正交轧制改善铸造Al-5Cu合金微观组织和力学性能的研究

铸造Al-5Cu合金的组织粗大且在基体内存在大量粗大的Al2Cu相共晶组织,其屈服强度及伸长率分别为60 MPa和3.6%。通过对铸态合金进行普通轧制与正交轧制使合金的组织得到细化,且基体中的共晶组织分布更均匀,合金的屈服强度分别提高到171.9 MPa和176.7 MPa,伸长率分别达到6.8%和10.2%。先对Al-5Cu合金进行520℃,24 h的均匀化处理,然后进行正交轧制。这使得Al-5Cu合金的极限抗拉强度和屈服强度分别达到213.2 MPa和177.9 MPa,伸长率增加到16%。均匀化处理后正交轧制可使铸态Al-5Cu合金的组织和力学性能增加更显著。

热处理对直接挤压铸造Al-5Cu合金力学性能和组织的影响

研究了固溶处理(T4)与固溶+人工时效处理(T6)对直接挤压铸造Al-5Cu合金力学性能和显微组织的影响。结果表明,挤压铸造加快了合金热处理过程中原子的扩散速度、缩短了热处理时间,通过热处理可以改变合金的组织结构进而影响合金的力学性能。与铸态相比,在525～530℃下保温4h固溶处理后合金的力学性能明显提高,而且随着保温时间的增加略有上升,保温15h时达到最佳值,合金的抗拉强度(σb)和伸长率(δ5)可以达到389.6MPa和10.8%。固溶处理后挤压铸造Al-5Cu合金表现出明显的自然时效特征,在自然环境中铜原子易于析出形成具有很强强化效果,且能稳定存在的GP区和θ″相,这些细小弥散分布的强化相使得合金处于固溶+自然时效状态下较T6状态下具备更好的力学性能。

间接挤压铸造Al-5Cu合金凝固过程应力应变关系

自行研制了合金应力应变测试仪,并实测间接挤压铸造Al-5Cu合金凝固过程中应力、应变、温度的变化规律,得出应力、应变、温度三者之间的数学关系。结果表明:在温度降低到大约410℃时,在间接挤压铸造Al-5Cu合金内部将产生较大的"冲击"应力,由此提出了避免产生热裂的开模温度判定条件。Al-5Cu合金轴承保持架成形过程中保压15s开模,此时铸件温度425℃,略高于合金产生"冲击"应力的温度,可以使裂纹率降低到12.3%。

间断直流磁场对Al-5Mg-3Zn-1Cu合金凝固组织和性能的影响

对Al-5Mg-3Zn-1Cu合金的凝固过程施加不同直流电压(0~300 V)和放电频率(0~20 Hz)以及占空比为30%的间断直流磁场,研究了间断直流磁场对其凝固组织及力学性能的影响。结果表明:间断直流磁场有效细化了合金的凝固组织,初生α-Al相由无磁场时的粗大枝晶变为细小的蔷薇状晶粒,第二相由粗大而连续的网格状结构变为细小而断续分布结构。随着直流电压的增加,合金的晶粒尺寸、第二相体积分数和长度均减小,抗压强度和断裂应变均先升后降;随着放电频率的增加,晶粒尺寸、第二相体积分数和长度均先减小后增大,抗压强度和断裂应变均先升后降。施加间断直流磁场后,合金的拉伸性能提高,断口中的准解理面减少,撕裂棱增多。当直流电压为200 V、放电频率为5 Hz时,合金的抗压强度和断裂应变最大,与无磁场时相比分别提高了31.6%和43%,抗拉强度和断后伸长率则分别提高了79.71%和83.3%。

合金元素对铸造Al-4.5Cu合金准固态力学行为的影响(英文)

研究了铸造Al-4.5Cu合金的准固态力学行为及几种合金元素对其凝固行为的影响。结果表明:Si,Ce,La,Ti及Zr元素可有效减小Al-4.5Cu合金的结晶范围,从而使其热裂倾向性降低;La元素的加入可提高Al-4.5Cu合金的热裂抗力;并研制了一种新型Al-4.5Cu合金,该合金具有良好的室温与高温综合性能。

铸造Al-14Si-5Cu-3Ni-1Mg合金微弧氧化陶瓷层的结构与性能

采用显微硬度、XRD、SEM、极化曲线测量、DSC、TG等技术研究了铸造Al-14Si-5Cu-3Ni-1Mg微弧氧化陶瓷层的相组成、形貌、硬度、耐腐蚀性、耐热冲击性和热稳定性。结果表明,该合金微弧氧化陶瓷层由致密层和疏松层组成,致密层主要为α-Al2O3相,疏松层主要为γ-Al2O3及无定型相,微弧氧化陶瓷层硬度(HV)高达2400,合金的耐蚀性显著提高,抗热冲击性和热稳定性良好。

