高导热AlSi12Fe铸造铝合金的组织和性能

试验研究了变质元素Sr和Ca对新开发的高导热AlSi12Fe铸造铝合金导热性能的影响,以及工业批量化生产AlSi12Fe铸造铝合金铸锭的组织和性能,并进行了该合金压铸件应用于通信机箱的可行性研究。结果表明:Sr和Ca均能通过对共晶硅的变质作用来提高AlSi12Fe铸造铝合金的热导率,且Sr的改善作用比Ca的更明显,当添加w(Sr)=0.03%0.05%时效果最优;AlSi12Fe铸造铝合金锭横截面各个位置的电导率有所差异,这主要与冷却速率有关,最先冷却凝固位置的α-Al、共晶硅和Fe相更为细小,因而电导率和热导率更好;采用AlSi12Fe铸造铝合金可顺利压铸1.8 mm厚、60 mm高的复杂薄壁通信机箱散热翅片,机箱压铸态的热导率为160 W/(m·K),经时效热处理后热导率可达172 W/(m·K)。

机械球磨与HDDR结合制备纳米晶Nd_(12)Fe_(82)B_6合金粉末及其组织特征

在氢气氛中机械球磨铸态Nd12Fe82B6(at%)合金,利用机械力驱动使之发生歧化反应,随后进行真空脱氢-再结合处理,获得纳米晶合金粉末材料。采用差示扫描量热法(DSC),分析了歧化态合金粉末的脱氢-再结合行为。利用X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM),及透射电镜(TEM)等测试方法,研究了球磨及脱氢-再结合过程中合金粉末的相变与微观组织。结果表明:在0.2MPa氢气氛中球磨20h,可使Nd12Fe82B6合金完全歧化,形成晶粒尺寸约为8nm的Nd2H5,Fe2B和α-Fe的纳米歧化组织,并且粉末颗粒细化到0.5μm^1.0μm。在760℃,30min的条件下进行真空脱氢-再结合处理,获得了平均晶粒尺寸约为30nm的Nd2Fe14B/α-Fe纳米复相Nd12Fe82B6合金粉末。

稀土Y对再生铝合金ADC12含Fe相演变的影响

采用中频感应熔炼炉添加了不同含量的稀土Y对再生铝合金ADC12进行了熔炼。利用光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪等分析了添加稀土Y对再生铝合金ADC12的凝固组织和相组成的影响;分析了凝固组织中含Fe相的形貌演变及分布;分析了再生铝合金的显微硬度和抗压强度。结果表明,稀土Y的加入改变了再生铝合金ADC12中含Fe相的形貌,主要是对β-Fe相起到了变质作用。随着稀土Y添加量逐渐增大,合金凝固组织中析出的β-Fe相由枝晶间偏析聚集到被熔断,尺寸变小,形貌由粗大的树枝晶变成细小的鱼骨状,偏析逐渐改善。当Y含量为0.5wt%时,含Fe相明显细化,组织中的β-Fe相由原来的条状、块状变为颗粒状,且分布均匀;当稀土Y含量增加到大于0.5wt%后,组织中的β-Fe相又由细小的短杆状转变为粗大的长针状。随着Y含量的增加,该合金的显微硬度和抗压强度均先增大后减小,当Y含量为0.5wt%时,合金的力学性能达到最佳:显微硬度为431 HV0.1、抗压强度为585 MPa,较重熔前的合金分别提高了30.2%和21.9%。

HEAp(AlCoCrFeNi)/AlSi12复合材料的制备及性能分析

采用粉末冶金法制备HEAp(AlCoCrFeNi)/AlSi12复合材料,用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等微观检测方法研究复合材料的微观组织结构,用维氏硬度仪和拉伸试验机检测复合材料的硬度和抗拉强度。研究结果表明:本试验条件下复合材料中HEAp与基体Al界面结合良好,无微隙和夹杂,界面未见明显的反应层或扩散层;随着HEAp加入量的增加,复合材料的基体Al晶粒平均晶粒尺寸有所减小。加入HEAp的复合材料与未加入的相比,硬度、抗拉强度和延伸率均有所提高,其中,HEAp体积分数为7%的HEAp/AlSi12复合材料断后伸长率为5.1%,维氏硬度和抗拉强度分别为72.0HV和142 MPa,综合性能较好。

高能量密度脉冲电流对Fe76Si12B12共晶合金凝固组织的影响

利用自行设计的高能量密度脉冲放电设备及高温坩埚炉研究脉冲电流对Fe76Si12B12共晶合金凝固组织的影响.结果表明,高能量密度脉冲电流处理可明显细化Fe76Si12B12共晶合金凝固组织,而且在脉冲电流宽度相同的条件下脉冲电流密度越大,晶粒尺寸越小;在脉冲电流密度相同的条件下,脉冲电流宽度越小,晶粒尺寸越小.

