挤压铸造与超声处理对铸造铝锂合金组织与性能的影响

目的研究挤压铸造与超声处理工艺对铸造铝锂合金组织与性能的影响规律,分析工艺改变对组织细化及性能提升的作用机理,解决传统重力铸造下铝锂合金性能较差的问题。方法将挤压铸造(SC)与超声处理(UT)相结合制备Al-2Li-2Cu-0.5Mg-0.2Zr合金,在熔体超声2min后,以50MPa的挤压力制备合金,探究各工艺对铸造铝锂合金显微组织与力学性能的影响。结果与传统的重力铸造(GC)相比,SC合金的孔隙率和成分偏析显著降低,晶粒尺寸也明显减小,特别是经过UT+SC处理的合金得到了进一步优化。经UT+SC处理后,Al-2Li-2Cu合金的极限抗拉强度(UTS)、屈服强度(YS)和伸长率分别为235MPa、135MPa和15%,与GC合金相比,分别提高了113.6%、28.6%、1150%,与SC合金相比,分别提高了5.4%、3.8%、15.4%。结论UT+SC工艺能明显提升铸造铝锂合金的性能。UT+SC制备的Al-Li合金的强度和伸长率的提高归因于孔隙率的降低、晶粒细化和第二相的均匀分布。将挤压铸造与超声处理相结合制备铸造铝锂合金解决了重力铸造下合金性能较差的问题,为满足航空航天要求的高强韧铸造铝锂合金的制备提供了一种行之有效的新方法。

一种新型铸造铝铜合金的热处理工艺研究

铸铝铜合金成分多,熔炼工艺复杂、成型工艺困难、力学性能稳定性差,严重制约了其在高端装备关键零部件上的广泛应用。通过正交试验确定了一种新型铸造Al-Cu合金的最佳热处理工艺,采用OM、SEM和TEM表征了合金的显微组织,分析了合金组织与性能的关系。结果表明:新型铸造Al-Cu合金获得高强度的最佳热处理工艺为:固溶535℃/8h、时效170℃/6 h。热处理后该合金的平均抗拉强度达到518 MPa,平均伸长率为5.8%,具有良好的力学性能;合金平均晶粒度为7级,时效过程析出的第二相在境界弥散分布;拉伸试样断口有大量细小韧窝,且有明显的河流状的撕裂棱。

Cu含量和热处理工艺对Al-Si-Mg-Mn-xCu铸造铝合金显微组织和力学性能的影响

采用三维X射线显微镜、光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜及硬度测试系统研究Cu含量及热处理工艺对真空压铸Al-Si-Mg-Mn-xCu合金显微组织和力学性能的影响。研究发现,虽然Cu含量增加会提高铸锭中气孔的密度和尺寸,但是Cu添加将促进凝固过程中含Cu初生相(Q-Al_(5)Cu_(2)Mg_(8)Si_(6)和θ-Al_(2)Cu)的形成,从而提高合金性能。合金中形成5种不同结构的初生相,包括共晶Si、α-Al(Fe,Mn)Si、β-Mg_(2)Si、Q-Al_(5)Cu_(2)Mg_(8)Si_(6)和θ-Al_(2)Cu相。随着Cu含量增加,θ相的面积分数迅速增加,α-Al(Fe,Mn)Si相面积分数首先降低,随后缓慢增加,而Q相的变化趋势与α-Al(Fe,Mn)Si相相反。这些初生相在热处理过程中会出现不同的演变规律。在随后的时效处理过程中,Q'和θ'相的协同析出能显著提高合金的时效硬化潜力。

汽车低压铸造铝合金轮毂技术分析

在社会经济快速发展的背景下,低压铸造铝合金轮毂因其质量轻、生产效率高等优点在汽车制造领域得到了普遍应用。但目前在低压铸造技术应用时,由于铸件质量存在缺陷,导致轮毂质量难以达到标准要求。为此,本文通过对汽车轮毂的模型和结构进行分析,掌握低压铸造技术的工艺原理以及工艺流程,了解其中所存在的不足,及时采取相应的措施充分发挥出低压铸造技术的优势,从而达到汽车铸造铝轮毂水平地全面提升。

