Ti元素对7072铝合金显微组织与性能的影响_冯静
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第19卷第4期2020年12月材料与冶金学报Journal of Materials and MetallurgyVol. 19 No. 4Dec. 2020doi : 10. 19196/j. cdi. 1671-6622. 2022. 04. 008原位生成TiB 2颗粒对活塞用铝合金微观结构和性能的影响高晓波9范吉超9孟现长9曹卓坤2,徐云庆9张国华1(6滨州渤海活塞有限公司,山东滨州256604; 2.东北大学冶金学院,沈阳116819)摘要:在活塞用铝合金中,通过熔盐反应法原位生成Ta ?颗粒制备成铝基复合材料,重点研究了原位生 成Ta 颗粒质量分数对活塞用铝合金微观结构、力学性能和耐磨性能的影响.实验结果表明,采用熔盐反应法结合高强电磁搅拌技术可在铝合金内原位生成亚微米级Ta 颗粒.当T :2颗粒质量分数由9 4%增加 至7.4%时,铝基体晶粒显著细化,富铁相由针状转化为块状,铝基复合材料的常温力学性能显著提升.高温拉伸实验结果表明,原位生成Ta 颗粒可显著提升铝合金的高温强度保持率,354 t 时保温94 h 后,铝基复合材料的屈服强度较活塞用铝合金高35%.摩擦实验结果表明,T i B 2颗粒的加入可使活塞用铝合金的 磨损量降低74%.关键词:活塞用铝合金;Ta :颗粒;原位生成;摩擦中图分类号:TB 333; TU 619. 4 文献标识码:A 文章编号:1679-6624(2424)44-4277-45Influence of iB-situ TiB 2 particles on microstructure andproperties of aleminiem alloy for pistonGao Xiaobo 9, Fan Jichao 9, Meng Xianchang 9, Cao Zhuokun 2,Xu Yunqing 1, Zhang Guohua 1((.Binzhou. BoHoi Piston Co . , LTD . , Einzhou 25660。
作者简介:孙自鹏(1985-),男,重庆人,工程师,主要从事铝合金熔铸工艺研究。
收稿日期:2022-08-29浅谈Al-Ti-C 与Al-Ti-B 细化剂对7050合金铸锭的影响孙自鹏,张欢欢,罗德维(西南铝业(集团)有限责任公司,重庆401326)摘要:7050铝合金大量应用于航空航天结构件,在生产过程中熔铸工序的铸锭组织对最终产品质量有决定性影响。
为了解不同晶粒细化剂对7050合金铸锭组织的影响规律,采用金相显微镜、扫描电镜等检测手段,分析了Al-Ti-C 与Al-Ti-B 两种细化剂对7050合金铸锭低倍晶粒度、显微疏松以及显微组织的影响。
结果表明:Al-Ti-B 在线细化能力优于Al-Ti-C ;Al-Ti-C 在线细化铸锭的显微疏松尺寸稍低于Al-Ti-B 在线细化的铸锭;Al-Ti-B 在线细化铸锭的富铁相呈针状形貌,而Al-Ti-C 在线细化铸锭的富铁相形貌主要呈块状形貌。
关键词:Al-Ti-C 丝;Al-Ti-B 丝;在线细化剂;晶粒度;显微疏松;富铁相中图分类号:TG146.21文献标识码:A文章编号:1005-4898(2023)02-0025-06doi:10.3969/j.issn.1005-4898.2023.02.050前言7050铝合金作为可热处理强化的变形铝合金,具有高韧性、高疲劳强度、高抗拉强度等综合优异性能,被大量作为航空航天上多种主承力构件用材。
铝合金铸锭组织具有遗传性质,前期铸态组织影响后续成品综合性能,晶粒细化是控制铸锭组织、改善材料性能的一个重要手段。
目前,在线添加Al-Ti-C 或Al-Ti-B 丝细化剂仍然是铝合金晶粒细化效果最好、实用性最强的方法。
其细化机理是TiAl 3在铝熔体中不稳定,易溶解,溶质Ti 原子易向TiB 2或者TiC 颗粒上富集,这种富Ti 的表面层在随后的冷却中发生包晶反应使α-Al 形核,从而起到异质形核细化晶粒的效果。
为了细化铸锭组织,提高后续成品综合性能,冶金工作者对各种在线细化剂做了大量的研究工作。
Ti、Zr元素对钼合金组织和性能的影响Ti、Zr元素对钼合金组织和性能的影响摘要:钼合金是一种重要的结构材料,在许多领域得到广泛的应用。
本文主要研究了添加Ti和Zr元素对钼合金的组织和性能的影响。
通过热处理、扫描电镜观察和力学性能测试,研究表明Ti和Zr元素的添加可以显著改善钼合金的抗氧化性能和力学性能。
此外,添加Ti和Zr元素还可以优化钼合金的晶界结构,降低晶界的迁移模式。
一、引言钼合金是一种重要的结构材料,具有高熔点、高强度、高硬度、抗腐蚀性强等优点,在航空航天、电子工业、能源等领域得到广泛的应用。
然而,由于钼合金的高熔点和高活化能,使得加工和使用过程中易出现晶粒长大、焊接性差、易发生显微裂纹等问题,限制了钼合金的进一步应用。
二、Ti、Zr元素的添加Ti和Zr元素是两种常用的合金元素,在钼合金中添加可以改善其组织和性能。
实验采用真空电弧熔炼和烧结热处理方法制备了不同含量的Ti和Zr添加的钼合金试样。
热处理过程中,分别在800 ℃和1200 ℃下保温2小时,并进行气冷处理。
制备的试样分别为试样A(纯钼合金)、试样B(添加3%Ti)、试样C(添加3%Zr)和试样D(添加3%Ti+3%Zr)。
三、组织观察分析通过光学显微镜观察和扫描电镜(SEM)观察分析了不同试样的组织。
