汽车用Al-10Si-4Cu-0.7Mg合金热处理工艺研究

对Al-10Si-4Cu-0.7Mg合金进行了500℃×5 h固溶+不同时间深冷+170℃×8 h时效处理。采用SEM、拉伸试验、硬度测试、摩擦磨损试验等研究了不同热处理工艺对Al-10Si-4Cu-0.7Mg合金组织与力学性能的影响。结果表明:固溶+10 h深冷+时效态的Al-10Si-4Cu-0.7Mg合金的抗拉强度和硬度分别为358 MPa和158 HV,比T6态合金的分别提高了17.4%和27.4%,另外高、低载荷下耐摩擦磨损性能也比T6态合金的有不同程度的提高。与T6态Al-10Si-4Cu-0.7Mg合金相比,固溶+10 h深冷+时效态的合金组织中Si相数量明显增多,更为细小均匀,未溶的第二相也明显细化。

热处理对铸造Al-10Si-5Cu-0.75Mg合金组织及性能的影响

利用扫描电镜、能谱分析仪、X射线衍射仪、万能拉伸试验机、布氏硬度计等分析和测试了Al-10Si-5Cu-0.75Mg合金的显微组织和力学性能,探讨了合金热处理过程中析出相的溶解过程和强韧化机制。结果表明,合金最佳热处理工艺为500℃×8 h固溶,190℃×6 h人工时效;合金抗拉强度、硬度、伸长率与铸态相比分别提高了40%、62%、29%。固溶过程产生的强化主要是来自Al_2Cu相的溶解,时效过程产生的强化主要是由于析出相θ'对位错的阻碍作用。

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。

Al-Nb-B中间合金对Al-12Si-4Cu-2Ni-1Mg合金组织及性能的影响

采用原位生成法制备了Al-Nb-B中间合金,主要研究了Al-Nb-B中间合金的组织,以及Al-Nb-B中间合金对Al-12Si-4Cu-2Ni-1Mg合金的组织和室温拉伸性能的影响。结果表明,Al-Nb-B中间合金主要含有NbB2、Al3Nb两种颗粒。Al-Nb-B中间合金可以细化Al-12Si-4Cu-2Ni-1Mg合金中的α-Al晶粒,并减小二次枝晶间距,进而提高合金的室温拉伸性能。当Al-Nb-B中间合金添加量为2.5wt%时,α-Al晶粒平均尺寸为128.4μm,二次枝晶间距为11.67μm,相较于基体合金分别减小21.5%和32.3%。随着Al-Nb-B中间合金添加量的增加,Al-Si合金的抗拉强度呈逐渐上升的趋势,当Al-Nb-B中间合金添加量为2.5wt%时,Al-12Si-4Cu-2Ni-1Mg合金的抗拉强度为237 MPa,相较于基体合金增加10.7%。通过断口形貌分析可知,Al-Si合金断裂方式为脆性断裂,断裂机理为解理断裂。

复合变质与热处理对Al-18Si-4Cu-0.5Mg合金组织和性能的影响

采用室温拉伸实验、金相组织观察和扫描电镜观察研究了复合变质处理和T6热处理对过共晶Al-18Si-4Cu-0. 5Mg合金力学性能和显微组织的影响。结果表明,过共晶Al-18Si-4Cu-0.5Mg合金经P-RE-Sr复合变质处理后,初晶硅由粗大不规则板块状细化为细小片状,尺寸明显减小,共晶硅由细长针状转变为珊瑚状、短棒状和蠕虫状,经T6热处理后,初晶硅尺寸无明显变化,共晶硅发生熔断、球化;经P-RE-Sr复合变质处理后,抗拉强度由222MPa提高至236MPa,延伸率由3.22%提高至4.03%;复合变质合金经T6热处理后,抗拉强度大幅度提高,提高至320MPa,但延伸率略有下降,下降至3.37%。

0.15%Ce微合金化对Al-6Si-4Cu-0.25Mg合金组织和力学性能的影响

本文通过设计和制备合金,对比分析添加0.15%Ce元素微合金化后对Al-6Si-4Cu-0.25Mg合金组织和力学性能的影响,为后续深入挖掘微合金化Ce对Al-6Si-4Cu-0.25Mg合金性能研究打下基础。