铸造铝硅合金细化变质处理的研究进展

综述了当前铝硅合金细化变质剂及其细化变质机理的研究进展。采用磷、硫、稀土、锶、钠、碳等进行双重细化变质处理过共晶铝硅合金已取得了良好的效果。亚共晶铝硅合金的变质元素除钠以外 ,还有锶、碲、钡、锑、钾、稀土、硼、硫等。其中 ,应用较多的是含钠和锶的变质剂。近年来 ,国内外两种较公认的变质机理是孪晶凹谷机制(TPRE)和界面台阶机制。

铸造铝-硅合金的电导率与化学成分

研究了一些合金元素对铝 硅合金电导率的影响。硅相减少了铝基体的有效导电截面 ;钛细化晶粒 ,增加晶界面积 ,使得电子波散射增加 ;镁、铜、锰等元素固溶于α铝基体中 ,使晶格畸变造成电子散射几率增加 ,这些均降低合金的电导率。而镁、铜、锰、铁、钛等元素单独作为第二相存在时对铝合金电导率的影响将小得多。通过适当调整成分 ,可以将铝 硅合金的电导率提高 5 %～ 8%。

锶在铸造铝硅合金中的变质行为

最为人们接受的硅的变质机理是杂质诱发孪晶假说。锶的变质能力强 ,且变质有效期长。锶的孕育期的长短主要与铝硅合金液中磷的含量有关。由于共晶硅中的孪晶密度随硅的生长速度的降低而减少 ,锶变质要求合金冷却速度要高于一定的临界值。磷、锑、铋、钙、稀土等元素对锶的变质有毒化作用。锶变质会导致铸件中孔洞的增加。

改性纳米SiC粉体铸造铝青铜强韧化及组织和性能研究

在生产条件下,用改性纳米SiC粉体对铸造铝青铜进行强韧化处理。采用光学显微镜、扫描电镜和力学性能测试等手段对处理前后的组织与性能进行了研究和讨论。结果表明:经改性纳米SiC粉体强韧化后,铝青铜的铸态组织和断口组织得到明显的细化,组织中的β相减少,K相明显析出,其强度和伸长率分别提高了14%和51%;断口分析结果表明:经强韧化处理后,铝青铜的断裂方式为韧性断裂。

新型铸造铝铜合金的热处理

研究了固溶与时效工艺参数对新型铸造铝铜合金Al-4.5Cu-0.6Mn-0.3Ti-0.2Ce-0.1Zr组织与性能的影响,并讨论了其作用机理,认为固溶温度较低时（530℃）试样组织中易残留粗大的初生相,固溶温度较高时（540℃）,试样易出现“过烧”。在给定的温度下,延长固溶时间可以使更多的初生相溶解,但当进行到一定程度、溶质扩散趋于稳定后,继续延长固溶时间对力学性能的提高并不明显。虽然提高时效温度会使强化效果加快,但也会显著降低试样的峰值强度,而且析出相的平均尺寸也会随之增大。推荐Al-4.5Cu-0.6Mn-0.3Ti-0.2Ce-0.1Zr合金的固溶与时效工艺为：535℃×16 h,50-60℃水冷＋165℃×9 h,其相应的力学性能为σb=494.1MPa,δ5=4.9%,硬度为130 HB,分别比铸态提高了60.2%、32.4%、19.3%。

纳米SiO_2添加剂对铸造铝铜合金微弧氧化陶瓷层耐磨性的影响

采用Na3PO4基础电解液,添加不同量的纳米SiO2,对铸造铝铜合金进行微弧氧化处理,分析了纳米SiO2用量对微弧氧化膜层厚度、硬度、物相组成、微观表面形貌及耐磨性能的影响。分析表明:纳米SiO2参与了微弧氧化反应过程,并进入微弧氧化膜层,当其添加量为3 g/L时,膜层的耐磨性能最佳。

工艺参数对铸造铝-硅合金微弧氧化层特性的影响

用微弧氧化的方法在铸造铝 -硅合金基体上获得陶瓷层。分别研究了电流密度及强化时间对陶瓷层厚度、表面粗糙度及硬度的影响 ,以及强化时间对成膜速度的影响。结果表明 :陶瓷层厚度、表面粗糙度都随电流密度及强化时间的增大而增大 ,膜厚随二者增加有一极限值 :硬度随电流密度增加而增加 ,也有一极限值 :成膜速度在较低电流密度时不随时间而变 ,在较高电流密度时 ,成膜速度随时间增加而下降 ,最终趋于零 ,电流密度越高 ,下降速度越快。

