Zr元素及冷卻速度對(duì)Mg-12Sm合金凝固組織的影響

采用冷卻斜管工藝以及在金屬鑄型中預(yù)放熱電偶的方法,考察了a357合金在不同澆注溫度下,經(jīng)不同長(zhǎng)度的斜管處理后,合金液的最高溫度以及凝固組織的變化。結(jié)果表明:對(duì)a357合金進(jìn)行冷卻剪切處理,可有效的細(xì)化、球化凝固組織;澆注溫度,斜管長(zhǎng)度都會(huì)影響a357合金最終的凝固組織,隨著澆注溫度的降低以及斜管長(zhǎng)度的增加,a357合金凝固組織中粗大的枝晶向玫瑰晶以及細(xì)小的球狀晶轉(zhuǎn)變;澆注溫度在660℃時(shí),經(jīng)300、450、600mm斜管處理后,進(jìn)入鑄型的合金液處于半固態(tài)區(qū)間,而在690、720℃澆注時(shí),經(jīng)斜管處理后的合金液仍為液態(tài)。

采用振動(dòng)冷卻斜管的方法,研究了不同振動(dòng)工藝參數(shù)及澆注溫度條件下a357合金凝固組織中初生相及共晶組織的形態(tài)差異。結(jié)果表明:同一澆注溫度下,提高振動(dòng)加速度或提高振動(dòng)頻率有助于a357合金凝固組織中初生相的細(xì)化和球化;同時(shí),在給定的頻率條件下,隨著振動(dòng)加速度的提升,共晶si相的形態(tài)趨于細(xì)化;較低的澆注溫度有利于保存振動(dòng)冷卻斜管方法激發(fā)的晶核,從而強(qiáng)化a357合金凝固組織的細(xì)化效果。

利用旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)控制mg15al二元高鋁鎂合金凝固過(guò)程,以期獲得均勻細(xì)小的等軸晶,使合金后續(xù)的等通道擠壓能順利進(jìn)行。通過(guò)om、sem、eds測(cè)試手段研究了旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)合金凝固組織及溶質(zhì)分配的影響。結(jié)果表明:旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)主要通過(guò)與金屬液流相互作用引起強(qiáng)烈的旋流而產(chǎn)生攪拌作用來(lái)影響合金的溫度場(chǎng)與溶質(zhì)場(chǎng)的分布,故能夠顯著細(xì)化mg15al二元高鋁鎂合金組織中的初晶α-mg,促進(jìn)al在初晶α-mg中的固溶,但對(duì)于在凝固末期才形成的共晶組織而言,由于凝固末期所剩液相形不成有效流動(dòng),其形態(tài)受旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)影響不大。隨勵(lì)磁電壓增大,晶粒細(xì)化效果增加,勵(lì)磁電壓為60v時(shí),晶粒細(xì)化效果最佳,al在初晶α-mg中固溶量最高,勵(lì)磁電壓繼續(xù)增加,由于磁場(chǎng)感生熱增加將弱化二次冷卻,使晶粒細(xì)化效果下降。

采用普通凝固技術(shù)在mg-zn-y合金中制備出穩(wěn)定態(tài)準(zhǔn)晶相mg30zn60y10。通過(guò)光學(xué)顯微鏡、x射線衍射儀、能譜分析儀、掃描電鏡和透射電鏡顯微分析技術(shù),確定準(zhǔn)晶的組織、相成分及結(jié)構(gòu)。研究結(jié)果表明:由于合金成分不同,導(dǎo)致基體組織不同并使準(zhǔn)晶的形貌、分布、數(shù)量等存在差異;隨y含量的增加,準(zhǔn)晶相含量逐漸增加,分布逐漸均勻化,且形貌發(fā)生較大變化;當(dāng)y含量(摩爾分?jǐn)?shù))小于3%時(shí),基體組織為mg7zn3;當(dāng)y含量達(dá)到3.5%時(shí),基體為組織mgzn。

為了消除粗大針狀富鐵相對(duì)al-fe合金組織和性能的不良影響,在金屬型鑄造共晶al-2%fe合金中添加了質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%~0.8%的合金元素mg,利用光學(xué)顯微鏡和電子探針研究了mg對(duì)共晶合金組織以及富鐵相形態(tài)的影響.研究結(jié)果表明:共晶al-2%fe合金組織為針狀al3fe相與(α-al)相所組成的非規(guī)則共晶組織;添加mg后,合金組織轉(zhuǎn)變?yōu)橛蓸渲畛跎?α-al)和枝晶間網(wǎng)狀分布共晶體所組成的亞共晶組織,富鐵相尺寸顯著降低;隨著mg添加量的增加,初生(α-al)枝晶二次枝晶間距增大,一次枝晶出現(xiàn)熔斷.

