Al_(63-x)Cu_(25)Fe_(12)Y_x稀土准晶组织性能研究

研究了在雾化制备Al63 xCu25Fe12Yx稀土准晶粉末,结果表明:制备的准晶粉末细小且近似球形,添加少量稀土的准晶粉末更细小;850℃×4小时热压后准晶中除少量Y的稀土化合物相外,基本上是准晶相;添加少量的稀土后,准晶的硬度和耐磨性均有一定程度提高。

铸造法制备Al_(63)Cu_(25)Fe_(12)准晶

通过常规铸造法制备了Al63Cu25Fe12准晶合金,并对其热处理工艺进行了初步探索,采用显微镜和扫描电镜观察了金相组织,采用XRD衍射分析了其中的准晶相及类似晶体相。研究结果表明,铸造法制备的AlCuFe准晶材料中主要由二十面体I相、立方结构β相和单斜结构λ相3种物相组成。常熔铸制备的Al63Cu25Fe12准晶合金在接近I相熔点长时间退火,可以显著提高I相的含量。

Al_(63)Cu_(25)Fe_(12)准晶粉末的制备及物相分析

采用铸态Al_(63)Cu_(25)Fe_(12)准晶材料进行球磨和高压惰性气体(N_2)雾化水冷快速凝固两种方式,制备了各种粒度的Al_(63)Cu_(25)Fe_(12)准晶粉末,经筛分后为-40～80目、-80～200目及-200目的粉末。对两种工艺下获得的粉末做了粒度组成分析和X射线衍射分析,发现雾化法制得的粉末中相的组成远比球磨粉末的简单,而且随着粉末粒度细化,雾化粉末中准晶相的相对含量增加,但增加的幅度降低,最后在变化曲线上趋于平缓。差示扫描量热法(DSC)分析结果表明,雾化粉末中不存在铸态材料中出现的先析出相λ相(Al_(13)Fe_4)。

粉末热压法制备Al_(63)Cu_(25)Fe_(12)准晶颗粒/7075复合材料

采用粉末热压的方法制备了(Al63Cu25Fe12)p/A7075复合材料,颗粒均匀分布在复合材料中。准晶面清晰,颗粒内部反应轻微,经过挤压后复合材料的基体组织呈现出一定的流向分布。时效后有T(AlZnMgCu)沿着基体α(Al)晶界析出。与非连续陶瓷增强金属基复合材料相比,(Al63Cu25Fe12)p/A7075复合材料的时效行为有两个显著特点:一是复合材料在时效6小时达到硬度峰值,基体时效12小时达到峰值;二是复合材料的硬化速率和峰值均高于基体材料。

铸态Al_(63)Cul_(25)Fel_(12)准晶材料的相分析及微观结构研究

采用普通铸造法在真空中频熔炼炉中制备了Al63Cu25Fe12准晶合金试样,利用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析仪和X衍射衍射仪,分析了准晶相和其它类似相的微观组织及相的变化。结果表明:铸态Al63Cu25Fe12准晶合金主要由λ相、I相、β相和其它微量相组成;采用各部位冷却速度不同的圆台式浇铸模具对合金进行浇铸,冷却速度较快的铸锭底部准晶I相的含量低于冷却速度较慢的铸锭顶部;Al63Cu25Fe12准晶合金经过750℃×8 h的退火处理后,λ相、β相及其它微量相有向准晶I相变化的趋势。

铸态Al63Cu25Fe12准晶的制备

采用常规铸造方法制备了Al63Cu25Fe12准晶,研究了热处理条件对其相变的影响。结果表明:铸态Al63Cu25Fe12准晶材料组织为多相结构,以准晶I相为主,还包括先析出的λ-(Al-Cu)13Fe4、β-Al-Fe(Cu)、τ-Al-Cu(Fe)等。Al63Cu25Fe12合金铸锭经过750℃×4 h淬火处理之后得到趋于单一的准晶I相。

铸态Al_(63)Cu_(25)Fe_(12)的热处理及相分析

按照原子比Al63 Cu2 5Fe12 配料 ,在真空感应炉中熔炼制备AlCuFe准晶材料样品。通过对铸态Al63 Cu2 5Fe12 的不同温度的热处理得出不同的处理温度对其内部相的转变情况 ,发现随着温度的升高 ,铸态Al63 Cu2 5Fe12 向准晶相的转变越来越充分 。

