强流脉冲电子束熔覆Al-Pb合金涂层的显微组织与摩擦磨损性能

为改善Al-Pb合金的表面硬度和耐磨性能,利用强流脉冲电子束(high current pulsed electron beam,HCPEB)对涂敷在纯铝(Al)表面的铅(Pb)层进行辐照合金化处理,制备具有优异性能的Al-Pb合金化层。采用3D激光扫描显微系统(laser scanning microscope,LSM)测量表面粗糙度;利用带能谱仪(energy dispersive spectrometer,EDS)的场发射扫描电镜(scanning electron microscopy,SEM)分析辐照合金化前后Al-Pb涂层的微观形貌、结构与元素分布;随后使用X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)观察合金层的物相组成;利用透射电镜(transmission electron microscope,TEM)精细表征Al-Pb合金层的微观结构,最后测试辐照前后样品表面的显微硬度、平均摩擦因数与磨损率并分析硬度及磨损增强机理,探究和总结材料表面性能强化机制,建立辐照合金层表面-微观组织-表面性能之间的内在联系。结果表明:经过HCPEB辐照处理后,Al基体与Pb涂层呈现良好的冶金结合,并在30次辐照后制备了10.2μm厚的Al-Pb合金层;与纯铝及原始涂层相比,辐照30次后(111)Al晶面衍射峰发生了宽化,同时衍射峰的位置也向低角度发生微小移动,这表明基体表面Al晶粒在HCPEB表面合金化处理后得到了显著的细化且晶胞发生膨胀,晶格常数增大;HCPEB诱发样品表面形成了亚晶、位错、位错胞、少量的Al(Pb)固溶体以及大量纳米级富Pb颗粒。性能测试结果表明,经电子束辐照后Al-Pb涂层表面的硬度和耐磨性显著提高。

恒定磁场作用下Al-Pb合金快速定向凝固

在恒定磁场作用下对Al-Pb合金进行了快速定向凝固实验,考察了磁场强度对凝固组织的影响,分析了磁场的作用机理.结果表明,恒定磁场能显著减弱熔体对流,提高凝固界面前沿液-液相变过程的空间均匀性,减缓液滴的碰撞凝并速度,使凝固试样中的弥散相粒子最大和平均尺寸减小,粒子尺寸分布范围变窄,有助于获得弥散型偏晶合金凝固组织.

喷射成形制备钢/Al-Pb合金轴瓦材料的研究

利用自行研制的大型喷射成形装置,对成分为Al-6.5Pb-4Si-1Cu-0.5Sn的合金轴瓦材料进行了喷射成形工艺研究。并制备了晶粒均匀密度良好的板坯。研究了合金的显微组织与性能。研究表明:喷射成形Al-Pb合金的显微组织为均匀细小的Pb相粒子弥散分布在Al基体中。这些细小的Pb相粒子对提高合金耐磨性具有很大帮助。喷射沉积成形钢/铝复合板经50％轧制变形后可获得良好的结合强度及组织性能,可做汽车的轴瓦材料。

强流脉冲电子束表面改性Al-Pb合金的摩擦磨损行为研究

利用强流脉冲电子束技术对Al-Pb合金进行表面改性处理,测试改性试样表面硬度分布及其形貌和组织,采用销-盘式摩擦磨损试验机、扫描电子显微镜和X射线光电子能谱仪对改性Al-Pb合金的摩擦磨损性能及其磨损机理进行分析.结果表明:改性Al-Pb合金的组织结构得到改善,最大硬度出现在距合金表面约40μm的亚表层;由熔化区、热影响和准静态热应力影响重叠区和过渡区组成,改性层表现出良好的耐磨性;在高载荷下改性合金表现出的低磨损率和摩擦系数与其磨损表面形成的润滑膜密切相关;随着载荷增加,其磨损机制主要表现为氧化磨损和粘着磨损.

