固溶处理对铸造Al-Si-Cu-Mg合金组织与性能的影响

对固溶处理过程中铸造Al-Si-Cu-Mg合金析出相溶解过程进行了研究。结果表明:在固溶处理初期,组织中θ相的数量逐渐减少,但在(FeMn)3SiAl12相中还有一定的Cu含量;而固溶后期,富铁相中的Cu含量也明显降低,且难溶的Al3Ti针状相也发生钝化,但部分Q相尚存在;随着固溶时间的延长,合金基体中Cu和Mg的含量逐渐增多,且富Mn和富Ti相也在合金基体中略有溶解;合金的固溶强化作用主要来源于富Cu相的溶解。在Al-Si-Cu-Mg固溶处理过程中,合金力学性能的提高主要来源于共晶硅相形貌的改善、析出相溶解引起的固溶强化及组织的均匀化。

含ZrAl-Cu-Mg合金的微观组织与疲劳行为

采用常规力学性能和疲劳性能测试、扫描电镜以及透射电镜观察等研究T3和T4热处理制度对含ZrAl-Cu-Mg合金组织和疲劳性能的影响。结果表明:该合金在T3状态下具有更好的综合性能。预变形引入高密度位错导致合金屈服强度显著提高,而伸长率降低不多。当应力比为0.5时,T3状态合金的S-N曲线位于T4状态之上,经106循环周次后,T3状态合金的疲劳强度比T4状态的高10MPa。在应力强度因子幅度△K相等的条件下,T3状态合金的疲劳裂纹扩展速率比T4状态的略慢。

微量Ag对Al-Cu-Mg合金显微组织与力学性能的影响

研究了Ag元素对Al-8Cu-0.5Mg合金显微组织、室温及高温力学性能的影响。结果表明:均匀分布在铝基体{001}面和{111}面上共存的θ′和Ω(成分为Al2Cu)沉淀相能对含Ag合金起强化作用;而不含Ag的合金只有θ′一种沉淀相。含Ag合金中小尺寸以及近间距的θ′和Ω沉淀相提高了室温及高温下合金的屈服强度和拉伸强度。然而,与不含Ag的合金相比,由于这种小尺寸及近间距的θ′和Ω沉淀相在变形过程中具有与基体的内在不相容性,含银合金的伸长率降低。

La_(0.75)Mg_(0.25)Ni_(3.47)Co_(0.2)Al_(0.03)储氢合金电极失效研究

采用中频感应真空熔炼制备La0.75Mg0.25Ni3.47Co0.2Al0.03合金,并借助电化学和气态循环实验、SEM、XPS等手段对合金电极失效的原因进行研究。结果表明,合金放电容量和吸氢容量的衰减在循环过程中均分为快速和缓慢两个阶段。随循环次数的增加,在电化学循环过程中,合金颗粒表面的氧化腐蚀产物逐渐增多,接触电阻和电荷传递电阻先降低后提高;在气态吸放氢过程中,合金颗粒裂纹逐渐增多,且开裂程度增大。La和Mg的氧化腐蚀损耗是导致合金放电容量衰减的主要原因,而合金颗粒粉化加剧了La、Mg的腐蚀,进一步恶化合金电极的稳定性。

