粒子增强铸造锌基合金复合材料的力学及摩擦磨损特性

研究发现,加入不同种类、不同含量的粒子的铸造锌基合金复合材料,其力学性能、热膨胀系数及摩擦磨损有明显不同。加入适量的粒子,除室温抗拉强度略有下降外,其它性能均明显改善:SiC粒子效果最好,其次是结晶硅,再次是Al_2O_3粒子。由实验结果看出,铸造锌基合金粒子复合材料较耐磨锡青铜及铅青铜的摩擦磨损性能明显改善。同时,作者还分析了产生上述现象的原因。

铝锂合金与铸型表面作用的研究

采用覆砂石墨型,研究了轻质Al-Li合金熔体与几种砂型材料表面间的交互作用,并考察了几种陶瓷涂料对合金表面质量及气孔形成的影响,结果与分析表明树脂砂干型和惰性涂料是适用于Al-Li合金铸件开发的造型材料。

充型凝固过程数值模拟在铜型铸件中的应用

考虑到大部分铸件充型过程均处于湍流状态 ,将工程湍流模式用于液态金属的流动和传热计算 ,并与层流计算结果、基准试验以及铜型压缩机灰铁铸件试验结果进行了对比 ,分析了计算结果之间产生差异的主要原因 .简要介绍了相应的数值算法以及在流体自由表面处理方法上与传统方法的不同之处 ,对铸件充型之后的凝固过程也进行了模拟计算且与现场试验作了对比 .

用压入法加锂熔炼铝锂合金的研究

对压入法熔炼铝锂合金的工艺方法进行了研究,对熔炼过程中锂的损失、合金的精炼、熔剂的制备问题进行了探索。发现锂的损失主要源于锂的氧化,良好的保护措施可以减少锂的损失。在压入法工艺中,精炼可以采用两次精炼的方法,使用高纯氩气对铝锂合金进行精炼效果良好。差热分析的结果表明60％LiCl加40％LiF混合熔剂比50％LiCl加50％LiF熔剂更为优越。

铝-锂合金冷裂倾向性的研究

本文分析了铝-锂合金冷裂纹产生的原因,并提出解决这一问题的措施。裂纹倾向性是铝合金常见的铸造缺陷之一,对铸件的使用和铸锭后期的热加工质量均有重要影响。在铝-锂合金热裂倾向性试验中,我们发现铝-锂合金存在较严重的冷裂纹倾向,在铸态和热处理状态,这一现象均有发生。因此,对冷裂纹产生的原因进行分析,并在此基础上找出解决的措施,无疑具有重要意义。

Al-Li合金(8090)均匀化组织与性能的研究

本文研究了8090合金均匀化过程,讨论了均匀化工艺对组织与拉伸性能的影响。结果表明,正确的均匀化工艺可使合金组织均匀,拉伸强度和延伸率明显提高,但是均匀化处理很难消除 Fe、Si 在晶界上的偏析。

铸件充型凝固过程数值模拟发展现状

铸件内在质量很大程度上取决于铸件的充型和凝固过程。将计算流体力学、计算传热传质学和计算机可视化技术应用于铸造工艺设计 ,可以使铸造技术人员更清楚地了解铸件形成过程 ,快捷地确定较为合理的铸造工艺参数。本文对铸件充型和凝固过程的数学模型、计算方法及商品化软件方面的发展现状进行了综合评述 ,并展望了该领域的发展前景。

盐类反应制备TiB_2/Al-4.5Cu复合材料的研究

采用Ｋ２ＴｉＦ６和ＫＢＦ４混合盐反应法制备ＴｉＢ２／Ａｌ－４．５Ｃｕ复合材料，通过ＳＥＭ，ＸＲＤ及ＭＴＳ等仪器研究了复合材料的凝固组织和力学性能。增强相ＴｉＢ２颗粒细小（＜２μｍ），呈近球形，均匀分布于基体之中，起强化和细化基体作用，ＴｉＢ２颗粒与基体结合好。当Ｋ２ＴｉＦ６和ＫＢＦ４混合物加入质量为基体的２０％时，复合材料的综合性能最好。ＵＴＳ达３５２ＭＰａ，ＥＬ达４．４％，ＨＢ达１４６。

锌基-结晶硅、陶瓷粒子复合材料的组织与性能

本文研究了用流变铸造工艺制造的锌基—结晶硅,陶瓷粒子复合材料的组织、凝固特点、力学性能,热膨胀系数及摩擦磨损特性。研究发现,SiC粒子可作为高铝锌基合金的初生相的形核衬底,分布在晶内并可细化晶粒;硅粒子的分布与合金的结晶特性有关。而Al_2O_3粒子分布在晶界,对初生相有粗化趋势。也研究了粒子对锌基合金力学性能的影响,发现合金抗拉强度略有下降,硬度提高,粒子含量适当时延伸率及韧性提高。加入粒子后锌基合金热膨胀系数减小,耐磨性明显提高,从而使其能更好的满足模具,轴承材升的要求。

氧化铝短纤维增强铝合金复合材料界面的研究

本文在浸渗法制备复合材料的基础上,研究了氧化铝短纤维增强铝合金复合材料的界面。研究结果表明,在复合材料中,纤维与基体之间存在明显的界面层,合金元素通过适当的化学反应可改善浸润状况,有利于纤维与基体的结合。试样断口分析还表明,复合材料的界面结合状况良好,可传递足够的载荷到纤维上,发挥其增强作用。

