等温热处理对Mg-7Zn-0.3Li-xNd合金组织的影响

使用等温热处理法对不同Nd含量的Mg-7Zn-0.3Li-xNd合金(x=0.1, 0.3, 0.5, 0.7)进行不同温度不同保温时间的热处理,研究保温温度与保温时间对Mg-7Zn-0.3Li-xNd合金非枝晶组织演变规律的影响,分析非枝晶颗粒的形成机理。结果表明:Mg-7Zn-0.3Li-0.5Nd合金在580℃保温30 min后得到理想的球状非枝晶颗粒,其固相率、平均晶粒尺寸和形状因子分别为71.9%、47μm和1.85。随着保温温度的增加或保温时间的延长,非枝晶颗粒的平均晶粒尺寸和形状因子呈现先降低后升高的趋势,固相率则持续降低。随着温度和时间的变化,非枝晶组织的演变过程主要分为三部分:枝晶的粗化,分离与球化,合并与熟化。

Mn/Fe比对Al-Mg-Si合金组织和性能的影响

以Al-Mg-Si合金为研究对象,采用金属型铸造研究Mn/Fe比对其组织和性能的影响。结果表明:Al-Mg-Si铸态合金组织中枝晶间存在α-Al基体和大量析出相,主要以Mg_(2)Si相为主,还存在少量的共晶Si相、AlFeSi相和Al(FeMn)Si相。随Mn/Fe比的增大,合金中的晶粒逐渐变得细小圆整,且由树枝晶向等轴晶发生转变。Mn可以促进铝合金中针状的β-AlFeSi相向骨骼状、颗粒状或块状的α-Al(FeMn)Si相的转变。当Mn/Fe比为0.5时,合金的热导率达到最大值181.08 W·m^(-1)·K^(-1)。当Mn/Fe比为1.0时,合金的晶粒尺寸最小且具有最佳的力学性能,抗拉强度、伸长率和硬度相较于Mn/Fe为0.2时分别提升17.45%、49.57%和27.48%,达到167.35 MPa、17.23%、HV 62.86。

锆基非晶合金与金属纤维网的复合工艺研究

采用压差铜模吸铸法在水冷铜坩埚中成功制备了铜网、不锈钢网与锆基非晶合金复合的新材料,采用X射线衍射及金相试验对其结构进行了表征,通过准静态力学性能试验对样品的力学性能进行了研究,并对准静态力学性能试验产生的压缩断口进行了扫描分析。结果表明,在不同吸铸功率下制备的样品中,吸铸功率为8 kW时材料的综合力学性能最好,其压缩极限强度达到1 542 MPa,弹性应变为2.9%,塑性应变为10.6%,其断口扫描图中出现的与塑性相关的脉状纹不断增多,甚至交互成韧窝。

AZ91D镁合金金属型锭料尺寸变化对等温热处理组织的影响

以AZ91D镁合金为实验原料,经重熔后浇注成不同尺寸(直径)的锭料;研究了金属型锭料尺寸变化对等温热处理组织的影响。结果表明,AZ91D镁合金锭料经等温热处理后,其心部逐渐到边缘的组织存在较大的差异,初生相颗粒尺寸由大逐渐减小,颗粒由块状趋于圆整并且分布均匀,液相也渐渐增多。随AZ91D镁合金锭料尺寸增加,等温热处理发现由锭料心部逐渐到边缘的组织存在的差异将进一步增加,并且锭料初生颗粒及固相率有增大趋势。

金属型铸造Fe_3Al合金的高温抗氧化行为

采用静态增重法测定了中频感应炉熔炼、金属型冷却制备的Fe3Al合金在700、850、1000℃的高温氧化行为,700、850℃时合金的氧化动力学曲线基本符合抛物线规律,1000℃的则不符合;合金在氧化过程中表现为完全抗氧化级。X射线衍射、扫描电镜和能谱分析表明,700℃×125h的氧化膜主要由FeAl2O4、Cr2O3和少量的Al2O3组成;850、1000℃时氧化膜分为两层,内层主要由FeAl2O4和Fe2O3组成,表层为Al2O3,在实验时间内Al2O3氧化膜没有完全覆盖内层氧化膜;随着氧化温度的升高,氧化时间的延长,合金表层的Al2O3氧化膜将由θ-Al2O3向α-Al2O3转变。