机械球磨制备Al-Pb合金

通过对Al-Pb混合粉进行不同时间的机械球磨,采用扫描电镜、电子探针对混合粉颗粒的形貌和组织结构进行了观察,并测试了球磨粉末的显微硬度和致密性能,结果表明:在机械球磨过程中,Al、Pb混合粉的颗粒尺寸初期增大,随后逐渐减小,最后趋于稳定;Al、Pb混合粉形成了层片状的复合粉,随球磨时间延长,层片变薄,最后层片组织断裂为细小弥散的颗粒;随球磨时间延长,Al-Pb复合粉的硬度增大,压制密度降低。最后将球磨6小时的Al-20Pb复合粉用挤压比为4的模具进行包套挤压,得到了高致密度的Al-20Pb合金材料,其孔隙度只有3%左右。该合金中Pb相的尺寸平均只有几个微米,且分布比较均匀。

用电磁场减轻Al-Pb合金比重偏析的实验研究

本文对正交电磁场作用下的Al-Pb合金凝固进行了实验研究。结果表明,当选取的电磁场参数合适时,可减少合金的比重偏析。文中对该类合金的分解过程进行了探讨,分析了电磁场的作用和用它来模拟微重力条件的可行性。

机械球磨与包套挤压制备Al-Pb合金

采用机械球磨(MM)制备了Al-20(Wt.%)Pb复合粉,通过X射线衍射和电子探针分析了Al-20Pb复合粉及其层片状组织.为得出最佳球磨工艺参数,对复合粉进行了压制和烧结实验.结果表明:球磨6h得到的Al-20Pb复合粉具有均匀细小的层片结构,既保持较好的塑性,易于致密,又能在烧结后得到均匀细小的显微组织.

喷射成形及轧制钢/Al-Pb合金复合板材的界面结合强度

对喷射成形钢/Al-Pb复合板的界面结合进行了研究,结果表明喷射成形的钢/Al-Pb复合板经变形量达50%左右的轧制和320℃×5h退火处理后可获得良好的界面结合,其剪切强度可达72MPa。分析显示双金属界面结合强度的提高是扩散层形成的结果。

Al-Pb合金轴瓦带坯的烧结工艺研究

研究了快冷 粉末冶金 (RS PM )制备Al Pb合金轴瓦材料的工艺。通过研究烧结工艺对Al Pb合金轴瓦材料显微组织及机械性能的影响 ,得出了较优的烧结工艺。烧结升温速率为 1℃ /min ,并在 2 0 0℃和 40 0℃分别保温 2h ,烧结温度控制在 5 40℃至 5 6 0℃之间。讨论分析了Al Pb合金轴瓦材料的烧结机理。

Al-Pb合金粉末壳型组织形成过程

对Al-Pb合金开展了高压气体雾化快速凝固实验,金相观察表明粉末表面具有一Pb富集层．建立了描述雾化液滴凝固组织演变的数学模型,模拟分析了液滴凝固过程,结果表明,富Pb表层的形成是因为在液-液相变过程中富Pb液相在雾化液滴表面发生异质形核导致的．

超声波处理对Al-Pb合金铸锭偏析及性能的影响

以Al-Pb合金为研究对象，研究了超声波处理对合金铸锭溶质分布的影响。利用BSE对试样进行了检测，且测试了试样的硬度以及磨损性能。结果表明：在铸造条件下，采用合适的超声波处理时间能够有效抑制Al-Pb合金的溶质偏析；溶质含量过高时，超声波处理熔体分散溶质效果不好，当处理时间为180s时，A1-1％Pb的分散效果最好；超声波功率对Pb溶质分散性有直接的影响，功率过大或功率过小都达不到令人满意的分散效果。最后，利用超声波的空化效应以及声流效应说明了产生上述现象的原因。

旋转造粒制备Al-Pb合金颗粒

研究了用旋转造粒法制备Al 8Pb 3Si 2Sn Cu合金颗粒的宏观特征与微观组织 .研究结果表明 :Al Pb合金颗粒的形状受合金熔体表面张力的影响 ,呈近球形 ,颗粒直径随熔体旋转速度的提高而减小 ;当颗粒直径小于 3 .9mm时 ,合金的非平衡凝固可以克服Pb重力偏析 ,随颗粒直径的减小 ,合金凝固过程从非平衡过偏晶状态转变为非平衡亚偏晶状态 。

Al-Pb合金颗粒挤压成形工艺研究

研究了Al-10Pb(1#)和Al-8Pb-3Si-2Sn-1Cu(2#)(质量分数,%)合金棒材的颗粒挤压成形工艺。结果表明,Al-Pb合金颗粒压坯时,由于密封在颗粒间的气体不能完全排出,当压坯密度达到合金理论密度的80%后,提高压制力和压坯温度,对压坯密度的影响不明显。Al-Pb合金颗粒压坯后挤压成形的关键是控制Pb状态与铝基体的软化程度。在合适的工艺条件下,挤制的Al-Pb合金棒材密实,Pb分布均匀,1#合金棒材抗拉强度可达100.8MPa,伸长率可达13.3%,2#合金棒材抗拉强度可达170.8MPa,伸长率可达12.8%。

