锶对消失模铸造B319铝合金铜相的影响

在消失模铸造慢冷条件下,B319铝合金组绢中除存在α-Al枝晶及Si相外,还存在珊瑚状的Al2Cu相及针状的β-Fe相,且Si相及针状β-Fe相可以作为Al2Cu的形核基底。Sr变质引起了离异共晶反应,使Al2Cu相在缺乏Si相的区域析出,并促使Si在Cu相中溶解。研究还表明,采用0.03%Sr可以获得较好的变质效果,并使Al-Si共晶温度从575.9℃下降到566.4℃,Al2Cu相析出温度从520.4℃下降到512.5℃。

热分析技术检测319铝合金熔体质量的研究

运用热分析技术研究了冷却曲线特征值与319铝合金铸件气孔率及变质剂Sr的加入量之间的关系。结果表明,TEAl,Smiin与TAEl,Cmuin的温度差ΔT与铸件气孔率P之间有显著的关系,随气孔率P的增大,ΔT呈上升趋势,其关系可表示为P=45.0+0.417×ΔT。319铝合金中变质剂Sr的加入量达到0.008%时,合金充分变质,Sr的加入量超过0.030%时,变质效果变差,Sr的加入量大于0.008%时,Sr的加入量与TAEl,Smiin的关系可以表示为:TEAl,Smiin=543.2+375.5×wSr-5399.3×wS2r。

热等静压对圆形加载路径下A319铝合金多轴疲劳特性的影响

采用MTS809拉扭复合疲劳试验机、扫描电镜(SEM)研究了热等静压(Hot isostatic pressing,HIP)处理前后,圆形加载路径下,A319铝合金多轴疲劳特性。结果表明,HIP处理后,材料中的孔洞缺陷数量减少,疲劳失效过程中产生的微裂纹的数量减少且尺寸减小。相同等效应变幅值下产生的轴向应力幅值、切向应力幅值、等效应力幅值均显著增加。材料轴向上表现为先产生循环硬化而后循环软化,切向则表现为先产生循环硬化后趋于循环稳定,HIP处理前后循环软化硬化趋势大致相同。轴向应力应变滞后回线、切向扭矩扭角滞后回线面积有所降低,附加强化效果增强。

工艺因素对319铝合金热分析特征值的影响

运用热分析技术研究了冷却曲线特征值与319铝合金中化学成分之间的关系,并进行回归分析。结果表明,在不考虑工艺因素的情况下,试样的硅含量与α-Al枝晶生长回升温度T_G^(αDEN)之间的相关性最大,相关系数r为-0.65,以硅含量可预测α-Al枝晶生长回升温度。在浇注过程中,冷却速度与α-Al枝晶生长回升温度T_G^(αDEN)密切相关,相关系数为r=-0.72。在相同的冷却条件下,铝合金的浇注温度和浇注量对冷却速度有明显的影响,因此,可以通过调整浇注温度和浇注量,控制铝合金的冷却速度,进而也可预测铝合金中α-Al枝晶生长回升温度T_G^(αDEN)。

319铝合金铸造余热热处理工艺试验研究

实验研究了铸造319铝合金在余热热处理工艺下的微观组织、力学性能及旧砂再生处理。铸件余热热处理工艺即铸件在冷却至较高温度(400℃)时连同砂型和砂芯直接放入热处理炉内进行固溶处理。实验结果表明,采用铸造余热热处理工艺,仍然可以得到弥散分布在基体中的细小Si相增强颗粒,抗拉强度达到同一水平所需的固溶处理时间可以缩短至传统T6热处理的1/3至1/2,同时该工艺还将固溶处理、落砂及旧砂再生3工序有机结合,取得了节时节能的效果。

二次枝晶臂间距对A319铝合金拉伸及疲劳性能的影响

改变到模具底部的距离制备出不同二次枝晶臂间距(SDAS)的A319铝合金,讨论了SDAS与孔洞尺寸、硅颗粒尺寸及形态比的关系,深入研究了SDAS对合金拉伸性能、疲劳寿命和疲劳参数的影响。结果表明:硅颗粒尺寸和形态比与SDAS有很好的线性关系,当SDAS较大时,硅颗粒尺寸和形态比也较大,孔洞尺寸与SDAS之间有类似的关系;SDAS对A319铝合金的杨氏模量和屈服强度几乎没有影响,而硬度、抗拉强度和延伸率随着SDAS的增大而降低;疲劳寿命随着SDAS的增大而下降,疲劳参数也随SDAS的变化而变化:随着SDAS的增大疲劳强度指数(b0)增大,而疲劳强度系数(σ′f)、疲劳延性系数(ε′f)和疲劳延性指数(c0)减小。