热压制备Mo-Nb-Si系新型高温金属硅化物合金

以Mo粉、Nb粉和S i粉为原料,采用机械活化/热压工艺制备(Mo1-xNbx)5Si3(x=0,0.4,0.6,1.0)型高温金属硅化物。通过XRD、SEM和EDS等分析手段对合金试样进行物相分析、显微组织观察、微区成分分析及力学性能测试。结果表明:合金试样的主要物相为Mo5Si3、α-Nb5Si3、γ-Nb5S i3及其(Mo,Nb)5Si3和β-(Nb,Mo)5Si3固溶体相,Mo有助于高温相β-Nb5S i3的相稳定;随着Nb含量的增加,硬度值呈上升趋势,合金硬度较高,达1 311.5～1 397.5HV;试样的压痕断裂韧度和抗压强度呈先增加后降低的趋势,当x=0.6时断裂韧度和抗压强度达到最大,分别为4.71MPa·m1/2和1 637MPa,Nb5Si3和Nbss(Nb基固溶体)有助于合金断裂韧度的提高。

固溶及时效处理对ZL205A合金腐蚀性能的影响

首先对ZL205A合金进行了固溶及不同温度的时效处理,随后对其进行了NaCl溶液浸泡腐蚀试验和电化学腐蚀试验。采用扫描电镜、透射电镜和能谱仪分析观察了合金热处理后的微观组织和析出相形貌以及腐蚀后的腐蚀形貌和化学成分,分析了合金的腐蚀机理。结果表明:合理的热处理制度能够使合金中析出针状θ相并呈网状分布在晶界上,随着时效温度的升高,析出相粗化并发生团聚,185℃时效后合金中出现了贫Cu区无沉淀析出带(PFZ)。铸态ZL205A合金在NaCl溶液中容易发生点蚀,热处理后点蚀速率大幅度降低,这是因为PFZ和θ相粗化能够显著减弱合金的腐蚀电流密度并阻断点蚀通道,因此提高了ZL205A合金的耐腐蚀性能。双级固溶(530℃×2 h+540℃×13 h)及185℃时效5 h后能够使合金获得优异的耐腐蚀性能。

钢包底吹氩对电热合金Cr20Ni35非金属夹杂物的影响

本文主要研究了钢包底吹氩对Cr20Ni35合金中非金属夹杂物的影响。通过研究发现,吹入氩气流量为3L/min,吹氩时间控制在1.5min的精炼工艺可以降低产品中非金属夹杂物的总含量;减小夹杂物的尺寸;改善夹杂物的形貌。通过吹氩工艺生产的合金线材中长条状及带有突出锐角的夹杂物明显减少,夹杂物多为块状、球形。钢包底吹氩工艺生产的合金强度也得到了提高。

激光清洗铝合金表面漆层的粗糙程度变化检测与分析

采用1064 nm脉冲激光清洗2024铝合金表面氟碳漆层时,表面粗糙度的变化引起漆层对激光吸收作用的改变,易使得热量吸收过度造成基材损伤.为此,针对激光清洗过程中漆层表面粗糙形貌的检测与分析,设计了脉冲激光清洗实验系统,分析了2种激光清洗模式下氟碳漆层表面粗糙形貌的产生机制,并采用激光共聚焦显微镜对表面粗糙度进行了测试与表征,研究了激光逐层去除氟碳漆层时表面粗糙度的演化行为.结果表明:1)在激光清洗过程中,激光烧蚀和振动作用后漆层均会产生粗糙表面;2)激光逐层清洗过程中,表面粗糙度随着激光作用次数的增加呈非线性增大,当激光作用14次后漆层表面粗糙度已经达到35.88μm,相比于激光第1次作用后增加了370%;3)激光逐层除漆过程中粗糙表面对激光吸收率具有增加作用,在激光7次作用后漆层粗糙表面对激光的吸收率增加了32.8%.

