压力铸造对Al-Si-Cu合金组织的影响

本文研究了压力铸造条件下Al Si Cu多元合金的显微组织 ,通过与重力铸造条件下的比较发现 :压力铸造不仅能明显细化Al Si Cu合金中的共晶组织和初生相 (初生α Al或初生硅 ) ,而且可以改善Al Si Cu多元合金中金属间化合物的形态和分布 ,甚至改变析出相的构成。

热处理对Al-Si-Cu合金力学性能、显微组织与磨损性能的影响

研究了不同热处理条件下Al-Si-Cu合金的力学性能、显微组织及磨损性能.结果表明:与铸态合金相比,T6态合金的晶粒最为细小,Si、Al2Cu和Al Fe Mn Si第二相尺寸变小、变圆整且分布均匀,其力学性能和耐磨性能最好.当载荷小于500 N时,T6态和铸淬态合金的耐磨性能相当,二者表现为磨粒磨损;载荷为500~1 000 N时,Si相受水平方向塑性流变应力作用均匀分布在磨面表面,改善了润滑效果使摩擦系数降低,虽然开始向黏着磨损机制转变,但合金仍保持了较好的耐磨性能;载荷大于1 000 N时,Si相和Al2Cu相周围出现了微裂纹和严重的撕裂状的塑性变形,摩擦系数增大,逐步向剥层磨损转变,合金耐磨性能显著下降.

硅相对铜在Al-Si-Cu合金中扩散速度影响的研究

测定了铜在单相α合金（Al-1．5wt％Cu-0．4wt％Si）和α＋Si两相合金（Al-1．5wt％Cu．12．5wt％Si）中的扩散系数。单相α合金扩散偶（Al-3．0wt％Cu-0．4wt％Si／Al-0．4wt％Si）和α＋si两相合金扩散偶（Al-3．0wt％Cu．12．5wt％Si／Al-12．5wt％Si）在450—540℃条件下保温72—144h后，用电子探针测定铜原子的浓度分布，并由此计算铜原子在这两种基体中的扩散系数。测定结果表明，硅相的存在能够显著提高铜在该合金中的扩散速度，提高的幅度取决于硅相的体积分数和形貌。

真空压铸对Al-Si-Cu合金固溶过程表面起泡的影响

将真空压铸(50%真空度)Al-Si-Cu合金试样在500℃固溶处理0.5、2、4和6 h以及进行500℃×4 h+530℃×6 h的固溶处理,利用光学显微镜和扫描电镜研究了真空压铸对Al-Si-Cu合金固溶处理过程表面起泡的影响。结果表明:相对于普通压铸,真空压铸试样基体更致密、内部气孔小且分散,固溶处理过程中起泡核心长大需要较长时间,表面起泡小于100μm的条件下,在500℃可固溶处理2 h;起泡核心距离表面越远、核心尺寸越小以及表面致密度、强度越高,表面起泡所需要的时间也越长。

挤压铸造Al-Si-Cu合金固溶热处理的组织与性能

研究了在不同挤压力下凝固的Al-5.5Si-4Cu合金固溶热处理后的显微组织和力学性能。在挤压力下凝固时,该合金显微组织存在明显变化,其抗拉强度和伸长率均有明显提高。研究发现,在比压为0.1~50.0MPa时,随着压力的增加,初生α相晶粒尺寸显著减小,共晶Si相由长针状变成粒状或圆棒状;同时,枝晶间距和Al2Cu相数量减小,枝晶间孔洞数量减少,力学性能提高。而在比压为50.0~100.0MPa时,压力的增加对合金显微组织和力学性能影响不大。研究表明,50.0MPa压力为该合金的合适比压,该条件下合金固溶热处理后的抗拉强度和伸长率分别达到323.6MPa和8.51%。

Mg含量对汽车发动机缸体用Al-Si-Cu合金微观组织和力学性能的影响

熔炼制得不同Mg含量的汽车发动机缸体材料Al-Si-Cu合金,以实验制得的合金为研究对象,研究了Mg元素含量对其微观组织、力学性能的影响。结果表明:汽车发动机缸体材料Al-Si-Cu合金中加入一定量的Mg能显著提高铸态及T6态合金的抗拉强度、硬度;随着Mg含量的增加,合金中开始产生Mg_2Si相,Mg_2Si相强化了合金的抗拉强度与屈服强度;但过多Mg元素将不能全部溶入基体,产生较粗大的Mg_2Si脆性相,降低合金抗拉强度及硬度,试验合金中加入0.4%Mg的合金力学性能最佳;随着冷却速率的增加,合金抗拉强度、屈服强度和硬度均增加。

