铸造方法对ZL210A铸造铝合金力学性能和断口形貌的影响

采用砂型和金属型两种不同铸造方法对铸态、固溶态和时效态ZL210A合金性能及断口形貌的影响进行研究。结果表明:对ZL210A铸造合金而言,金属型铸造方法优于砂型铸造方法,其常规力学性能σb,σ0.2和5δ均高于砂型铸造,从断口形貌上看,试样断口形貌均呈现典型的穿晶断裂,且韧窝较深。其中,金属型固溶态试样的断口韧窝最为明显,呈现出较好的韧性。

一种新型高强度铸造铝合金ZL210A

在俄ΒΑЛ10合金的基础之上,通过对比试验的方法,研究了合金化学成分、熔炼工艺、热处理工艺等对合金组织和性能的影响。通过成分优化、熔炼工艺、热处理工艺和力学性能的研究,研制出一种新型高强度铸造铝合金ZL210A。试验表明:研制的ZL210A合金的成分及熔炼工艺、热处理工艺等适合我国生产状况和特点,其性能超过ΒΑЛ10合金的要求,其室温拉伸性能与国内ZL205A合金相当,且疲劳性能较高。

浇注温度对ZL210A铸造铝合金铸态力学性能和微观组织的影响

通过研究浇注温度对砂型铸态ZL210A合金力学性能、金相组织和断口形貌的影响。结果表明,浇注温度对ZL210A合金力学强度、硬度值和合金断口形貌影响不大,对合金延伸率略有影响,晶界上析出的共晶相随着浇注温度的提高而增多,合金铸态组织主要为α(Al)和θ(Al2Cu)相。

固溶温度对ZL210A铸造铝合金砂型试样力学性能和微观组织的影响

通过对ZL210A合金砂型试样进行545℃固溶和555℃固溶处理,分析不同固溶温度处理试样的力学性能、微观组织和断口形貌,探讨了不同固溶温度对合金砂型试样性能和组织的影响。结果表明,砂型试样固溶状态力学性能σb、σ0.2、HBS和5δ值比其铸态时有较大提高;545℃固溶和555℃固溶时砂型试样的力学性能相近,金相组织和断口形貌相同。

时效时间对ZL210A铸造铝合金力学性能和微观组织的影响

研究了170℃时效温度下不同时效时间对ZL210A砂型试样力学性能、微观组织和断口形貌的影响。结果表明:当时效4h时,合金试样抗拉强度、屈服强度和硬度达最大值500MPa,435MPa和150HBS,延伸率达最小值5%,其后随着时效时间的延长,抗拉强度、屈服强度、硬度和延伸率趋于稳定。时效时间对合金显微组织有显著的影响,其主要表现为G.P.I→G.P.II(θ″)→θ′→θ的转变过程,对试样断口形貌未有明显影响,断口呈现韧性断裂。

时效温度对ZL210A铸造铝合金力学性能和微观组织的影响

研究了不同时效温度对ZL210A铝合金砂型试样力学性能、微观组织和断口形貌的影响。结果表明:当时效温度为170℃时,试样的Rm、Rp0.2和硬度HB值达最大值。随着时效温度升高,试样的伸长率迅速下降,其后趋于稳定;合金析出相尺寸增大,边界清晰;试样断口韧窝变大,呈现韧性断裂。

AlTiB晶粒细化剂对ZL210A合金显微组织及力学性能的影响

采用外加微量Al Ti B晶粒细化剂的方法以提高ZL210A强度塑性匹配的稳定性。结果表明:Al Ti B晶粒细化剂可以显著增加ZL210A合金在凝固过程中的形核核心,细化ZL210A合金的铸态及热处理后的组织,使ZL210A合金的强度及硬度较未添加晶粒细化剂的合金提高5.3%及8.8%,伸长率可大幅提高232%。

淬火水温对ZL210A合金显微组织及力学性能的影响

结合拉伸力学性能测试,采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)及能谱分析仪(EDS),研究淬火水温对ZL210A合金显微组织、拉伸断口形貌及力学性能的影响。结果表明:随淬火水温的升高,析出相不断聚集长大,晶粒内空白区域增大,无沉淀析出带变宽;合金的拉伸断口都存在明显的尺寸不等的韧窝,淬火水温为50℃的试样的拉伸断口韧窝尺寸较大且深,试样塑性较好;合金的抗拉强度、屈服强度、硬度和伸长率都随淬火水温的升高先增加后减少;当淬火水温为50℃时,合金的抗拉强度、屈服强度、硬度和伸长率达最大值分别为477 MPa、363 MPa、149 HV和3%。

