烧结温度对CoCrFeNi高熵合金微观组织和力学性能的影响

采用放电等离子烧结工艺,烧结压力为40 MPa,烧结时间为10 min,分别在900、950、1 000、1 050、1 100℃5个烧结温度制备了CoCrFeNi高熵合金。通过表征样品的物相、微观组织、致密度、显微硬度和拉伸性能,研究了烧结温度对CoCeFeNi高熵合金的微观组织和力学性能的影响。结果表明,烧结态CoCrFeNi高熵合金均表现为单相FCC结构,合金的致密度随烧结温度的升高而逐渐升高,至1 050℃时接近完全致密。合金的力学性能随烧结温度的升高呈现先上升后下降的趋势。CoCrFeNi高熵合金的最佳烧结温度为1 050℃,其抗拉强度、屈服强度和断裂伸长率分别为663、383 MPa和60.7%。

Ca加入量对Mg-5Al-0.4Zn基铸造合金组织与力学性能的影响

用砂型铸造了不同Ca含量的Mg-5Al-0.4Zn-0.2Mn-Sr-Ti-xCa合金.当x为0.37,0.70,0.93,1.69时,合金相组成为α-Mg,(α+Al2Ca)共晶和Mg17Al12.当x=2.93时,相组成为α-Mg和(α+(Mg,Al)2Ca)共晶.随着x增加,合金的室温力学性能(σb和δ)呈下降趋势,但合金在200℃下的强度先升高,后又降低.高温延伸率随x增加而下降.合金200℃下的屈服强度σ0.2,200℃随x的增大而稳步增加.组织的热稳定性分析表明,Ca溶入Mg17Al12相使得其自身的耐热性提高.晶界上耐高温相Al2Ca或(Mg,Al)2Ca的形成,在高温下对晶界具有钉扎作用,并降低了晶界处的溶质扩散速度,使晶界强度提高.TEM分析表明,含Ca合金在200℃拉伸时,(1010)棱柱面和(1121)角锥面上的位错参与了滑移.不同滑移系的位错滑移到晶界时,受到晶界上Al2Ca,相阻挡而发生位错塞积.

微量Ti对Mg-9Al合金显微组织和性能的影响

研究了微量Ti 对Mg-9Al 二元合金铸造显微组织和性能的影响。研究发现,Ti 的加入,使得Mg-9Al 合金的塑性增加,明显提高了Mg-9Al 合金的抗腐蚀性能。分析结果表明,残留Ti 弥散分布在合金的基体中,Ti 的加入有效降低了Fe 的含量,一定程度上“净化”了合金液,抑制了合金凝固时的异质形核,使组织晶粒粗化。实验发现,炉前加入0.12%的Ti(质量分数,下同)时,Mg-9Al 合金的晶粒大小由145 μm 增大到188 μm。随着Ti 的加入,Mg-9Al 铸造组织中β相的形态,由半连续骨骼网状改变为短条状和颗粒状。当炉前加入0.12%的Ti 时,Mg-9Al 合金的综合性能较佳。

Mg-5Al-1.5Ca-0.4Zn基镁合金的等温法半固态压铸组织和性能

研究了Mg25Al2115Ca2014Zn2012Mn2Sr2Ti合金的等温法半固态压铸组织和性能。结果表明:合金相组成为α(Mg)、(α(Mg)+Al2Ca)共晶和少量球状Mg17Al12。Sr变质合金在585℃等温法处理时,α(Mg)首先分离成核。随着等温时间加长,α(Mg)由块状向球状转变。25min时,转变为粒径40μm的均匀球状组织。此后,球晶发生长大,进而聚拢合并。合金等温法压铸实验发现,组织为均匀细小等轴晶,粒径25μm。合金室温和高温强度较砂铸大幅提高,塑性略有下降。这是由于细晶强化作用,以及晶粒细化使得晶界上半连续分布的Al2Ca相更弥散,这样Al2Ca高温下钉扎晶界的作用更加突出。等温法半固态压铸合金200℃的高温强度优于AZ91压铸合金,可达140MPa。

ZL205A铝合金近液相线等温半固态组织转变特性

研究了ZL205A铝合金在近液相线不同等温温度和等温时间条件下的微观组织转变规律。结果表明,α(Al)晶粒直径与等温时间满足关系式r3r03=k't。系数k′值随等温温度变化,在622℃和631℃条件下对应的k′值分别为4.288×10-10m3/s和5.962×10-10m3/s。实验合金的等温过程基本上分为球化预备阶段、球化阶段和长大粗化阶段。等温温度提高,固相体积分数也随之降低,有利于加速α(Al)晶粒球化和获得均匀的球状等轴固相颗粒。实验合金等温组织演变过程是溶质传输和空位扩散、以及液固界面张力共同作用的结果。溶质扩散作用在开始阶段起主导作用,而界面张力在中后期占主要作用。