原位反应法制备Al/Al_3Ti复合材料组织和性能

本研究采用一种新型的原位反应工艺，使ＴｉＯ２粉剂与纯铝熔体反应，生成Ａｌ３Ｔｉ颗粒，然后采用搅拌铸造法制备Ａｌ／Ａｌ３Ｔｉ复合材料。生成的Ａｌ３Ｔｉ颗粒尺寸细小，为２～３μｍ，而且分布均匀，与基体结合好。当ＴｉＯ２加入量为纯铝基体的３０ｗｔ％、反应温度为９２０℃时，复合材料的抗拉强度比纯铝基体提高７１．５％，硬度提高１３４％，而延伸率较纯铝稍有下降。

铸态Al-4.5Cu/TiB_2复合材料组织和性能的研究

提出一种新型的原位反应合成工艺——熔体反应法 ,以 Ti O2 、H3BO3、Na3Al F6 和 Al- Cu合金为原材料 ,采用熔体反应法制备了低成本的内生颗粒增强 Al- 4.5 Cu/ Ti B2 复合材料。Ti B2 颗粒细小 ,平均尺寸为 0 .93μm,均匀分布于基体之中 ,与基体结合良好。当 Ti B2 的含量为 10 vol%时 ,复合材料的抗拉强度为 416 .7MPa,屈服强度为 316 .9MPa,延伸率为 3.3%

SHS-快速加压合成TiC,Al_2O_3/Al复合材料的工艺研究

利用SHS反应-快速加压的方法制备了Al2O3，TiC／Al复合材料，研究了在不同Al、Al2O3加入条件下燃烧反应的特征及制备的Al2O3，TiC/Al复合材料的相，组织特征．发现一定过量Al的存在对材料的致密化作用明显，在过量w（Al）为10％时，获得的材料相对密度达到97.5％，抗弯强度提高约20％

氧化铝短纤维增强铝合金活塞性能的研究

对用挤压铸造法制造的氧化铝短纤维增强铝合金活塞性能进行了研究.结果表明,这种活塞具有高的高温强度,优异的耐磨性和低的线膨胀系数等性能.

泡沫陶瓷过滤器过滤净化液态金属的机制

本文对采用泡沫陶瓷过滤器的浇注系统过滤机制进行了分析 ,并确定了过滤效率的方程式。对泡沫陶瓷过滤器过滤液态铸造合金的净化效果进行了验证 ,同时也论述了泡沫陶瓷过滤器在浇注系统中克服阻力的工艺方法。

熔体反应内生Al基复合材料的制备和凝固组织控制

采用一种新型的金属基复合材料制备工艺──熔体反应法．制备了二种内生颗粒增强Al基复合材料:一种为Al／TiAl3，另一种为分别采用混合盐体系和氧化物体系制备的Al-4.5Cu／TiB2Al／TiAl3复合材料中的TiAl3随熔体反应时间增加和反应温度的升高，由细小的颗粒（＜3μm）长成粗大的短棒状组织，混合盐体系制备的Al-4．5Cu／TiB2复合材料中的TiB2颗粒细小（＜2μm），但被熔盐包覆，削弱了其对基体的增强效果．氧化物体系制备的Al-4．5Cu／TiB2复合材料中的TiB2颗粒的平均尺寸为0．93μm，TiB2颗粒表面洁净，与基体结合好，该复合材料的力学性能优越，σb＝416.7MPa，σ0.2＝316．9MPa，δ＝3．3％，HV153。

钛合金离心精密铸造充型过程计算机模拟

建立了离心力场下铸造充型流动的数学模型 ,在自行研制的三维铸件充型 /凝固模拟软件 (CASM 3DforWin dows)基础上 ,研制开发了相应的离心力场铸造充型的计算机模拟软件。对钛合金薄壁铸件在重力场下及不同离心精密铸造工艺条件下的充型过程进行了实例模拟计算。计算结果表明 :在离心力场下金属液的薄壁充型能力比重力浇注强得多 ,而“拐头反充”

消失模铸造气隙尺寸及压力数值计算

对金属液充填干砂消失模时气隙尺寸及气隙压力进行了数值计算，结果表明：在充型过程中气隙尺寸及压力基本保持不变，模样及涂料性能对气隙尺寸及压力影响很大．

ZrO_2粉双峰级配对钛合金熔模精铸涂料粘度的影响

研究了ＺｒＯ２（ＣａＯ）粉料双峰粒度级配中细粉颗粒自由充填粗粉间隙并获得较佳致密堆积效果的条件，研究了细粉相对含量对致密堆积系数、涂料相对粘度的影响。结果表明，涂料粉料粒度采用双峰级配后，细粉含量可在０～４３％之间进行调节，以获得适宜的涂料粘度，且双峰粒度涂料的固相含量，在相同粘度条件下，可比单峰粒度涂料高。

钛合金熔模精铸氧化锆陶瓷型壳/金属界面反应研究

通过实际浇注和真空扩散连接分别制取了钛／型壳界面，借助ＳＥＭ、ＥＰＭＡ和显微硬度仪等分析测试手段对所得界面进行了深入研究，初步提出了以Ｚｒ、Ｏ元素向钛基体内的扩散为主导的界面反应机制。实验结果表明，界面反应并非在整个界面上均衡推进，而是在浓度、温度、能量起伏。