主轴转向对再生Al-Si-Fe-Mg合金多道次搅拌摩擦加工区组织和性能的影响

对4.5 mm厚的再生Al-7.0Si-0.85Fe-0.30Mg合金板进行相同主轴转向1~3道次和改变第2道次主轴转向2,3道次的搅拌摩擦加工,研究了主轴转向对搅拌摩擦加工区组织和力学性能的影响。结果表明:随着加工道次的增加,加工区的面积以及前进侧热机影响区的宽度增大,加工核心区的富铁相、共晶硅等第二相颗粒长度减小,圆整度提高,强度和硬度无显著改变,断后伸长率显著提高。改变第2道次主轴转向后加工区面积较相同主轴转向时减小,但组织对称性提高,前进侧热机影响区宽度减小;改变主轴转向后,第二相颗粒尺寸变化不明显,但圆整度显著降低,强度和硬度的变化也不明显,断后伸长率略有提高。

半固态挤压Al-Si-Fe合金组织与性能

采用半固态挤压成形技术制备了Al-17Si-5Fe-3Mn-4Cu-1Mg(质量分数,%)合金。利用金相显微镜分析了合金铸态、电磁搅拌态、挤压态的组织。用电子万能试验机对挤压态合金的力学性能进行测量。试验结果表明:经过半固态挤压后,合金组织发生了明显细化,第二相长度和厚度减小,同时尖角发生钝化,且分布较均匀,力学性能比铸态提高了117.4%。

Al-Si-Fe合金真空热法炼镁过程动力学

采用收缩未反应核模型研究Al-Si-Fe合金真空热还原煅后白云石制镁过程动力学,考察了制团压力、还原温度(T)和添加氟盐对镁还原率(R)的影响.结果表明,在40～150MPa内,制团压力越大,镁还原率越高;添加氟盐可加快还原反应速率,提高镁还原率.确定了还原过程最佳工艺条件为:还原温度1413K、还原时间(t)120min、真空度4Pa、制团压力150MPa、CaF2添加量3%.在1373～1413K内,还原过程为一级反应,由还原剂通过固体产物层的内扩散步骤控制,宏观动力学方程为1+2(1-R)-3(1-R)2/3=0.194exp(-8.38×103/T)t,表观活化能为69.7kJ/mol.

氟盐对Al-Si-Fe合金热法制镁过程的影响

采用Al-Si-Fe合金为还原剂,在真空条件下热还原煅后白云石(煅白)制备金属镁。通过对产物的XRD衍射及所得镁还原率的分析,研究了CaF2和MgF2对还原过程的影响。结果表明:在其他条件相同的情况下,氟盐的加入可以明显加速还原反应;在氟盐添加量1%~5%内,镁还原率随氟盐添加量增大而增大,而后呈现平缓的趋势;氟盐在对还原过程的加速效果随温度增加而下降;同等质量的CaF2和MgF2,CaF2对反应加速效果较好。此外,初步探讨了氟盐对Al-Si-Fe合金热法制镁过程的影响机理,氟盐的加入提高了煅白表面氧化物的活性,促进还原反应的进行,从而提高了镁还原率。氟盐在反应中并非起到单纯的加速作用,同时自身转变为新物质。

铁含量对Al-Si-Fe合金微观组织及内耗性能的影响

采用快速冷凝粉末包套挤压工艺制备了含铁量分别为 1.2 %和 3.5 %的Al 11%Si Fe合金。研究了这两合金在挤压和退火状态下的微观组织特征和内耗行为 ,解释了Fe含量及其析出相、热处理状态等对内耗的影响 ,提出了该合金系在 6 0～ 2 5 0℃温度范围产生内耗峰的机制。

