氧化硅气凝胶对Al-4Cu-0.1Sn合金组织与性能的影响

采用铸造、冷轧和T6热处理制备了SiO_(2)气凝胶(SA)增强铝基复合材料。研究了SA含量对Al-4Cu-0.1Sn合金显微组织(铸态与冷轧T6态)与力学性能的影响。结果表明,SA能有效地加入到Al-4Cu-0.1Sn合金中,并以球状形式均匀的分布在晶粒内部。铸态下,随着SA含量的增加,合金的显微硬度呈上升趋势。当SA含量为0.02%时,合金平均硬度(HV)达到最高85,相对于未添加SA的合金提升了49%,但铸态下添加SA的合金拉伸性能略微下降;冷轧T6态下,当SA含量为0.02%时,合金硬度(HV)为138。随着SA增加,合金的屈服强度与抗拉强度先升高后降低,当SA含量为0.04%时,合金屈服强度达到320 MPa,抗拉强度达到401MPa,相比于未添加SA的合金提升了10.3%和10.7%。添加SA能够提高铸态Al-4Cu-0.1Sn合金硬度的机理是其细化了铸态合金的晶粒,并使晶界处第二相由粗大的骨骼状变成细小的非连续状。添加SA提高冷轧T6态强度的机理是细化了Al_(2)Cu相并消除了Al_(7)Cu_(2)Fe相。

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。

固溶温度对Al-0.4Mg-0.015Ga-0.1Sn阳极合金电化学性能的影响

对Al-0.4Mg-0.015Ga-0.1Sn阳极合金以460 ℃、500 ℃、540 ℃、580 ℃、620 ℃固溶温度保温2 h后水淬的方式进行固溶处理试验,研究不同固溶温度对Al-0.4Mg-0.015Ga-0.1Sn阳极合金的组织与电化学性能影响。研究结果表明:当固溶温度为580℃时,该阳极合金具有较高的耐蚀性以及最高的放电性能,且合金的综合性能最优;在100 mA/cm^(2)的恒电流密度放电条件下,稳定输出电压达到1.13V,阳极利用率和燃料利用率分别达到88%和37%。

轧制温度对大应变轧制Al-4.5Cu-1.5Mg-0.1Sc合金组织与性能的影响

在不同温度下对Al-4.5Cu-1.5Mg-0.1Sc进行大应变轧制,采用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析及拉伸试验等研究轧制温度对合金显微组织与力学性能的影响。结果表明,热轧温度400℃时,Al-4.5Cu-1.5Mg-0.1Sc铝合金再结晶充分,晶粒尺寸细小均匀,结合热处理可有效改善基体中第二相分布不均现象;400℃热轧并T6态处理后合金综合力学性能较好,抗拉强度为455 MPa,伸长率为21.8%;合金断裂形式为韧性断裂,断口上分布着大量细小的韧窝。

铸态Ti-6Al-4V-0.1B合金的热变形行为及加工图

在Gleeble-1500热模拟试验机上进行高温压缩试验,研究了变形温度为1000～1100℃,初始应变速率为0.01～1 s-1的铸态Ti-6Al-4V-0.1B合金的变形行为。基于动态材料模型建立了加工图,并观察了变形组织。结果表明:该合金为热敏感和应力敏感型合金,热变形的最佳变形参数为1050～1100℃,应变速率在0.1～1 s-1之间。铸态大变形区组织为沿着变形方向拉长的原始β晶粒,晶粒组织内部出现针状马氏体,TiB相在变形的过程中出现折断,并沿着加工流线分布。

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。

Sn添加对Cu-3Ni-0.75Si-0.1Mg合金高温抗软化性能的影响及其机理

采用中频感应熔炼炉制备了4种不同Sn含量的Cu-3Ni-0.75Si-0.1Mg-xSn合金,研究了Sn添加对Cu-3Ni-0.75Si-0.1Mg合金高温抗软化性能的影响及其作用机理。结果表明,Sn元素的添加可提高合金的峰值硬度,且随着Sn含量的增加,其提升效果更显著;0.6%Sn元素的添加可提高Cu-3Ni-0.75Si-0.1Mg合金的抗软化温度,这与Sn元素的添加阻碍合金回复和再结晶行为有关;Cu-3Ni-0.75Si-0.1Mg-xSn合金在不同温度区间的退火软化机理不同,低温退火时(450~500℃),退火软化与回复相关;中温退火时(500~600℃),退火软化主要受回复和再结晶影响;当退火温度过高时(>600℃),退火软化主要受第二相粒子的粗化影响。

