热挤压对快速凝固Al-Si-Fe-Cu-Mg合金显微组织及性能的影响

采用单辊旋淬法制备了快速凝固Al-20Si-5Fe-Cu-Mg合金,采用了SEM对其进行观察分析。结果表明,快速凝固能够极大细化Al-20Si-5Fe-Cu-Mg合金组织,抑制Si相及β-Fe相的析出长大,且组织的细化程度呈梯度分布。对快速凝固Al-20Si-5Fe-Cu-Mg合金进行了不同工艺参数的热挤压实验。结果表明,粉末包套热挤压工艺能够使快速凝固Al-20Si-5Fe-Cu-Mg带材合金致密化,当挤压温度为400℃、挤压比为1∶16时,合金获得了较优异的力学性能,其屈服强度和抗拉强度分别达到了456 MPa和805 MPa,压缩率为9.3%。

Ag掺杂Mo-12Si-8.5B合金在25~600℃的摩擦学行为

本文中采用放电等离子烧结法制备了Mo-12Si-8.5B和Mo-12Si-8.5B-10%Ag这2种合金,通过高温真空摩擦磨损试验仪测试了2种合金与Al_(2)O_(3)摩擦副在25~600℃间的干摩擦学性能.结果表明:与Mo-12Si-8.5B合金相比,在25~600℃区间Mo-12Si-8.5B-10%Ag合金表现出更低的摩擦系数和磨损率.在600℃时,Mo-12Si-8.5B-10%Ag合金的摩擦系数和磨损率均可达到最小值,其值分别为0.41和1.14×10^(-5)mm^(3)/(N·m),此时Mo-12Si-8.5B-10%Ag合金的干摩擦性能表现最佳,这与Mo-12Si-8.5B-10%Ag合金磨损表面的MoO_(3)、SiO_(2)和Ag_(2)MoO_(4)等润滑相的存在及Ag在25~600℃范围内起到的润滑效果有关.此外,在25~200℃区间,Mo-12Si-8.5B-10%Ag合金的磨损机制主要为黏着磨损和剥层磨损,在400~600℃范围内,则以黏着磨损和氧化磨损为主.

Al-12.0Si-4.0Cu-0.7Mg-1.5Ni合金固溶处理工艺研究

对铸态Al-12.0Si-4.0Cu-0.7Mg-1.5Ni合金进行了双级固溶+时效处理,采用SEM、XRD、硬度测试等研究了双级固溶中第二级固溶温度和时间对铸态合金组织与硬度的影响。结果表明:铸态Al-12.0Si-4.0Cu-0.7Mg-1.5Ni合金组织主要由α-Al固溶体、块状初生Si相、针状共晶Si相以及网状第二相组成。经过双级固溶处理后,合金中块状初生Si相明显钝化,共晶Si相明显细化,网状第二相也显著碎化。490℃×2 h+525℃×4 h双级固溶处理合金中网状相基本完全碎化,共晶Si相最为细小。随着双级固溶中第二级固溶温度的提高,固溶时间的延长,T6态Al-12.0Si-4.0Cu-0.7Mg-1.5Ni合金的硬度先升高后降低,490℃×2 h+525℃×4 h双级固溶+180℃×6 h时效处理合金的硬度最高,达到88.2 HRB。

基于CAFE模拟Cu-3Ni-0.96Si-0.15Mg合金的铸锭凝固组织演变

采用ProCast软件中CAFE(元胞自动机有限元法)模型模拟计算了Cu-3Ni-0.96Si-0.15Mg铸锭凝固过程中枝晶生长组织演变过程,并将预测的凝固组织与实验微观组织进行了对比,验证了模型的准确性。结果表明,模拟预测的凝固组织与实验基本一致,说明该模型可以很好地模拟实际凝固组织。然后,利用此模型模拟研究了过热度以及形核密度对铸锭凝固组织的影响。结果表明:增大形核率以及适当降低浇注温度可以明显细化晶粒,提高等轴晶区的占比,当过热度为20℃,最大形核密度为1×10^(9)m^(-3)时,铸锭凝固组织几乎为等轴晶组织,其等轴晶区占比达到92.34%。