快速凝固制备La_2Mg_(0.9)Ni_(7.5)Co_(1.5)Al_(0.1)贮氢合金的相结构及电化学性能

采用感应熔铸+退火处理及快速凝固方法制备了La2Mg0.9Ni7.5Co1.5Al0.1贮氢合金。系统研究了快速凝固对合金的相结构、微观组织及电化学性能的影响。XRD分析表明,随着冷却速率的增加,La2Mg0.9Ni7.5Co1.5Al0.1合金的相组成发生了明显变化。退火合金由αLa2Ni7主相(Ce2Ni7型结构)和少量LaNi3相(PuNi3型结构)组成。随着冷却速率的增加,合金中出现LaNi5相(CaCu5型结构)和LaMgNi4(MgCu4Sn型结构)相,且新相的相丰度增加,αLa2Ni7相和LaNi3相的丰度减少。EPMA分析表明,快速凝固方法制备的La2Mg0.9Ni7.5Co1.5Al0.1贮氢合金为柱状晶组织且晶粒细小。合金电极的电化学测试表明,冷却速率对合金的活化性能影响不大。随冷却速率的增加,合金的最大放电容量减少、高倍率放电性能下降。在较低的冷却速率下(5m/s),合金电极的循环稳定性改善不明显,而随着凝固速度的进一步增加(20m/s),合金电极表现出较好的循环稳定性。

快速凝固制备La_(0.83)Mg_(0.17)Ni_(3.25)Al_(0.15)Mn_(0.1)储氢合金的相结构和电化学性能

采用感应熔铸+退火处理(常规冷速)及快速凝固方法制备了La0.83Mg0.17Ni3.25Al0.15Mn0.1储氢合金。系统研究了快速凝固对合金的相结构、微观组织及电化学性能的影响。X射线衍射分析表明,冷却速率对合金的相组成影响不大,但对各相丰度影响明显。随着冷却速率的增加,合金中的LaNi5相(CaCu5型结构)丰度增加,LaNi3相(PuNi3型结构)丰度减少。EPMA分析表明,快速凝固方法制备的La0.83Mg0.17Ni3.25Al0.15Mn0.1储氢合金为扁平状晶粒组织。合金电极的电化学测试表明,冷却速率对合金的活化性能影响不大。随冷速的增加,合金的最大放电容量减小,合金电极的循环稳定性改善明显,铜辊线速度为15m/s时容量保持率达到97.03%。

Al-Zr-Cr-La合金中多元弥散相的形成及其强化作用

研究了Al-Zr-Cr-La合金中多元弥散相的形成及其对合金的强化作用。结果表明,在合金中形成具有Al20Cr2La结构的弥散相;在含Zr的合金中,Zr溶入到Al20Cr2La相中。这种结构的弥散相,具有明显的抑制再结晶和强化合金效果。相对于无Zr的Al20Cr2La相,含Zr的Al20Cr2La相抑制再结晶能力尤为显著,强化合金能力也略有提高。

稀土元素La对Al-4．2％Cu-1．5％Mg合金显微组织及拉伸性能的影响

通过进行金相显微镜和扫描电镜观察与拉伸性能测试等，研究了稀土La的添加对挤压态与固溶态Al-4．2％Cu-1．5％Mg合金的显微组织与拉伸性能的影响。结果表明，对于挤压态和固溶态Al-4．2％Cu-1．5％Mg合金而言，添加适量的La可使合金的显微组织得到细化，屈服强度得到提高，塑性有所改善。此外，固溶处理可以显著提高Al—4．2％Cu-1．5％Mg-xLa（x=0,0．1％，0．3％）合金的屈服强度和抗拉强度。

通过稀土元素La细化Al_3Ti合金晶粒

对机械合金化后的粉末进行热压成型和在万能实验机上进行三点弯曲强度和断裂韧性实验(加载速度为10-2cm.s-1,切槽宽2 mm,长3～4 mm,根部半径200μm),结果发现添加原子分数为4%La时,在TiAl3晶粒周围出现新相Al11La3,隔绝了晶粒生长,实现了晶粒由柱状晶粒-扁长晶粒-等轴晶粒的转变,从而细化了晶粒,在较大程度上改善了TiAl合金的塑性。

Al-Cu-Mg-(Ag/Li)合金中析出相的研究进展

Al-Cu-Mg系铝合金具有较高的强度和良好的耐热性能,被广泛用于航空航天材料。微量Ag、Li的添加及复合添加能够改善Al-Cu-Mg系合金的性能,而析出相对合金的性能起决定作用。介绍了微量Ag、Li的添加及复合添加对Al-Cu-Mg合金析出相的影响,重点分析了不同析出相的结构特征、形成条件以及析出序列,并提出了存在的问题及应用前景。