结果表明,试样B添加了Ti元素后,晶粒的尺寸变小,晶界清晰,且晶粒呈均匀分布;试样C添加了Zr元素后,晶界结构得到改善,晶界的迁移模式发生了转变;试样D添加了Ti和Zr元素后,晶界结构进一步得到优化。
四、力学性能测试通过压缩试验和硬度测试,研究了不同试样的力学性能。
结果表明,添加了Ti和Zr元素的试样的抗压强度和硬度明显提高。
试验发现,添加Ti和Zr元素能够有效抑制晶粒长大,提高材料的强度和硬度。
五、抗氧化性能测试通过高温氧化实验研究了不同试样的抗氧化性能。
结果表明,添加了Ti和Zr元素的试样在高温氧化条件下,表面形成了致密的氧化层,有效提高了钼合金的抗氧化性能。
TiB2对TiAl基合金显微组织、力学性能及抗氧化性的影响肖树龙;荆科;徐丽娟;陈玉勇【摘要】采用水冷铜坩埚真空感应熔炼(ISM)技术制备β型TiAl合金Ti-45Al-2Nb-1.5V-1Mo-0.3Y(摩尔分数,%)及其复合材料Ti-45Al-2Nb-1.5V-1Mo-0.3Y(摩尔分数,%)+3%TiB2(体积分数)两种材料,并对TiAl合金及其复合材料的显微组织、力学性能和抗氧化性能进行研究。
结果表明:加入TiB2后,TiAl合金中的晶粒尺寸和层片间距都得到细化,显微硬度、室温和高温抗拉强度提高,但室温伸长率略有下降,高温时复合材料表现出良好的塑性;800℃循环氧化100 h 后,TiAl合金和复合材料氧化表面均保持完整,未产生剥落;加入TiB2后,导致两种材料表面氧化物的生长形态发生变化,但两种材料的氧化增量和氧化层厚度相近,因此,TiB2对氧化物的生长形态有影响,但对抗氧化性能影响不大。
%TiAl-based alloy Ti-45Al-2Nb-1.5V-1Mo-0.3Y (mole fraction,%) and composites Ti-45Al-2Nb-1.5V-1Mo-0.3Y (mole fraction, %)+3%TiB2 (volume fraction) were prepared by induction skull melting (ISM). The microstructure, mechanical properties and oxidation resistance were studied. The results show that the composites exhibit much finer lamellar colony size and lamellar spacing compared with matrix. The micro-hardness and tensile fracture strength are improved at room temperature and 800℃, while the tensile elongation decreases at room temperature. The composites show good plastics at 800℃. After oxidation in air at 800℃for 100 h, the oxidation surfaces of matrix and composites show good quality with no micro-cracks observed. The growth morphologies of matrix oxidation surface change compared with those of composites. But the mass gain andthickness of oxide scale of composites are almost the same as those of matrix. So, TiB2 has some influence on the growth morphologies of oxide scale, but nearly has no influence on the oxidation resistance.【期刊名称】《中国有色金属学报》【年(卷),期】2016(026)012【总页数】7页(P2530-2536)【关键词】TiAl合金;显微组织;力学性能;抗氧化性;TiB2【作者】肖树龙;荆科;徐丽娟;陈玉勇【作者单位】哈尔滨工业大学材料科学与工程学院,哈尔滨 150001; 哈尔滨工业大学金属精密热加工国家级重点实验室,哈尔滨 150001;哈尔滨工业大学材料科学与工程学院,哈尔滨 150001;哈尔滨工业大学材料科学与工程学院,哈尔滨150001;哈尔滨工业大学材料科学与工程学院,哈尔滨 150001; 哈尔滨工业大学金属精密热加工国家级重点实验室,哈尔滨 150001【正文语种】中文【中图分类】TG146.2随着航空航天、汽车等领域的不断发展,对于材料的强度、性能提出了更高的要求。
原位纳米(TiB_(2)+ZrB_(2))颗粒与Sb协同增强A356铝合金微观组织与力学性能王启航;李靖;黄中月;严峰;祖方遒【期刊名称】《铸造技术》【年(卷),期】2024(45)4【摘要】在A356铝合金中同时引入原位纳米颗粒(TiB_(2)+ZrB_(2))和元素Sb,通过纳米颗粒对基体的强化和Sb提高颗粒分散性所产生的协同作用来提高材料的力学性能。
结果表明,单独引入(TiB_(2)+ZrB_(2))颗粒会细化α-Al基体,减小二次枝晶臂间距,但复合材料内部存在严重团聚现象,不利于性能的提高。
在此基础上引入Sb,降低纳米颗粒与Al基体间的界面能,纳米颗粒的团聚现象得到显著改善。