Al-Si-Cu合金热处理工艺的改进

通过考察浇铸后快冷的亚共晶铝硅铜合金在不同条件下固溶时效处理后的组织与性能变化,探讨了改进此类合金的热处理工艺以实现节能降耗的一种途径。

挤压比对快速凝固/粉末冶金Al-Si-Cu合金组织和性能的影响

利用SEM、XRD和力学性能测试研究了挤压比对快速凝固/粉末冶金Al-Si-Cu合金的组织、相结构和力学性能的影响。结果表明：随着挤压比增加,合金组织中硅颗粒和晶粒尺寸减小,致密化效果更好;同时密度、硬度和抗拉强度随着挤压比的增加而增加。当挤压比为10.22时,合金的硬度和抗拉强度最高,为71HV和398 MPa,其相结构为α-Al、β-Si、Cu Al2和Cu4Si。

Al-Si-Cu合金工艺的特点

以Al -Si-Cu合金中最典型的Al -Si9-Cu4合金为对象 ,比较Al -Si -Cu合金熔炼(重熔 )工艺和压铸工艺诸多要素中的几个主要工艺因素对压铸试样力学性能的影响 ,揭示了Al -Si-Cu合金的某些工艺特点 ,为进一步研究和更好地应用Al-Si -Cu合金提供参考。

余热热处理对Al-Si-Cu合金铸件组织和性能的影响

研究了余热热处理工艺对Al-Si-Cu合金中Cu元素的固溶效果、共晶Si颗粒形貌及尺寸变化、以及该工艺对合金铸件力学性能的影响。结果表明,余热热处理工艺条件下,铸件可以在更短的时间内获得理想的固溶效果。通过分析铸件微观组织显微可知,余热热处理工艺可以通过缩短固溶处理时间有效地抑制共晶Si颗粒的粗化,在4h的固溶处理中Si颗粒平均尺寸持续减小且未出现粗化趋势。采用相同工艺参数,余热热处理工艺条件下制备的单铸试棒抗拉强度比传统T6热处理工艺提升约15%。

新型半固态成形用Al-Si-Cu合金的成分设计

借助Thermo-Calc软件分析了Al-Si-Cu合金的热力学特点,结合半固态成形所需条件,提出了该系合金适合半固态成形的成分区间,并对AlSi5Cu3Mg合金半固态坯料的加热过程进行验证。结果表明,获得的半固态坯料完全满足半固态成形的组织需要。

钎焊过程原位合成Al-Si-Cu合金及接头性能

Al-Si-Cu基钎料熔点低、强度高,非常适用于铝合金的钎焊。但位于三元共晶成分点附近的Al-Si-Cu合金由于含有大量的CuAl2脆性金属间化合物,无法采用常规塑性加工方法成形,因此限制了其使用范围。为克服上述不足,设计一种使用AlSi-CuAl复合焊丝在钎焊过程中原位合成Al-Si-Cu钎料的方法,并对其钎焊接头组织与性能进行研究。结果表明:采用的复合焊丝外层为AlSi合金,内层为CuAl合金粉,两者熔点接近。复合钎料的加工性能远优于同成分的Al-Si-Cu钎料。使用复合焊丝感应钎焊3A21铝合金,钎焊过程中两种合金几乎同时熔化,经瞬间保温后可充分熔合并形成Al-Si-Cu钎料,获得成分均匀、界面结合良好的钎缝,钎焊接头抗剪强度高于采用常规Al-Si-Cu钎料钎焊的接头抗剪强度。

稀土对Al-Si-Cu合金组织和性能的影响

在Al-12Si-2Cu合金中加入0.10～0.25wt%混合稀土金属,对合金的重力铸造试样和压力铸造试样进行了机械性能和金相组织检验,并测定了液态合金的流动性和凝固过程中的热裂应力。试验结果表明:此合金中加入0.10～O.25wt%的混合稀土金属,则可使金相组织中优先析出初生α-Al,使共晶Si相由长针状变短棒状或颗粒状,因而可改善合金的强度、明显提高延伸率;同时显著提高Al-12Si-2Cu合金的热裂应力。

