高速公路护栏钢基表面热镀55Al-Zn合金生产中的关键技术研究

探讨了电解活化助镀剂法热镀55Al-Zn合金制备高速公路护栏防腐镀层的方法,并对构成整个工艺的2项关键技术—助镀剂及合金熔炉进行了研究,给出了工业上可行的解决方案。工业生产表明,该方法可顺利地进行生产。

Al-Zn合金热浸镀层的电化学腐蚀行为研究

在制备不同配比的热镀Al Zn合金镀层基础上,于不同介质中测定了有关电化学参数。可知铝含量为5%和55%的两种样品具有良好的耐腐蚀性能,而铝含量为25%的样品防腐蚀性能最差。对所得电化学参数的分析证实了上述差别,说明了耐腐蚀性能与铝含量不成线性关系。

Al-Zn合金GP区的价电子结构及界面能

运用固体经验电子理论计算Al-Zn合金GP区的价电子结构,并运用其价电子结构的信息计算其与母相的界面能。结果表明,由于GP区晶胞最强键上的共价电子数远比纯Al晶胞最强键共价电子数多,Al原子极易与Zn原子形成共价键,所以在Al-Zn合金中即使以最快速度淬火,也能在淬火过程中形成GP区,且合金硬度在GP区开始形成时就稳步上升,而于中间相形成前达到最大值。运用EET理论计算界面能是简便且行之有效的方法。

Al-Zn合金直接氮化过程中ZnO的形成

在用Al-Zn合金体系进行直接氮化时形成了ZnO,表明Zn在直接氮化时的作用与Mg存在很大差异。获得了直径远小于1μm的ZnO长纤维、杆状以及四针状形貌,得到了证明Al-Zn早期直接氮化过程中ZnO是按VS机理生长的3个重要生长动力学特征:加速生长、线性生长和抛物线生长。结果表明,直接氮化过程中Zn的挥发在ZnO的形成中起重要作用,ZnO生长受Zn在Al-Zn合金的扩散控制,其形态与形成时的氧分压有关。

真空下Al-Zn合金结构随温度变化的从头算分子动力学模拟(英文)

Al-Zn合金的广泛使用导致大量合金废料的产生。真空蒸馏法可以有效分离合金中的杂质元素。但是,分离效果取决于杂质元素的性能。为了从Al-Zn合金废料中有效分离出杂质元素Zn,本文利用从头算分子动力学方法成功地模拟了Al-10%Zn合金真空下的结构和性能随温度的变化情况。模拟得到了合金在不同温度下的径向分布函数(RDF),配位数(CN),均方位移(MSD),扩散系数(DC)和分波态密度(PDOS)。模拟结果表明:随温度升高,Al-10%Zn合金结构有三个相变过程;当合金熔化以后,真空条件下金属锌可以很容易地从液相蒸发到气相;随温度的升高,锌原子的扩散系数和平均电荷具有相同的发展趋势。

Al-Zn合金GP区的价电子结构分析

运用固体经验电子理论 (EET)计算了Al-Zn合金GP区的价电子结构。计算结果表明 ,由于GP区晶胞的最强键上的共价电子数远比纯Al晶胞的最强键共价电子数多 ,Al原子与Zn原子形成较强的共价键 ,因此 ,在Al-Zn合金中即使以较快的速度淬火 ,也容易在淬火过程中形成GP区。由于GP区的共价键络较强 ,使得合金硬度在GP区一开始形成时就稳步地提升 。

固化球磨纳米晶粉末制备块体超细晶Mg-3Al-Zn合金(英文)

采用粉末冶金技术制备块体超细晶Mg-3Al-Zn合金。首先采用球磨Mg、Al、Zn混合粉末来制备纳米晶粉末,所得的粉末的平均晶粒尺寸为45nm。随后将球磨好的粉末封入铝包套内,分别在室温和633K温度下,在真空烧结炉内进行真空热压。然后将烧结后的样品在423K下挤压以进行进一步的致密化处理。结果表明:致密后的冷压样品的晶粒尺寸为180nm,而热压坯的晶粒尺寸为600nm,冷压样品的屈服强度达464MPa;超细晶镁合金的强化机制主要是细晶强化,这主要是由于HCP结构的材料晶粒尺寸对材料的影响更为明显。固化后冷压样品的最终密度为(1.777±0.006)g/cm3,而热压样品的最终密度为(1.800±0.006)g/cm3。

Ce与Ca复合添加对Mg-9Al-Zn合金组织及耐蚀性的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、极化曲线测试、扫描开尔文探针力显微镜(SKPFM)等方法,研究了0.6%(质量分数,下同)Ce与0.3%Ca、0.8%Ca复合添加对Mg-9Al-Zn合金微观组织与耐蚀性的影响。结果表明:Mg-9Al-Zn合金中加入0.6%Ce后,合金组织由连续网状变为断续、弥散分布,Ce与Al结合生成Al2Ce相,降低了阴极相β-Mg(17)Al(12)的体积分数,腐蚀速率明显降低,合金的耐蚀性显著提高;在Mg-9Al-Zn-0.6Ce合金的基础上加入0.3%Ca,Ca固溶于β-Mg(17)Al(12)相中,降低了β-Mg(17)Al(12)相与α-Mg相之间的电位差,其腐蚀速率相比于Mg-9Al-Zn合金的降低了54.14%,腐蚀电流密度显著降低,耐蚀性得到进一步提高,但当Ca的添加量为0.8%时,生成了Al4Ca相,阴极相数量明显增多,耐蚀性相比于加入0.3%Ca时的有所降低。