喷射成形Al-Pb合金的组织与性能

研究了喷射沉积成形ＡｌＰｂ 合金的显微组织及耐磨性能， 并与铸态ＡｌＰｂ 合金进行了对比。同时还研究了喷射沉积成形ＡｌＡｌ（Ｐｂ） 复合板的组织及回复再结晶行为。研究表明： 喷射沉积成形ＡｌＰｂ 合金， 显微组织为均匀细小的等轴α基体上弥散分布着均匀细小的Ｐｂ 颗粒。与铸态ＡｌＰｂ 合金相比， 喷射沉积成形ＡｌＰｂ 合金具有更细的晶粒度和更好的耐磨性能。弥散均匀分布的细小Ｐｂ 颗粒对提高合金的耐磨性能具有很大的帮助。喷射沉积成形ＡｌＡｌ（Ｐｂ） 复合板经２０ ％ 轧制后其回复再结晶温度明显高于普通的Ａｌ 合金。

粉末冶金法制备Al-Pb合金微观组织分析

采用机械合金化与真空热压烧结制备Al-Pb合金,并通过热挤压变形细化显微组织。XRD检测分析表明:Al,Pb衍射峰随机械合金化的进行不断宽化,晶粒尺寸减小。SEM分析表明:球磨15h后可以得到合金粉末,其具有Pb粒子弥散分布于Al基体的复相结构。再通过550℃/20MPa真空热压烧结1h,可制备出Al-Pb合金块体。适当的热挤压工艺能够细化组织,减小Pb颗粒的尺寸。其抗拉强度可达231.6MPa,延伸率为17.6%。

快速凝固Al-Pb合金的显微组织

采用单辊旋铸法分别制备了Al 5 %Pb ,Al 8%Pb和Al 15 %Pb三种合金条带 ,并利用TEM分析其显微组织。结果表明 :在快速凝固下 ,Al Pb合金中的第二相 (f .c .c .Pb)在基体中分布均匀 ,Pb颗粒尺寸随Pb含量增加而增加 ,随冷却速度的增大而减小 ,Pb颗粒的尺寸呈双峰或三峰分布特征。此外 ,还分析了快速凝固下偏晶合金的凝固过程 ,对上述现象进行了解释。

二次重熔工艺对触变成形Al-Pb合金力学性能的影响

研究了二次重熔工艺对触变成形Al-20%Pb合金性能的影响,结果表明:在半固态温度615℃加热不同时间时,加热150min时初生相球化程度最高,成形合金的力学性能最好;在不同温度加热150min时,620℃时的初生相颗粒圆整度最高,合金的力学性能最好。初生相球化程度越高,合金越致密且变形协调能力越好,合金的力学性能越好。

Al-Pb合金-钢背轴瓦材料的水平连铸复合方法

Al-Pb合金-钢背轴瓦材料的水平连铸复合方法，适用于铅含量w为5％～20％的铝铅合金-钢背轴瓦材料，将Al熔化到1050℃，加入铅粒，覆盖专用多功能熔剂，再升温到1050℃，静置20～30min；开动送料机构，钢背通过连铸复合结晶器，打开流量控制器，将合金液注入结晶器内，合金液与钢背复合并快速冷却；在钢背进入结晶器前，可以获得所需要的预热温度，而将复合坯料拉出结晶器后。

双辊连续铸轧Al-Pb系轴瓦合金带材的技术研究

用双辊连续铸轧方法制备了Al Pb系轴瓦合金板材 ,铸轧工艺过程稳定 ,合金板成形良好。金相观察表明 :铸轧合金板第二相分布均匀、细小 ,尺寸 <5 μm ;基体组织形态良好 ,满足轴瓦合金要求。

Al-Pb系轴瓦合金的雾化沉积制备技术研究

用雾化沉积工艺方法制备了Ａｌ８Ｐｂ４Ｓｉ１．５Ｓｎ１Ｃｕ合金板坯，并与铝箔一起进行轧制复合试验。金相及ＳＥＭ观察表明：在沉积态ＡｌＰｂ合金中，富铅相颗粒细小且分布均匀，不存在宏观偏析；经过复合轧制后，铝箔与沉积态ＡｌＰｂ合金的基体之间不存在明显界面，形成了良好的界面结合。