孔隙和α-Al(Fe/Mn)Si相对高压压铸Al-7Si-0.2Mg合金塑性的影响

采用高压压铸工艺制备两批次不同尺寸的Al-7Si-0.2Mg(质量分数,%)合金,获得显微组织和孔隙非均匀分布的薄壁铸件,并对比研究孔隙和显微组织对铸态合金塑性的影响。结果表明:不同铸件和不同位置样品的伸长率有较大波动(9.7%~17.9%)。当合金存在大面积孔隙时,有效承载面积减小导致由孔隙产生的应力集中使合金伸长率显著降低。当合金只存在小面积孔隙时,塑性变形过程中合金中的α-Al(Fe/Mn)Si相先于共晶硅相发生脆性断裂,α-Al(Fe/Mn)Si相的数量密度对伸长率的波动起主导作用,具有高数量密度α-Al(Fe/Mn)Si相试样的伸长率显著降低。此外,局部较高的冷却速率导致铸件α-Al(Fe/Mn)Si相数量密度的增加。

Mg对Al-22Si-10Ni合金组织和热学性能的影响

Al-22Si-10Ni合金具有较高的导热性和较低的热膨胀特性,但硬度偏低,对其进行Mg合金化,研究Mg对该合金凝固组织和热学性能的影响。研究显示,Mg的加入主要影响合金的末期凝固进程,合金凝固末期反应由Al-Si-Al3Ni三元共晶反应向Al-Si-Mg2Si三元共晶反应转变;热处理促进Mg_(2)Si析出,少量Mg加入后Al-22Si-10Ni合金的热导率小幅上升,继续添加Mg后,热导率出现下降;Mg对合金热膨胀系数影响较小,可显著提升合金的硬度。Al-22Si-10Ni-0.5Mg合金表现出优异的综合性能,其室温热导率130.3 W/(m·K),25~100℃范围内平均热膨胀系数为13×10^(-6)/K,硬度达到HV144,性能较为接近喷射沉积制备的高含量Al-50Si合金,具有成为电子封装用材料的潜能。

固溶处理时间对铸造Al-Si-Mg合金低温力学性能的影响

对铸造Al-7Si-0.3Mg合金进行了20℃、-20℃和-60℃的拉伸试验,研究了固溶时间对其力学性能和显微组织的影响,并分析了Si相对断裂行为的影响及其作用机理。结果表明,随着固溶时间的延长,合金在20℃、-20℃和-60℃下屈服强度、抗拉强度和伸长率都呈先增加后降低的趋势,在固溶时间为10 h时取得最大值。随着固溶时间的延长,合金中Si相的尺寸和长宽比有所减小,在固溶时间为10 h时,合金中尺寸较小的Si相主要呈颗粒状,继续延长固溶时间至15 h时,Si相的尺寸和长宽比增加。随着试验温度的降低,Si相附近的滑移带数量呈现逐渐减少的趋势,较低温度下合金断口附近出现了较多的断裂Si相,但是相对而言,固溶时间为10 h的断裂Si相处的裂纹较小,且断口以小解理平面和韧窝为主,韧性相对未固溶时更好。

过渡元素Mn、Cr、Zr对Al-7Si-0.35Mg铸造合金组织和力学性能的影响

本试验主要研究微量过渡元素Mn、Cr、Zr对Al-7Si-0.35Mg铸造合金组织和力学性能影响.根据相图和"污泥"形成的条件,初步确定过渡族元素的添加量.采用Jmat Pro模拟不同成分合金的凝固过程,并与实际凝固组织进行对比.结果表明,添加Mn、Cr基本消除了针状β-Al_(5)FeSi相,将该相转变为汉字状α-Al(Fe,Mn,Cr)Si相;添加Zr元素不改变初生Fe相的类型和形貌,使合金中出现少量针状Al-Si-Zr-Ti相,对合金的塑性产生不利的影响;Mn、Cr、Zr单独或组合添加后,对合金的共晶区和共晶硅面积分数基本没有影响;Mn、Cr复合添加和Mn、Cr、Zr复合添加可以使合金获得良好的力学性能.

均匀化退火工艺对中高强Al-1.1Mg-1.2Si-0.7Mn合金挤压棒材组织性能的影响

采用SEM、拉伸测试、硬度分析、电导率测量等仪器和方法研究了均匀化退火工艺对中高强Al-1.1Mg-1.2Si-0.7Mn合金挤压棒材组织性能的影响。结果表明:试验合金低熔点共晶开始熔化温度为587℃。单级均匀化退火条件下,随均匀化退火温度的升高,铸锭及挤压制品中Mg_(2)Si逐渐减少,挤压棒材表面粗糙度逐渐降低,但粗晶环厚度显著增加(超过525℃后显著增加)。此外,为研究低温均匀化退火对含Mn相析出程度的影响,还开展了低温(430℃3 h)+高温(550℃8 h)和高温(550℃8 h)+低温(430℃3 h)的双级均匀化退火试验,双级均匀化对控制含Mn相析出、抑制粗晶作用不明显。不同工艺均匀化退火的铸锭对挤压棒材T6态性能影响不大。