研究了波浪型傾斜板振動(dòng)參數(shù)對(duì)al-6si-2mg合金凝固組織的影響,結(jié)果表明:傾斜板的傾角和長(zhǎng)度影響合金在斜板表面的流動(dòng)剪切強(qiáng)度和剪切時(shí)間,從而影響合金的組織.當(dāng)澆注溫度為660-690℃時(shí),隨著澆注溫度的降低,合金晶粒細(xì)化和球化,平均晶粒直徑為40μm,晶粒平均圓度值為2.5;澆注溫度低于660℃時(shí),晶粒有粗化和枝晶化的趨勢(shì).傾斜板的振動(dòng)作用使表面形成的晶核離開表面進(jìn)入熔體中,有效地減少了晶粒之間的粘連,解決了結(jié)殼問(wèn)題,提高了形核率,細(xì)化了組織;隨著傾斜板振動(dòng)頻率的提高,晶粒的平均圓度先降低后提高,振動(dòng)頻率為50-60hz出現(xiàn)最小值.傾斜板的波浪形表面對(duì)流動(dòng)的金屬具有攪拌作用,增大了熔體內(nèi)部的剪切作用,使晶粒更加細(xì)小圓整.

通過(guò)gleeble—1500d熱模擬機(jī)研究了不含nb元素和含nb元素耐候鋼的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變(cct)曲線,分析了nb元素及冷卻速度對(duì)耐候鋼cct曲線及組織變化規(guī)律的影響。結(jié)果表明,nb元素的加入阻礙了耐候鋼相變的發(fā)生,降低了各相開始轉(zhuǎn)變的溫度,導(dǎo)致相變曲線向右下移動(dòng);當(dāng)冷卻速度為15℃/s時(shí),加入nb元素的耐候鋼組織發(fā)生明顯的變化;含nb耐候鋼隨著冷卻速度的增大,其硬度逐漸提高,當(dāng)冷卻速度大于5℃/s時(shí),有大量的貝氏體生成,當(dāng)冷卻速度大于20℃/s時(shí),有部分馬氏體生成,均有利于提高耐候鋼的強(qiáng)度,改善其性能。

在高溫合金中添加一些合金元素，通過(guò)固溶強(qiáng)化、沉淀硬化和晶界強(qiáng)化等方法可以使合金具有良好的機(jī)械性能。添加微量的c，b和zr等可以強(qiáng)化晶界，提高合金的抗拉強(qiáng)度和蠕變壽命。其中，zr通過(guò)改善合金的γ／γ′的錯(cuò)配度，在較高溫度時(shí)抑制晶界的滑動(dòng)進(jìn)而改善合金的高溫強(qiáng)度和蠕變壽命。另外，還通過(guò)改變晶界碳化物的形態(tài)以阻止晶界裂紋的出現(xiàn)，合金的塑性也可以有所提高。臺(tái)灣的研究人員研究了不同含zr量對(duì)細(xì)晶鎳基高溫合金tm-321的組織、抗拉強(qiáng)度和蠕變壽命的影響。

研究了稀土la對(duì)鋁鎂合金凝固區(qū)間和微觀組織的影響。結(jié)果表明,la對(duì)鋁鎂合金凝固區(qū)間和微觀組織有明顯的影響。加入la,合金凝固區(qū)間變大、凝固時(shí)間增加,合金流動(dòng)性能得到改善。la的加入對(duì)合金有變質(zhì)作用,晶粒數(shù)量增多,尺寸變小,形貌圓整。