添加不同合金粉末激光熔钎焊铝/钢异种金属接头的组织与性能

预涂分别富含硅、镁、锰、硼、锌元素的五种合金粉后,对不等厚5A06铝合金板和ST04Z镀锌钢板进行了激光熔钎对接焊,研究了焊接接头的显微组织、拉伸性能和耐腐蚀性能。结果表明:接头界面处形成了金属间化合物层,近镀锌钢侧形成的金属间化合物主要为Fe_2Al_5,近铝合金侧形成的主要为FeAl_3,预涂富含硼的合金粉得到的金属间化合物层最厚;接头均在焊缝处发生以韧性断裂为主,脆性断裂为辅的混合断裂,预涂富含硅的合金粉得到的接头的抗拉强度最大;预涂富含锰的合金粉焊接后,接头的耐腐蚀性能最好,预涂富含镁、硅、锌的合金粉焊接后,耐腐蚀性能依次降低,腐蚀易发生在金属间化合物层与铝合金界面处。

电解萃取法测定Fe-Ni合金中非金属夹杂物

采用电解萃取方法,测定Fe-Ni合金的阳极极化曲线,并依此确定了电流密度、阳极电位等参数,将Fe-Ni合金中的非金属夹杂物从基体中分离并提取出来。结果表明,选择合适的电解液、电流密度等参数进行电解萃取,可以较准确地对Fe-Ni合金中的非金属夹杂物进行分析。

Sr+Er复合变质对AlSi10MnMg合金微观组织、导热及力学性能的影响

本工作以AlSi10MnMg为基础合金,通过添加Sr、Er的方法对合金进行复合变质处理,研究不同添加量下Sr、Er对AlSi10MnMg合金微观组织、导热性能、力学性能的影响规律,力图实现AlSi10MnMg合金导热、力学性功能一体化。结果表明:在金属型铸造工艺下,添加Sr能够有效改善合金中共晶Si形貌,在此基础上添加稀土元素Er能够在改善共晶Si形貌的同时进一步细化共晶Si。此外,Sr、Er能够细化AlSi10MnMg合金中α-Al的二次枝晶间距,进而提升合金的导热性能及力学性能。当添加0.05%Sr+0.3%Er时,合金变质效果及性能提升最显著,相比未变质的合金,其二次枝晶间距降幅达到67.3%,共晶Si长宽比降幅达到46.1%。性能方面,合金导热率提升17.4%,达到179.32 W/(m·K);磨损性能提升11.2%;抗拉强度提升34.58%,达到221.96 MPa;伸长率提升104.48%,达到15.97%。

激光清洗时氟碳铝粉漆层表面粗糙度的分析及其对激光吸收的影响

激光清洗2024铝合金飞机蒙皮表面漆层过程中,粗糙表面的形成与演化会对漆层与激光的热交互作用及漆层去除机理产生较大的影响.1 064 nm脉冲激光逐层除漆过程中,分析了漆层表面形貌与粗糙程度的变化,研究了粗糙表面的产生机理及其演化规律,并通过建立漆层粗糙表面等效分析模型计算分析了漆层粗糙表面对激光吸收率的影响规律.结果表明,激光除漆过程中不同的去除机理作用后漆层均会出现粗糙表面,且粗糙表面的演化存在一定的规律;逐层除漆时,漆层粗糙表面对激光吸收率有明显增加作用,在激光作用7次后漆层粗糙表面对激光的吸收率增加了32.8%,如果采用固定的初始激光清洗工艺,会因吸收率增大导致铝合金基材产生损伤行为.

浇注温度对自孕育铸造法制备AM60镁合金半固态浆料的影响(Ⅰ)

采用新型的自孕育法制备AM60镁合金半固态浆料,研究浇注温度对自孕育法制备AM60镁合金半固态浆料的影响。结果表明:随着浇注温度的降低,组织中发达和粗大的树枝晶逐渐减少;在接近液相线温度时出现小块状或蔷薇状晶粒,晶粒的尺寸逐渐减小;分布逐渐趋向正态分布,且存在一个合适的温度加工区间,即630～680℃,对应的晶粒尺寸为58.4～63.1μm。加入的孕育剂在熔体中起到内冷铁作用,加快熔体的冷却速率,使熔体快速到达半固态区间。采用自孕育法制浆时,合金熔体中晶核主要来源于熔体中的高熔点质点(Al8Mn5)、孕育形核和晶粒游离与增殖。

热处理工艺对6061铝合金显微组织及力学性能的影响

选取固溶温度为420、450、490、530、570℃,保温6 h,时效温度为173℃,时效时间为1、2、3、4、56、h,对6061铝合金进行固溶时效处理.采用MEF-3金相显微镜进行组织观察、EMPA-1600电子探针进行成分分析、布洛维硬度测试仪进行硬度检测,分析固溶时效对其显微组织和力学性能的影响.结果表明:固溶温度和时效时间对6061铝合金的显微组织、力学性能有一定的影响,固溶时效后可以获得大量均匀的Mg2Si强化相,且在固溶温度为530℃,保温6 h,时效温度为173℃,保温3 h时获得较高的综合力学性能.