聚苯胺对La_(0.94)Mg_(0.06)Ni_(3.49)Co_(0.73)Mn_(0.12)Al_(0.20)储氢合金电化学性能的影响

通过添加聚苯胺和化学沉积聚苯胺对La_(0.94)Mg_(0.06)Ni_(3.49)Co_(0.73)Mn_(0.12)Al_(0.20)储氢合金进行表面改性。XRD和SEM分析表明,无论是添加聚苯胺还是化学沉积聚苯胺,合金的相结构均未发生改变;添加聚苯胺改性合金的表面包覆上了珊瑚状的聚苯胺,化学沉积聚苯胺改性合金的表面较粗糙。添加聚苯胺改性合金电极的最大放电比容量由未改性合金的346.4mA·h/g提高到354.8mA·h/g,50个循环后的容量保持率由69.5%提高到73.0%;化学沉积聚苯胺改性合金电极的最大放电比容量降低至307.8mA·h/g,容量保持率提高到82.6%。动力学测试结果表明,添加聚苯胺改性合金的动力学性能得到提高,而化学沉积聚苯胺改性的合金动力学性能有所降低,但其抗腐蚀能力较强。因此,选择合适的聚苯胺改性方法十分关键。

Ce、La对Mg-Al合金力学性能影响的价电子理论研究

基于EET理论,计算了Mg-Al合金中Al2Ce、Al4Ce和Al2La、Al4La的价电子结构,研究了价电子结构与合金第二相强化、高温稳定性及晶粒细化的关系。研究表明,几种第二相的最强键共价电子对数nA值远大于基体α-Mg的nA值,极大的阻碍了位错运动和晶界滑移,提高了合金的强度;第二相的单位体积成键能力FV值也远大于γ-Mg17Al12相的FV值,它们的稳定性更好,有利于改善合金的高温性能;Ce、La提高了液态合金中邻近原子间键合强度,增加了基体的形核率,减缓了晶粒长大速度,进而细化了晶粒,提高合金的力学性能。

Fe-20Cr-5Al不锈钢加稀土元素La合金化工艺对La收得率的影响

研究了50 kg真空感应炉＋电渣重熔工艺冶炼Fe-20Cr-5Al不锈钢（/％：0.004 ～0.006C,0.18Si,0.08Mn,20.25～20.28Cr,5.06 ～5.17Al）时的加La合金化方法对La回收率的影响.结果表明,采用真空感应炉熔炼（VIF） Fe-20Cr-5 Al母合金＋稀土氧化物La2O3（/％：50CaF2-20CaO-30La2O3）电渣重熔（ESR） La合金化时,钢中La的平均含量为0.003％,加稀土氧化物电渣重熔La合金化不明显;真空感应炉母合金La合金化（含0.38％ La）＋70％ CaF2-30％ Al2O3电渣重熔后钢中平均La含量为0.066％;真空感应炉母合金La合金化（含0.34％ La）＋50％CaF2-20％ CaO-30％ La2 O3电渣重熔后钢中平均La含量为0.032％,说明含La母合金在电渣重熔过程La烧损较大,但30％ Al2 O3较30％ La2O3更有利降低母合金在电渣重熔过程中La的烧损.

MgCl_2-KCl-AlF_3-(La_2O_3)熔盐体系电解制备Al-Mg-La中间合金

在质量比为41.5∶48.5∶10的MgCl2-KCl-AlF3熔盐体系中加入质量分数为0.6%La2O3,利用电解法制备了Al-Mg-La合金.用ICP-OES（电感耦合等离子体光谱仪）和XRD进行了合金的组成和物相分析.研究结果表明,在电解温度800℃,阴极电流密度6.92A/cm2,槽电压5.3-5.4V,电解时间为1h的条件下,电流效率为86.2%,得到的合金主相为α-Mg基体、β-Al12Mg17相与Al11La3相.高的阴极电流密度有利于合金中镁含量的增加.