半固态挤压铸造A319铝合金的固溶处理特性

研究了固溶处理工艺对半固态挤压铸造A319铝合金硬度和显微组织的影响,探讨了半固态挤压铸造A319铝合金固溶处理的特性。结果表明,半固态挤压铸造A319铝合金与金属型重力铸造A319铝合金相比,其偏析小,凝固速率高,Al2Cu相更多地以共晶状存在于晶界处,Q-Al5Cu2Mg8Si6相则以共晶状、细条状存在于晶界处;后者偏析较为严重,凝固速率较低,Al2Cu相更多地以块状或混合状存在于晶界和基体中,Q相多以紧密的块状、短棒状存在于晶界和基体中。含Cu相的形状影响其在固溶处理过程中的溶解。半固态挤压铸造A319铝合金中的含Cu相比金属型重力铸造A319铝合金中的含Cu相更易溶解,所需的固溶时间更短,固溶处理有其优越性。505℃×3h的固溶处理工艺对半固态挤压铸造A319铝合金来说是合适的。

冷却速度对圆形加载路径下A319铝合金多轴疲劳特性的影响

采用MTS809型电液伺服疲劳试验机、扫描电镜研究了不同冷却速度对A319铝合金圆形加载路径下的疲劳特性.结果表明:当冷速为10℃·s^(-1)时,材料中二次枝晶臂间距、硅颗粒及孔洞尺寸较冷速为0.1℃·s^(-1)时要小.二次枝晶臂间距较小时,滞后回线面积小,材料应力应变近乎同相,且附加强化效果明显.不同冷速条件下裂纹萌生位置不同,在冷速为10℃·s^(-1)的材料中,裂纹在大硅颗粒处萌生,随着冷速降低至0.1℃·s^(-1)时,裂纹位于孔洞处萌生.对于A319铸造铝合金来说,冷速的变化对其轴向与切向循环特性并无直接影响,轴向表现为先硬化再软化,切向表现为先硬化后稳定的趋势.

汽车发动机气缸体铝合金319的蠕变和弹塑性行为分析

基于NAFEMS标准,通过在铝合金319厚壁汽缸上加载非比例载荷,建立了汽车发动机铝合金319的非线性材料模型,以模拟汽车发动机汽缸体铝合金319的非线性应力应变以及蠕变和弹塑性行为。结果表明:利用所建立弹塑性和蠕变模型获得的在汽缸内壁上的蠕变计算曲线和NAFEMS标准的目标数据取得了很好的拟合,这说明利用NAFEMS基准模型可预测发动机汽缸内表面的等效蠕变应变的时间历程。

加载路径对Sr变质A319铝合金疲劳行为的影响

研究了Sr变质A319铸造铝合金在0.2%应变幅不同加载路径条件下的疲劳性能,包括循环应力响应特征及疲劳寿命,并分析了失效试样的断口特征以及Si颗粒的破坏方式。结果表明:在不同加载路径下材料发生循环硬化程度和速率从大到小排序是:圆形加载、比例加载和单轴加载;疲劳寿命随着加载路径的变化与材料循环硬化程度和速率随着加载路径的变化相对应。断口分析结果表明,宏观断口在比例路径下表现为"人"字形的两条主裂纹,且从单轴、比例到圆形路径,裂纹源区逐渐不明显,裂纹源区和稳定扩展区尺寸也变小;在单轴加载条件下裂痕的断面基本上与主轴平行,而在多轴加载条件下裂痕的分布较为分散。

E319铸铝合金热机械疲劳行为研究

对E319铸铝合金进行了等温疲劳及热机械疲劳试验研究,并对E319铸铝合金断口进行扫描电镜(SEM)分析。结果表明:热机械疲劳时E319铸铝合金的平均应力呈压应力。等温疲劳时断口为微孔聚集型断裂,热机械疲劳时断口表现为准解理断裂,热机械疲劳寿命远低于等温疲劳寿命。与镍基高温合金、钛铝合金相比,E319铸铝合金表现出不同的热机械疲劳循环应力应变特性和循环应力响应特性,由于温度和应力松弛的影响,迟滞回线的两端出现"弯勾"形状,并且在断裂前出现强烈的循环硬化行为。

