银含量对Al-4Mg合金组织和性能的影响

采用维氏硬度测试、金相显微观察、扫描电镜研究了银含量对Al-4Mg合金组织和性能的影响。结果表明,微量合金元素Ag的加入会使Al-4Mg合金铸态组织中析出新的第二相,且随着银含量的增加,第二相的形态也随之发生变化;Ag的加入还使Al-4Mg合金具有时效强化的特性,从而使Al-4Mg合金的硬度得到了大幅度的提高。

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。

半固态Al-4Cu-Mg合金加工图研究

根据动态材料模型,建立了半固态Al-4Cu-Mg合金加工图.利用加工图确定了试验材料热变形的流变失稳区,结果表明半固态成形时的流变失稳区范围与应变速率有关.此外,获得了等温压缩试验参数范围内的热变形最佳工艺参数,半固态加工最佳工艺参数为加热温度560℃,应变速率0.001 s-1.

固溶处理对Mg-4Li-1Ca-4.1Al-0.5Si合金显微组织和硬度的影响

采用普通重力铸造法制备Mg-4Li-1Ca-4.1Al-0.5Si合金,考察合金在不同温度固溶处理1h、400℃固溶处理不同时间后的微观组织演变和显微硬度。结果表明,铸态合金由α-Mg基体、(α-Mg+AlLi)二元共晶、(α-Mg+AlLi+(Mg,Al)_(2)Ca)三元共晶及块状CaMgSi组成。其中,AlLi相呈细密层片状,沿晶界分布;(Mg,Al)_(2)Ca呈网状分布于AlLi层片中心,连同基体α-Mg形成三元共晶体。合金经1h固溶热处理时,350℃下AlLi相分解加剧形成小颗粒,(Mg,Al)_(2)Ca相形成颗粒或针状纤维。400℃时,(Mg,Al)_(2)Ca共晶相大量溶解,数量急剧减少,同时AlLi相略有长大。经400℃固溶处理5h后,(Mg,Al)_(2)Ca共晶颗粒数量急剧增加且开始偏聚长大;同时,AlLi再次溶解形成纳米溶质颗粒,均匀弥散分布于基体。合金经350℃×1h处理后硬度值最高,为105.3HV。

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。

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。

AlN变质对Al-4Si-0.45Mg合金性能的影响

在亚共晶Al-4Si-0.45Mg合金中添加微量AlN,以改善合金的显微组织并提高其力学性能和导热性能。结果表明,未添加Sr和AlN的合金,其抗拉强度为167.3 MPa,伸长率为10%,热导率为149.5 W/(m·K);添加Sr后的抗拉强度为176.2 MPa,伸长率为20%,热导率为166.8 W/(m·K),抗拉强度和热导率分别提高了5.4%、11.6%;添加AlN后的合金抗拉强度为194.8 MPa,伸长率为16%,热导率为170.1 W/(m·K),抗拉强度和热导率分别提高了16.4%、13.8%。力学性能的提高主要与α-Al的晶粒细化、二次枝晶臂间距(SADS)的减小和Si的变质有关。加入Sr和AlN后,共晶Si由片状变成块状和球状,Sr变质后共晶Si的尺寸明显减少,且AlN变质后共晶Si的平均尺寸更小,说明热导率的提高主要与共晶Si相的形态变化有关。其机制为细小的Si使得电子通道增加,电子散射概率降低,平均自由程增加,从而提高了热导率。

冷轧方式和退火温度对Al-4Cu-0.73Mg合金织构和微观组织的影响

采用硬度测试、X射线衍射(XRD)、电子背散射衍射(EBSD)等方法研究了单向轧制、交叉轧制和退火温度对Al-4Cu-0.73Mg(wt%)合金织构演变和微观组织的影响。结果表明:单向轧制试样在100~300℃退火保温1 h后显示出明显的Copper织构{112}<111>、S织构{123}<634>和Brass织构{011}<211>,而交叉轧制试样表现出强烈的Brass织构和H织构{011}<755>。当退火温度高于300℃,单向轧制和交叉轧制试样中的变形织构逐渐沿α取向线转变为由P织构{011}<001>、L织构{011}<011>、E织构{111}<110>和R织构{124}<211>等组成的再结晶织构。单向轧制和交叉轧制试样的晶粒尺寸随退火温度的升高先增加后减小,均在350℃退火1 h后有最大晶粒尺寸,分别约为8.2μm和11.5μm。单向轧制和交叉轧制试样均在冷轧后硬度值最高,约为108 HV,之后硬度值随退火温度的升高而逐渐下降,两种轧制试样的硬度值最终均稳定在50 HV左右。总体来看,轧制方式对试样织构的影响比对力学性能的影响大。