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。

555℃均匀化时间对Al-0.9Mg-0.9Si-0.8Cu-0.5Mn合金显微组织和性能的影响

本文以Al-0.9Mg-0.9Si-0.8Cu-0.5Mn合金为研究对象,研究了555℃均匀化工艺中不同保温时间下合金显微组织和性能的变化规律。研究表明,对合金在555℃条件下进行均匀化热处理,随着均匀化保温时间的延长,合金中的Q-AlCuMgSi相及Mg 2Si相逐渐回溶至基体中,AlFeMnSi相逐渐断续化,电导率减小、硬度增加;当保温时间超过16 h后,电导率和硬度数值变化较小,说明Al-0.9Mg-0.9Si-0.8Cu-0.5Mn合金适宜的均匀化工艺为555℃×16 h,此时合金的电导率为25.1 MS/m,实验合金的硬度为69 HV0.1,该制度与均匀化动力学方程得到的结论基本一致。

微量Cu对Al-2.4Si-0.2Fe-1.2Mn-1.5Zn合金翅片箔耐腐蚀性能的影响

采用金相显微镜、电位计、EPMA和SWAAT腐蚀试验等手段,研究了三种不同Cu含量的Al-2.4Si-0.2Fe-1.2Mn-1.5Zn合金翅片箔钎焊后的冷凝器接头断面形貌、微观组织、元素扩散、电极电位和耐腐蚀性能。结果表明:对于Al-2.4Si-0.2Fe-1.2Mn-1.5Zn合金翅片箔,Cu含量越高,翅片的钎焊前、后强度也越高,钎焊连接良好,但钎焊后的冷凝器和翅片自身的耐腐蚀性会变差;当Cu含量比较低时,钎焊后的冷凝器有着良好的耐腐蚀性能。

铸造Al-7Si-2.5Cu-0.5Mg合金的固溶处理温度研究

通过相图计算、示差热(DSC)分析,结合显微组织观察方法对Al-7Si-2.5Cu-0.5Mg合金的固溶处理温度进行了研究。结果表明:非平衡凝固Al-7Si-2.5Cu-0.5Mg合金在505℃左右发生共晶组织转变,而平衡凝固合金在520℃附近发生共晶转变;500℃、3h的初始固溶处理可使铸态合金中的低熔点共晶物完全溶入铝基体,此时合金的熔点为540℃。

光学浮区法制备定向生长Ti-44.5Al-3Nb-0.8Si-0.2C合金

在无籽晶的生长条件下,利用光学浮区定向凝固炉制备了Ti-44.5Al-3Nb-0.8Si-0.2C合金定向试棒。从试棒中切取择优取向的晶粒作为籽晶,引晶自身并成功得到片层界面平行生长方向的定向试棒。结果表明,该试棒的室温屈服强度约为722 MPa,伸长率约为3.9%。SEM观察发现,大量条形硅化物在片层组织中析出。实验结果表明:该合金片层组织具有较好的热稳定性,具备引晶功能,但硅化物的存在使得合金室温塑性略低。

热处理对Mg-6Al-0.5Mn-1.8Si-0.3Ca镁合金组织与性能的影响

研究了热处理对Mg-6Al-0.5Mn-1.8Si-0.3Ca镁合金组织和显微硬度的影响。结果表明,经过固溶处理,β-Mg17Al12逐渐溶解到基体中,Mg2Si保持良好的热稳定性,合金的显微硬度明显提高,在固溶48 h时显微硬度较铸态时提高了约20%;固溶处理后再进行时效处理,沿晶界逐渐析出第二相,起到了晶界强化和弥散强化的作用。

微量元素Cr对Al-13Si-3Cu-2Ni-1Mg-0.5Fe合金微观组织和力学性能的影响

采用惰性气体保护的电阻熔炼技术制备了不同Cr含量的Al-13Si-3Cu-2Ni-1Mg-0.5Fe合金。采用OM、SEM、EDS、XRD、布氏硬度仪和电子万能试验机分析了铸态和热处理态下不同Cr含量合金的微观组织、相组成、硬度分布、室温和高温力学性能。结果表明,添加Cr元素之后,合金中的长针状或片状的β-Al FeSi相逐渐转变成短棒状或汉字状的α-Al FeSi相。随着Cr含量增加,短棒状α-Al FeSi相数量明显增多。添加不同Cr的铸态合金布氏硬度和抗拉强度均较未加Cr的合金轻微减小。经热处理之后,合金硬度和抗拉强度较铸态明显提升;添加Cr元素之后,合金的高温抗拉强度显著提升,Cr含量为0.45%时,合金高温抗拉强度高达129 MPa,较未加Cr的合金(95 MPa)提升了35.8%。

Ti添加量对Al-12Si-4Cu-0.5Mg合金组织与强度性能的影响

通过向Al-12Si-4Cu-0.5Mg合金中添加不同含量的Ti元素进行细化处理。结果表明：Ti加入量在0.15%～0.78%区间范围内,当Ti添加量在0.45%左右时合金铸态下的强度性能最好,其σb和σ0.2分别为278和116 MPa;该合金在固溶时效处理后,其σb和σ0.2可达438和122 MPa,分别较铸态提高了57.6%和5.2%。Ti元素的加入,使合金的典型共晶组织弱化,而分别向α-Al基体和Si相分化。固溶时效处理后,以Si相为主的强化相边缘明显趋于圆化,主要以短棒状及颗粒状形态存在,并弥散分布在Al基体上。

