固溶时间对Ti@(Al-Si-Ti)_(p)/A356复合材料组织及力学性能的影响

采用粉末触变成形技术制备了原位自生心-壳结构增强A356铝基复合材料,并研究了固溶时间对Ti@(Al-Si-Ti)_(p)/A356复合材料显微其组织及力学性能的影响。结果表明,随着固溶时间增加,初生α-Al相颗粒粗化长大;共晶Si相不断溶解,晶界上残余的共晶Si粗化、球状化;Al基体、Ti心部继续反应,增强体颗粒壳层发生相转变。复合材料在545℃固溶处理1 h时,力学性能达到峰值,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为263.9 MPa、175.1 MPa、20%,比制备态复合材料分别提高了7.3%、21.4%和12.4%,维氏硬度也从59.3 HV提高到72.8 HV。

离心铸造 Al-Si-Ti 合金梯度功能材料的摩擦学特性

采用离心铸造工艺使Ａｌ－Ｓｉ－Ｔｉ合金在凝固过程中析出的富Ｔｉ相（Ｓｉ２Ｔｉ型和Ａｌ３Ｔｉ型）在合金表层聚集而制得梯度功能材料．测定了这种材料的硬度并对其摩擦学性能进行了试验研究．结果表明：在２０～２５０℃温度范围内，材料表层（复合层）的硬度比内部基体的高，在以氧化和粘着磨损为主的前期磨损过程中，由于富Ｔｉ相聚集的复合层硬度高，耐热性和抗氧化性优良，复合层的磨损率远比内部基体的低；在进入稳定磨损阶段后，氧化磨损和粘着磨损都明显降低，由于富Ｔｉ相的存在增加了萌生裂纹的相界面，相邻裂纹容易连通，疲劳磨损倾向增大，复合层的磨损率与内部基体的接近．

淮南选矸电解生产Al-Si-Ti合金的研究

对淮南煤矸石低温焙烧酸浸脱杂并电解生产ＡｌＳｉＴｉ合金进行了研究．结果表明，采用该工艺生产ＡｌＳｉＴｉ合金切实可行，关键在煤矸石中杂质的脱除，焙烧温度是影响脱杂的主要因素，在３００—４５０℃之间能取得最佳脱杂效果，其杂质总量由１０％左右降低到１５％以下；脱杂煤矸石在温度为１０００℃左右、阴阳极电流密度分别为０７和１０Ａ／ｃｍ２电解条件下能被还原并共同沉积形成合金，所得合金化学组成符合国家标准相应牌号合金的要求．

制备Si-Cr-Y高温抗氧化涂层适用于低密度Nb-Ti-Al合金

针对低密度Nb-Ti-Al合金抗氧化性能需求,开展了Si-Cr-Y抗氧化涂层研究,利用SEM、EDS、电阻内热法等手段分析了制备的硅系涂层高温抗氧化性能和微观结构在氧化前后的变化。结果表明,1200℃下涂层抗氧化寿命达到133 h,室温~1200℃空冷热震大于15000次;涂层与基体之间形成一层扩散阻氧层,保证了涂层与基体之间的结合强度;在高温大气环境下,涂层表面形成一层隔绝氧气的SiO2保护层,从而表现出Si-Cr-Y涂层具有良好的抗氧化性能。