Mg-5Zn-3Al-0.2Mn铸造合金的组织和室温力学性能

研究了砂型铸造Mg-5Zn-3Al-0.2Mn合金的显微组织,发现其主要相组成为δ-Mg基体相和τ(Mg32(Al,Zn)49)化合物相,τ相以半连续网状骨骼形态沿δ相的晶界分布。实验合金中加入少量Sr,Ti,B元素后,合金组织细化,τ相形态转变为断续的短条状或粒状,并且分布更加均匀。在本实验条件下,当炉前加入0.06%Ti、0.012%B、0.1%Sr时,合金的组织形态得到显著改善,合金的室温力学性能最佳。不同温度下对Mg-5Zn-3Al-0.2Mn合金进行的固溶处理实验发现,在335℃固溶17 h淬火后,合金的室温抗拉强度和塑性得到了大幅度提高;在343℃固溶17 h淬火后,合金组织完全转变为单相固溶体,合金的室温力学性能较好,bσ为245MPa,δ为12%。

Mg-xCa-5Zn-3Al-0.2Mn镁合金砂型铸造组织和力学性能研究

研究发现,Mg-5Zn-3Al-0.2Mn合金的砂型铸造组织相组成为δ-Mg基体和τ(Mg32(Al,Zn)49)化合物。在343℃固溶17h后淬火,合金组织完全转变为固溶体,力学性能最佳,σb=245MPa,δ=12%。合金中加入xCa后,组织发生变化。当x=0.43%(质量分数)时,相组成为δ-Mg+Mg-Zn-Al-Ca复杂化合物相。当x=0.95%和1.80%时,相组成为Mg-Zn-Al-Ca相+δ-Mg+Al2Ca。随着x增加,铸态合金室温力学性能呈下降趋势。加Ca合金在350℃固溶17h后淬火,室温力学性能有所提高,而σb250o和σ02.520o则随x增加而稳步提高。

镁锂系合金的研究现状

介绍高强度超轻型镁锂合金的研究现状。详细地叙述Mg Li二元合金、多元合金Mg Li Al和Mg Li Si合金的研制进展、以及采用的生产技术提高其合金性能,使其在航空航天、兵器装备、汽车工业等方面得到广泛应用。

ZA53镁合金的砂型铸造组织和力学性能研究

研究发现砂型铸造镁合金ZA53的主要相组成为δMg基体相和τ[Mg32(Al,Zn)49]化合物相,τ相以半连续网状沿δ相晶界分布。对ZA53合金进行的固溶处理试验发现,在335℃固溶17h淬火后,合金室温抗拉强度和塑性得到大幅提高。在343℃固溶17h淬火后,合金组织完全转变为单相固溶体,合金的室温力学性能较好,σb=245MPa,伸长率为12%,合金的拉伸断口形貌由混合型断口转变为韧性断口。

融积成型技术在石膏型精密铸造上的应用

介绍了应用融积成型技术与石膏型精密铸造工艺相结合，成功地铸造出薄壁、复杂结构件的生产实例。这在国内尚属首例。希望能为铸造行业有效地引入快速成型技术提供有益的借鉴。

融积成型技术在石膏型精密铸造上的应用

融积成型技术在石膏型精密铸造上的应用航空工业总公司（陕西省西安市７１００６１）杨光昱ＴｈｅＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＦｕｓｅｄＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎＭｏｄｅｌｉｎｇｔｏｔｈｅＰｌａｓｔｅｒＰｒｅｃｉｓｉｏｎＣａｓｔｉｎｇＹａｎｇＧｕａｎｇｙｕ（ＴｈｅＲ...