研究了合金元素對(duì)鋁合金壓鑄模壽命的影響。結(jié)果表明,對(duì)鋁合金壓鑄模材料h13鋼復(fù)合添加0.2%sr和0.1%re較單獨(dú)添加0.2%sr的效果更好;復(fù)合添加0.2%sr和0.1%re能使磨損體積從74×10-3mm3減小至48×10-3mm3,高溫腐蝕單位面積質(zhì)量增加從53.8μg/mm2降低至11.2μg/mm2,剪切斷面率從52%增加至89%,有效提高了鋁合金壓鑄模的使用壽命。

針對(duì)鋁鋅熱鍍板存在的問(wèn)題,通過(guò)添加合金元素的方式,提高了鋁鋅鍍板的性能,為該類鍍板使用領(lǐng)域的擴(kuò)大和產(chǎn)品質(zhì)量的改進(jìn)提供了途徑。

主要討論了大氣腐蝕產(chǎn)生的原因和耐侯鋼耐蝕機(jī)理,并對(duì)合金元素對(duì)于提高耐候鋼耐大氣腐蝕性能的影響進(jìn)行了分析。

熱浸鍍鋅中合金元素銻的含量對(duì)鍍層性能有極大的影響,但對(duì)其添加量目前尚無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)硅含量為0.049%的q215工業(yè)用鋼在含0.04%,0.10%,0.30%,0.80%,1.20%sb的鋅池中浸鍍0.5～5.0min獲得鋅鍍層,研究了鋅池中添加微量銻對(duì)鋼鐵熱鍍鋅的影響。利用光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡和能譜儀等測(cè)試方法分析了浸鍍時(shí)間、鋅池中銻含量對(duì)熱浸鍍鋅合金層組織和厚度的影響。結(jié)果表明:添加少量(0.30%以下)的銻對(duì)合金層的組織無(wú)影響,隨浸鍍時(shí)間延長(zhǎng),鍍層厚度呈線性增加;當(dāng)鋅池中添加0.80%sb以后,合金層組織顯著改變,化合物粒子變大,鍍層耐蝕性變差;鋅池中以銻添加量0.10%～0.30%為佳。

采用鑄錠冶金法制備了三種成分的5a01高鎂鋁合金,通過(guò)顯微組織觀察、室溫拉伸試驗(yàn)、剝落腐蝕試驗(yàn)及陽(yáng)極極化曲線測(cè)試等方法研究了在5a01鋁合金成分范圍內(nèi)增加錳和鎂含量對(duì)其組織及性能的影響。結(jié)果表明:將al-6.13%mg-0.48%mn鋁合金中鎂含量提高0.5%后,合金中枝晶數(shù)量無(wú)明顯變化,錳含量提高0.5%后,枝晶數(shù)量明顯減少;錳或鎂含量增加0.5%后,均可提高合金的強(qiáng)度,但增加錳含量對(duì)合金強(qiáng)度的提高幅度優(yōu)于鎂的;冷軋后經(jīng)180℃退火2h,該鋁合金發(fā)生了剝落腐蝕,鎂含量提高0.5%后,合金的剝落腐蝕敏感性提高,腐蝕電位降低;增加相同含量的錳,合金剝落腐蝕敏感性降低,腐蝕電位升高。

概述了合金元素si、mg、fe、zn、cu及稀土元素y、sc對(duì)6063鋁合金組織性能的影響,并提出了今后的發(fā)展方向。

以管線鋼x52為研究對(duì)象,在gleeble1500熱模擬機(jī)上,主要進(jìn)行了在奧氏體未再結(jié)晶區(qū)不同形變量和冷卻速度對(duì)x52的相變行為及顯微組織影響的研究·通過(guò)光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡分析技術(shù)可以發(fā)現(xiàn),隨形變量和冷卻速度的增加,晶粒明顯變細(xì)·實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在奧氏體未再結(jié)晶區(qū)軋制可以大大地增加鐵素體的形核位置,使晶粒細(xì)化;同時(shí)冷卻速度的增大,使鐵素體的形核驅(qū)動(dòng)力加大,形核率增加,也使晶粒明顯細(xì)化·另外,與低碳鋼不同的是,在鐵素體晶粒邊界和鐵素體晶粒內(nèi)部可以觀察到有第二相的析出,在奧氏體未再結(jié)晶區(qū)軋制時(shí),第二相的析出可以抑制再結(jié)晶,并且,析出物的存在不僅阻礙位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng),而且會(huì)造成位錯(cuò)的增殖·因而微合金鋼細(xì)化晶粒的機(jī)理主要有:形變誘導(dǎo)鐵素體、鐵素體的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶和第二相的析出抑制晶粒長(zhǎng)大使晶粒細(xì)化