民用航空设备用ZL210A铝合金的铸造工艺及其性能

采用熔模铸造、砂型铸造和金属型铸造三种方法对ZL210A铝合金进行铸造试验,对比三种铸造方法获得的铸锭的性能。结果表明:在相同条件下,熔模铸造的导热系数最小,试样的抗拉强度和屈服强度最低;金属型铸造导热系数最大,试样的力学性能相应最高;砂型铸造的铸锭强度居中。从生产成本和铸锭性能综合考虑,选砂型铸造。进一步研究680℃、710℃和740℃三种不同浇注温度的砂型铸造试样的力学性能:随着浇注温度的升高,试样的力学性能呈下降趋势,浇注温度为680℃时,抗拉强度和屈服强度最大值分别为187 N/mm 2和80 N/mm 2;浇注温度为740℃时,试样的抗拉强度和屈服强度最小值分别为165 N/mm 2和69 N/mm 2。试样的伸长率随着浇注温度的升高而降低,在680℃、710℃、740℃浇注温度时,试样的伸长率分别为9%、8.6%和7.9%。

Fe含量对反重力铸造ZL210A合金组织与力学性能的影响

采用反重力浇注方式,研究了不同Fe含量对ZL210A合金力学性能和显微组织的影响。结果表明,在避免其他因素影响的前提下,伸长率随Fe元素含量的提高而显著降低,抗拉强度次之,硬度基本不随Fe元素含量的变化而变化。随着Fe元素含量的增加,ZL210A中针状含Fe未溶相逐渐增加,导致伸长率和抗拉强度降低。

ZL210A铸造铝合金热处理时效温度的研究

采用性能测试、透射电镜分析、扫描电镜观察等方法研究了不同时效温度对ZL210A合金砂型试样力学性能、微观组织和断口形貌的影响。结果表明,合金试样强度和硬度值随时效温度的升高先上升后下降,当时效温度为170℃时达最大值。试样伸长率随着时效温度的升高则下降,其后在6%趋于稳定;时效温度对合金微观组织有显著的影响,当时效温度170℃时,合金的强化效果最好,主要析出相为θ″相;不同时效温度下,合金试样的断裂方式主要为穿晶断裂,呈现出较好的韧性。

熔模铸造对ZL210A合金微观组织和力学性能的影响

研究了熔模铸造对ZL210A合金铸态、固溶态和时效态的微观组织和力性学能的影响,并与砂型铸造、金属型铸造进行比较。试验结果表明,无论是铸态、固溶态、时效态,熔模铸造试样的晶粒组织比砂型试样和金属型试样的都较为粗大。熔模铸造铸态试样的强度略低于砂型试样和金属型试样的,而伸长率与金属型试样相同,但高于砂型试样,另外硬度明显优于砂型试样和金属型试样的硬度值。熔模铸造试样的σb、σ0.2、δ和硬度(HV)经固溶处理后分别为铸态的1.4、2.0、1.1和1.2倍。经时效处理后,熔模铸造试样的σb、σ0.2、硬度(HV)进一步提高,达到了410MPa、295MPa、134,分别为铸态的2.2、4.4和2.1倍,时效效果显著。但时效后δ与铸态相同,仅为9%。

固溶时间对ZL210A合金组织及力学性能的影响

通过拉伸力学性能测试,光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)观察,X射线分析(XRD)和能谱(EDS)分析,研究了固溶时间对ZL210A合金微观组织及力学性能的影响。结果表明,随固溶时间延长,ZL210A合金中粗大的第二相不断溶入基体,晶粒尺寸不断增大,合金的力学性能随固溶时间延长先提高后降低。当固溶时间为11h时,合金的抗拉强度、屈服强度、硬度(HV)和伸长率都达到最大值,分别为321 MPa、142 MPa、85及14%。

低压铸造ZL210A合金铸件流线缺陷研究

通过OM、SEM、EDS、XRD以及室温拉伸试验等措施,对ZL210A合金铸件的流线缺陷进行了研究。结果表明,低压铸造条件下,ZL210A合金铸件流线缺陷会导致缺陷部位抗拉强度、伸长率、硬度有所降低,但其力学性能仍可以满足铸件的使用要求;流线缺陷试样断口主要以细小韧窝和冰糖状形貌为主,无缺陷试样断口全部由细小韧窝组成,流线缺陷试样具有转变为脆性断裂的趋势;在ZL210A合金流线区域,Cu含量低于标准要求,最终导致ZL210A合金力学性能的降低。

搅拌摩擦焊修复ZL210铸造铝合金组织与性能分析

鉴于铸件中存在不可避免的缺陷,以ZL210合金为研究对象,对搅拌摩擦焊修复技术进行试验研究,重点分析转速对修复接头微观形貌和力学性能的影响.结果表明,当转速过低时,修复区容易出现孔洞缺陷;在合理的焊接参数组合下可得到无缺陷的焊核区,其由细小的等轴晶组成.修复区的显微硬度呈"W"分布,热影响区的宽度随转速增加而增加.另外,随着转速的增加,修复区的抗拉强度先增加后减小;当转速为1 500 r/min,修复区的抗拉强度和断后伸长率达到最大值,分别为318 MPa和11.8%.断裂形貌表明修复后材料呈现典型的韧性断裂.

210Z_L系列中速柴油机的研制

本文介绍了210ZL系列中速柴油机的设计目标、结构特点、性能指标以及试验研究结果，首制62102L型机已于1998年通过了各项性能试验和800h耐久试验，各项指标均达到了设计要求．它为国内中速柴油机市场提供了新型的可靠性高、性能优良的升级换代产品．