发动机缸盖用铸造铝硅合金力学性能研究

通过改变Si的含量,对发动机缸盖用铸造铝硅合金力学性能进行了研究。结果表明,随着Si含量的提高,铸造Al-Si合金的常温、250℃高温抗拉强度先升高,再降低,在共晶点附近达到最大值,其中高温抗拉强度的提高幅度明显。而合金的硬度先是缓慢上升,过了共晶区域后则急剧上升。与国外的常用缸盖材料的力学性能进行对比后发现,所研究的发动机缸盖用铸造铝硅合金具有优良的综合力学性能。

RE对改良铸造铝硅合金力学性能的影响

研究了RE对改良铸造铝硅合金力学性能的影响。研究结果表明,RE对改良铸造铝硅合金力学性能有着显著的影响。随着稀土元素加入量的增加,改良合金的强度、塑性均显著提高,但过多的稀土元素加入量会使改良合金形成大量的AlxV3CuRE化合物,反而会导致改良铸造铝硅合金的力学性能恶化。

高强韧铸造铝硅合金Al-7%Si-1.5%Cu-Mg-Ti-Mn最佳热处理工艺的研究

通过正交试验和单项试验相结合的办法 ,对高强韧性铸造铝硅合金 (Al 7%Si 1 5 %Cu Mg Ti Mn)的最佳热处理工艺进行了研究 ,得出了该合金的最佳热处理工艺参数。结果表明 :为获得抗拉强度≥ 40 0MPa、伸长率≥ 5 %的综合力学性能 ,该合金应采用的最佳热处理工艺参数为 :5 2 0℃× 15h + 160℃× 7h。

铸态铸造铝硅合金的现状和发展

介绍了铸态铸造铝硅合金的重要性及铸态铸造铝硅合金的发展概况 ;列举了国内、国外为提高铸态铸造铝硅合金力学性能研究的方法和内容 。

稀土Nd对铸造铝硅合金变质作用的长效性及重熔性研究

以稀土元素Nd为变质剂,采用金属型铸造工艺制备铸造铝硅合金ZL101,并通过金相显微镜、扫描电镜、布氏硬度计和电子万能试验机研究变质时间及重熔次数对合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,稀土Nd对合金具有较好的变质作用,并具有长效性和重熔性,变质6h及重熔4次后合金中的共晶硅组织仍呈小片状的变质状态,且合金硬度及拉伸性能均未受明显影响。变质不同时间及重熔不同次数的合金拉伸试样均为解理断裂。

改良铸造铝硅合金常温耐腐蚀性能的研究

在传统ZL101铸造铝硅合金的基础上,通过添加Cu、Ni、Mn、V、RE等合金元素,研制了改良铸造铝硅合金,并对该改良合金常温(25℃)下在酸、碱、盐腐蚀介质中的耐腐蚀性能进行了研究。研究结果表明,常温下在酸、碱、盐腐蚀介质中,改良铸造铝硅合金耐腐蚀性能均优于ZL101合金。

改良铸造铝硅合金热疲劳性能的试验研究

以现有铸造铝硅合金为基础,通过添加Cu、Ni、Mn、V、RE等合金元素,研制了改良铸造铝硅合金,并对其热疲劳性能进行了研究。结果表明,改良合金的综合力学性能良好,在持续150h反复加热冷却过程中没有发生不可逆的变形、产生裂纹,表明其具有良好的热疲劳性能。

改良铸造铝硅合金复合变质处理的研究

以ZL101为基础,通过添加Cu、Ni、Mn、V和RE等合金元素,研制了改良铸造铝硅合金,并对改良铸造铝硅合金进行了复合变质处理研究。结果表明,复合变质处理对改良铸造铝硅合金是有效的,经复合变质处理后合金的组织表现为单一的α(Al)+共晶Si组织,独立的α(Al)相较少,短共晶Si会聚集长大为长共晶Si,数量较多,强化了α(Al)基体,提高了合金的力学性能。

铸造铝合金A356.0晶间腐蚀性能研究

对铸造铝合金A356.0晶间腐蚀性能进行研究,分析了产生腐蚀的组织原因。结果表明:铸造铝合金A356.0腐蚀的主要原因是共晶硅沿晶界分布,共晶硅和基体之间存在电位差,形成大阳极小阴极的腐蚀电池,基体作为阳极被腐蚀。晶间腐蚀敏感性低,但是内应力或杂质偏聚会增加晶间腐蚀敏感性,增大晶间腐蚀级别。