原位纳米(TiB_(2)+ZrB_(2))颗粒和Sb的协同引入使复合材料的强度和塑性较A356基体大幅提高,当(TiB_(2)+ZrB_(2))和Sb的引入量分别为3%和0.6%(质量分数)时,铸态复合材料的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达到216.4 MPa、119.7 MPa和7.2%,相较A356基体的性能分别提高29.7%、23.5%、84.6%。
【总页数】7页(P356-362)【作者】王启航;李靖;黄中月;严峰;祖方遒【作者单位】合肥工业大学材料科学与工程学院;合肥市岐铭新材料科技发展有限公司【正文语种】中文【中图分类】TB331【相关文献】1.原位纳米粒子增强Al基复合材料的微观组织及高温力学性能2.原位纳米ZrB_(2)颗粒增强7085铝合金的微观组织与力学性能研究3.原位纳米ZrB_(2)颗粒增强AA7055铝基复合材料的微观组织与力学性能4.纳米Cu颗粒对Sn-5Sb/Cu焊点微观组织及力学性能的影响5.颗粒原位增强TiB_(2)/ZL205A复合材料的组织与力学性能研究因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
热处理对半固态挤压Al-Fe基合金组织与性能的影响冯菁菁;袁晓光;李润霞;刘波【期刊名称】《特种铸造及有色合金》【年(卷),期】2009(0)5【摘要】采用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、力学性能测试等手段分析了热处理对半固态挤压Al-Fe基合金组织与性能的影响。
结果表明,半固态挤压成形的合金经过T6处理之后,合金的力学性能下降,且随着固溶时间的延长,合金的抗拉强度越来越低。
将半固态挤压成形的合金进行T1处理后,合金的力学性能有所升高。
半固态挤压类似强塑性变形,导致第二相回溶,相当于热处理加热升温的作用,导致合金经固溶处理后第二相长大。
【总页数】3页(P425-427)【关键词】半固态挤压;热处理;Al-Fe基合金;组织与性能【作者】冯菁菁;袁晓光;李润霞;刘波【作者单位】沈阳工业大学材料科学与工程学院,沈阳110178;渤海船舶职业学院;浙江海洋学院船舶与建筑工程学院【正文语种】中文【中图分类】TG146.21【相关文献】1.热挤压与热处理对半固态方法制备7075铝合金显微组织与拉伸性能的影响 [J], 朱永博;杨湘杰;桂云鹏2.等通道转角挤压及后续热处理参数对半固态7075铝合金显微组织的影响 [J], Ramin MESHKABADI;Ghader FARAJI;Akbar JAVDANI;Vahid POUYAFAR3.热处理对半固态A356铝合金挤压铸件组织与性能的影响 [J], 李伟东;陈和兴;王顺成;郑开宏;戚文军4.挤压铸造压力对半固态Mg98.5Ni0.5Y1.0合金组织\r及力学性能的影响 [J], 余亮;吴树森;杨雄;汪学阳;吕书林5.固溶时间对半固态挤压成形Al-17Si-4Cu-0.5Mg合金组织及力学性能的影响[J], 郝建飞;于宝义;罗惠馨;史原脊;李润霞因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
第27卷第2期粉末冶金材料科学与工程2022年4月V ol.27 No.2 Materials Science and Engineering of Powder Metallurgy Apr. 2022 DOI:10.19976/ki.43-1448/TF.2021092粉末热挤压7075铝合金的显微组织与力学性能井萃汝,张建涛,温利平,肖志瑜(华南理工大学国家金属材料近净成形工程技术研究中心,广州510640)摘要:采用粉末热挤压法制备7075铝合金棒材,利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)分析材料的显微组织,测定材料的拉伸性能,研究挤压比对7075铝合金棒材组织与力学性能的影响,并对强化机制进行理论计算。
结果表明:在500 ℃、挤压比分别为9、16、25、36条件下进行热挤压,挤压过程中有大量第二相MgZn2脱溶析出。
随挤压比增大,粉末颗粒间的冶金结合更加充分,合金的抗拉强度与伸长率提高,挤压比为36的合金抗拉强度达到492 MPa,伸长率为27.6%,断裂方式为韧−脆性混合断裂,强化机制为细晶强化、位错强化、第二相强化与固溶强化共同作用。
关键词:粉末热挤压;7075铝合金;显微组织;力学性能;强化机制中图分类号:TB331文献标志码:A 文章编号:1673-0224(2022)02-140-11Microstructure and mechanical properties of powder hot extruded7075 aluminium alloyJING Cuiru, ZHANG Jiantao, WEN Liping, XIAO Zhiyu(National Engineering Research Center of Near-Net-Shape Forming for Metallic Materials,South China University of Technology, Guangzhou 510640, China)Abstract:7075 aluminum alloy bar was prepared by powder hot extrusion method. The microstructures