稀土Gd对Mg-Nd-Zn-Zr镁合金组织和性能的影响

以Mg-Nd-Zn-Zr合金为基础,通过调整Nd和Zn的含量进行合金成分优化设计,并在新选择的较优成分点通过加入合金化稀土元素Gd,研究了Gd对Mg-Nd-Zn-Zr镁合金铸造组织和力学性能,尤其对高温力学性能的影响。研究发现,Mg-Nd-Zn-Zr镁合金铸态组织由α-Mg基体和Mg12Nd化合物组成。加入合金化稀土元素Gd后,NG31试验镁合金中没有形成三元相,但铸态组织中枝晶间分布的Mg12Nd化合物变得更加细小均匀。经过固溶处理后,Mg-Nd-Zn-Zr试验镁合金铸态组织中枝晶间以及晶界上的化合物完全溶入基体,而NG31试验镁合金在晶界上还有一些颗粒状的化合物。在时效处理时该化合物会以细小弥散的化合物从α-Mg基体中析出。无论Mg-Nd-Zn-Zr镁合金还是NG31试验镁合金,T6态热处理后都具有优良的室温力学性能,抗拉强度分别达到275MPa和280MPa,屈服强度也分别保持在158MPa和165MPa。随着Nd含量的增加和Zn含量的降低,Mg-Nd-Zn-Zr镁合金的抗拉强度和屈服强度升高,延伸率也随之增加。随着Gd的加入,抗拉强度和屈服强度升高,而延伸率却有所下降。同时,在所有的测试温区内NG31的高温瞬时抗拉强度和屈服强度都高于Mg-Nd-Zn-Zr试验镁合金。NG31试验合金在250℃的抗拉强度仍然保持在215MPa,屈服强度仍能够达到155MPa,甚至还高于200℃时的屈服强度(141MPa)。

Mg-Al-Cu系砂型铸造镁合金组织和性能研究

设计了Mg-Al-Cu系的3种新合金AC33,AC53和AC63。发现3种实验合金的相组成相同:δ-Mg基体+(δ-Mg+Mg2Al2Cu3)共晶+(δ-Mg+Mg17Al12+Mg2Al2Cu3)三元共晶。实验合金的室温力学性能优良。3种实验合金在200℃,50MPa条件下的蠕变抗力明显优于AZ91C合金,其中AC53合金的抗高温蠕变性能最优。Cu从以下途径影响了Mg-xAl合金的蠕变特性:Cu的添加抑制了Mg17Al12相的析出,使合金耐热性提高。该系列实验合金单从力学性能和抗蠕变性能来看,是非常有发展潜力的。

铝合金熔体旋转喷吹除气净化过程模拟

采用计算机模拟方法对铝合金熔体旋转喷吹除气净化过程的温度场以及流场进行分析。结果表明,在转杆内部放置一个导气管,可以显著降低气体温度,从而可以有效地解决旋转喷头由于熔剂因高温变软而堵塞的问题;旋转速度和进气流量对铝合金熔体旋转喷吹除气净化效果具有重要影响,应该根据具体情况选择合适的工艺参数。熔池为方形结构时,气体主要从对角处出去,而远离对角处的体积分数却显著降低,甚至可能发生吸气。

Sc对Al-Zn-Mg-Cu系铸造铝合金组织与性能的影响

研究了添加x%Sc(x=0.15,0.30,0.45)对Al-6.0Zn-2.8Mg-1.9Cu试验铝合金金属型铸造组织和室温及200～300℃高温力学性能的影响。研究表明,Sc可以有效改变合金基体α(Al)相的尺寸和形态,并对合金共晶组织有明显的变质作用,同时可以有效去除合金组织中的Al7Cu2Fe含铁相,从而提高试验合金的室温抗拉强度。当Sc添加量为0.45%时,合金的室温抗拉强度最高可达510 MPa。但Sc对合金的室温塑性影响不大。当Sc添加量为0.30%时,合金的高温瞬时抗拉强度明显提高。

稀土元素Gd对Mg-Zn-Zr镁合金组织和性能的影响

通过砂型铸造制备Mg-5Zn-0.6Zr和Mg-5Zn-3Gd-0.6Zr合金,并通过XRD、OM、SEM和EDS以及拉伸试验研究合金化稀土元素Gd对Mg-5Zn-0.6Zr合金铸造组织和力学性能的影响。结果表明:合金Mg-5Zn-0.6Zr铸态组织由α-Mg和MgZn2等合金相组成。经固溶处理后,共晶组织全部溶入基体,晶界消失;添加合金化元素Gd后,试验合金Mg-5Zn-3Gd-0.6Zr的晶粒显著细化,晶界处析出Mg-Zn-Gd三元相,在晶界析出相的周围均有大量弥散的颗粒状析出物,经固溶处理后,晶界处仍有未溶的化合物存在,但连续网状的Mg-Zn-Gd三元相分解为孤立的颗粒状或者长条状;在铸态下,合金Mg-5Zn-0.6Zr的力学性能优于Mg-5Zn-3Gd-0.6Zr。但经T4和T6态热处理后,合金Mg-5Zn-3Gd-0.6Zr的屈服强度和延伸率优于Mg-5Zn-0.6Zr。随着温度的升高,合金Mg-5Zn-0.6Zr的抗拉伸强度显著下降,而Mg-5Zn-3Gd-0.6Zr的力学性能在高温区均优于Mg-5Zn-0.6Zr。

