试验环境对Al-Si系压铸合金腐蚀形态及力学性能的影响研究

采用中性盐雾和循环腐蚀2种试验方法,对比不同试验环境对A380、YL113、YL104压铸铝合金的腐蚀形貌、典型腐蚀深度、腐蚀产物及力学性能影响,探究腐蚀产物构成及其腐蚀机理。经504 h中性盐雾和60天循环腐蚀试验后,结果表明,3种压铸铝合金中A380合金的耐蚀性最差,2种试验环境下其抗拉强度分别较试验前降低了31%和38%;YL113合金性能降幅次之,2种试验环境下其抗拉强度分别较试验前降低13%和25%;YL104合金性能降幅最小,2种试验环境下其抗拉强度分别较试验前降低3.6%和1%。3种压铸铝合金发生腐蚀根因在于:基体内各相间电位差及试样表面的潮湿环境构成了电化学腐蚀,导致腐蚀发生。

铸造Al-Si系合金中的合金元素的作用

对铸造Al-Si系合金中杂质元素Fe,合金元素Mg、Cu、Sn、Mn、Be、Pb和变质元素稀土、Sr、P、B、Na等的作用进行了分析和概述。Fe能提高合金硬度和耐磨性,但会降低合金的力学性能。Mg能提高合金强度,但Fe、Mg共同作用会降低合金的力学性能。Cu和Mn对脆性Al-Fe-Si相有变质作用,并能提高合金力学性能,Cu与Ni复合作用,可提高Al-Si合金的高温强度和硬度。Sn能提高合金的力学性能。Be降低富铁相有害作业,提高合金力学性能。Pb能提高合金的机加工性能和耐磨性能。Na、Ca都对共晶硅有变质作用,P、B可细化初晶Si,稀土元素和Sr对共晶Si和初晶Si都有变质作用。

Al-Si系铸造合金微观结构对疲劳寿命影响的研究进展

对影响Al-Si系铸造合金疲劳寿命的各种因素进行了概括总结,特别是对有重大影响的孔洞、氧化物薄膜、共晶硅颗粒、二次枝晶臂间距(SDAS)和裂纹闭合等影响因素作了详细讨论。指出了疲劳寿命随各因素的变化规律,对微观组织结构危害其疲劳寿命的相对大小进行了系统的分析和阐述。

Al-Si系合金制备工艺与微观组织的关系

分别采用双级雾化、超音气体雾化、喷射沉积和金属型铸造等工艺制备了Ａｌ－２０Ｓｉ和２０２４－２０Ｓｉ－５Ｆｅ 合金。利用ＸＲＤ、ＴＥＭ 和ＳＥＭ 测试技术分析了制备工艺对合金相组成、α－Ａｌ相晶格常数和固溶度的影响。结果表明：当制备工艺的冷却速度达到１０３ Ｋ／ｓ 以上时，β－（Ｆｅ２Ｓｉ２Ａｌ９）、ＣｕＡｌ２ 和Ｍｇ２Ｓｉ相的析出得到有效抑制；第二相随制备工艺的冷却速度增大而细化，α－Ａｌ相的晶格常数减小；Ａｌ－２０Ｓｉ合金中硅元素在α－Ａｌ中的最大固溶度高达３．２０９％ 。

Al-Si系铸造铝合金材料的研究

对轨道交通用Al-Si系铸造铝合金在强韧化方面进行了探讨,分析了Si、Mg、Cu等合金元素和热处理工艺对Al-Si合金力学性能的影响。结果表明:合金化元素为主要影响因素,热处理工艺为一般影响因素;Mg的添加强化了Si相的第二相强化作用,起到了强化叠加的作用;发展高强度铸造Al-Si合金不可忽视Cu元素的添加。

Al-Si系合金板材热轧工艺的研究

研究Al-Si系合金铸态高温性能,热轧过程的加热制度,热轧滚边工艺,确定了热轧工艺参数。

Al-Si系合金表面氩弧强化及其灰关联分析

在Al-Si系合金表面熔入Fe,Mn,Ni,Re等合金元素,以提高Al-Si系合金表面硬度,提高其耐磨性能。并利用灰色系统理论知识对试验结果进行了分析。

激光选区熔化成形Al-Si系合金的改性工艺研究现状

通过对粉末的成分进行调控,激光选区熔化成形技术可以快速成形具有不同元素组成的合金零件,结合已有研究成果对Al-Si系合金改性工艺进行了总结。首先详述了基于SLM增材技术的Al-Si系合金制造的成形特点,相比其他成分的铝合金,其成形效果较好但强度较低;其次,介绍了Al-Si系合金添加纳米颗粒或其他合金元素以有效实现其性能增强的研究;最后,考虑到Al-Si系合金成形后脆性较高,介绍了SLM成形Al-Si系合金的相关后处理研究。基于以上,针对未来SLM成形高强度Al-Si系合金在航空航天领域中的应用前景进行了展望。

Al-Si系合金(1)

1 前言现在使用的铸造铝合金,即铸件与压铸件用的铝合金,几乎都是以Al-Si为基的二元Al-Si合金以及其中含少量Cu、Mg、Ni等其他元素的多元Al-Si系合金。这是因为:该系合金铸件和压铸件铸造时,其主要特性的熔体流动性和铸模填充性比其他合金的好,几乎不产生铸造裂纹,与其他元素相结合可以制得强度高的合金,尤其是热膨胀系数小和耐摩性好等原因。因此。

Al-Si系合金(4)