Ti-12Mo-6Zr-2Fe钛合金的纳米压入特征

利用纳米压入测量仪测试了Ti-12Mo-6Zr-2Fe钛合金的硬度和模量。测试表明,Ti-12Mo-6Zr-2Fe钛合金的硬度比Ti-6Al-4V ELI高,而模量比后者低,与常规方法得到的规律一致,表明该方法能很好地表征钛合金的力学特性。对测试过程的分析表明这种方法得到的结果不能与传统方法得到的结果互换,表面状态对测量结果有一定影响。

热处理对铸态Al_(65)Cu_(23)Fe_(12)合金组织与性能的影响

采用OM、SEM、XRD等分析方法,研究Al65Cu23Fe12合金在铸态及退火后的显微组织及相结构,并用微氏硬度计测试了其显微硬度。结果表明:铸态下Al65Cu23Fe12合金主要由λ相、β相、准晶I相及微量的θ相组成;经过退火后Al65Cu23Fe12合金组织中相的变化主要表现在β相、λ相的减少及准晶I相的生成与增加,尤其是经过800℃×8h退火,β、λ相完全转化为准晶I相;铸态下Al65Cu23Fe12合金的硬度先随退火温度的升高而增加,当退火温度达到一定值后,硬度又随退火温度的升高而下降,而且温度越高,硬度下降的趋势越大。

Fe_(69.5)Cu_(1.5)V_7Si_(12)B_8Al_2合金机械合金化研究

采用机械合金化的方法 ,制备了 Fe69.5Cu1.5V7Si12 B8Al2 纳米合金样品 .研究了球磨时间对样品非晶化程度的影响 ,并测量了这些样品压结体的高频特性 .结果发现 ,球磨可形成合金化 ,随球磨时间的增加 ,样品的非晶化逐渐加强 .当球磨超过一定时间后 ,出现新的相 ,引起样品磁特性的变化 .复数磁导率实部 μ1随球磨时间 t的增加而增大 ,超过 72 h后 ,μ1开始下降 .在 4～ 1 3MHz范围内 ,μ1值随频率 f 的变化不大 .损耗角正切 tgδ随

Co_(64)Fe_(11)Nb_5Si_(12)B_8合金磁导率与温度的关系

采用铁芯测试仪测得合金样品的初始磁导率随温度的变化曲线,用磁化强度小角旋转法测量非晶及晶化合金条带的饱和磁致伸缩系数λs;研究了不同温度退火后Co64Fe11Nb5Si12B8合金的磁导率随温度的变化、磁性以及磁致伸缩系数;结果表明:合金在580、590℃热处理磁性变好的反常现象是由于磁致伸缩系数变小所致。

Nd_2Fe_(12)P_7单相合金的制备及晶体结构

采用机械合金化方法得到了Nd -Fe -P 3元合金 ,然后用盐酸 (1∶1)进行后处理 ,得到Nd2 Fe1 2 P7单相粉粒。其晶格参数为a =9 2 80 ,c=3 70 5 。通过对晶体衍射谱强度的计算 ,给出了Nd2 Fe1 2

利用莫来石陶瓷与AlSi_(12)合金制备相变储热材料的研究

以莫来石陶瓷和AlSi_(12)合金为原料,合成一种新型的相变储热材料。分析服役期间相变储热材料的物理化学性质,及其相组成、显微结构的变化规律,并探讨AlSi_(12)合金的氧化损坏对相变储热材料储热性能的影响。分析结果表明:经莫来石陶瓷封装的AlSi_(12)合金具有优良的抗氧化性,持续服役1 000 h后,AlSi_(12)合金的氧化增重率仅为3.75%;服役期间,AlSi_(12)合金中部分Al元素被氧化成Al_2O_3,导致了AlSi_(12)合金的相变温度范围变窄,储热量随之减小,从而影响了AlSi_(12)合金的储热性能;AlSi_(12)合金不会严重腐蚀莫来石陶瓷,也不会向莫来石陶瓷渗透,且部分Al_2O_3积聚在莫来石陶瓷表面,从而降低了AlSi_(12)合金在服役后期的氧化速度。研究结果为利用AlSi_(12)合金制备相变储热材料提供参考。

永磁合金Nd(Fe,Mo)_(12)氮化过程

研究了氮原子在Ｎｄ（Ｆｅ，Ｍ）１２合金中的扩散行为，测定了扩散温度、时间与样品平均氮含量的关系；计算了氮原子在Ｎｄ（Ｆｅ，Ｍ）１２合金中的扩散频率因子Ｄ０和扩散激活能Ｅａ，运用扩散Ｆｉｃｋ第二定律计算了氮原子在Ｎｄ（Ｆｅ，Ｍ）１２粉末颗粒内部的分布。理论计算与实验结果一致。