Sn含量对Al-Zn合金组织与溶解性能的影响

为了改善Al-Zn合金组织,有效调控合金的溶解速率,采用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和电化学工作站等测试手段,研究了不同Sn含量对铸态Al-Zn合金微观组织和电化学性能的影响规律。结果表明:合金主要由Al基体相、Al0.71-Zn0.29相和Sn相组成,随着Sn含量的增加,析出相在晶界处的含量明显增加,尺寸逐渐增大,且由颗粒状逐渐转变为长条状;当Sn含量从0.1wt%增加到2wt%时,合金的平均晶粒尺寸从194.54μm减小到65.33μm,溶解速率和电化学活性不断提高;Sn含量继续增加,合金的平均晶粒尺寸逐渐增大,溶解速率和电化学活性下降。

Mn对Mg-5Sn-2Al-Zn合金组织及力学性能的影响

利用纯镁锭、锡锭,纯铝粒、锌粒及含锰10%的镁锰中间合金制备Mg-5Sn-2AlZn-xMn合金(x=0、0.2、0.5及0.8),对Mn的含量进行调整,通过光学显微组织分析、XRD分析、扫描电镜(EDS)以及室温抗压强度测试,研究不同Mn含量对合金铸态、固溶后组织及力学性能的影响。结果表明:Mg-5Sn-2Al-Zn合金组织主要由α-Mg相、Mg_2Sn相以及较少量的β-Mg_(17)Al_(12)相组成;Mn含量的增加促进了Mg_2Sn相和β-Mg_(17)Al_(12)相在枝晶间的析出分布,并使枝晶细化;对不同Mn含量的合金进行室温压缩实验,表明当Mn含量在0.2%和0.5%时室温力学性能较好,固溶态合金的抗压强度由不含Mn时的355MPa分别提高到370MPa和360MPa,铸态合金也由不含Mn时的350MPa提高到360MPa;当含Mn达到0.8%时,颗粒状的第二相分布明显增多,其力学性能也急剧下降。

Al-Zn合金阻尼性能研究

本文采用自由梁和悬臂梁声频弯曲共振自由衰减法测量Al-Zn合金的衰减系数δ,配备微机系统采集和处理数据,计算损耗因子θ^(-1)。测量结果表明Al-Zn共折合金的损耗因子在150℃以下随温度升高而增大;随频率降低而增大;在小振幅(10^(-6)～10^(-4)m)范围内随振幅变化不明显。并从合金组织结构因素分析讨论了Al-Zn共折合金热处理后的最佳阻尼性能和机械性能。

减振Al-Zn合金组织结构与性能研究

前言减振Al-Zn合金是一种复合型减振材料。它的减振机制与片状石墨铸铁相似,系通过Zn(Al)粒子去完成片状石墨铸铁中石墨片的能量吸收作用。在共析温度(275℃)下有使用价值,它的防振系数达30％。近等原子比的Al-Zn共析合金就是这种具有高阻尼特性的减振材料,它可以作为结构材料直接用于产生振动的震源部位,是极为简便的减振防噪措施。

Al-Zn合金热成形本构模型

目的表征Al-Zn合金在预时效强化温热成形工艺下的流动行为。方法利用MMS200热模拟机对Al-Zn合金进行热拉伸试验,变形参数分别为变形温度180~220℃、应变速率0.01~1 s−1。通过对试验值进行修正,可得到不同变形条件下的真应力-应变曲线,并建立应变补偿的含Z参数本构模型和PSO-BP人工神经网络本构模型。结果Al-Zn合金热变形过程中呈现正的应变速率敏感性和热软化效应;应变补偿的含Z参数本构模型的R值和E_(AARE)值分别为0.961和8.761%;而PSO-BP人工神经网络本构模型的R值和E_(AARE)值分别为0.9935和2.51%。结论PSO-BP人工神经网络本构模型的预测值和试验值高度吻合,拥有更准确、更快速的数据采集和分析能力,对铝合金及其他合金材料的热变形行为预测有着重要意义。

高强度高韧性可锻Al-Zn合金

世界专利WO2006 37648中介绍了德国Corus轧制铝产品公司开发的一种新型可锻Al-Zn合金及其制品的制造方法。该合金中主要含有质量分数分别为6-11%的Zn、1.4-2.2%的Cu、1.4-2.4%的Mg、0.05-0.15%的Zr、低于0.05%的Ti和低于0.25%的Hf,或可加入低于0.25%的V,也可以在合金中添加0.05-0.25%的Sc或Ce以及0.05-0.12%的Mn。该Al合金的制成品至少在T10处理状态下基本上都由未再结晶显微组织构成。

SiC颗粒对Al-Zn合金激光快凝晶粒组织的影响

Al-Zn合金和SiCp/Al-Zn复合材料的激光重熔晶粒组织的对比研究表明,SiC颗粒对凝固初生相的生长具有阻碍作用.在颗粒尺寸较大和颗粒含量较高的条件下,激光熔池中会形成非外延生长的晶粒.