of the alloy bar were examined by scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), and X-ray diffraction (XRD). In addition, the tensile properties of the samples were also tested. The influences of the extrusion ratio on the microstructure and mechanical properties of the bar were investigated, and the strengthening mechanism was calculated in theory. The results show that a large number of second phase MgZn2 precipitates are desolventized and precipitated during hot extrusion at 500 ℃ with extrusion ratios of 9, 16, 25, and 36. With increasing extrusion ratio, the metallurgical bonding between the powder particles becames more sufficient, and the tensile strength and elongation of the alloy increase continuously.A high tensile strength of 492 MPa with an elongation of 27.6% is obtained at an extrusion ratio of 36. Thefracture mode is a ductile-brittle-bonding fracture. The strengthening mechanism is the combined action of fine-grain strengthening, dislocation strengthening, second phase strengthening and solution strengthening.Keywords:powder hot extrusion; 7075 aluminium alloy; microstructure; mechanical property; strengthening mechanisms7xxx系铝合金(Al-Zn-Mg-Cu)的密度低,比强度高,综合性能良好,广泛应用于航空航天工业等领域,是飞机支架、机翼等关键部位的重要零部件材料[1−2]。
TiB_2粒子的原位生成及对铝合金组织与性能的影响
崔庆玲;庞金辉;王明星;宋天福;赵瑞锋;高堤武;高晓鹏
【期刊名称】《特种铸造及有色合金》
【年(卷),期】2008(0)S1
【摘要】通过对向电解加钛铝熔体加入Al-B中间合金制备含TiB2颗粒的Al合金的研究,分析了这种原位反应法制备工艺的可行性。
试验结果表明,熔体中的自由钛、硼原子能自发反应生成稳定的TiB2粒子,且TiB2颗粒细小、弥散的分布在熔体中。
随TiB2颗粒含量的增加,TiB2颗粒在合金中的分布更加均匀,铝合金的布氏硬度也
随之大幅度提高。
【总页数】3页(P314-316)
【关键词】电解加钛铝;原位生成;TiB2粒子;布氏硬度
【作者】崔庆玲;庞金辉;王明星;宋天福;赵瑞锋;高堤武;高晓鹏
【作者单位】郑州大学物理工程学院教育部材料物理重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TB331
【相关文献】
1.TiB_2含量对原位反应合成TiB_2/B_4C复合材料的组织结构和力学性能的影响(英文) [J], 王玉金;彭华新;叶枫;周玉
2.RE对原位TiB_2/Al-7Si复合材料组织及性能的影响 [J], 李俊青;刘扭参;赵瑞锋
3.原位反应生成TiB_2粒子及其对Al-Si-Mg合金力学性能的影响 [J], 崔庆玲;王
明星;庞金辉;刘志勇;刘忠侠;宋天福
4.TiO_2颗粒原位合成TiB_2对B_4C陶瓷材料组织与力学性能的影响 [J], 韩伟月;林文松;吴晓;吴芬;徐彬桓
5.原位生成TiB_2/6351复合材料的组织和性能 [J], 白亮;陈东;马乃恒;王浩伟因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
微量硼对形变TiAl合金显微组织和力学性能的影响
王瑜;林栋梁
【期刊名称】《上海交通大学学报》
【年(卷),期】1999(33)7
【摘要】以形变Ti-47Al-2Mn-2Nb合金为对象,在77~1373K和10-5~10-1s-1应变速率范围内研究微量硼(a(B)=1.0%)对TiAl合金显微组织和拉伸性能的影响.发现,1.0%B能有效地细化形变Ti-47Al-2Mn-2Nb合金的近全片层组织,显著提高其中低温强度,改善中低温塑性,但不损害其高温强度,是提高TiAl合金综合性能的有效途径.还发现,除延脆转变温度附近外,1.0%B对形变TiAl合金断裂方式无明显影响.部分固溶于形变TiAl合金的硼原子可能与空位结合形成复合体,硼原子-空位复合体在一定温度下释放出空位,促进位错攀移,从而促进合金的延脆转变.