319型铸造铝合金球面接触下的磨损行为研究

以319型铸造铝合金为研究对象,在特定的试验机上对其进行磨损实验,分析不同法向载荷下其摩擦系数、磨损体积以及磨痕形貌的变化规律.实验结果表明:当载荷恒定时,摩擦系数随着磨损循环次数的增加经历了上升阶段、调整阶段和稳定阶段3个过程,随着法向载荷增加,在稳定状态下的摩擦系数降低,F-D曲线由平行四边形向椭圆形过渡,磨损耗散能逐渐下降.磨痕深度及磨损体积随着载荷增大整体呈增大趋势,但存在微幅波动的情况.319型铸造铝合金的磨损特点为剥层磨损,随着磨屑积累,磨痕表层易发生加工硬化.

挤压铸造压力对汽车套铝合金管件性能的影响

采用不同的压力对汽车套管件用A319铝合金试样进行了挤压铸造成型,并进行了不同压力下试样的力学性能和耐磨损性能的测试、对比和分析。结果表明:随挤压铸造压力的增加,试样的抗拉强度逐渐增大,断后伸长率逐渐减小,磨损体积先减小后缓慢增大,耐磨损性能先提升后缓慢降低。与60 MPa挤压铸造压力相比,采用100 MPa挤压铸造压力时试样的抗拉强度增大了42 MPa,磨损体积减小38.24%。汽车套管件用A319铝合金合理的挤压铸造压力为100 MPa。

Sr变质剂和浇铸冷却速率对铸铝A319微观组织及力学性能的影响

本文以A319合金作为研究对象,通过在合金熔体中添加变质剂、分层铸造以及对铸造后的合金进行T6热处理等方法来研究这些因素对合金显微组织和性能的影响。本文的主要研究内容包括:(1)研究了Sr变质剂对铸造A319铝合金的微观组织和力学性能的影响。结果发现Sr变质过的合金中硅颗粒的大小和长径比显著减小,得到了很好的粒状化效果,即变质后的组织更加细密,孔洞也减少了,因此力学性能得到了提高。(2)探讨了铸造固化过程中不同冷却速率对A319铝合金的微观组织和力学性能的影响。结果表明随冷却速率的提高,合金中硅颗粒的大小和长径比及二次枝晶臂间距减小,组织变得细密。宏观上表现为合金的屈服强度、抗拉强度及延伸率等力学性能都随着冷却速率的提高而变好。

表面喷丸处理对SSM319s铝合金耐盐雾腐蚀性能的影响

采用标准中性盐雾腐蚀实验对表面喷丸处理前后两种状态的半固态触变压铸成形(semi-solid molding,SSM)319s铝合金片状试样在中性Na Cl盐雾介质中的耐腐蚀性能进行了测试。采用微距数码相机记录了盐雾腐蚀不同时间后的表面颜色变化和宏观腐蚀产物形貌,通过称重法监测了腐蚀增(减)重和去除腐蚀产物后的平均腐蚀失重随时间的变化规律,并利用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对腐蚀表面微观形貌、腐蚀产物种类和去除表面腐蚀产物后的表面形态和点蚀程度进行了表征和分析。测试研究表明,表面喷丸处理能够明显降低SSM319s铝合金在盐雾气氛中的平均腐蚀失重,经过表面喷丸处理的样品平均腐蚀失重减小50%以上。能谱分析证实表面均匀腐蚀产物主要以Al2O3为主,而点蚀坑内的腐蚀产物为Al2O3和Mg Cl2的混合物。喷丸处理能强烈抑制点蚀坑缺陷的发生和扩展,其原因是喷丸表面形变效应对试样表层疏松、刮痕缺陷的弥合作用以及残余压应力对抗腐蚀性能的有益影响。

内冷式搅拌法制备A319半固态浆料工艺研究

采用内冷式搅拌法制备了A319铝合金半固态浆料,研究了内冷块与铝合金液质量比、铝合金液温度、搅拌速度等工艺参数对半固态浆料显微组织的影响,分析了内冷式搅拌过程中半固态浆料的形成机理。结果表明,在内冷块与铝合金液质量比为5%、铝合金液温度为625℃、搅拌速度为1 100r/min时,可以制备出组织良好的半固态浆料,其中初生α-Al相平均晶粒尺寸和形状因子分别达到了59.7μm和0.74。提高内冷搅拌速度不仅能提高初生α-Al相的圆整度,还具有晶粒细化效应。