非晶SiO2膜在表层氧化铬与奥氏体基体之间的富集阻碍了Cr离子的向外扩散,导致在奥氏体区之上形成了较薄的氧化铬膜;共晶组织区域由于不会形成连续的SiO2非晶膜,仍然可以作为Cr离子的快速扩散通道,使得在该组织区域形成大量的脊状氧化物。奥氏体组织之上的氧化膜厚度与基体的Si含量成反比。

Si含量对9%Cr铁素体马氏体钢微观结构和力学性能的影响

铁素体马氏体(F/M)钢是铅冷快堆堆芯的主要候选材料之一,提高Si含量可提高其抗腐蚀性能,但影响其微观结构和力学性能。为研发兼顾力学性能和抗腐蚀性能的高Si含量F/M钢,本文对Si含量(质量分数为0.34%、0.61%、0.80%、0.98%和1.20%)对9%Cr F/M钢微观结构和力学性能的影响进行了研究。结果显示,室温下通过正火(1050℃,0.5 h,空冷)+回火(760℃,1.5 h,空冷)热处理制备的F/M钢均为全马氏体组织。钢的屈服强度和抗拉强度均随Si含量的增加而增加。Si含量对钢的组织及冲击性能的影响可分为两个阶段,当F/M钢中Si含量为0.34%~0.80%时,其组织、冲击性能变化很小;Si含量为0.98%~1.20%时,F/M钢中的第二相尺寸、数量增加,沿马氏体板条界面析出少量的Laves相,F/M钢的冲击韧性降低。本研究9%Cr F/M钢中Si元素的最优添加量应低于0.8%,使钢在保持较高强度的同时兼具良好的韧性。

初始Si含量对离心法制备过共晶Al-Si合金FGM中初晶硅分布的影响

很多实验表明,Si含量不同导致离心法制备过共晶Al-Si合金梯度功能材料(FGM)中初晶硅分布内外侧不同。为了解释这一实验现象,通过理论分析,提出存在一临界初始含量和临界析出温度的观点。分析表明:当Si含量低于临界含量和析出温度低于临界析出温度时,过共晶Al-Si合金析出的初晶硅密度小于残余合金熔液密度;当Si含量高于临界含量时,在临界温度以上合金析出的初晶硅密度大于合金熔液密度,临界温度以下合金析出的初晶硅密度小于合金熔液密度。这导致了离心法制备不同初始Si含量的过共晶Al-Si合金FGM中初晶硅分布于内外侧不同。最后采用实验进行了验证。

Si含量对9%Cr铁素体马氏体钢Laves相析出行为和冲击性能的影响

铁素体马氏体(F/M)钢是铅冷快堆堆芯的主要候选材料之一,提高F/M钢中的Si含量可提高其抗腐蚀性能,但会促进Laves相的析出从而影响其塑韧性。针对5种Si含量(0.34~1.20 mass%)的9%Cr F/M钢,开展了600℃下热老化不同时间的试验,研究了Si含量对其Laves相析出行为和冲击性能的影响。结果表明:热老化250 h后,5种Si含量的F/M钢均在原奥氏体晶界和马氏体板条界面上析出了不规则颗粒状为主的Laves相;随着热老化时间的增加,Laves相面积分数先增加后保持稳定,而平均直径逐渐增加。相同的热老化时间下,Laves相的密度和面积分数随Si含量的增加逐渐增加,但随着Si含量的增加,Si含量的影响呈现逐步减弱的趋势,当Si含量达到0.98 mass%后,进一步增加Si含量不会显著影响Laves相的析出行为。Si含量对Laves相的平均直径、粗化速度和化学成分的影响不显著,Laves相在600℃下的粗化速度约为8.5 nm/h^(1/3)。热老化250 h后,不同Si含量的F/M钢冲击性能均显著退化;相同热老化时间下,F/M钢的冲击性能随Si含量的增加有下降的趋势,Laves相的析出是冲击性能退化的主要原因。