【总页数】6页(P783-788)
【关键词】拉伸性能;硼;力学性能;钛铝合金;显微组织
【作者】王瑜;林栋梁
【作者单位】上海交通大学材料科学系
【正文语种】中文
【中图分类】TG146.23
【相关文献】
1.微量Sc对TiAl基合金显微组织和力学性能的影响 [J], 金头男;李斗星;尹志民
2.机械合金化和微量添加剂对TiAl基合金显微组织及高温抗氧化性能的影响 [J], 龙媛媛;梁艳;付广艳
3.微量硼对Cu-15Ni合金显微组织与力学性能的影响 [J], 董旭刚;金青林;林波;赵辉;高旭伟;蒋业华
4.微量硼和应变速率对变形TiAl合金室温力学性能的影响 [J], 王瑜;林栋梁
5.微量C,B对高铌TiAl合金显微组织与力学性能的影响 [J], 李书江;王艳丽;林均品;林志;陈国良
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第50卷第
4期
2021年8月
有色金属加工NONFERROUS METALS PROCESSING
Vol. 50 No.
4
August 2021
D01:10.3969/j.issn.l671-6795.2021.04.014
高效散热铝型材的挤压模具设计与制造满士国1,余海波
2,邢阳
1
(1.广东坚美铝型材厂(集团)有限公司,广东佛山526222;2.r东高登铝业有限公司,广东肇庆
526241)
摘要:文章通过对高效散热铝型材外形结构的要求进行分析,
阐述了挤压模具设计原理和制造加工工艺;结果表明,
优化设计后的挤压模具明显减少危险断面的断裂系数,有效调节金属挤压时的流速,保证型材的顺利挤出。
关键词:高效;
散热铝型材;挤压模具
;分流模
中图分类号:TG379 文献标识码:
B 文章编号:
1671-6795(2021)04-0048-04
铝合金具有质轻、强度高、散热性能好,易加工成
型等一系列优点,被广泛应用于工业、
建筑和电子产
品等领域。特别是带高倍数齿的散热器其导热性能 尤为突出,主要以铝合金挤压成型为主⑴。
但高倍数
齿散热器因齿长且密,对挤压模具设计人员
、
模具钢
的材质及加工工艺提出非常高的要求,任何一项做不 到位都会影响模具的质量。这时模具设计尤为重要,
加工工艺必须合理优化为辅。本文以实际生产来论
述高倍数密齿带管散热器铝型材模具设计及优良的 加工工艺的关键点,供相关技术人员参考。
1散热器结构分析高效散热铝合金型材截面如图1所示,其有以下
特点:(1)
散热铝型材为挤压空心型材且带高倍数密
齿;(2)散热器空心部分带螺丝孔需要装配,精度要求
高,尺寸公差
±0.1;(3)散热器齿密集,
要求不可有变
形,
且齿部分与根部壁厚落差较大;
(4)
散热器整个外
形长度超过200mm,难度系数较高
,要求不容许出现
变形,公差为±0.2。
195.87 一|
187,94 一
3.991
72
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138,24GT
19
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微量B元素对铸造Ti2AlNb合金组织与力学性能的影响张健;张熹雯;刘瑞平;王红卫;马雄;骆晨;梁晓波;张建伟;张继【期刊名称】《精密成形工程》【年(卷),期】2022(14)11【摘要】目的研究微量B元素对铸造Ti_(2)AlNb合金组织和力学性能的影响,优选出适合铸造工艺的Ti_(2)AlNb合金成分,为推进铸造Ti_(2)AlNb合金的应用提供理论和数据支撑。
方法以Ti-22Al-25Nb(原子数分数,下同)、Ti-22Al-24Nb-0.1B、Ti-22Al-24Nb-0.2B合金为研究对象,采用光学显微镜、扫描电镜研究不同B含量合金铸态、热等静压态的宏、微观组织及析出相形态。
采用XRD分析合金的物相组成,室温拉伸性能测试评价力学性能,通过扫描电镜观察拉伸断口,分析微量B元素对力学性能产生影响的原因。
结果添加微量B元素可以明显细化Ti-22Al-25Nb合金的晶粒尺寸,随着B元素原子数分数增加至0.2%,晶粒尺寸由958μm减小至548μm。
B元素在合金中主要以固溶态、TiB和TiB2针片状析出相形式存在,随着B含量的增加,硼化物长度和厚度尺寸略微增加、体积分数由0.3%增加至0.8%。
0.1B合金的室温屈服强度、抗拉强度和伸长率与原合金水平相当,0.2B合金的屈服强度提升,但其抗拉强度和伸长率均降低。
断口分析显示,0.2B合金塑性降低是硼化物增多、集中分布引起脆性断裂所致。
结论综合B元素对流动性的改善效果,优选出适合铸造工艺的合金成分为Ti-22Al-24Nb-0.1B。
【总页数】9页(P210-218)【作者】张健;张熹雯;刘瑞平;王红卫;马雄;骆晨;梁晓波;张建伟;张继【作者单位】中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院;北京钢研高纳科技股份有限公司;高温合金新材料北京市重点实验室【正文语种】中文【中图分类】TG136.1【相关文献】1.添加微量B元素对铸造TC4钛合金显微组织和力学性能的影响2.稀土元素Gd 对Al-Si-Mg铸造合金微观组织和力学性能的影响3.热处理对铸造Ti2AlNb合金组织和力学性能的影响4.添加微量锆、铒对铸造Al-8.25Zn-2.4Mg-2.3Cu合金组织与力学性能的影响5.微量合金元素对铸造不锈钢力学性能的影响因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
Ti和B元素对焊缝金属力学性能的影响
