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。

Mn/Fe比对Al-Mg-Si合金组织和性能的影响

以Al-Mg-Si合金为研究对象,采用金属型铸造研究Mn/Fe比对其组织和性能的影响。结果表明:Al-Mg-Si铸态合金组织中枝晶间存在α-Al基体和大量析出相,主要以Mg_(2)Si相为主,还存在少量的共晶Si相、AlFeSi相和Al(FeMn)Si相。随Mn/Fe比的增大,合金中的晶粒逐渐变得细小圆整,且由树枝晶向等轴晶发生转变。Mn可以促进铝合金中针状的β-AlFeSi相向骨骼状、颗粒状或块状的α-Al(FeMn)Si相的转变。当Mn/Fe比为0.5时,合金的热导率达到最大值181.08 W·m^(-1)·K^(-1)。当Mn/Fe比为1.0时,合金的晶粒尺寸最小且具有最佳的力学性能,抗拉强度、伸长率和硬度相较于Mn/Fe为0.2时分别提升17.45%、49.57%和27.48%,达到167.35 MPa、17.23%、HV 62.86。

Al−Si−Fe−Mn合金熔体保温过程中富铁相的三维形态特征和生长行为

采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、热力学计算和同步辐射X射线成像技术研究Al−7.0Si−1.0Fe−1.2Mn合金熔体保温过程中富铁相的形态演变和生长行为。结果表明,随着保温温度的降低,富铁相的形态由粗大的星形和多边形状转变成细小的汉字状以及汉字和多边形的耦合结构。富铁相的三维形貌显示,星形富铁相由多个多分支的初生相和衍生的不规则次生相组成;耦合结构由多面体和枝晶组成;单一汉字相则由枝晶组成。随着保温温度的降低,富铁相的数量、体积分数以及最大富铁相的体积和连通性显著降低。原位同步辐射X射线结果显示,在凝固过程中形成了两类初生富铁相,其中尺寸较小的初生富铁相保留在熔体中,并成为耦合共晶结构富铁相的形核质点。

Fe-Al-V三元系富铁角热力学优化

采用CALPHAD方法对Fe-Al-V三元系富铁角进行热力学优化,并首次提出采用三亚点阵模型描述三元金属间化合物L21相,即(Fe)2(Al,Fe)1(Fe,V)1。基于可靠的边界二元系热力学描述,结合Fe-Al-V三元系富铁角试验数据,通过优化获得了一套自洽准确的热力学模型参数。优化的模型参数可较满意地重现Fe-Al-V三元系富铁角的相平衡关系,弥补了商业数据库无法对其进行描述的不足,为钒微合金化轻质钢的设计开发提供可靠的理论基础。

面向高频应用的Fe-Si-Al软磁粉芯制备工艺改进及性能表征

为了提升Fe-Si-Al软磁粉芯的抗饱和性能,解决高频下产生较大的磁损耗等问题,本研究利用Al3+水解法制备了氧化铝包覆小粒径Fe-Si-Al粉末制备软磁粉芯工艺,探究了铝源液中氧化铝含量和成型压强对软磁粉芯高频磁性能的影响。运用扫描电子显微镜对经不同氧化铝含量的铝源液水解物包覆处理的Fe-Si-Al粉末表面形貌进行了表征,借助傅里叶红外光谱仪对包覆层成分进行分析。结果表明随着氧化铝含量增加,由包覆层引起的结构退磁场逐渐增大,软磁粉芯的有效磁导率减小,抗磁饱和性能改善;成型压强主要通过影响粉芯内部的气隙率和包覆层的质量来影响粉芯磁性能,压强越大,气隙率越小,有效磁导率越大,但压强过大会破坏粉末表面包覆层,恶化磁性能。经测定氧化铝含量为2.0 wt%、成型压强为1 860 MPa时获得的软磁粉芯的有效磁导率约为60;外加直流磁场强为8 000 A/m时,粉芯的有效磁导率百分比(%μe)高达63.84%;200 kHz/50 mT条件下磁损耗为235.7 mW/cm^(3)。

SiC颗粒增强Al-Fe-V-Si复合材料的SiC/Al界面形貌

采用喷射沉积工艺制备SiCp/Al-Fe-V-Si复合材料,并通过热压和热轧工艺对沉积坯进行致密化;通过高分辨电镜观察其SiC/Al界面形貌,并对比热暴露后的界面形貌。结果表明:复合材料主要存在两种SiC/Al界面,一种是厚度为3nm左右的晶态Si界面层,且在界面附近的基体中生成细小的Al4C3相;另一种是厚度为5nm的非晶态SiO2界面层,部分溶解的SiC颗粒向附近Al基体中注入游离态的Si,在界面附近形成Si的浓度梯度;两种界面都具有良好的润湿性,界面结合强度高;经640℃热暴露10h后,SiC/Al界面处生成的粗大Al4C3脆性相降低界面结合强度,从而降低复合材料的力学性能。