搅拌摩擦加工对Al-Si-Fe合金组织和性能的影响

为改善再生铝中富铁相形态,提高其合金性能,本文采用搅拌摩擦加工对Al-Si-Fe合金进行了研究。利用金相显微镜、扫描电镜、万能拉伸试验机、显微硬度计及图形分析仪等研究了加工速度对Al-Si-Fe合金组织和性能的影响。研究结果表明:搅拌摩擦加工后,第二相形态由针状、棒状向细小且均匀分布的球状、粒状和短棒状转变,前进侧热机械影响区组织得到一定程度的细化且具有明显的取向,而返回侧热机械影响区的组织则保持铸态形貌特征的组成。加工中心区的富铁相和共晶硅平均长度较基材分别降低了86.5%、37.4%,而圆整度则分别提高了7.8倍和2.1倍以上,富铁相细化效果优于共晶硅;随着加工速度的提高,富铁相的平均长度逐渐增大,而圆整度则逐渐降低;但加工速度对共晶硅的平均长度影响较小,但圆整度逐渐降低。加工区的抗拉强度、屈服强度大幅降低,最高降幅达55.4%,而伸长率最大可提高6.8倍。随着加工速度的提高,其抗拉强度、屈服强度有所提高,伸长率则逐渐降低,最大降幅达到19.3%。搅拌摩擦加工后,Al-Si-Fe合金晶粒细化,材料性能提升。

Al-Si-Fe合金真空热还原法制镁工艺研究

以Al-Si-Fe合金为还原剂,采用真空热还原白云石煅白制取金属镁。通过对还原温度、还原时间、还原剂过量系数、制团压力以及氟盐的添加对还原过程的影响分析,确定本工艺最佳工艺条件为:还原温度1413 K、还原时间120 min、真空度4 Pa、还原剂过量10%、制团压力150 MPa、CaF2添加量为3%。在该条件下金属镁还原率为91.3%,产品纯度达到99.1%。

喷射沉积Al-Si-Fe-Cu-Mg合金中的相组成

对喷射沉积快速凝固Ａｌ－Ｓｉ－Ｆｅ－Ｃｕ－Ｍｇ合金的相组成进行了分析。结果表明：合金中含有α－Ａｌ、β－Ｓｉ、δ（ＦｅＳｉ２Ａｌ４）、Ａｌ８Ｓｉ６Ｍｇ３Ｆｅ和β（Ｆｅ２Ｓｉ２Ａｌ９）等相；初晶硅相呈颗粒状，共晶硅相和δ（ＦｅＳｉ２Ａｌ４）呈细小的片状，Ａｌ８Ｓｉ６Ｍｇ３Ｆｅ相呈细小的颗粒状；经Ｔ６工艺热处理后，新析出Ａｌ２Ｃｕ相，Ａｌ８Ｓｉ６Ｍｇ３Ｆｅ相数量增加，少量δ（ＦｅＳｉ２Ａｌ４）转化为β（Ｆｅ２Ｓｉ２Ａｌ９）。

半固态挤压Al-Si-Fe合金磨损行为的研究

采用半固态挤压成形技术制备了Al-Si-Fe耐磨铝合金,分析了合金的微观组织,利用磨损试验研究了合金的耐磨性和磨损失效形式。研究结果表明:半固态挤压成形合金具有细小、均匀的微观组织和良好的耐磨性,磨损失效形式以滑动和磨粒磨损为主。半固态挤压成形的挤压比越高,耐磨性越好;干摩擦条件下半固态合金的磨损质量损失是铸态合金的49.2%,润滑条件下是铸态合金的40.0%。

搅拌摩擦加工对过共晶Al-Si-Fe合金组织及性能的影响

对过共晶Al-Si-Fe合金进行了搅拌摩擦加工(FSP),研究了不同FSP转速和道次对过共晶铝硅合金强度和组织的影响。其中,选择搅拌转速分别为750r/min、1050r/min和1500r/min,搅拌道次分别为1道、2道、3道。结果表明,合金经过FSP加工后,硅、含铁相等硬质第二相颗粒强烈细化,但随着搅拌转速的提高,硬质相颗粒细化效果变差,第二相颗粒平均粒径由11.7μm变为15.5μm。随着搅拌道次的增加,细化效果越发显著,第二相颗粒的平均粒径由11.7μm变为8.9μm。FSP加工后材料抗拉强度和延伸率较铸态大幅度提高。当搅拌转速为750r/min、道次为3时,材料的拉伸强度和延伸率分别由铸态的48MPa、0.43%提高到150MPa、2.97%。因此,经FSP后过共晶铝硅合金组织和力学性能得到极大改善。