Al_(2.5)Cu_(0.5)Ti中间合金对Al-7Si合金微观组织和力学性能的影响

通过真空电弧熔炼炉制备Al_(2.5)Cu_(0.5)Ti中间合金,利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、电子探针显微分析仪(EPMA)、X射线衍射仪(XRD)、差热分析仪(DSC)和万能材料试验机,研究不同添加量(0.3%,0.5%,0.7%,0.9%和1.3%,质量分数,下同)Al_(2.5)Cu_(0.5)Ti中间合金对Al-7Si合金微观组织和性能的影响。结果表明:随着Al_(2.5)Cu_(0.5)Ti合金添加量的增加,Al-7Si合金中初生α-Al和共晶Si组织被显著细化。与未添加Al_(2.5)Cu_(0.5)Ti中间合金相比,当Al-7Si合金中添加0.9%Al_(2.5)Cu_(0.5)Ti中间合金后,初生α-Al晶粒尺寸从218μm减小到80μm,二次枝晶间距从25μm减小到9.3μm;共晶Si组织由粗大的针片状细化为短片状和短棒状,平均长度和宽度分别从34.8μm和4μm减小到11.6μm和1.7μm;合金的抗拉强度和伸长率分别达到184 MPa和9.3%,与未变质合金的力学性能(162 MPa和3%)相比分别提高了13.6%和210%,断裂模式由韧脆混合断裂模式转变为韧性断裂。然而,当Al_(2.5)Cu_(0.5)Ti合金的添加量增加到1.3%时,发生过变质现象,导致Al-7Si合金组织粗化,力学性能下降。

新型铝硅钛多元合金管材的研究

利用河南铝矿石直接电解的Ａｌ－Ｓｉ－Ｔｉ多元合金，系统研究了添加少量合金元素后的变形铝硅钛多元合金的显微组织、挤压性能和力学性能。结果表明，变形铝硅钛多元合金显微组织细小均匀，偏析小，Ｔｉ元素分布均匀；有较好的挤压性能和力学性能。特别是热处理后可成为综合性能很好的新型应用管材，可广泛用于交通、石油、化工等行业。

铝合金空间结构材料的研究开发及展望

铝合金空间结构在体育、娱乐、环保等大跨度标志性建筑中应用前景广阔。研究与开发新型 Al-Si-Ti 变形铝合金,对于进一步拓展铝合金材在空间结构领域的应用范围具有重要意义。Al-Si-Ti 铝合金具有中等或中等以上强度,生产工艺较为简单,生产成本较低。通过进一步的研究与开发,使其具有更好的力学性能,可满足建筑模板、铝结构网架等的性能要求。

Al-Si过共晶钎料的制备及其对核用SiC陶瓷的焊接研究

SiC是核聚变反应堆流道插件及结构材料的优秀候选材料。为了获得大尺寸的SiC部件,通过钎焊方法连接SiC,选择50Al-50Si合金作为钎料,研究50Al-50Si合金钎料的显微组织、力学性能及在真空1100℃×10min条件下对SiC陶瓷的钎焊性能。并在此钎料基体上加入不同含量(2%,6%,10%,14%)的Ti,研究Ti的加入对钎料显微组织性能及SiC陶瓷接头力学性能的影响。结果表明,Al-Si-Ti钎料能完成SiC陶瓷的连接而获得性能优异的接头。在Ti含量增加到6%时,接头剪切强度升高至138.98MPa,随着Ti含量增多,接头剪切强度又下降。

铝硅钛合金表面激光熔覆G312铁基合金的研究

在铝硅钛合金表面，用Ｇ３１２铁基合金粉进行了激光熔覆实验，用金相显微镜和显微硬度计对试样进行了观察和测试，结果表明：选择合适的激光工艺参数可在铝硅钛合金表面熔覆上一层铁基合金层。加强对试样的冷却，可使熔覆层的显微硬度值达到基体硬度值的１３－１７倍。

Ti对热镀铝锌硅镀层锌花大小及组构的影响

为研究Ti对热镀铝锌硅层锌花大小和组织的影响,利用体视显微镜、扫描电镜(SEM)及其配备的能谱仪(EDS),分别对某钢厂铝锌硅生产线上生产的含Ti与不含Ti铝锌硅镀层的表面、截面及合金层组织进行了分析。结果表明:含与不含Ti锌花表面组织结构基本一致,锌花均为雪花状,含Ti镀层锌花尺寸较小;不含Ti锌花镀层组织粗大,含Ti锌花镀层组织较细小,枝晶分布较均匀;Ti元素的添加促进了合金层中合金相晶粒尺寸细化,增加了镀液的形核质点,有利于镀液在合金层上形核,能显著减小锌花尺寸;Ti元素的加入对铝锌硅镀层耐蚀性影响不大。