合金化元素Zn对GW系镁合金组织和力学性能的影响

通过OM、XRD、SEM等分析方法及拉伸实验研究了合金化元素Zn对GW系镁合金铸造组织和力学性能的影响.研究结果表明:加入合金化元素Zn后,合金组织发生较大变化,形成雪花状的δ-Mg枝晶,第二相由骨骼状变为相互连结的网状;而且在固溶处理以及时效处理过程中,二者形貌没有变化.实验合金GWZ721热处理唇室温的抗拉强度达到250 MPa,屈服强度达到235 MPa,延伸率达到6.2%,显著优于实验合金GW72.热处理后的高温瞬时抗拉强度和屈服强度随着温度的升高均略有下降,延伸率有所上升.在200,250和300℃时,实验合金的抗拉强度仍分别保持为225,220和205 MPa.

Mg-Nd-Gd-Zn-Zr镁合金铸造组织与力学性能

采用正交试验方法,通过砂型铸造制备9种不同成分的Mg-Nd-Gd-Zn-Zr系镁合金。研究该系列镁合金的铸造组织和室温力学性能,并通过对力学性能试验数据的分析,研究主要合金化稀土元素Gd和Nd的作用。研究发现:该系列镁合金铸态组织为α-Mg基体和Mg12Nd化合物。经过固溶处理后,铸态组织中晶界上的化合物大部分溶入基体,但在晶界上还有一些颗粒状的化合物。Gd含量越高,合金的室温抗拉强度、屈服强度和延伸率就越高。Nd含量越高,抗拉强度和屈服强度也越好,但延伸率在Nd含量超过2水平(2.85%)后会降低。抗拉强度和屈服强度受Nd含量的影响最大,Gd含量的影响次之。Zn含量越高屈服强度越高,但抗拉强度和延伸率降低,其中延伸率受Zn含量的影响最大。

Mg-5.5Zn-2Gd-0.6Zr铸造镁合金的蠕变机制

在ZM-1(Mg-5Zn-0.6Zr)合金的基础上,适量增加Zn的含量并加入重稀土元素Gd,设计了Mg-5.5Zn-2Gd-0.6Zr实验合金。采用砂型铸造工艺制备实验合金试样,在不同温度和应力条件下对该实验合金和ZM-1合金的蠕变曲线进行了测试。结果表明:在相同条件下,Mg-5.5Zn-2Gd-0.6Zr实验合金的稳态蠕变速率较ZM-1合金的降低了一个数量级;当施加应力为40 MPa时,实验合金的蠕变激活能Q200-250℃=142.0 kJ/mol,接近镁的自扩散激活能,蠕变受位错攀移控制,而ZM-1合金在相同应力下蠕变激活能Q200-250℃=88.5 kJ/mol,接近镁的晶界扩散激活能,蠕变受晶界滑移控制。合金在200℃条件下的应力指数n=4.21,而ZM-1合金的应力指数n=2.21。因此,认为加入重稀土元素Gd后实验合金的蠕变机制发生改变,200℃时的蠕变机制为位错攀移机制。

ZAC843镁合金金属型铸造组织和力学性能

在Mg-Zn-Al系镁合金高Zn低Al侧选择新的成分点,通过加入合金化Cu和微量Sr、Ti等元素,研究了ZAC843铸造镁合金在金属型铸造工艺条件下显微组织和力学性能,尤其是Sr,Ti对其显微组织的影响。研究发现:添加合金化元素Cu后,试验合金的相组成为:δ-Mg基体和Mg32(Al,Zn)49,而不再存在Mg17Al12等低熔点相;试验合金进行热处理后,Cu元素在Mg32(Al,Zn)49相中有一定程度的溶入(约1at%～10at%);ZAC843A同时添加Sr+Ti,即使添加量很小,对组织也能够起到较好的细化、变质作用,而ZAC843B单独添加Sr,即使添加量较大,效果也不明显;试验合金在热处理后,使得显微组织更加细化,力学性能得到改善,尤其是ZAC843A实验合金在金属型铸造工艺条件下热处理后的室温力学性能优良,抗拉强度达到253MPa。