压力铸造(Al_(63)Cu_(25)Fe_(12))_p/AZ91复合材料的研究

在CO2/SF6气氛保护下,采用压铸的方法将小于74μm的Al63Cu25Fe12准晶粉末注入到熔融的AZ91镁合金中,在720℃和一定的压力下保压30min,制备了新型的体积分数为10%的(Al63Cu25Fe12)p/AZ91镁基复合材料。采用扫描电镜(SEM)和能谱分析仪(EDAX)分析了复合材料中准晶颗粒与基体金属之间的反应,并且研究了复合材料不同于基体材料的热处理工艺过程和性能的关系。结果表明,在复合过程中,准晶I相出现了分解,分解出的自由Cu向基体扩散并与基体中的Al发生了反应,生成的金属间化合物分布在准晶颗粒的周围,同时Mg向颗粒中浸渗,填充到颗粒的孔隙中;复合材料具有不同于基体镁合金的固溶时效特征,需要更长的时间才能达到时效峰值;复合材料经过热挤压和热处理后的力学性能显著提高,抗拉强度从AZ91铸态材料的189.54MPa提高到359.38MPa,但塑性有所降低。

雾化Al_(63)Cu_(25)Fe_(12)粉末的热处理过程中的相变分析

采用高压惰性气体雾化水冷的快速凝固的方式制备各种粒度(175～375μm,75～175μm,<75μm)的Al_(63)Cu_(25)Fe_(12)准晶粉末的不同温度(650℃,750℃,850℃)下的热处理,总结出不同的处理条件下粉末内部相的转变情况,发现Al_(63)Cu_(25)Fe_(12)粉末中相的变化主要集中在β(τ)相的降低和准晶Ⅰ相的生成以及ω相的形成,随着热处理时间的增加,β(τ)相迅速降低,准晶Ⅰ相增加;而且在850℃保温12h的真空热处理后,向准晶相的转变较充分,可以得到几乎单一的准晶组成。

粉末热压新型(Al_(63)Cu_(25)Fe_(12))p/Mg复合材料的研究

采用粉末热压方法,制备了新型(Al63Cu25Fe12)p/Mg复合材料,Al63Cu25Fe12准晶颗粒均匀分散在复合材料中,而且与基体金属的结合良好,反应轻微,只在颗粒的边沿部分存在约5μm的反应层。粉末热压复合过程中的较低温度限制或减缓了准晶颗粒与基体金属之间的反应,反应层的反应产物除了准晶类似相Al13Fe4外,还存在一定的MgAl2O4氧化物。与纯Mg相比,除塑性外的其它力学性能指标均有很大提高,特别是含10%准晶颗粒的复合材料,其屈服强度显著提高到193·28MPa。

压铸(Al_(63)Cu_(25)Fe_(12))_p/AZ91复合材料的组织、性能和热处理特征

在CO_2/SF_6气氛保护下,采用压铸的方法将-200目的Al_(63)Cu_(25)Fe_(12)准晶粉末注入到熔融的AZ91镁合金中,于720℃和一定的压力下保压30min,制备了新型的(Al_(63)Cu_(25)Fe_(12))_p/AZ91镁基复合材料。结果表明,在复合过程中,准晶相分解出的自由Cu向基体扩散并与基体中的Al发生反应,生成的金属间化合物分布在准晶颗粒周围,同时Mg向颗粒中浸渗填充到颗粒的孔隙中;复合材料具有不同于基体镁合金的固溶时效特征,需要更长的时间才能达到时效峰值;复合材料经过热挤压和热处理后的力学性能显著提高,抗拉强度从AZ91铸态材料的189.54MPa提高到359.38MPa,但塑性有所降低。

粉末热压法制备的(Al_(63)Cu_(25)Fe_(12))_p/7055复合材料研究

采用球磨的方式制备了-200目粒度的Al_(63)Cu_(25)Fe_(12)粉末,然后利用粉末热压的形式,制备了不同配比的(Al_(63)Cu_(25)Fe_(12))_p/7055复合材料。结果表明:Al_(63)Cu_(25)Fe_(12)准晶颗粒均匀分散在复合材料中,而且准晶与基体金属的结合良好。比例为8%Al_(63)Cu_(25)Fe_(12)颗粒的复合材料抗拉强度最高达380MPa。