Ti含量对电解低钛ZL108合金耐磨性的影响

用原位钛合金化的电解低钛铝合金熔配了内燃机活塞用ZL108合金,对不同Ti的质量分数的ZL108合金进行了拉伸和磨损试验,用扫描电镜进行了拉伸断口和磨面形貌观察。试验结果和回归方程表明,在w(Ti)=0.11%～0.16%时,材料的拉伸强度最高,磨损失重最小。

Al-5% Ti-1% B对Sr变质Al-13.0 %Si合金组织影响的研究

Sr作为变质剂加入到Al Si合金中能导致共晶硅的形态从粗大的片状 (或称为针状 )转变为细小的纤维状 ,但同时也促进了柱状枝晶的形成。当Al 5%Ti 1%B加入量低于 0 8%时 ,α枝晶有等轴化趋向 ,柱状枝晶的主干长度缩短 ,对共晶硅的形态与尺寸没有显著的影响 ,尽管共晶团尺寸略有下降。但当Al 5%Ti 1%B加入量超过 0 8%后 ,其对Sr变质作用的有害影响显现出来 ,α Al枝晶数量减少 ,出现初晶硅 ,共晶硅尺寸变大。随着加入量进一步增加 ,最终转变为未变质组织。所有的结果表明 :熔体中有效Sr量随着Al 5%Ti 1%B中间合金加入量的增加而降低 。

Si含量对Ti-Al-Si-N薄膜微结构与力学性能的影响

采用多靶反应磁控溅射技术制备了一系列不同Si含量的Ti-Al-Si-N复合膜。采用能谱仪、X射线衍射仪、三维轮廓仪、原子力显微镜和显微硬度仪对薄膜进行表征,研究了Si含量对Ti-Al-Si-N复合膜微结构和力学性能的影响。结果表明:用Ti0.33 Al0.67合金靶制备的Ti-Al-N复合膜呈双相共存结构(fcc+hcp),Si的加入,促进了六方相的生长,细化了晶粒,降低了表面粗糙度。随着Si含量的增加,Ti-Al-Si-N复合膜的硬度逐渐增大,在Si含量为16.69 at%时,达到最大硬度32.3 GPa,继续增加Si含量,薄膜硬度降低。

加Ti方式对ZL101A合金疲劳裂纹扩展性能的影响

在工业电解槽上用不同的方式生产出电解Al-Si-Ti合金和电解低钛铝基合金,并以这两种合金分别制备ZL101A合金试样,在MTS810型材料试验机上测量疲劳裂纹扩展速率。采用拟合试验数据代表点的新方法处理数据,得到Paris公式中两个重要参数和疲劳裂纹扩展门槛值。对比分析表明,电解低钛铝基合金制备的ZL101A合金具有较好的抗疲劳裂纹扩展性能。微观分析说明,产生差异的原因在于电解Al-Si-Ti合金中含铁量较高。

Ti—Al—Si对SiCp/Al基复合材料等离子弧焊焊缝的组织与性能的影响

以Ti-Al-Si合金作为合金化填充材料,用氮氩混合等离子气体对SiCp/Al基复合材料进行等离子弧原位焊接,研究了Ti-Al-Si对焊缝的组织和性能的影响.结果表明:填加Ti-75Al-5Si合金时,熔池中Si和Ti的联合作用有效抑地制了针状脆生相Al_4C_3的生成,形成了稳定的熔池,得到了以TiN、AlN、TiC和Ti_5Si_3等为二次增强相的焊缝.焊缝的组织致密,结合良好,其最大拉伸强度为225 MPa.

亚共晶Al-Si合金的细化处理

比较了Ａｌ－３％Ｔｉ－３％Ｂ，Ａｌ－５％Ｔｉ－１％Ｂ中间合金对亚共晶Ａｌ－Ｓｉ合金的晶粒细化效果。结果表明，Ａｌ－３％Ｔｉ－３％Ｂ中间合金的细化作用明显优于Ａｌ－５％Ｔｉ－１％Ｂ。主要是Ａｌ－５％Ｔｉ－１％Ｂ中间合金加入熔体中，过量的Ｔｉ在ＴｉＢ２／熔体界面形成三元铝化物，通过包晶反应成为α－Ａｌ的异质晶核，但包晶反应温度的急剧下降是导致晶粒细化能力下降的直接原因；而Ａｌ－３％Ｔｉ－３％Ｂ中间合金加入熔体中，过量的Ｂ在ＴｉＢ２／熔体界面形成富Ｂ层，在冷却过程中，将发生共晶反应，生成大量的α－Ａｌ晶核，达到细化目的。