Ti元素的添加可以改善焊缝金属的力学性能,因为其具有以下几个方面的作用:
1. 防氧化作用:Ti可以与氧气反应生成TiO2,从而减少焊缝金属中的氧含量,防止氧化物的生成,提高焊缝金属的抗氧化性能。
2. 强化效应:Ti可以与铁形成高强度的化合物,如FeTi、Fe2Ti 等,这些化合物的形成可以增加焊缝金属的强度和硬度。
3. 细晶化作用:Ti可以在焊缝金属中形成细小的TiC和TiN等化合物,它们能促进晶粒细化,提高焊缝金属的塑性和韧性。
B元素的添加也可以改善焊缝金属的力学性能,因为其具有以下几个方面的作用:
1. 强化效应:B可以进入到焊缝金属晶粒中,与铁形成高强度的化合物,增加焊缝金属的强度和硬度。
2. 细晶化作用:B可以促进晶粒细化,提高焊缝金属的塑性和韧性。
3. 抗氧化作用:B可以减少焊缝金属中的氧含量,防止氧化物的生成,提高焊缝金属的抗氧化性能。
总的来说,Ti和B元素的添加都可以改善焊缝金属的力学性能,但具体的影响取决于元素的添加量和焊接工艺的条件等因素。
Al-2Ti变质处理对Zn-6Al-3Mg合金组织与力学性能的影响杨巧燕;吴长军;彭浩平;苏旭平;王建华【摘要】The microstructures of Zn-6Al-3Mg alloy modified with Al-2Ti were observed using scanning electron microscopy and its mechanical properties were measured using electron universal testing machine and HVS-5Z/LCD Vickers hardness tester. The effect of adding amount of Al-2Ti and modification temperature on microstructures and mechanical properties of Zn-6Al-3Mg alloy was investigated. The results show that primary Al-fcc exists in the form of fine particles and its volume fraction is the least when Zn-6Al-3Mg alloy is modified with 0.5%Al-2Ti at 500℃. At the same time, the primary MgZn2phase disappears and the volume fraction of binary Zn/Al and ternary Zn/Al/MgZn2 is the most. When the adding amount of Al-2Ti is 0.5%, the Zn-6Al-3Mg alloy modified at 500℃ possesses the highest tensile strength and elongation. At this condition, the comprehensive mechanical properties of the alloy are the best.%采用扫描电镜、万能电子试验机和HVS-5Z/LCD维氏硬度计观察与测试变质处理Zn-6Al-3Mg合金的凝固组织与力学性能,研究Al-2Ti变质剂加入量和变质温度对合金组织和力学性能的影响.研究结果表明:当变质温度为500℃,Al-2Ti变质剂加入量为0.5%(质量分数)时,Zn-6Al-3Mg合金组织中初晶Al-fcc相呈细小颗粒状,其体积分数最小,初晶MgZn2相消失,Zn/Al二元和Zn/Al/MgZn2三元共晶体的体积分数最多;当变质剂加入量为0.5%,变质温度为500℃时,Zn-6Al-3Mg合金的抗拉强度和伸长率最高,合金的综合力学性能最好.【期刊名称】《中南大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2017(048)005【总页数】6页(P1162-1167)【关键词】Zn-6Al-3Mg合金;变质处理;显微组织;力学性能【作者】杨巧燕;吴长军;彭浩平;苏旭平;王建华【作者单位】江苏省材料表面科学与技术重点实验室,江苏常州,213164;江苏省光伏科学与工程协同创新中心,江苏常州,213164;江苏省材料表面科学与技术重点实验室,江苏常州,213164;江苏省光伏科学与工程协同创新中心,江苏常州,213164;江苏省材料表面科学与技术重点实验室,江苏常州,213164;江苏省光伏科学与工程协同创新中心,江苏常州,213164;江苏省材料表面科学与技术重点实验室,江苏常州,213164;江苏省光伏科学与工程协同创新中心,江苏常州,213164;江苏省材料表面科学与技术重点实验室,江苏常州,213164;江苏省光伏科学与工程协同创新中心,江苏常州,213164【正文语种】中文【中图分类】TG290锌铝合金在工业中得到了广泛应用,对该合金进行合金化或变质处理,能明显改善其力学性能。
第34卷第1期2013年03月上海有色金属SHANGHAINONFERROUSMETALSVol.34,No.1
Mar.2013
文章编号:1005-2046(2013)01-0001-06+0014
收稿日期:2012-11-10作者简介:冯静(1988-),女,硕士研究生,主要从事微电子材料的研究.通讯作者:丁冬雁,男,副教授,主要从事微电子材料的研究.E-mail:dyding@sjtu.edu.cn.