稀土La元素对Al-Zn合金微观组织与性能的研究

Al-Zn合金是一种极具发展潜力的合金,综合性能优良.它具有良好的力学性能和低的磨损系数,耐磨损,可以替代资源稀缺而又价格昂贵的青铜或者黄铜零件,在各行各业中被广泛使用.随着Al-Zn合金的快速发展,人们希望得到性能更好的Al-Zn合金.通过实验研究发现,在AlZn合金中加入微量的稀土元素能够细化合金晶粒,抑制铝硅化合物的生长,改善合金的微观组织和性能,提高Al-Zn合金的抗拉强度以及硬度.

固溶温度对Mg-6Sn-3Al-Zn合金的组织和力学性能的影响

Mg-6Sn-3Al-Zn合金分别在300℃、350℃、400℃、450℃下固溶8h,利用金相显微镜(OM),X射线衍射仪(XRD)等检测手段进行微观组织分析,利用万能测试机测定力学性能。结果表明,铸态Mg-6Sn-3Al-Zn合金主要由α-Mg基体、Mg_2Sn相组成,当固溶温度从300℃增加到400℃时,铸态Mg-6Sn-3Al-Zn合金组织中的Mg_2Sn相逐渐变得粗大,抗拉强度,屈服强度增强,由于析出相Mg_2Sn是硬淬相,因此在300℃到400℃之间,延伸率上升并不明显,450℃固溶8h,固溶效果好,Mg_2Sn相基本固溶到α-Mg基体当中,Mg2Sn相变得细小并呈弥散分布,导致延伸率快速升高,而力学性能由抗拉强度和屈服强度决定,弥散分布恰好能弥补这一缺陷。

均匀化及时效处理对Al-Zn共析阻尼合金组织及性能的影响

采用井式电阻炉熔炼及真空感应熔炼的方法制备名义成分为50Al-48.9Zn-1Ti-0.1Ce(原子百分数,at%)的合金,然后在380℃保温20 h进行均匀化处理,并于150℃下分别进行1 h、2 h、4 h、6 h,10 h的时效处理,研究了均匀化及时效处理对Al-Zn共析阻尼合金组织和性能的影响。结果表明:均匀化处理消除了原铸态组织中的枝晶偏析,此时合金主要由α-Al分布在η-Zn基体上的共析组织所构成。然而经不同时间时效处理后的合金则主要由η-Zn分布在α-Al基体上的共析组织所构成。随着时效时间的增加,α-Al相含量逐渐增加(在均匀态下以及时效1 h、2 h、4 h、6 h、10 h后α-Al相的面积百分数分别约为16.1%、40.3%、47.2%、54.7%、60.1%、68.2%),共析组织不断粗化,且其形貌逐渐从不规则片层或颗粒状向近似等轴的颗粒状而转变。随着时效时间的延长,Al-Zn共析阻尼合金的阻尼性能不断上升(对于时效10 h后的合金试样,当应变振幅为8×10^(-4)时,其tanδ的值约为0.052)。与均匀态下的合金相比,短时时效处理后Al-Zn共析阻尼合金的拉伸性能明显改善拉伸性能(在时效1 h时获得最高拉伸强度,其σ_(b)值约为197.6 MPa),但随着时效时间的进一步延长,合金抗拉强度呈现逐渐下降的趋势。

喷射成形Al-Zn-Mg-Cu系高强铝合金的组织与性能

利用喷射成形工艺制备了Al Zn Mg Cu系高强铝合金材料 ,研究了热挤压工艺与热处理工艺对材料微观组织与力学性能的影响。在峰时效的情况下材料表现出了高的力学性能指标 ,抗拉强度达到 75 4MPa ,屈服强度达到 72 2MPa ,断裂延伸率达到 8% ,与采用传统铸造变形工艺制备的同类合金相比 (σb≥ 6 10MPa,σ0 .2 ≥ 5 80MPa ,δ≥ 4% ) ,性能有了明显的提高。合金性能的提高与其基体中呈弥散分布的Mg7Zn3 相有很大的关系 。

均匀化退火对Mg-xAl-Zn合金组织与硬度的影响

对Al含量分别为10%、11%、12%的Mg-Al-Zn合金进行均匀化退火处理,探讨均匀化退火温度及时间对合金显微组织及硬度的影响。结果表明,不同温度均匀化退火处理后,合金中的β-Mg17Al12相均以层片状析出。同一温度下,随均匀化保温时间的延长,部分层片状组织熔断成球状、针状组织。在410℃和430℃均匀化退火处理后,合金硬度与铸态相比均有所提高。