铝/钢异种金属焊接接头界面Al-Fe金属间化合物生成及其热力学分析

对铝/钢异种金属焊接接头界面进行了XRD和EDS分析,结果表明:在Al-Fe界面上主要生成Fe2Al5和FeAl3两种金属间化合物,以热力学基本定律为基础,建立了基于相图的Al-Fe金属间化合物形成的吉布斯自由能计算模型,利用该模型分别计算了各Al-Fe金属间化合物形成的吉布斯自由能随温度变化的关系。结果表明,生成Fe2Al5的吉布斯标准自由能比生成FeAl3的低,所以在铝/镀锌钢板的焊接过程中,Fe2Al5要比FeAl3优先生成。

AZ91D镁合金半固态触变成形压铸工艺

采用等温热处理对AZ91D镁合金进行非枝晶化,研究半固态镁合金的触变压铸工艺,得到性能良好的触变压铸镁合金试件。通过改变压力和压射速度等工艺参数,发现其抗拉强度和伸长率都随着压力或速度的上升而增加,当增压压力为35 MPa和压射速度为4.5 m/s时,其抗拉强度达到最大,为237.5 MPa,伸长率为4.8%。通过组织分析认为,半固态触变压铸对晶粒细化效果明显,这与固相颗粒在充型过程中的二次破碎,液相喷射分散后凝固具有直接的关系。

压铸铝合金及压铸技术的研究进展

综述了压铸铝合金的开发及应用状况、计算机模拟技术在压铸铝压铸技术中的应用、半固态流变压铸浆料制备及超低速压铸技术等先进铝合金压铸技术研究的最新进展。并指出将不同先进压铸技术的结合应用,可进一步提高铝合金压铸件性能,促进压铸技术的发展。

固溶时间对ZA72镁合金显微组织及力学性能的影响

利用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜和力学万能试验机研究ZA72镁合金在不同固溶时间下T6处理后的显微组织和力学性能。结果表明:ZA72镁合金主要由α-Mg和分布在晶界的连续粗大的Mg32(Al,Zn)49和Mg7Zn3相组成,经过固溶处理后第二相呈细小的颗粒状分布在晶界和晶粒上,随着固溶时间的增加,第二相的尺寸和数量逐渐减小;经T6处理后,细小、弥散的白色点状强化相在晶界和晶粒内部弥散析出,并且随着固溶时间的增加,析出相的数量增加;通过T6处理后合金的力学性能有了明显的改善,合金的抗拉强度和显微硬度随固溶时间的增加呈先上升后下降的趋势,其中在固溶28 h后抗拉强度出现峰值308 MPa,相对于铸态提高了52.4%。

固溶处理对Mg-Dy-Zn合金显微组织和腐蚀性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)、显微硬度计及电化学工作站等设备,研究了固溶处理对Mg-2Dy-0.5Zn(at%)合金显微组织及腐蚀性能的影响。结果表明,铸态合金的显微组织由α-Mg枝晶和分布在枝晶间的析出相组成,其中析出相由片层状Mg12Zn Dy相、蜂窝状Mg8Zn Dy相和少量立方体颗粒状Mg24Dy5相组成。随着固溶温度(500~540℃)和固溶时间(0~12 h)的增加,合金的析出相逐渐溶解,同时有少量颗粒状的(Mg,Zn)xDy相沿晶界析出。合金在530℃固溶8 h,析出相几乎完全固溶到α-Mg基体中,合金基体的显微硬度增加,其值达到74.74 HV0.1。此外,电化学测试结果表明,固溶态(530℃固溶8 h)合金显示出优异的耐蚀性能,其腐蚀电流和腐蚀电位分别为8.650×10-4A和-1.159 V。该优异的耐蚀性主要来自于合金元素的均匀分布,低的析出相体积分数和细小的晶粒尺寸。