Ti元素对7072铝合金显微组织与性能的影响
冯静1,丁冬雁1,张俊超1,高勇进2,陈国桢2,陈为高2,尤小华2(1.上海交通大学材料科学与工程学院,上海200240;2.华峰日轻铝业股份有限公司,上海201506)
摘要:通过透射电镜、扫描电镜、拉伸试验和电化学测试等方法,系统研究了Ti元素的添加对模拟钎焊态7072铝合金热传输材料的显微组织、不同条件下力学性能与电化学性能的影响规律.透射电镜分析表明,Ti元素的添加对晶粒尺寸的影响微弱,且对析出相的析出有抑制作用.力学试验结果表明,Ti元素对钎焊态合金的高温力学性能有很大的影响.常温下含Ti合金的拉伸力学性能与无Ti合金相近.但在150℃测试时,屈服强度可提高5.5MPa,抗拉强度和延伸率基本不变.在200℃测试时,抗拉强度可提高近10MPa,屈服强度和延伸率略有下降.电化学试验结果表明,添加Ti元素能提高钎焊态7072铝合金的抗腐蚀性能,可使7072铝合金在0.5%NaCl溶液、3.5%NaCl溶液和1MNaCl+0.3MH2O2溶液中的腐蚀电位分别正移8.3mV、11mV和8.5mV.关键词:Ti;7072铝合金;显微组织;力学性能;电化学中图分类号:TG146.2+1文献标识码:A
TheEffectsofTitaniumAdditiononMicrostructureandPerformancesof7072AluminumAlloy
FENGJing1,DINGDongyan1,ZHANGJunchao1,GAOYongjin2,
CHENGuozhen2,CHENWeigao2,YOUXiaohua2(1.SchoolofMaterialsScienceandEngineering,ShanghaiJiaoTongUniversity,Shanghai200240,China;2.HuafonNLMAlCo.,Ltd.,Shanghai201506,China)
Abstract:Inthepresentwork,theeffectofTiadditiononthemicrostructure,mechanicalpropertiesandelectrochemicalpropertiesofsimulated-brazing7072Alalloywasinvestigated.Transmissionelectronmicroscopy(TEM)observationsrevealedthat,insimulated-brazingstate,therewasnomuchdifferenceinthegrainsizeoftheTi-containingalloyandtheTi-freealloyandTi-containingalloyhadlessdenseprecipitates.Tensiletestingresultsindicatedthattheroom-temperaturetensilepropertiesofTi-containingalloywereclosetothoseofTi-freealloy.Tiadditioncouldhavegreatinfluenceonthecomprehensivemechanicalpropertiesofthesimulated-brazingalloystestedatelevatedtemperatures.At150℃theyieldstrengthincreasedby5.5MPaduetoTialloying.Whereas,thetensilestrengthincreasedbynearly10MPaat200℃.Electrochemicaltestingresultsrevealedthat,withTiaddition,thecorrosionresistanceofthesimulated-brazingalloywasimprovedbyshowingapositiveshiftofthe
DOI:10.13258/j.cnki.snm.2013.01.005上海有色金属第34卷corrosionpotential.In0.5%NaClsolution,3.5%NaClsolutionand1MNaCl+0.3MH2O2
solution,corrosionpotentialincreasedby8.3mV,11mVand8.5mV,respectively.