汽车用Al-7Si-0.5V-0.3In铸造铝合金的性能研究

采用不同的浇注温度对汽车用Al-7Si-0.5V-0.3In铝合金进行了铸造试验,并进行了强度和耐磨损性能的测试、比较与分析。结果表明:随浇注温度的升高,试样的抗拉强度先增大后减小,磨损体积先减小后增大。与710℃浇注温度相比,760℃浇注温度下试样的抗拉强度增大了12.81%,磨损体积减小了25.46%。Al-7Si-0.5V-0.3In铝合金铸造试样的浇注温度优选为760℃。

固溶处理温度对Al-6.5Si-0.8Ti-0.5In-0.5Mg合金风机叶片性能的影响

固溶处理温度对铝合金制品性能有重要影响。采用不同温度对Al-6.5Si-0.8Ti-0.5In-0.5Mg合金风机叶片进行固溶处理,并进行了力学性能和耐腐蚀性能的测试与分析。结果表明,随固溶处理温度从510℃提高至570℃,叶片的力学性能和耐腐蚀性能均先提高后下降;与510℃相比,550℃固溶处理时叶片的抗拉强度增加25%,屈服强度增加58%,断后伸长率增加6%,腐蚀电位正移192 mV,腐蚀电流密度减小48%。叶片的固溶处理温度优选为550℃。

Al-1.2Mn-0.5Cu-0.25Mg-0.2Ti合金均匀化处理过程中的组织演变

利用金相组织观察、扫描组织分析、XRD及能谱分析等手段,研究了热交换器用芯材Al-1.2Mn-0.5Cu-0.25Mg-0.2Ti合金铸锭在均匀化处理过程中的组织演变规律。试验结果表明,铸态组织中存在枝晶偏析,且结晶相主要是Al_6(Mn Fe)、Al_(23)Cu(Mn Fe)_4、Ti Al_3及Al_8(Mn Fe)_2Si结晶相。经630℃/7h均匀化处理后,细长的条状结晶相发生球化并呈颗粒状,较粗大的块状结晶相形态变化较小,形状规则而粗大的含Ti结晶相形态无变化。

Al-1.4Mn-0.5Si-0.8Fe合金铸锭均匀化工艺研究

为满足板翅式换热器用铝合金翅片箔承压能力的要求,设计开发了Al-1. 4Mn-0. 5Si-0. 8Fe合金。该合金是在3003铝合金的基础上加入了少量的Zr、Cr、V、Ti等微合金元素;试验研究了生产翅片箔用的该合金铸锭的均匀化退火工艺,该合金铸锭适宜的均匀化退火工艺为610℃7 h。

喷射成形Al-8.0Si-4.0Cu-0.5Mg合金的组织及性能

采用喷射成形技术制备了Al-8.0Si-4.0Cu-0.5Mg合金棒材,分析了该合金的组织,研究了合金成形过程中孔洞及疏松的形成情况,测量了合金的力学性能及摩擦性能。结果表明,喷射成形工艺制备的合金具有细小均匀的微观组织结构,固溶、时效处理能够得到良好的弥散强化,具有良好的性能。

Al-0.7Fe-0.4Mg-0.1Si-0.2Er合金固溶时效组织与性能

为了提高一种低合金化导线材料Al-0.7Fe-0.4Mg-0.1Si-0.2Er合金的强度和电导率,采用单级时效和双级时效对铸态合金进行改性处理.结果表明:铸态合金的抗拉强度为53 MPa,电阻率为3.12×10-8Ωm;采用固溶+单级时效处理后,合金抗拉强度升高至79.6 MPa,电阻率为3.07×10^(-8)Ωm;采用固溶+双级时效处理后,合金抗拉强度为74.3 MPa,电阻率为3.02×10^(-8)Ωm;经过固溶+时效处理后,合金原始枝晶组织逐渐向等轴晶转化,长棒状Al-Fe-Si相熔断变短;析出相的增加使合金力学性能得到提升,等轴相和Al 3Er相的析出使合金的导电率略有提升.

内燃机用Ti-46Al-8Nb-0.5Y-0.2B合金1300℃两步锻造组织及拉伸性能

为了提高内燃机用Ti-46Al-8Nb-0.5Y-0.2B合金性能,先对其实施等静压和均匀化退火,之后对其进行1300℃等温两步锻造,控制总变形量为75%,再对锻饼实施冷却降温,冷却处理方式选取空冷(AC)和炉冷(FC)。通过实验测试的手段对其微观组织及拉伸性能进行分析。结果表明:空冷后上表面为片层结构,形成了许多α2/γ层片晶,片层厚度约43μm。中心为长条状片层晶组织;在侧面形成了许多片层结构。炉冷后上表面形成片层形态,尺寸接近60μm;中心片层尺寸降低,形成更多的β相;侧面形成许多无规外形的片层。空冷获得的合金组织室温拉伸强度比炉冷略高。在800℃下进行拉伸测试时,空冷方式得到的合金组织拉伸强度为591 MPa,屈服强度为472 MPa,伸长率为32%。合金室温拉伸表现为沿晶脆性断裂特征。800℃拉伸后在断口区域未形成很大的韧窝,主要表现为塑性变形。900℃拉伸后在断口区域形成大量韧窝,主要发生了韧性断裂。