Al-11.5Si-1.6Mg-3.5Cu和AA3003铝合金的热变形行为和热加工图

在应变速率为0.1、0.01、0.001s^(-1)和变形温度400、450、500℃条件下采用热模拟试验机对Al-11.5Si-1.6Mg-3.5Cu合金进行了等温热压缩试验,并采用动态材料模型(Dynamic Material Modeling, DMM)绘制材料的热加工图,预测了所设计的钎料合金Al-11.5Si-1.6Mg-3.5Cu与芯材铝合金AA3003的变形机制,从而得到钎料合金和芯材合金共同适合的加工窗口,避免复合轧制过程中出现材料开裂、变形不匹配等问题,缩短试验时间。试验结果表明,当变形温度在400~500℃,应变速率范围为0.001s^(-1)~0.1s^(-1),Al-11.5Si-1.6Mg-3.5Cu合金与芯材合金AA3003在高温变形时不会出现失稳现象,并且在较高的温度和较低的应变速率下比较适合材料的成形加工。

人工时效处理对体育器材焊接用Al-6Si-2Cu-Fe合金组织与性能的影响

Al-Si-Cu铝合金广泛应用于体育器材中取代铁制零件,该合金的力学特性是其应用中重要的参考依据,其中Al-6Si-2Cu-Fe作为代表合金之一,不同的热处理状态会显著影响合金的显微组织与力学性能,为此,文中研究了不同人工时效处理方式对Al-6Si-2Cu-Fe合金的影响。按先后顺序对合金进行了3种不同的时效处理,分别是预时效、单级时效和双级时效。通过硬度测试、拉伸测试、冲击试验、金相观察和扫描电子显微镜能谱分析进行表征。结果表明,由于时效处理的不同,相组成和形态微结构存在差异,每种处理的差异可以在析出相的显微组织形态中观察到,各析出相包括弥散的、圆形和针状等形态,这些相结构显著影响了合金的力学性能。测试结果显示,单级时效处理获得了最高的硬度和抗拉强度,其分别为160.16 HB和201.45 MPa;预时效处理的冲击韧性最高,其吸收能量为18.55 J。

Al-10.68Ce中间合金的组织结构分析及对Al-6.82Si-0.29Mg-0.18Ti合金中α-Al相的作用

采用金相显微镜、X射线衍射仪、热分析仪和扫描电子显微镜分析了Al-10.68Ce中间合金的组织结构,研究了Ce对Al-6.82Si-0.29Mg-0.18Ti合金中α-Al相的影响。结果表明,Al-10.68Ce中间合金主要含有α-Al相、Al_(4)Ce相和Ce_(3)Al_(11)相,Al_(4)Ce和Ce_(3)Al_(11)的形状为杆状和块状,分散分布。Al-10.68Ce中间合金的液相温度范围是630.7℃~678.8℃,其峰值温度为656.1℃,在这一温度发生了共晶反应,形成了Al_(4)Ce和Ce_(3)Al_(11)稀土化合物相。当加入0.074%Ce时,与未加入Ce的Al-6.82Si-0.074Ce-0.29Mg合金相比,Al-6.82Si-0.074Ce-0.29Mg-0.18Ti合金中的α-Al相平均晶粒尺寸能减少到44.51μm,α-Al相的形貌也转变为块状等轴晶,径长比提高到0.582,说明稀土Ce在细化晶粒和改善晶粒的形状方面起到重要作用。

Cu-3.2Ni-0.75Si-0.30Zn合金强化相的析出行为分析

采用金相组织分析、力学性能和电导率测试研究了Cu-3.2Ni-0.75Si-0.30Zn合金的过饱和固溶体在时效过程中强化相的析出机制.结果表明,在250℃～450℃时效初期,过饱和固溶体按调幅分解的方式进行转变,形成溶质原子的贫集区和富集区;随时效时间的延长,溶质原子富集区出现有序化,形成与基体半共格的强化相（Ni2Si）;继续时效时,强化相不断析出与长大,半共格关系被破坏,最终在表面张力的作用下逐渐球化,电导率和显微硬度上升趋势随之减弱.