Al-5Ti-B及RE对挤压铸造7075铝合金传动空心轴组织和性能的影响

本文采用挤压铸造的方法制备了7075铝合金传动空心轴,研究了Al-5Ti-B及RE对挤压铸造7075铝合金铸件微观组织和力学性能的影响.结果表明:未加入细化剂的合金晶粒大小约为50μm,拉伸强度为454 MPa;加入0.29%RE的合金和1%A1-5Ti-B的合金,晶粒尺寸分别了减小到26μm和25μm,拉伸强度分别提高了16.3%和22.2%;同时加入0.29%RE和1%A1-5Ti-B对合金组织细化最为明显,晶粒尺寸减小到18μm,拉伸强度提高了26.6%,达到575MPa,延伸率为8.16%,布氏硬度为184.

超声波搅拌法制备半固态Al-5Cu合金

采用超声波搅拌法制备半固态Al-5Cu合金,研究了超声波导入时熔体的温度、搅拌时间和超声波输出功率3个重要参数对获得半固态Al-5Cu合金组织形貌的影响。结果表明,在熔体处于610～660℃之间导入超声波,随着熔体温度的升高,合金初生晶粒逐渐趋于细小的球状颗粒;当熔体为660℃时,随着导入超声波输出功率的增大、搅拌时间的延长,Al-5Cu合金初生相形貌由粗大的枝晶状逐渐转变为细小的球状晶粒。

Al-5Ti-1B细化剂添加量对含铈铸造铝合金组织和拉伸性能的影响

在添加质量分数0.1%铈的基础上,对比研究Al-5Ti-1B细化剂质量分数(00.4%)对A356铸造铝合金组织及拉伸性能的影响。结果表明:随着Al-5Ti-1B细化剂含量的增加,α-Al树枝晶的平均二次枝晶间距先降后增,当细化剂的质量分数为0.2%时,平均二次枝晶间距最小,为37.3μm;添加适量细化剂能促使共晶硅由狭长纤维状向粗短棒状的转变,从而降低共晶硅的等效直径和长宽比,过量细化剂则会引起共晶硅的尖锐化;添加细化剂后,铝合金的抗拉强度和断后伸长率均提高,且随着细化剂含量的增加呈先增后降的趋势;添加质量分数0.2%细化剂时铝合金的综合变质效果最佳,此时铝合金的拉伸性能最佳,抗拉强度和断后伸长率较未添加细化剂时的分别提高了20.7%和66.7%。

硅对Zn-40Al-2.5Cu合金性能的影响

采用螺旋形流动性试验、尺寸稳定性试验、磨损性试验等方法,研究了硅含量对Zn-40Al-2.5Cu合金的流动性、尺寸稳定性及耐磨性能的影响规律。结果表明:随着硅含量的增加,Zn-40Al-2.5Cu合金的流动性和密度逐渐减小,尺寸稳定性逐渐增大,硅含量为4.5wt%时合金具有最好的耐磨性能。

Mg-6Al-5Sn-0.3Ce镁合金的离心铸造工艺优化

采用不同的离心铸造工艺参数对Mg-6Al-5Sn-0.3Ce镁合金进行了铸造,研究了旋转速度和离心力保持时间对合金显微组织和腐蚀性能的影响。结果表明:随旋转速度和离心力保持时间的增加,样品的平均晶粒尺寸先减小后增大,腐蚀电位先正移后负移,耐腐蚀性能先提升后下降。在1700 r/min旋转速度下保持时间5 min,合金的平均晶粒尺寸最小,腐蚀电位最正。Mg-6Al-5Sn-0.3Ce镁合金的离心铸造工艺参数优选为:1700 r/min旋转速度、5min离心力保持时间。在这个条件下,合金的平均晶粒尺寸为23μm,腐蚀电位为-0.891 V。

Al-5Ti-0.35C对ZLSi7Cu2Mg铝合金显微组织和力学性能的影响

改变Al-5Ti-0.35C中间合金在ZLSi7Cu2Mg铝合金中的加入量、浇注温度和静置时间,通过正交试验,确定了最好的试验方案:Al-5Ti-0.35C加入量2.0%,浇注温度705℃,静置时间7 min,测试其热处理(固溶+时效)后力学性能达到σb=385MPa,δ=7.83%。并在此基础上研究了Al-5Ti-0.35C中间合金对ZLSi7Cu2Mg合金组织和性能的影响。

高强超声处理和强制冷却对Al-5Cu合金组织细化及除气效果的影响

研究了高强超声联合铸锭底部强冷处理对Al-5Cu合金凝固组织的影响,并采用密度法研究了除气效果。结果表明,超声联合铸锭底部强制冷却处理具有良好的细化和除气效果,当2000 W×120 s时细化效果最佳;铸锭断面几乎为100%等轴晶且内部组织致密、无气孔,此时铸锭密度为2.7911×10^(3)kg·m^(-3),除气率为95.1%。最后对其细化及除气的机理进行了分析。