Al2O3/La2O3/(W,Mo)C硬质合金刀具表面微织构参数优化

通过水热法制备粒度均匀的Al2O3/La2O3/(W,Mo)C纳米复合粉体,采用放电等离子烧结技术制备Al2O3/La2O3/(W,Mo)C无黏结相硬质合金刀具,利用激光加工技术在刀具表面制备不同沟槽参数的表面微织构,采用正交试验法研究不同沟槽参数的刀具对钛合金干切削性能的影响。结果表明:沟槽间距对切削力和粗糙度影响最大,沟槽深度次之,沟槽宽度影响最小;Al2O3/La2O3/(W,Mo)C无黏结相刀具在沟槽深度为10μm、沟槽间距为100μm、沟槽宽度为30μm时,对TC4钛合金切削性能最好,且刀具前刀面无磨损,后刀面为边界磨损,沟槽织构有效抑制了月牙洼磨损,提高了刀具寿命。

冷却速率对Al88Ni6La4Mg2合金性能的影响

采用喷铸法制备了组织均匀的Al88Ni6La4Mg2合金棒材。使用不同尺寸的铜模进行浇铸来改变合金凝固的冷却速率,得到三种不同尺寸的样品。分析了冷却速率对合金组织形貌和压缩力学性能的影响。结果表明:三种合金的相组成相同,均为α-Al相、Al3Ni相和Al11La3相。随着冷却速率的降低,Al3Ni和Al11La3粗化,Al11La3相由枝晶状变为多边形状,数量减少。压缩载荷下,合金的抗压强度和塑性均随冷却速率的提高而增大,采用直径为3 mm的铜模进行浇铸时,合金的综合力学性能最好,抗压强度和塑性应变分别为607 MPa和16%。

LaNi_(5-x)Al_xD_y(x=0.1,0.25,0.3,0.45,0.5,0.75)微观结构中子衍射研究

在室温下分别测量了一系列LaNi5-xAlx(x=0.1,0.25,0.3,0.45,0.5,0.75)合金及其氘化物的中子衍射谱,利用FullProf程序对LaNi5-xAlx合金的衍射数据进行了精修,确定了它们的空间群为P6/mmm,得到了合金的晶胞参数、晶胞体积以及原子的占位,发现Al仅替代了部分处于3g位置的Ni,随着Al含量的增加,晶胞体积的变化量与Al替代量之间基本呈线性关系。对LaNi5-xAlxDy衍射数据的精修确定了氘化物的空间群仍为P6/mmm,分析了充氘后的相成分及晶胞参数、晶胞体积变化,得到了氘原子在晶胞中的占位和分布。

La对Al_2O_(3f)/Al-Mg复合材料凝固溶质偏析的影响

利用挤压铸造法制备了Al2O3f/Al-Mg-La复合材料。研究了La在铝合金基体中的分布,并探讨了La对基体凝固时溶质元素偏析的影响。结果表明,La富集在界面附近,有利于改善铝合金液对Al2O3f的润湿性,但是在界面上未发现任何富稀土相的形成。La的加入对基体合金中的Mg的偏聚没有很明显的影响,Mg和La作为表面活性元素都在界面处富集,且它们的分布位置大致一样。

稀土元素对AZ91D镁合金组织与性能的影响研究

采用稀土元素La对AZ91D镁合金进行材料改性,以提高该合金的力学性能与耐磨性。结果表明:AZ91D+La合金的晶粒及硬质β-Mg_(17)Al_(12)相较AZ91D镁合金要明显细化,并且AZ91D+La合金铸态组织中存在针状的稀土Al4La相。加入稀土元素La的AZ91D合金的硬度、屈服强度、伸长率和拉伸强度分别增长了14.77%、16.67%、12.12%、19.02%,且添加La的AZ91D合金较未添加稀土La的AZ91D镁合金具有更好的耐磨性。