Fe、Ni元素对2A12铝合金组织和性能的影响

铸造过程中在2A12铝合金中加入Fe、Ni元素,分析了Fe、Ni元素对合金显微组织的影响。将加入和未加入Fe、Ni元素的合金试样置于不同的高温环境中,测量其高温性能,比较分析Fe、Ni元素对2A12铝合金高温性能的影响。结果表明Fe、Ni元素的加入可以提高合金的力学性能和高温性能。

Al-5Ti-0.2C添加量和细化时间对AlSi12铝合金组织和性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜、万能材料试验机研究了Al-5Ti-0.2C细化剂质量分数和细化保持时间对AlSi12铝合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:铝液中加入Al-5Ti-0.2C持续2h合金的细化效果没有明显衰退。Al-5Ti-0.2C细化剂能够明显地细化AlSi12铝合金晶粒;随着细化剂质量分数的增加,铝合金晶粒尺寸明显减小,伸长率提高,尤其是高温伸长率提高明显。通过扫描电镜分析发现,添加细化剂的铝合金断口均为韧性断口,说明添加Al-5Ti-0.2C细化剂的AlSi12铝合金具有强韧性。

AlSi12铝合金铸件切削效率和降噪的研究

为了进一步提升切削效率和降低加工噪音,本文研究了AlSi12铝合金材料各主元素对压铸性能、材料性能和切削性能的影响,同时建立切削过程数学模型,通过理论计算和实验验证的方法得到机床和刀具的主要变量对切削效率和噪音的综合影响关系。结果表明,AlSi12材料在压铸工艺过程中呈现很好的铸造性能,且成形后的零件具有较好的材料性能,但加工过程切削热较为集中,对刀具的磨损较为剧烈,应当选用钨钢等硬度较高材质;AlSi12强度较高,应尽量减小切削力,从而降低切削功率,使得切削温度降低,缓解刀具磨损延长寿命,故在相同转速和进给速度的情况下选用较多刀刃的刀具;刀具变量与加工噪音不是强相关项,改善装夹方式可以起到更好的效果;钨钢刀具更适合切削效率的提升,给加工过程带来的负面影响较小。

机械合金化Nd—11Fe-Ti合金和机械研磨 NdFe_(11)Ti化合物退火时的相转变

采用 Ｘ射线衍射、初始交流磁性率和差热分析研究了机械合金化 Ｎｄ－１１Ｆｅ－Ｔｉ（原子比）合金粉和机械研磨 ＮｄＦｅ_１１Ｔｉ比台物粉在退火过程中的相转变．球磨７ｈ后二者均由非晶相和Ｔｉ在α－Ｆｅ中过饱和固溶体组成。机械合金化粉末样品中的非晶相的晶化温度为 ６２０℃，晶化亚稳相为 ＴｂＣｕ_７，结构的 Ｎｄ（Ｆｅ；Ｔｉ）７， ９００℃以上退火时。亚稳相转变成 ＴｈＭｎ１２结构 Ｎｄ（Ｆｅ， Ｔｉ）１２相；机械研磨的ＮｄＦｅ１１Ｔｉ化合物树中非晶相在６３８℃晶化形成的Ｎｄ（Ｆｅ，Ｔｉ）７在１０００℃以上退火向Ｎｄ（Ｆｅ，Ｔｉ）_１２相转变。

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。

Co_(66)Fe_4Mo_2Si_(16)B_(12)结构与磁性能的研究

采用铁芯测试仪测得合金样品的初始磁导率随温度的变化曲线,定出居里温度;用磁化强度小角旋转法测量非晶及晶化合金条带的饱和磁致伸缩系数λs;研究了不同温度退火后Co66Fe4Mo2Si16B12合金的磁性.结果表明:Co66Fe4Mo2Si16B12合金经退火后非晶相和剩余非晶相的居里温度随退火温度升高而提高;Co66Fe4Mo2Si16B12合金经高于500℃退火后磁性能变坏,是饱和磁致伸缩系数变大所致.

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。

深过冷Fe_(76)B_(12)Si_(12)超细晶材料的凝固组织与软磁性能

首次采用深过冷加水淬的方法 ,成功地制备了直径为 16mm的样品 ,高为 15mm ,组织中颗粒平均尺寸约为 12 0nm左右的Fe76B12 Si12 合金超细晶材料。其磁损耗P40 01T 和P10 0 01T 分别为普通硅钢片的 40 %和 65 %。系统研究了组织类型及Fe2 B(Si)相尺度对该合金软磁性能的影响 ,发现该合金的最佳软磁性能位于Fe2 B(Si)相完全粒化的非规则共晶组织区 ,并且当Fe2 B(Si)相尺寸细化至 0 .3 6～ 0 .5 0 μm时 ,其软磁性能随着相尺寸的减小而大幅度改善。对以上结果产生的原因进行了讨论。