一定条件下Al-Mg-Si-Ti合金动态再结晶的临界应变研究

在变形温度为350～510℃、应变速率为0.001～10 s^-1条件下，在 Gleeble-3500热模拟实验机上对 Al-Mg-Si-Ti合金进行等温热压缩实验，以实验所得数据为基础，结合变形微观组织，确定了 Al-Mg-Si-Ti 合金热变形时发生动态再结晶的条件，建立了 Al-Mg-Si-Ti合金动态再结晶峰值应变模型。采用加工硬化率的方法，利用 lnθ-ε曲线的拐点特征和-δ（lnθ）/δε-ε曲线的极小值判据对再结晶峰值应变与临界应变关系进行了研究。结果表明：Al-Mg-Si-Ti合金热变形时在变形温度430～510℃、应变速率0.001～0.1 s^-1发生动态再结晶。Al-Mg-Si-Ti 合金发生动态再结晶时的临界应变随应变速率的增大而增加，随变形温度的升高而降低。临界应变与峰值应变满足关系：εc=0.88εp。

铝合金中Si含量对Al-Ti-C细化效果的影响

试验研究了Al-5Ti-0.25C中间合金对Al-Si合金的晶粒细化行为的影响。试验以含Si量质量百分数分别为1%、2%、3%、3.5%、4%、5%的Al-Si合金为细化对象,结果表明,当Si含量低于3%时,Al-5Ti-0.25C对Al-Si合金的细化效果随含Si量增加而变好,且衰退现象减弱,3%Si时细化效果最好,衰退最不明显;当Si含量高于3%时,细化效果则随含Si量增加而急剧变差,衰退也愈加明显。

Nb-Ti-Al合金及其硅化物涂层的高温氧化行为

采用电子束和真空自耗电弧熔炼法制备Nb-40Ti-7Al(质量分数,%)合金,利用料浆熔烧法在合金表面制备Si-Cr-Ti涂层,研究在1 400℃下合金与涂层的氧化行为。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)及电子探针微区分析(EPMA)研究基体与涂层氧化前后的组织形貌变化及成分分布。结果表明:Nb-40Ti-7Al合金在1 400℃氧化1～11 h后,氧化产物均主要为TiNb2O7、TiO2、Al2O3;氧化前,涂层主要由(Nb,Ti,Cr,Al)Si2主体层与(Ti,Nb,Al)5Si3过渡层组成,高温氧化后涂层表面形成含有Al2O3、TiO2的SiO2阻挡层;合金与涂层的氧化行为均遵循抛物线规律,合金在1 400℃氧化11 h的单位面积质量增量为161.98 mg/cm2,而涂覆涂层后单位面积质量增量降至9.56 mg/cm2,表明Si-Cr-Ti涂层具备良好的高温抗氧化性能。

Ti-Al-Si-N涂层界面微结构研究

采用多元等离子体浸没离子注入与沉积装置制备Ti-Al-Si-N涂层,借助X射线衍射仪、X射线光电子能谱、透射电子显微镜、纳米探针和原子力显微镜等系统研究涂层界面微结构与力学性能。研究结果表明:Ti-Al-Si-N涂层具有Si3N4界面相包裹TiAlN纳米晶复合结构,Si元素掺杂诱发涂层发生明显晶粒细化效应。随涂层Si含量增加,TiAlN晶粒尺寸显著降低,界面Si3N4层厚度增加。当Si3N4界面层厚度小于1nm并与TiAlN晶粒共格外延生长时,Ti-Al-Si-N涂层表现超高硬度约40GPa,当Si3N4界面相厚度增至2nm并呈非晶态存在时,涂层硬度降至约29GPa。