Al-Si-Fe三元系热力学计算与评估

利用Calphad技术和应用Pandat相图计算软件,重新评估了Al-Si-Fe体系液相投影图,550、727、800℃等温截面,以及不同成分合金在1 477℃时的液相混合焓。结果表明,计算所得相图及液相混合焓与实验数据相符,该工作建立的热力学模型及参数可作为外推建立Al-Zn-Si-Fe等高元体系数据库的基础,并对相关体系的材料设计工作具有重要的指导意义。

半固态成型Al-Si-Fe合金的组织及性能

采用半固态成型技术制备了Al-17Si-5Fe-3Mn-4Cu-1Mg(质量分数/%)合金,分析了合金的微观组织,检测了合金的力学性能,研究了合金的高温磨损行为。结果表明:经过半固态成型后,合金第二相发生了明显细化,尖角钝化,且分布更均匀;常温极限抗拉强度达到了239.6MPa,伸长率达到了2.0%;150℃干磨和润滑条件下的磨损失重分别是390铝合金的30.78%和3.09%。

粉末包套挤压Al-Si-Fe合金的阻尼特性

采用快速凝固-粉末包套挤压工艺制备了四种Al－Si－Fe合金，测试了不同变形量下合金的室温阻尼性能，结果表明：增加铁含量和变形程度会使合金的阻尼性能增加，而低温退火则会降低阻尼性能。

快速凝固Al-Si-Fe-Cu-Mg合金的热稳定性

研究了快凝Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｍｇ合金在不同热暴露温度下的热稳定性。维氏硬度测试结果表明：合金长时间在１５０℃下热暴露时，硬度降低程度很小，而温度为３００℃时硬度呈显著降低趋势；微观组织分析发现：热暴露温度为１５０℃时，合金基体基本未发生再结晶，而３００℃时出现了大量再结晶组织；合金中的第二相形态在热暴露过程中基本不变。

Al-Si-Fe-Cu-Mg-Ni合金中复合Fe-Si相的研究

利用透射电镜(TEM)、电子探针(EPMA)等手段研究了Al-Si-Fe-Cu-Mg-Ni合金中复合Fe-Si相的形貌及Fe-Si相对合金高温强度的影响。结果表明:在多元Al-Si-Fe-Cu-Mg-Ni合金中,铁相球化处理后形成块状铁相,且块状铁相与初晶硅相紧密结合,形成复合Fe-Si相。Fe相与初晶硅的连接有明显过渡,过渡层中Si相的晶体结构与FeSi相类似,均为简单立方结构,且(121)FeSi//(010)Si。强度实验还发现Fe相的形态对合金的高温强度有很大的影响,其中针片状Fe相对合金高温强度的提高最小,而复合Fe-Si相对合金高温强度的提高幅度最大,多元Al-Si合金在350℃下的高温强度可达106.05MPa。

Modification ofβ-Al_5FeSi Compound in Recycled Al-Si-Fe Cast Alloy by Using Sr,Mg and Cr Additions