本專利涉及一種至少含0．1％mg和0．1％li的鋁合金鑄造方法。該方法的特點(diǎn)是，在金屬的凝固過(guò)程中，鋁合金液表面始終與含有2．0vol％氧和具有水分壓低于150pa的干燥氣體接觸。本專利的鑄造方法適用于最容易氧化的鋁合金的鑄造，特別是含有mg、li，而不含be、ca的鋁合金鑄造，采用該鑄造方法所用的裝置成本低，可生產(chǎn)出無(wú)表面缺陷的鑄錠，且安全可靠、無(wú)污染。

本專利涉及一種至少含0．1％mg和0．1％li的鋁合金鑄造方法。該方法的特點(diǎn)是，在金屬的凝固過(guò)程中，鋁合金液表面始終與含有2．0vol％氧和具有水分壓低于150pa的干燥氣體接觸。本專利的鑄造方法適用于最容易氧化的鋁合金的鑄造，特別是含有mg、li，而不含be、ca的鋁合金鑄造，采用該鑄造方法所用的裝置成本低，可生產(chǎn)出無(wú)表面缺陷的鑄錠，且安全可靠、無(wú)污染。

對(duì)a356鋁合金分別采用真空低壓消失模殼型鑄造及消失模鑄造工藝進(jìn)行鑄造,并對(duì)鑄造后鋁合金組織和性能進(jìn)行觀察對(duì)比。結(jié)果表明:鋁合金實(shí)施真空低壓消失模殼型鑄造組織細(xì)小、密度優(yōu)于消失模鑄造,并且實(shí)施t6熱處理之后抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率以及布氏硬度也顯著高于消失模鑄造工藝。真空低壓消失模殼型鑄造工藝?yán)鞌嗔讯酁轫g性斷口,消失模鑄造工藝?yán)鞌嗔讯酁榇嘈詳嗫?。因?真空低壓消失模殼型鑄造工藝鋁合金組織性能優(yōu)于消失模鑄造工藝。

研究了添加2%ga對(duì)鑄態(tài)下mg-x%al-2%ga鎂合金的顯微組織和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,鎂鋁合金中加入ga,可明顯改善鑄態(tài)組織,使β相由沿晶界呈斷續(xù)網(wǎng)狀分布變?yōu)閴K狀分布,β相上的孔洞消失并得到明顯細(xì)化,且在β相的周圍出現(xiàn)較多共晶組織;能譜分析表明,ga主要存在于β相及β相與基體α相交界處,也有少量固溶于α固溶體中;ga的加入,可明顯提高鑄態(tài)下鎂鋁合金力學(xué)性能,mg-8%al-2%ga鎂合金抗拉強(qiáng)度可達(dá)248.4mpa、塑性可達(dá)10.4%。

日本兵庫(kù)縣立大學(xué)大學(xué)院小崎微等人認(rèn)為，zr—cu—ni—al塊狀金屬玻璃實(shí)際應(yīng)用受限，可能原因是張力和壓縮條件下塑性很低，塑性變形過(guò)程剪切帶局部化。為此研究了pd、pt、au、ag等添加物對(duì)zr—cu—ni—al塊狀金屬玻璃塑性變形影響。

建筑用耐火鋼的使用不僅要求其性能等同或優(yōu)于常規(guī)建筑用鋼而且還需要在保證抗震性、焊接性和其它性能的同時(shí)增加高溫時(shí)的強(qiáng)度。通過(guò)對(duì)比合金元素含量不同的建筑用耐火鋼的力學(xué)性能和顯微組織,研究了合金元素mo與v對(duì)建筑用耐火鋼高溫屈服強(qiáng)度的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明mo、v的復(fù)合添加是提高耐火鋼高溫屈服強(qiáng)度的有效方法。