用渗流铸造法制备Zr_(55)Al_(10)Ni_5Cu_(30)非晶复合材料

用渗流铸造法制备出以Zr55Al10Ni5Cu30合金为基体,以W丝束为增强相的大块非晶复合材料.采用X-射线衍射分析了基体的相组成,在扫描电镜（SEM）下观察了反应界面的形貌,利用电子探针研究了元素的迁移情况.通过改变渗流温度和时间,研究了W丝和基体间界面的作用过程.选择适当的渗流温度和时间,可以制备出长65mm直径4.3 mm的大块W丝束增强Zr55Al10Ni5Cu30非晶复合材料.在一定范围内提高渗流温度降低渗流时间或降低渗流温度延长渗流时间能得到同样的效果在渗流铸造前,液态金属的过热有利于提高基体的非晶形成能力,降低渗流铸造时产生的缺陷.

颗粒增强Al-20Si-5Mg合金气缸套与铸铁气缸套的性能比较

通过对铸态、固溶态和固溶+时效态的颗粒增强Al-20Si-5Mg合金复合材料离心铸造气缸套,以及汽车、摩托车铸铁气缸套进行硬度(HRB)、不同工况下耐磨性测试分析和显微组织观察。结果表明,颗粒增强Al-20Si-5Mg合金复合材料气缸套的平均硬度比灰铸铁气缸套的平均硬度低;随着外加载荷的增加,颗粒增强过共晶铝硅合金复合材料气缸套耐磨层中,干摩擦条件下铸态、固溶态及时效态的耐磨性能明显优于铸铁气缸套,湿摩擦条件下,在高载荷(300和400N)时,铸态、固溶态及时效态耐磨性能略优于铸铁气缸套。

Al-6.4Zn-2.3Mg-2.1Cu合金均匀化退火工艺研究

7×××系铝合金是商业化航空航天铝合金中用量最大的品种,是全世界航空航天制造业中最为重要的轻质结构材料之一。采用差示扫描量热法(DSC)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等,对工业化半连续铸造的Al-6.4Zn-2.3Mg-2.1Cu合金铸锭进行单级、双级均匀化退火工艺试验研究。结果表明:双级均匀化退火更有利于第二相回溶,且双级均匀化处理后基体中析出大量尺寸细小、弥散分布的Al_(3)Zr粒子,对于抑制再结晶、细化晶粒非常有利。该合金适宜的均匀化退火工艺为466℃48h+480℃12h。

原位Al_2O_3颗粒含量对Al-6.8Cu合金组织的影响

制备具有不同原位Al2O3颗粒含量的近液相线铸造Al-6.8Cu合金,在580℃、590℃、600℃和610℃进行二次加热并保温10 min、20 min、40 min和60 min,淬火固定半固态组织。采用光镜观察其组织,利用平均截线法统计其晶粒尺寸,分析不同颗粒含量对近液相线铸造Al-6.8Cu合金半固态组织的影响规律。结果表明,原位Al2O3颗粒对Al-6.8Cu合金的铸态组织没有明显的球化和细化作用,但是在合金的二次加热过程中对合金的晶粒长大行为具有抑制作用,当原位Al2O3颗粒含量达到3.6 wt%时,对晶界已经产生良好的钉扎效果,使合金保持细小均匀的等轴晶组织特征,能够满足后续的半固态成形工艺要求。

某新型低温材料的复合合金化与超声振动辅助铸造研究

采用复合合金化和超声振动辅助铸造的方法，制备了Sn42Bi52Zn5Cu0．7Y0．3新型低温合金材料。通过显微组织观察、熔化特性与力学性能测试和分析后发现：该新型材料的熔化范围存181.21-190．84℃之间，熔化峰值温度为187．37℃：与常规Sn42Bi58相比，Sn42Bi52Zn5Cu0．7Y0．3新型材料与T2纯铜板焊接后界面金属间化合物层平均厚度减小69％．且金属Bi未发生明显偏析，其力学性能得到明显提高。

工艺参数对汽车用铸造新型合金性能的影响

采用不同的工艺参数进行了新型车用镁合金Mg-5Al-1.5Zn-0.5Ce-0.5Sr的低压铸造,并研究了工艺参数对其显微组织、物相组成和力学性能的影响。结果表明,在浇注温度680~730℃、充型时间10~22 s时,随浇注温度的增加或充型时间的延长,合金晶粒先细化后粗化,平均晶粒尺寸先减小后增大,抗拉强度、屈服强度和断后伸长率均先增大后减小;但对合金的物相组成、拉伸断裂机制无明显影响。优化的工艺参数为浇注温度705℃和充型时间16 s。