The effects of Sr,Mg,Cr,Sr/Mg and Sr/Cr combined additions on the Fe-containing intermetallic phase in a recycled Al-Si-Fe cast alloy are investigated.The experimental results show that the additions of Cr and Sr/Cr successfully modified the platelet and flake-likeβ-Al-5FeSi phases （β-compound） into the fibrousα-Al-8Fe-2Si （α-compound）.The additions of Sr and Sr/Mg were less effective to modify theβ-compound into theα-compound,while the eutectic Si was fully modified into the fibrous morphology.A small secondary dendrite arm spacing （DAS） was found in the Sr-added,Cr-added and Sr/Cr-added alloys,especially in a steel mold.The Sr,Sr/Cr and Sr/Mg combined additions modify the eutectic Si simultaneously.A sludge phase was found in the addition of Cr-added,Sr/Cr-added and Mg-added alloys,especially in the graphite mold casting.The volume fraction ofβ-compounds was decreased by the addition of various modifying elements. The Cr and Sr/Cr combined additions are very effective to modify theβ-compound for the recycled Al-Si-Fe based alloys.

Al-Si-Fe三元合金各组元活度的计算

由ＡｌＳｉＦｅ 三元系的三个二元子系用Ｂｏｎｎｉｅｒ 法计算和讨论了ＡｌＳｉＦｅ 合金在不同温度下各组元的活度。结果表明， 该三元系中各组元活度均有负偏差， 尤以Ｆｅ 的偏差为大。当Ａｌ 含量较高时，合金中Ａｌ 的活性可近似于纯金属Ａｌ 的活性。三元系中Ａｌ 含量不变时， 增加Ｆｅ 的含量， 即用Ｆｅ 代替部分Ｓｉ 可使Ａｌ 的活度有所增加。对于ＡｌＳｉＦｅ 三元系的计算，Ｂｏｎｎｉｅｒ

Al-Si-Fe三元合金熔体组元活度的解析

将Ａｌ－Ｓｉ－Ｆｅ三元合金熔体中组元Ａｌ的过剩偏摩尔自由能表达成多项式函数的形式，再由组成该三元系的三个二元子系以及三元系部分实验结果作为边界条件确定多项式中的参数Ａｊｋ值。根据Ｇｉｂｂｓ－Ｄｕｈｅｍ方程导出了计算体系过剩摩尔自由能多项式中的参数Ｆｊｋ值，由Ａｊｋ和Ｆｊｋ值求得组元Ｓｉ、Ａｌ的过剩偏摩尔自由能的表达式。

放电等离子体烧结技术制备过共晶Al-Si-Fe粉末冶金合金的显微组织和压缩变形行为(英文)

Al-Si-Fe基铝合金材料由于具有高耐磨性、低密度以及低热膨胀性能,因而主要用于汽车发动机部件。利用气体雾化粉末,采用放电等离子体烧结技术制备Al-17Si-5Fe-2Cu-1Mg-1Ni-1Zr合金。所制备材料的晶粒尺寸为530 nm,并且观察到细等轴晶粒和均匀分布的析出物。研究了放电等离子体烧结技术制备的材料在不同温度和应变速率下的压缩变形行为。结果表明,所有的真应力-真应变曲线在达到峰值应力后呈稳态流动趋势,随着测试温度的升高和应变速率的降低,峰值应力呈下降趋势。在变形样品中,观察到了等轴晶粒和等轴晶粒中的位错结构。这些现象说明,合金在高温变形过程中发生了动态再结晶。

Al-Si-Fe孕育剂对Al-10Si二元合金组织的影响

控制铸造铝硅合金中铁元素的含量是改善合金组织性能的有效手段。文章以不同Fe含量的Al-10Si二元合金为研究对象,利用金相显微镜等表征手段,研究了在Sr变质基础上Al-Si-Fe孕育剂对Al-10Si二元合金中共晶团组织、气孔及富Fe相的形态和尺寸等组织的影响。结果表明:Fe质量分数为0.15%时,在Al-Sr中间合金变质的基础上,Al-Si-Fe孕育剂的加入可以使合金中共晶团的尺寸得到明显细化,且不改变Sr的变质效果;经孕育处理后,气孔的平均面积和气孔度随共晶团尺寸的减小而降低;当Fe含量接近或>0.85%时,孕育剂对共晶团的细化效果失效,凝固组织中富Fe相的尺寸及形态与孕育前后共晶团尺寸的变化规律相反。