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。

Mg-6Al-4Sn镁合金挤压温度的模糊PID控制

在镁合金的挤压过程中,挤压温度控制是极其重要的部分。本文采用常规挤压和模糊PID控制挤压分别进行了Mg-6Al-4Sn镁合金的力学性能和显微组织的测试和分析。结果表明:与常规挤压相比,基于模糊PID控制挤压的试样抗拉强度、屈服强度和断后伸长率分别增大了24 MPa、44 MPa、0.4%,强度和显微组织得到改善和提高。

挤锻复合成形Mg-4Al-2Sn镁合金的组织及性能研究

采用不同的挤压温度和锻压温度对新型含锡镁合金Mg-4Al-2Sn试样进行了挤锻复合成形试验,并进行了显微组织和力学性能的测试、对比和分析。结果表明:随挤压温度和锻压温度的升高,试样的晶粒先细化后粗化,抗拉强度、屈服强度先增大后减小,组织改善。在350℃挤压然后380℃锻压的试样抗拉强度、屈服强度最大,分别为325、230 MPa。

Al-5.0Zn-3.0Mg-1.0Cu-0.1Zr合金的淬火敏感性

通过分级淬火的方法确定Al-5.0Zn-3.0Mg-1.0Cu-0.1Zr合金的时间-温度-性能(TTP)曲线,并结合7050及7085合金考察成分对淬火敏感性的影响。研究结果表明:Al-5.0Zn-3.0Mg-1.0Cu-0.1Zr合金T76状态的TTP曲线鼻尖温度为325℃,临界时间为1.554 s,99.5%的TTP曲线保温时间为100 s,合金的淬火敏感区间为200~410℃;该合金在等温保温过程中析出η相,消耗Zn和Mg,降低合金的过饱和程度,削弱后续时效强化的效果;合金时效后,在这些η相周围形成无沉淀析出区;Al-5.0Zn-3.0Mg-1.0Cu-0.1Zr合金具有较低的淬火敏感性,该合金淬火冷却速度可以选择介于7050合金冷却速度与7085合金冷却速度之间。

不同热处理条件下Ti-6Al-4V-0.1B合金的组织和性能

研究了不同热处理条件下两相区轧制的Ti-6Al-4V-0.1B合金棒材的组织和性能。研究结果表明,α+β相区热处理后获得等轴组织或双态组织,随着热处理温度的升高,初生α相含量降低;β相区热处理后获得魏氏组织,原始β晶粒及α集束的尺寸随着热处理温度的升高而增大。在拉伸变形时,魏氏组织的强度高于双态组织,但塑性明显低于后者。900℃/1 h,AC+540℃/8 h,AC和1 080℃/1 h,AC+540℃/8 h,AC处理之后获得等轴组织和魏氏组织,具有该组织类型合金最佳的强度和塑性匹配,在拉伸载荷的作用下,TiB相与基体之间存在很好的结合力,TiB相在拉伸过程中传递载荷。

Al-6.3Zn-2.3Mg-2.3Cu-0.1Zr合金扁锭铸造工具设计

针对Al-6.3Zn-2.3Mg-2.3Cu-0.1Zr合金扁锭铸造过程中裂纹倾向性大的问题,自主设计制作了440 mm×1300 mm水箱式结晶器。将结晶器水箱大小面分开,独立供水,小面供水可单独控制,通过调整水孔大小及分布来减少铸造应力,从而减小了铸锭裂纹倾向性。该工具经过工业化试验验证表明,Al-6.3Zn-2.3Mg-2.3Cu-0.1Zr合金440 mm×1300 mm铸锭的成型率达到90%以上,符合预期效果。