Si-69偶联剂处理的橡胶水泥砂浆抗压强度研究

通过正交实验选出Si-69偶联剂的最佳工艺条件,然后测试将最优条件处理下的橡胶作为一种添加成分取代部分粗骨料的水泥砂浆的抗压强度。试样分别为橡胶粉和橡胶块,掺量为水泥质量的3%、5%、10%,以考察橡胶粒度和掺量变化对抗压强度的影响。实验结果表明,掺有Si-69偶联剂处理橡胶的水泥砂浆的抗压强度比掺加未处理橡胶的水泥砂浆3%和10%时均有一定的提高,掺5%粗橡胶时也有一定提高,但掺5%细橡胶时却有一定的降低。

X射线回摆曲线定量检测SI-GaAs抛光晶片的亚表面损伤层厚度

本文通过测量ＳＩ－ＧａＡｓ抛光晶片及其本体（腐蚀了晶片的亚表面损伤层）的Ｘ射线回摆曲线ＦＷＨＭ，与抛光晶片的ＴＥＭ观测相结合，作出晶片回摆曲线ＦＷＨＭ的比率Ｒ与ＴＥＭ观测的晶片亚表面损伤层厚度Ｄ的关系曲线，建立了一种定量检测ＳＩ－ＧａＡｓ抛光晶片的亚表面损伤层厚度技术，文中将对这种技术进行描述并作讨论．

Cu-Ni-Si-P合金的动态再结晶

在Gleeble-1500D热模拟实验机上，在应变速率为0.01～5 /s、变形温度为600～800 ℃条件下，采用高温等温压缩实验对Cu-2.0Ni-0.5Si-0.03P合金的流变应力行为进行研究。结果表明：热模拟实验中，应变速率和变形温度的变化强烈地影响合金流变应力的大小，流变应力随变形温度升高而降低，随应变速率提高而增大；在应变温度为750和800 ℃时，合金热压缩变形流变应力出现明显的峰值应力，表现为连续动态再结晶特征。从流变应力、应变速率和温度的相关性，得出该合金热压缩变形时的热变形激活能和本构方程。

Au-20.1Ag-2.5Si-2.5Ge新型中温钎料的组织与性能

选择成分（质量分数，％）为Au-20．1Ag-2．5Si-2．5Ge的中温钎料合金，采用中频感应真空熔炼法制备钎料合金铸锭，分别利用DTA、SEM对钎料合金的熔点及显微组织进行分析，并初步研究钎料与Ni的润湿性。结果表明，钎料合金的熔化温度区间为451．36-506．49℃；钎料合金形成了α＋β共晶组织，由于Si、Ge同时加入，共晶组织变质为细小分散的共晶体；钎料合金具备优良的可加工性以及与Ni具有良好的润湿性，且在焊接界面钎料合金已与Ni合金化形成金属间化合物。

时效对Cu-3.2Ni-0.75Si-0.30Zn合金组织和性能的影响

研究了时效温度和时效时间对Cu-3.2Ni-0.75Si-0.30Zn合金组织和性能的影响。结果表明,合金经900℃固溶,不同时间时效处理后,第二相呈弥散分布。合金经不同冷变形后时效,能获得较高的显微硬度与导电率,当时效温度达到500℃时,其显微硬度达到253.7Hv,导电率达到40%IACS。同时建立了该合金在500℃下,关于时效时间的一元导电率方程。时效前的预冷变形能够有力的促进合金在时效过程中第二相的析出,从而提高合金的显微硬度和导电率。

Cu-2．32Ni-0．57Si-0．05P合金的时效行为

对Cu-2.32Ni-0.57Si-0.05P合金经不同程度的变形和不同工艺时效处理后的显微硬度、电导率和抗拉强度进行了测试,在TEM、SEM下对合金析出相进行了观察和分析。结果表明,形变和时效综合作用能显著提高该合金的综合性能。该合金经900℃×1h固溶处理、经不同预冷变形后,在450℃时效可获得良好的综合性能。当变形量为80%,在450℃下时效1h,其显微硬度和电导率分别可达HV240和23.78MS/m;当变形量为40%,在450℃下时效1h,其抗拉强度达到568MPa。时效过程中的析出相为δ-Ni2Si相,颗粒细小、呈弥散分布,且随时效时间的延长逐渐长大。

Cu-3．2Ni-0．75Si-0．3Zn合金的时效与再结晶研究

研究了时效温度及时效时间对Cu-3.2Ni-0.75Si-0.3Zn合金性能的影响。通过该合金在450℃时效过程中的导电率变化,根据导电率与新相的转变量之间的关系计算时效过程中新相转变比率。确定该温度下时效的相变动力学方程及导电率方程。同时研究了该合金在450℃时效不同时间后,经不同变形量后的再结晶组织和性能变化。结果表明:二次时效可使合金在较短的时效时间内获得更高的导电率。Cu-3.2Ni-0.75Si-0.3Zn合金经预时效+变形后的时效过程中,可发生原位再结晶和不连续再结晶2种形式的再结晶。