SiCp／Al-Fe-V-Si复合材料组织与性能的热稳定性

为研究SiCP/Al-Fe-V-Si复合材料的热稳定性,对多层喷射沉积技术制备的SiC颗粒增强Al-Fe-V-Si合金经过不同温度下的热稳定性实验后进行了硬度检测,并对其显微组织进行了电镜观察。结果表明:随着基体合金材料中Fe含量的提高,复合材料的组织和力学性能具有更好的高温稳定性。添加SiC颗粒后,SiC颗粒向基体中注入Si,由于基体中Si浓度的提高,减慢了合金中第二相弥散粒子的粗化和分解,与未添加SiC颗粒的合金材料相比,添加SiC颗粒复合材料的组织和力学性能具有更好的高温稳定性。

喷射成形Al-Fe-V-Si系耐热铝合金的数值模拟及组织分析

利用数值模拟方法模拟了在喷射成形Al Fe V Si系耐热铝合金过程中雾化液滴的飞行状态及凝固行为 ,给出了不同尺寸雾化液滴的冷却速度和固相分数随飞行距离的变化规律 ,并对雾化颗粒的形貌组织进行了观察分析。在雾化颗粒中观察到了尺寸在 1～ 10 μm的第二相 ,能谱及XRD分析表明这种第二相为Al12 (Fe ,V) 3

添加Mg和Cu对Al-Fe-V-Si合金组织与性能的影响

采用OM、SEM、XRD、力学拉伸实验、硬度测试等手段研究了单独添加Mg及同时添加Mg和Cu对铸态Al-Fe-V-Si合金及其热挤压棒材显微组织和力学性能的影响。结果表明:添加Mg可以明显细化Al-Fe-V-Si合金的铸态组织,改善铝铁相的形貌与分布,还有利于提高合金的硬度与强度;同时添加Mg和Cu时,Cu部分抵消了Mg的细化作用,但经过热处理后,Mg2Si、Al2Cu和Al2CuMg相的形成,使合金的硬度与强度进一步提高。

喷射成形Al-8.5Fe-1.1V-1.9Si耐热铝合金的组织演变及性能分析

研究了喷射成形Al 8.5Fe 1.1V 1.9Si耐热铝合金组织结构的演变规律 ,测试了挤压态合金在室温及高温条件下的力学性能。与铸态组织特征相比较 ,喷射成形工艺有效地消除了铸态合金中粗大的富Fe析出相 ,获得了细小均匀的组织结构。利用OM ,SEM ,TEM ,XRD等材料分析测试手段 ,探索了材料中可能的组织演变过程及规律 ,结果表明 :喷射成形制备的Al Fe V Si耐热铝合金中 ,形成了大量的弥散分布的球状相 ,有效的保证了合金在室温及高温下的力学性能。室温下 ,合金的抗拉强度可以达到 44 5MPa ,屈服强度也达到了 3 98MPa ,延伸率为16%;在 3 15℃ ,合金的抗拉强度和屈服强度分别为 2 2 9和 2 0 9MPa。

快速凝固Al-Fe-V-Si合金喷射沉积坯的显微组织与力学性能

用喷射沉积法制备快凝Al-8.5Fe-1.3V-1.7Si合金沉积坯,通过金相、X射线衍射、透射电镜、扫描电镜、拉伸力学性能测试等分析手段研究快凝Al-Fe-V-Si合金喷射沉积坯的显微组织与力学性能。结果表明,喷射沉积Al-Fe-V-Si合金坯是由形状大小不同的雾化液滴沉积凝固微区(粉末)构成,也存在大量的孔隙和原始粉末界面。沉积坯主要由α(Al)+Al12(Fe,V)3Si(bcc,a≈1.260nm)的两相混合组织构成,细小的Al12(Fe,V)3Si球形颗粒均匀分布在α(Al)基体上,但不同粉末内部组织形态存在差异,使沉积坯表现出组织微观不均匀性。喷射沉积坯的力学性能与坯体致密度存在强烈的依赖关系,大量孔隙和原始粉末界面的存在使得坯体强度和塑性都处于较低的水平。

喷射成形Al-8．5Fe-1．1V-1．9Si合金的热稳定性

利用喷射成形技术制备了Al-8.5Fe-1.1V-1.9Si合金,借助透射电镜、X射线衍射和拉伸测试等手段研究了合金的微观组织和力学性能。结果表明,沉积态组织是由α-Al基体和Al_(12)(Fe,V)_3Si耐热相所组成。合金在400℃保温24h后具有高的拉伸强度,颗粒状的耐热相Al_(12)(Fe,V)_3Si的尺寸变化不大,显示了良好的热稳定性。