Keywords:Titanium;7072aluminumalloy;microstructure;mechanicalproperties;electrochemistry
0前言
铝合金具有较高的比强度、良好的成型性、高热导率和优良的抗腐蚀性等众多优良特性,因此广泛应用在蒸发器和冷凝器等汽车热交换器零部件中.特别是7072铝覆层合金,越来越广泛地应用在汽车热交换器系统中.但是7072铝合金的机械强度相对较低,在有侵蚀性离子存在的冷却液中的抗腐蚀性能仍然不能完全满足愈来愈苛刻的应用要求[1].为了进一步提高热交换器合金的力
学性能和抗腐蚀性能,有研究者尝试采用合金化方法来改善铝合金的显微组织.向退火态Al-Mn-Si-Fe-Zn合金中添加Zr元素就是一个强化合金
非常有效的途径[2-3].也有学者曾尝试同时添加
Fe和Cu来改善Al-Si铸态合金的力学性能[4].稀
土元素作为一种新技术革命的战略元素,它的诸多优点,近年来也引起了众多学者的关注[5].铝
合金的抗腐蚀性问题历来是学术界颇具挑战的一个课题,铝合金非常容易遭受卤素离子,尤其是Cl-的侵蚀而产生点蚀,从而导致腐蚀破坏,而发动机冷却液中常常含有Cl-,所以如何提高铝合金的抗点蚀性而研制出更长寿命的热交换器是一个重要的课题[6-7].到目前为止,很少有人研究Ti元素在7072铝合金中的作用,关于Ti元素的添加对7072铝合金显微组织和抗腐蚀性能的影响更是缺乏系统的研究.本文主要研究了Ti元素作为微合金化元素对7072铝合金显微组织和性能的影响.1试验材料与方法本文所研究合金的化学成分见表1.两种合金含有相同质量分数的Si、Fe、Zn和Al元素,不同的是两种合金含有不同质量分数的Ti元素.合金铸锭经过热轧、冷粗轧、中间退火和冷精轧等工艺流程制成厚度为0.1mm的铝合金箔.将铝箔在箱式电阻炉中进行模拟钎焊处理(600℃,5min).取一部分钎焊试样进行退火处理(150℃,1h),该热处理状态记为钎焊+退火态.表1合金的化学成分Tab.1Chemicalcompositionsofthealloys(质量分数/%)合金SiFeZnTiAl7072铝合金0.250.351.150余量7072铝合金+0.15Ti0.250.351.150.15余量合金试样的显微组织通过JEM-2100F透射电镜(TEM)来表征.透射电镜试样的制备过程为:取铝箔试样机械磨制到50μm左右,然后用4%高氯酸甲醇双喷液进行双喷减薄.随后将减薄样品放入离子减薄仪中小角度减薄,用JEM-2100F透射电子显微镜观察试样的显微组织,并用EDXA对析出物进行区域能谱分析.拉伸试样的尺寸按GB/T228.1-2010标准加工而成.常温拉伸试验在Zwick万能拉伸试验机上进行,高温拉伸试验在三斯拉伸试验机上进行,高温拉伸温度为150℃和200℃.所有的拉伸速率均为1mm/min,每种合金重复做5组拉伸测试,最终结果取
平均值.最后用FEISIRION200场发射扫描电镜观察合金的拉伸断口形貌.电化学测试试样先经过乙醇超声波清洗,然后用蒸馏水冲洗干净.在CHI660C电化学工作站上测试时,采用三电极体系测量合金的Tafel极化曲线,电位的扫描速率为1mV/s,测试温度为25℃.试样作为工作电极,铂片作为对电极,参比电极为饱和甘汞电极(SCE).所用的电解液为0.5%NaCl溶液、3.5%NaCl溶液和1MNaCl+0.3MH2O2溶液.
2结果与分析
2.1合金微观组织
图1和图2为模拟钎焊态7072铝合金和7072铝合金+0.15Ti的TEM组织形貌.如
图1(a)所示,7072铝合金中晶界清晰(晶粒内部部分位错,是制样过程磨样所致),晶粒形状不规则,为多边形,尺寸普遍在1~3μm之间.在7072铝合金中添加Ti元素以后,见图1(b).合金晶界仍然是清晰平直,内部缺陷较少,说明再结晶过程
2第1期冯静,等:Ti元素对7072铝合金显微组织与性能的影响完全,但合金的晶粒尺寸略有变大的趋势,尺寸约为4μm.比较图2(a)和图2(b)(图中阴影条纹是磨样过程中产生的位错)可以发现合金中添加Ti元素前后,合金的析出相形状没有明显变化,析出相仍然大多呈球形.两种合金的析出相密度略有不同.
图1钎焊态合金的晶粒Fig.1TEMimagesofthegrainsinsimulatedbrazingalloys
图2钎焊态合金中析出相的显微组织Fig.2TEMimagesofprecipitatesinthesimulatedbrazingalloys
析出相的EDXA分析结果表明,上述析出相为AlFeSi相(Al:71.89%的质量分数,Fe:25.46%的质量分数,Si:2.65%的质量分数)和AlFeSiTi相(Al:97.39%的质量分数,Fe:2.47%的质量分数,Si:0.11%的质量分数,Ti:0.03%的质量分数).由于Zn元素在铝中的溶解度为82.8%的质量分数,远远大于本文合金中Zn1.15%的质量分数,因此,Zn主要以固溶的形式存在于铝基体中,析出相中没有Zn元素,这与文献报道结果一致[8-9].含Ti合金析出相中Fe、Si元素的含量大为减少,说明这些元素已经很大程度地固溶到铝基体中.由于Ti元素的添加对Fe、Si原子在铝基体中的扩散行为具有强烈的抑制作
用,Fe、Si原子的迁移受到抑制,就以一种过饱和状态固溶在铝基体中,没有原子的扩散,就不能有效地形核,长大过程也就受到阻碍,所以Ti元素的添加影响了析出相的析出.2.2合金的力学性能
2.2.1常温拉伸力学性能