微量Mg元素对Al-Si-Cu合金铸件组织及力学性能的影响

针对发动机气缸体因力学性能差引起热机异响故障问题,文章结合优化调整工艺参数、改进模具浇注及冷却系统方案、增加热处理工艺等有效降低铸件缩孔、缩松率、提高铸件气密性的措施,重点研究了微量Mg元素对铸态Al-Si-Cu合金组织及力学性能的影响。结果表明,Mg在含量0.05%~0.55%范围内,随着Mg含量的增加,组织中存在于共晶Si和基体Al交界处的强化相Mg2Si逐渐增加;当Mg含量大于0.3%时,铸件的抗拉强度和屈服强度分别达到230.6MPa和157.3MPa,提升了43.6%和69.9%,实际应用中可以确定Mg含量为0.3%~0.55%,以确保铸件具有稳定的力学性能,避免诱发其他机械故障。

二次加热对Al-Si-Cu合金中Cu元素偏聚的影响

镁合金能在工业生产中被广泛的应用,那是因为它的加工性能十分良好。铜是一种硬强化相,通常添加到铝合金中以获得更好的性能。每一种富集化合物都容易在枝晶和晶界中形成,其对合金力学性能的破坏比其他第二相颗粒要大得多。本文通过对半固态铸锭重熔和重熔过程中工艺条件对铜分布的影响进行深入研究。并且在此基础上分析了铜的再分布与重熔工艺的关系,为预测和改善时效合金元素对零件性能的影响提供了依据。

时效时间对挤压快速凝固/粉末冶金Al-Si-Cu合金组织和性能的影响

采用粉末冶金与正挤压相结合的复合工艺制备Al-Si-Cu合金。利用金相、SEM和XRD等手段研究了固溶处理和不同时间时效处理的Al-Si-Cu合金微观组织和相组成,并研究了力学性能。结果表明,合金由α-Al、β-Si、Al_2O_3、CuAl_2和Cu4Si组成;随着时效时间延长,CuAl_2和Cu_4Si的含量增加,合金硬度、强度和伸长率随之提高。

ECAP加工工艺对Al-Si-Cu合金耐腐蚀性能的影响

用电化学极化法研究了ECAP加工工艺对Al-7%Si-1.5%Cu(质量分数)合金在含氯离子的硼砂-硼酸弱碱性溶液中的点腐蚀行为。采用ECAP的工艺路线Bc在室温下对Al-Si-Cu合金进行了连续大变形处理后,合金组织中Si颗粒的分布更加均匀。极化实验表明,ECAP变形处理后的合金试样的点腐蚀电压明显增加。但是随着加工次数的增加,点腐蚀电压的变化不明显。分析表明,ECAP变形过程中Si颗粒的均匀分布是Al-Si-Cu合金耐腐蚀性能提高的主要原因。

退火对快速凝固Al-Si-Cu合金脆性的影响

用平板压弯法及各种分析方法研究单辊急冷法制备的Al-Si-Cu薄带的脆性及退火处理对其脆性的影响。结果表明,在晶界呈网状分布的θ''和口θ'相是产生脆性的根本原因。采用适当的退火热处理工艺可以使θ''和θ'相脱溶析出,因此可显著提高快冷Al-Si-Cu薄带的韧性。

挤压铸造对Al-Si-Cu合金组织与性能的影响

对体育器械用Al-Si-Cu合金进行了挤压铸造处理,研究了不同挤压铸造比压对合金硬度和显微组织的影响,并分析了挤压铸造合金不同区域的初生硅和枝晶形态。结果表明,随着挤压铸造比压的增加,合金的布氏硬度呈现先增加而后降低的趋势,在挤压铸造比压为630 MPa时取得硬度最大值;不同挤压铸造比压下的合金中都主要为块状的初生硅相、珊瑚状的共晶硅相、短棒状的Al2Cu相和鱼骨状的Al Si Cu Mg相;随着挤压铸造比压的增加,合金中的α-Al枝晶不断增大,而枝晶间距不断减小,同时初生硅的尺寸有所细小、棱角逐渐钝化。

组合时效对压铸Al-Si-Cu合金汽车空调压缩机缸体硬度和显微组织的影响

研究了固溶后组合时效处理对Al-Si-Cu空调压缩机缸体显微组织和硬度的影响。结果表明,缸体固溶后在自然时效和人工时效阶段,硬度随时效时间延长而增加;自然时效14 h后在175℃人工时效9 h出现峰值;自然时效26 h和175℃人工时效6、9 h都分别出现了硬度峰值,此后随着人工时效温度的升高而缓慢降低。最佳的组合时效工艺为自然时效26 h、175℃人工时效9 h,使用这个工艺能获得均匀分布的组织、细化的Al-Si枝晶以及弥散分布的细小GP区和强化相θ＂,硬度值为59.8 HRB。