快速凝固Al-Fe-V-Si合金弥散纳米相的价电子结构

计算与分析了快凝Al－Fe－V－Si合金弥散纳米相基本结构单元α-（AlFeSi）的空间构型、价电子结构以及键络键能研究表明，V原子替代Fe原子可使结构稳定性增强主要原因是V原子自身的键合能力（Fα。

原位生成TiC对快凝Al-Fe-V-Si合金中“块状相”生成的影响

对含有原位生成ＴｉＣ粒子的快凝Ａｌ－Ｆｅ－Ｖ－Ｓｉ合金中的显微结构进行了电镜观察．结果表明：在Ａｌ６Ｆｅ相形成的温度范围内，ＴｉＣ粒子消除了初生Ａ１６Ｆｅ块状相，诱发了初生ａｌｍＦｅ相，ＡｌｍＦｅ相以包裹ＴｉＣ粒子的形式生长成类球状形貌，消除了边角效应，并用连续冷却方式下的形核理论对ＴｉＣ粒子的原位生成对合金中各相的形核动力学影响进行了分析与计算，与试验结果有较好的吻合．

原位自生TiC颗粒对Al8.5Fe1.4V1.7Si耐热铝合金的组织及性能的影响

利用原位自生技术向Al8.5Fe1.4V1.7Si耐热铝合金中添加一定数量的TiC颗粒,利用金相、X-射线以及透射电镜等手段,分析了材料的组织结构特点,研究了原位TiC粒子对材料的组织结构的影响规律,并测试了材料的力学性能。研究结果表明:原位TiC粒子可以有效地抑制合金中粗大相的产生,促进球状Al12(Fe,V)3Si相的形成;通过添加原位TiC粒子,可以将材料的力学性能提高10%左右,而材料塑性变化不大。

Al-Fe-V-Si合金高温变形热模拟

采用Gleebe 1 5 0 0热模拟机 ,对喷射沉积Al Fe V Si合金在温度为 35 0～ 5 5 0℃、应变速率为1× 1 0 - 4 ～ 1× 1 0 - 2 s- 1 、最大变形程度为 5 0 %的条件下 ,进行高温压缩热模拟实验研究 .在实验基础上 ,分析了合金高温变形时的变形激活能和应力指数以及流变应力与应变速率、变形温度之间的关系 ,为确定该合金的挤压温度提供了实验依据 .实验结果表明 ,该材料具有较高的应力指数和变形激活能 ,而且在 480℃下具有较低的变形抗力 ,又能保证挤压后产品有较好的力学性能 ,因此 ,可以考虑将挤压温度定在

高能球磨对Al-Fe-V-Si耐热铝合金微观组织及压缩性能的影响

采用惰性气体雾化法制备了Al-7.8Fe-1.3V-2.0Si合金粉末,通过高能球磨和粉末冶金工艺制备了Al-Fe-V-Si合金棒材,研究了材料的微观组织和在25,250,315℃下合金的压缩强度,结果表明,高能球磨可以使合金中Al12(Fe,V)3Si析出相分布更加弥散均匀,能使合金在25,250和315℃下的压缩强度得到大幅度提高。

Be对铸态Al-Fe-V-Si合金组织及性能的影响

元素Be的加入使铸态Al-Fe-V-Si合金中粗大针状的铝铁相得到明显改善,基体晶粒得到细化,力学性能提高。在分析试验结果的基础上,对不同Be添加量的细化变质效果做了比较,综合来看,加入1.28%Be的合金中针状铝铁相已经消失,基体晶粒细小,力学性能较好。

喷射成形Al-8.5Fe-1.1V-1.9Si耐热铝合金中弥散强化相体积分数的确定

利用喷射成形工艺制备了Al 8.5Fe 1.1V 1.9Si耐热铝合金 ,观察了合金中耐热相的形貌 ,发现弥散强化相的尺寸在 5 0～ 10 0nm之间。采用Rietveld全谱拟合的方法初步测定了铝合金中弥散强化相的重量百分数为 2 8.4% ,通过换算得出弥散强化相的体积分数为 2 2 .4%。同时分析了与平面流铸造 (PFC)所制备的合金中耐热相体积分数的差异 。

快速凝固Al-Fe-V-Si合金微结构Mossbauer谱研究

用Mossbauer谱研究了快速凝固Al－Fe－V－Si合金的微结构，结果表明，合金中Fe原子存在α－Al（Fe），α－Al（Fe－Fe）替代固溶体及α－Al13（Fe，V）3Si金属间化合物三种组态，高温热曝露状态除4.3％Fe合金（原子分数）α－Al（Fe－Fe）组态消失外，其它合金组态类型不变，但含量发生相对变化，急冷态和退火态α-Al晶格常数随合金中Fe含量增加呈现不同程度的下降趋势，归因于两种状态组分原子Fe，V和Si含量的变化。