Si含量对超超临界汽轮机转子钢30Cr2Ni4MoV组织和性能的影响

30Cr2Ni4MoV钢(%:0.15～0.16C、0.03～0.45Si、0.12～0.14Mn、0.005P、0.005～0.006S、1.62～1.72Cr、3.60～3.63Ni、0.52～0.53Mo、0.07V、≤0.005A1)由10kg真空感应炉冶炼,锻后经930℃空冷+900℃空冷+640℃空冷处理,再经850℃水淬+600℃回火调质处理。试验结果表明,当钢中的Si含量由0.03%增加至0.45%时,钢中马氏体量增加,晶粒更为粗大;钢的抗拉和屈服强度分别从922～936 MPa和868～873 MPa增至1015～1028 MPa和950～959 MPa,但平均冲击功由205 J降至154 J。

Si含量对TiAlSiN纳米复合涂层的微观结构和力学性能的影响

采用不同Si含量的TiAlSi复合靶,在Si基底片上用射频磁控溅射工艺沉积了TiAlSiN纳米复合涂层,采用X射线衍射仪(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和纳米压痕技术研究了Si含量对TiAlSiN涂层的微观结构和力学性能的影响.结果表明:TiAlSiN涂层内部形成了Si3N4界面相包裹TiAlN纳米等轴晶粒的纳米复合结构.随着Si含量的增加,TiAlSiN涂层的结晶程度先增加后降低,涂层内部的晶粒尺寸先减小后趋于平稳,涂层的力学性能先升高后降低.当Si与TiAl原子比为3∶22时获得的最高硬度和弹性模量分别为37.1GPa和357.3 GPa.

Si含量对汽车发动机铸造铝合金性能的影响

制备了Si含量分别为0.2%、0.4%、0.6%、0.8%和1.0%的汽车发动机用6061铝合金,研究了时效态的金相组织,并对其室温拉伸性能和维氏硬度进行了测试。结果表明,拉伸强度呈现随Si含量增加先升高后降低的趋势,屈服强度和维氏硬度随着Si含量的增加而逐渐升高,伸长率随着Si含量的增加而逐渐下降。当Si含量为0.6%时,6061铝合金具有最优的力学性能。

Si含量对铁基高温合金抗氧化性能的影响

通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS)等手段对不同Si含量的铁基高温合金1 250℃下的抗氧化性能进行了研究。结果表明,1 250℃下,铁基高温合金抗氧化性能与Si含量的关系由优至劣的顺序是:0.93%Si>0%Si>2.76%Si>1.40%Si。含0.93%Si的铁基高温合金具有好的抗氧化性能的原因是,Si在基体与其致密的氧化膜之间形成了弥散分布的SiO_2颗粒层,这些尺寸较小的SiO_2颗粒与其氧化膜紧密连接犹如楔子般起着钉扎氧化膜的作用,改善了氧化膜的粘附性,进而提高了材料的抗氧化性能。

汽车板用钢Si含量控制技术研究

为解决国产汽车板用钢在冶炼过程中因钢水增硅导致的钢板性能下降的问题,本文对钢板冶炼各阶段Si含量的产生及变化情况进行了研究。影响各阶段钢水增硅的原因主要包括钢包渣碱度、钢水Al含量、中包渣和中包绝热板的材质等,通过选用Si质量分数小于1.5%的脱氧剂、采用钢包渣改质剂提高钢包渣的渣碱度、选用全碱性中间包或不含硅的大包保护渣等控制措施,能够将精炼-连铸过程中钢液增硅质量分数控制在0.01%以下。

Si含量对G类焊材的影响

主要通过对不同Si含量的AWS A5.28 ER70S-G焊材进行操作和性能对比研究,总结出在一定程度上降低ER70S-G焊材的Si含量可以提高焊缝金属的冲击韧性,但牺牲了其操作性和焊接成形能力,而适当提高ER70S-G氩弧焊焊材的Si含量,可以免除氩弧焊材的背部充氩,同时保证焊材的冲击性能。

Si含量对冷作模具钢Cr8Mo2SiV组织和性能的影响

研究了Si含量对25 kg真空感应炉冶炼的Cr8Mo2SiV钢(%:0.96～0.97C、0.31～0.36Mn、7.98～8.04Cr、2.01～2.08Mo、0.31～1.52Si、0.20V)组织和力学性能的影响。结果表明,随着Si含量的增加,共晶碳化物尺寸变大,数量增多,淬火峰值硬度向高温区移动;经1 030℃淬火,550℃回火后,随着Si含量的提高,Cr8Mo2SiV钢的二次硬化能力和冲击韧性明显提高。Cr8Mo2SiV钢最佳的Si含量为1.5%。