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。

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。

Mn和B对Al-Si合金中Fe相组织的影响

研究Mn、B以中间合金形式加入铝液中对Al-Si合金中Fe相组织的影响。此次研究中,在熔体中加入0.625~2.5 wt.%的Mn和1~3 wt.%的Al-8%B中间合金进行保温沉降,因此合金的底部形成了块状α-Al(FeMn)Si相和AlB_(2)相沉淀,从而达到除铁的目的。Mn有利于块状富Fe相粒径的增大,加速沉降;AlB_(2)相会促进Mn在固液界面前沿析出,有利于富Fe相的形成。在温度为630~640℃时,具有较大的过冷度,铝液黏度较低,更有利于富Fe相的沉降。当Mn/Fe为2,Al-8%B的添加量为2 wt.%时为最佳合金设计。在630℃时铁含量降至0.5 wt.%,除铁率为60%,且保持较低的Mn含量。

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。

Fe-C-Mn-Si-Al双相钢两相区加热过程中的奥氏体相变行为研究

采用Dictra软件模拟与实验验证相结合,研究了不同加热条件下铁素体+渗碳体向奥氏体的相变过程,重点分析了渗碳体溶解规律及其对奥氏体相变动力学的影响规律,借助场发射电子探针对不同加热路径下的铁素体及马氏体组织形貌及元素分布进行观测,使用透射电镜对渗碳体和残余奥氏体进行了表征。结果表明,慢速加热至740℃长时间等温与加热至780℃较短时间等温对比发现,虽然渗碳体刚溶解完全时的奥氏体分数相差不大,但在渗碳体溶解的过程中,奥氏体相变的方式不尽相同。在慢速加热条件下,铁素体晶界处为奥氏体优先形核地点;快速加热条件下,由于形核驱动力提高,铁素体晶粒内部的渗碳体处同样可以形核。740℃等温结合快速加热,获得了马氏体与残余奥氏体的“壳-核”组织结构。

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。

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

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。

快凝Al－Fe－M－Si合金的显微结构对熔体热历史的敏感性

研究了不同成分的快凝Ａｌ－Ｆｅ－Ｍ－Ｓｉ（Ｍ＝Ｔｉ，Ｎｂ，Ｃｒ＋Ｍｏ，Ｗ）合金显微结构对熔体热历史的敏感性．结果表明：在相同熔体热历史条件下，不同成分的快凝Ａｌ－Ｆｅ－Ｍ－Ｓｉ合金的显微结构有着明显差别；在１３２３Ｋ，５ｍｉｎ至１５２３Ｋ，５ｍｉｎ的熔体热历史制度范围内，只有快凝Ａｌ－Ｆｅ－Ｗ－Ｓｉ合金显微结构对熔体热历史比较敏感．作者认为合金过热熔体的微观不均匀区的大小是影响快凝Ａｌ－Ｆｅ－Ｍ－Ｓｉ合金显微结构对熔体热历史的敏感性的主要因素．

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。

Al-Si-Fe-Cu-Mg-Ni合金中复合Fe-Si相的研究

利用透射电镜(TEM)、电子探针(EPMA)等手段研究了Al-Si-Fe-Cu-Mg-Ni合金中复合Fe-Si相的形貌及Fe-Si相对合金高温强度的影响。结果表明:在多元Al-Si-Fe-Cu-Mg-Ni合金中,铁相球化处理后形成块状铁相,且块状铁相与初晶硅相紧密结合,形成复合Fe-Si相。Fe相与初晶硅的连接有明显过渡,过渡层中Si相的晶体结构与FeSi相类似,均为简单立方结构,且(121)FeSi//(010)Si。强度实验还发现Fe相的形态对合金的高温强度有很大的影响,其中针片状Fe相对合金高温强度的提高最小,而复合Fe-Si相对合金高温强度的提高幅度最大,多元Al-Si合金在350℃下的高温强度可达106.05MPa。

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。

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．

半固态挤压Al-Si-Fe合金组织与性能

采用半固态挤压成形技术制备了Al-17Si-5Fe-3Mn-4Cu-1Mg(质量分数,%)合金。利用金相显微镜分析了合金铸态、电磁搅拌态、挤压态的组织。用电子万能试验机对挤压态合金的力学性能进行测量。试验结果表明:经过半固态挤压后,合金组织发生了明显细化,第二相长度和厚度减小,同时尖角发生钝化,且分布较均匀,力学性能比铸态提高了117.4%。

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。

退火工艺对薄壁Al-Mn-Fe-Si翅片铝箔力学性能和组织的影响

研究了退火温度和保温时间对AlMnFeSi翅片铝箔力学性能和组织的影响。结果表明,该翅片铝箔H26在255℃保温7～22h退火,其内部仍为纤维组织,没有发生再结晶,此时可获得优良的综合力学性能;其完全再结晶退火温度为480℃,保温1～22h,能获得较好的综合力学性能和细小的等轴晶组织。285～330℃是该铝箔退火应该回避的温度区,特别是在330℃保温22h后,翅片铝箔晶粒粗大,强度和伸长率出现双低现象。

Al-Si-Fe合金真空热法炼镁过程动力学

采用收缩未反应核模型研究Al-Si-Fe合金真空热还原煅后白云石制镁过程动力学,考察了制团压力、还原温度(T)和添加氟盐对镁还原率(R)的影响.结果表明,在40～150MPa内,制团压力越大,镁还原率越高;添加氟盐可加快还原反应速率,提高镁还原率.确定了还原过程最佳工艺条件为:还原温度1413K、还原时间(t)120min、真空度4Pa、制团压力150MPa、CaF2添加量3%.在1373～1413K内,还原过程为一级反应,由还原剂通过固体产物层的内扩散步骤控制,宏观动力学方程为1+2(1-R)-3(1-R)2/3=0.194exp(-8.38×103/T)t,表观活化能为69.7kJ/mol.

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。

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。