硬铝退火工艺参数的优化研究

研究了LY12CZ硬铝快速退火和完全退火工艺参数变化时,其组织和硬度的变化,以获得最佳的退火工艺参数。试验结果表明,在370℃快速退火后,组织中析出的强化相最少,硬度最低;在370℃±2℃快速退火后,能获得较高的塑性和一定的硬度值,具有较好的塑性再加工性;在410℃完全退火后,组织中析出的强化相最少,硬度最低,能获得较为稳定的塑性。

铸型面特性对铸件表面粗糙度的影响

通过对ZL114A熔体在不同特性涂层表面的润湿角和对应铸件表面粗糙度的测量,利用润湿性模型分析了涂层中骨料材料自由能和粒度对铸件表面粗糙度的影响。结果表明,涂层表面材料自由能越低,铝合金熔体在涂层表面上润湿性越差,铸件表面粗糙度(Ra)值越低。铝合金熔体与表面自由能低的滑石粉涂层之间的润湿性随滑石粉粒度的逐渐减小呈先减小后增大的趋势,对应铸件试样表面粗糙度呈先减小后增大趋势。滑石粉粒度为43μm时,涂层和铝合金熔体间润湿角达到155°,铸件表面粗糙度(Ra)值为0.5847μm。

选区激光熔化成形TiC/TC4复合材料的工艺参数与组织演变研究

钛基复合材料具有高弹性模量、高比强度、高耐磨性和优异的高温耐久性等特点,在航空航天领域有良好的应用前景。采用低能球磨制备了纳米TiC颗粒与TC4的复合粉体,然后使用选区激光熔化(SLM)制备了TiC/TC4钛基复合材料,分析了不同体能量密度(29~97 J/mm^(3))对复合材料成形质量、显微组织、显微硬度的影响,并总结了组织演变机理和TiC演变过程。结果表明,成形该复合材料的最佳体能量密度为50~70 J/mm^(3),在该范围内试样的最高相对密度可达99.7%,显微硬度为385~392 HV。横截面上,显微组织的晶粒呈特殊的双尺寸分布,即由初生β等轴晶和沿其外围生长的不规则共晶区组成;纵截面上,显微组织呈鱼鳞状形貌分布且熔池内存在大量流纹状组织。复合材料中存在未溶TiC(主要分布于初生β晶界附近)、共晶TiC(主要呈链状网络分布于共晶β晶界)以及沉淀析出TiC(主要呈颗粒状分布于晶粒内)。随着体能量密度的增加,链状共晶TiC向棒状转变,晶内TiC尺寸长大。共晶TiC与β-Ti没有取向关系,共晶TiC、沉淀析出TiC与α'-Ti均存在明显取向关系,即{11-20}α'-Ti//{110}TiC。

激光选区熔化制备CuSn10/AlSi10Mg功能梯度材料组织演变及裂纹产生机理

激光选区熔化(SLM)制备功能梯度材料(FGMs)可以对性能进行局部定制。通过SLM制备CuSn10/AlSi10Mg功能梯度材料,研究材料成分比对CuSn10/AlSi10Mg过渡层显微组织的影响。通过相图计算(CALPHAD)过渡层的物相及其数量,并结合背散射电子衍射仪(EBSD)结果讨论梯度材料界面区域组织演化规律,揭示界面区域裂纹的形成机制。结果表明,CuSn10/AlSi10Mg过渡层显微组织由基体、Al_(4)Cu_(9)相和Al_(2)Cu相组成,形貌呈柱状晶粒和细小等轴晶粒。在过渡层区(从铜合金侧到铝合金侧),随着AlSi10Mg含量的增加,基体含量变化不大,Al/Cu金属间化合物含量变化剧烈,Al_(4)Cu_(9)相先析出且含量逐渐减少,Al_(2)Cu相后析出且含量逐渐增加,裂纹周围有大量Al/Cu金属间化合物生成。过渡区域内产生宏观开裂的主要原因是直接生成的Al_(4)Cu_(9)相引起高体积变化(体积变化率为4.4%)容易首先在质量分数为0~20%的AlSi10Mg区域内形成应力集中,产生微裂纹;Al_(2)Cu相与基体中多余的铜转变为Al_(4)Cu_(9)相(间接生成),其引起的高体积变化(体积变化率为4.3%)在质量分数为80%的AlSi10Mg区域内进一步加重应力集中,从而造成宏观开裂。避免Al_(4)Cu_(9)的生成(直接和间接生成)是解决裂纹的主要途径。过渡层区域的显微硬度高于两侧基体,最高硬度在裂纹处(804 HV),与Al_(4)Cu_(9)的硬度相近。