4 变形材料合金的组织与性能 Al-Si系变形铝合金的用途,主要是做锻件、接合件和建筑材料。本节叙述这些用途,以及说明合金的有关组织和性能; 4.1 锻造用合金表3示出按Si量和锻造温度区分的锻造合金及用途。多用于制造各种活塞、VTR缸等。

锻造用Al-Si系合金的材料特性和用途的开发(2)

共晶Si细化的效果从这些结果中来看,就11％Si-Cu-Mg系合金来说,如果铸锭尺寸在203.2mm以下,平均Si粒径在2～5μm的范围内,在热挤压过程中几乎没有发生细化。这种情况即使改变挤压比也无变化。

Al-Si系合金(3)

3.3 Al-Si-Mg系合金的组织与机械性能此系中JIS实用合金有AC4A、AC4C和AC4CH。它们都是铸造性能良好的Al-Si合金中添加了少量的Mg,由于Mg_2Si中间相析出的热处理效果提高了强度。Mg量略微多一点的AC4C具有高的强度、良好的铸造性和耐蚀性。为了防止Fe的坏影响,通常加入Fe量的50～80％的Mn。在此系合金中,多使用较纯的Al-Si-Mg系AC4C(AA356)和Fe含量控制在0.20％以下提高韧性的AC全CH(AAA356),但后者大量用作汽车轮子。在铸件用的合金中,它们虽属中等强度的,但延伸率高。

挤压铸造Al-Si系合金成分优化、孕育变质及其复合材料的研究进展

Al-Si系合金具有铸造流动性和耐腐蚀性良好、比强度高以及热膨胀系数低的特点而广泛应用。随着汽车、航空航天等领域轻量化的发展,对Al-Si系合金的强塑性提出了更高要求。挤压铸造铝合金可成形复杂薄壁铸件,且其组织致密、表面品质高、力学性能好,在汽车、航空航天等领域有着广阔的应用前景。针对挤压铸造合金元素、孕育变质剂对Al-Si系合金组织和性能的影响以及挤压铸造铝基复合材料进行了归纳总结,为挤压铸造制备高性能Al-Si系合金提供参考。

挤压铸造及热处理对Al-Si系合金组织及性能的影响进展

Al-Si系合金具有良好的铸造性能和加工性能,且经过变质处理和热处理后,力学性能和抗蚀性能可进一步提高,是应用较为广泛的铸造铝合金。然而,轨道交通、航空航天等领域的快速发展对Al-Si系合金的强塑性能提出了更高要求。挤压铸造铝合金零部件具有各向异性弱、铸造缺陷少和力学性能好等特点,在轨道交通、航空航天等领域的应用前景广阔。对Al-Si系合金(半固态)挤压铸造工艺参数及热处理工艺参数对组织和性能的影响进行了归纳总结,为挤压铸造高性能Al-Si系合金的应用提供借鉴。

铸造耐热铝合金在发动机上的应用研究与发展

主要综述了近年来铸造耐热铝合金在发动机上的研究现状和最新进展,列举了不同种类的铸造铝合金的高温性能,总结了提高铸造铝合金高温性能的几种方法,并展望了铸造耐热铝合金的发展趋势。

变质剂对AHS合金显微组织和性能的影响

通过调整合金成分分别配置了添加Sb ,Re ,Al 5Ti B ,P等变质剂的试验用AHS合金 .在相同工艺条件下 ,将所配合金挤压成直径为 8mm的圆棒试样 .在相同条件下淬火时效后 ,运用金相显微镜及扫描电镜观察和分析了合金在不同变质剂变质处理后的显微组织和结构 ,运用电子拉伸设备测试了各试样合金的力学性能 .研究结果表明 :锑对AHS合金有很强的变质作用 ;在AHS合金中添加微量Sb后 ,合金中板条状共晶硅相明显细化 ,呈短杆状 ,且元素Mg对Sb细化能起激化作用 ,使合金组织细密 。

应用断口-金相分析确定铝合金复合变质效果

提出一种断口-金相方法,研究了Al-Si系合金复合变质后共晶Si的形态、α-Al树枝晶尺寸对合金力学性能的影响。结果表明,复合变质处理试样由于α-Al树枝晶细小、共晶Si良好的形态及分布,使材料在拉断过程中,阻碍裂纹扩展,断裂单元小,吸收更多的能量,穿晶断裂时裂纹扩展途径增加,使材料的综合力学性能提高,其屈服强度、抗拉强度、伸长率和硬度分别比Sr变质的试样提高了60%、28.3%、94.3%和7.4%。

合金元素在铝合金汽车结构件铸件的研究现状

汽车结构件常用铸造铝合金主要分为Al-Si系和Al-Mg系,综述了添加合金元素提高合金性能的常用手段。对于Al-Si系铸造铝合金,Si不仅可以提高铸造性能,还可以抑制针状Al5FeSi相的形成;Mg和Cu是主要的强化元素,可以形成Mg2Si相、Al2Cu相和Q-Al5Cu2Mg8Si6相;Mn和Mo主要抑制针状富铁相生成;V、Ti和Zr可以细化晶粒,从而提高力学性能。对于Al-Mg系铸造铝合金,当Si含量较高时,如Magsimal誖-plus(Al Mg6Si2MnZr)合金,Mg2Si相为主要强化相,为了避免针状富铁相的生成,Fe含量要求极低;当Fe含量较高时,如Castaduct誖-42(Al Mg4Fe2)合金,主要依靠Mg元素固溶在Al基体,并形成Al-Fe共晶相提高合金强度,Si元素为杂质元素,可以减少针状Al-Fe-Si相的生成。