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。

拉伸变形对Ti-6Al-6Cu-4Mg-0.5Mn钛合金组织和力学性能的影响

通过TEM、显微硬度、拉伸测试对拉伸变形后时效态Ti-6Al-6Cu-4Mg-0.5Mn钛合金板进行了测试,研究了拉伸变形量对其组织和力学性能的影响。结果表明:随着拉伸变形量增加,合金产生了明显的位错滑移交割,使位错缠结增加,GP区密度与尺寸显著下降,不同拉伸变形量下形成的GP区都呈现均匀分布状态。随再时效时间的增加,钛合金板样硬度先增加后降低。在15%的拉伸变形量下,抗拉强度与屈服强度达到最大值,分别为508.2、448.6 MPa;板样伸长率则随拉伸变形量的上升而降低。从拉伸强度考虑,15%的室温拉伸变形量是最优的。

固溶制度对Al-5.6Cu-1.7Mg-0.2Zr-0.1Sr-0.6Ti合金挤压材组织性能的影响

通过金相组织分析、扫描电子显微镜分析、X射线衍射、硬度、电导率、室温拉伸性能、断后伸长率和抗晶间腐蚀等微观组织观察及性能表征,研究了四种不同固溶制度对Al-5.6Cu-1.7Mg-0.2Zr-0.1Sr-0.6Ti合金微观组织和性能的影响。结果表明:随着固溶温度的升高,合金中的晶粒逐渐变大;当固溶温度低于520℃时,合金中的未溶相的数量和尺寸随着固溶温度的升高而减小;当固溶制度为510℃×2 h+520℃×2 h时,合金中的未溶相开始增多,合金出现轻微过烧,断后伸长率及抗晶间腐蚀性能变差,但抗拉强度最高,达到了490.14 MPa。合金的位错强度和位错贡献值随着固溶温度的升高而减小,合金中的强化效果主要来源于固溶强化和时效析出强化。合金在T6状态下,(490℃×2 h+500℃×2 h)和(500℃×2 h+510℃×2 h)两种不同固溶制度下的抗拉强度和断后伸长率等力学性能和抗晶间腐蚀性能都较优,这两种固溶制度均是适合Al-5.6Cu-1.7Mg-0.2Zr-0.1Sr-0.6Ti合金的固溶制度。

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%。

Sn-2.5Ag-0.7Cu-0.1RE-xNi的润湿特性

采用润湿平衡法,选用商用水洗钎剂研究了Sn-2.5Ag-0.7Cu-0.1RE-x Ni钎料合金在Cu引线和Cu基板上的润湿特性。结果表明,当Ni添加量为0.05%-0.1%时,Sn-2.5Ag-0.7Cu-0.1RE钎料合金中在Cu引线上具有较短的润湿时间,较小的润湿角,较大的润湿力;在Cu基板上具有较小的润湿角和较大的铺展面积;焊点界面区Cu6Sn5厚度小而平整;其润湿特性满足现代表面组装技术对无铅钎料润湿性能的要求。

新型高强导电材料Cu-8Ni-15Zn-1.5Al-0.1Y的显微组织与性能研究

采用机械振动辅助搅拌方法制备了新型高强导电材料Cu-8Ni-15Zn-1.5Al-0.1Y,并测试分析了材料的显微组织、物相组成、导电性能、力学性能和耐腐蚀性能。结果表明,该新型材料兼具较高的导电性能、力学性能和耐腐蚀性能。与常规导电材料Cu-8Ni-15Zn-1.5Al相比,该新型材料的电导率增加54%,抗拉强度增加43%,屈服强度增加48%,伸长率增加121%,腐蚀电位正移143 m V。

机械搅拌对Mg-Al-Sn-Y镁合金铸锭组织与电磁屏蔽性能的影响

通过在浇注时引入机械搅拌制备了Mg-4Al-2Sn-0.1Y镁合金,并进行了显微组织、物相组成和电磁屏蔽性能的测试与对比分析。结果表明,与常规铸造相比,机械搅拌铸造可使镁合金组织更细小、致密,具有更佳的电磁屏蔽性能;铸锭中心处的平均晶粒尺寸减小66%;当频率分别为300、900、1500 MHz时,合金电磁屏蔽效能分别提高15.8%、26.5%、54.2%;但合金的相组成不变,都是由α-Mg基体和少量的Mg17Al12及Mg2Sn相组成。