冷轧变形对建筑用Al-Si-Mg合金板材组织与性能的影响

采用金相显微镜、透射电镜、硬度测试、拉伸试验等研究了0~75%不同变形量冷轧的Al-1.2Si-0.5Mg合金的微观组织与力学性能。结果表明:随着冷轧变形量的增加,Al-1.2Si-0.5Mg合金晶粒沿轧制方向被逐渐拉长,析出相尺寸逐渐减小,数量逐渐增加。冷轧变形量达到75%时,合金晶粒被完全破碎。随着冷轧变形量的增加,Al-1.2Si-0.5Mg合金的硬度、强度逐渐提高,塑性逐渐下降。75%冷轧的Al-1.2Si-0.5Mg合金的硬度和强度均达到峰值,其硬度、抗拉强度和屈服强度分别为118.3 HV、336.4 MPa和264.5 MPa,其伸长率为17.1%。

Fe含量对Al-8Si-0.5Mg合金组织及性能的影响

利用光镜、扫描电镜观察及硬度、拉伸、导电和导热性能测试等研究了Fe对Al-8Si-0.5Mg合金组织及性能的影响。结果表明,随着Fe的增加,铸态组织中第二相比例逐渐增加,二次枝晶间距逐渐减小,针状富Fe相平均长度先升高后降低,0.9%Fe时达到最大值58μm;同时,合金的硬度逐渐升高,电导率和热导率均呈逐渐降低的趋势,屈服强度逐渐升高。当1.15%Fe时,硬度达到最大值90 HV;电导率和热导率分别下降了约14%和11%;屈服强度升高了约13.7%。随着Fe的增加,伸长率呈下降趋势,当0.9%Fe时下降了48%,而后随着Fe含量增加基本保持不变。

基于DSC分析的Al-7Si-1.5Cu-0.5Mg合金热处理工艺研究

示差热(DSC)分析通常用于合金相变温度点的确定。针对Al-7Si-1.5Cu-0.5Mg合金,将DSC吸收峰面积与θ相(Al_(2)Cu)的数量相联系,并辅之以SEM+EDS对DSC分析结果进行检测。结果表明,500℃下固溶4 h后DSC吸收峰面积从铸态的0.6 J/g降低至0.1 J/g,且随着固溶时间的增加,吸收峰面积无明显变化,与扫描电镜下对θ相溶解检测结果一致。均说明了在500℃下保温4 h后Al_(2)Cu基本溶入基体中,达到了良好的固溶效果。证明了示差热(DSC)可用于检测相的固溶程度,亦证明其具有进一步应用于热处理工艺制定的可行性。

铸态和T6热处理Al-10Si-0.5Mg-0.5Mn挤压铸造铝合金的组织和力学性能

采用挤压铸造的成形方式制备出Al-10Si-0.5Mg-0.5Mn合金,利用金相显微镜、扫描电镜和能谱分析等手段研究了铸态和不同热处理工艺对合金的微观组织与力学性能的影响。结果表明,挤压铸造Al-10Si-0.5Mg-0.5Mg合金铸态组织细小致密,晶粒大小分布不均,白色的长条状及块状AlFeMnSi相分布在晶界处。经过T6热处理后大部分共晶硅及AlFeMnSi相的球化效果较好,但存在明显的共晶硅偏聚区域及少量块状AlFeMnSi相。经优化后得到合金的最佳热处理工艺为:固溶535℃×4h+时效160℃×6h,该工艺下合金的共晶硅分布较均匀,长条状及块状AlFeMnSi相转化成近球状甚至点状纳米级粒子,合金硬度为HB115,断后伸长率为9.4%,相对于铸态分别提升53.3%和77.3%。

Al-1Mg-0.6Si-0.5Cr-0.5V新型铝合金建筑模板的挤压工艺优化

采用不同工艺进行Al-1Mg-0.6Si-0.5Cr-0.5V新型铝合金建筑模板的挤压试验,分析了挤压模板试样的力学性能和耐腐蚀性能。结果表明:随挤压温度从350℃提高到475℃、挤压速度从2 m/min加快到4.5 m/min,试样的力学性能和耐腐蚀性能都先提高后下降。当挤压速度恒定为3.5 m/min时,与350℃:挤压相比,450℃挤压时试样的抗拉强度和屈服强度分别提高12.1%、12.2%,腐蚀质量损失率减小31.5%。当挤压温度保持450丈不变,与4.5 m/min挤压的速度相比,3.5 m/min的挤压速度挤压时,试样的抗拉强度和屈服强度分别提高9.9%、10.0%,腐蚀质量损失率减小33.3%。模板试样的挤压温度和挤压速度分别优选为450℃、3.5 m/min。