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铸造 2023年第5期72卷 545-548,549-552页

作者：李雪科钱伟涛孙克明葛素静霍臣明王吉王印勤河北新立中有色金属集团有限公司河北省轻金属合金材料技术创新中心河北省轻金属合金材料产业技术研究院河北保定071100 开平综合职业技术学校河北唐山063000

应用JMatPro软件、金相显微镜、高温拉伸试验机和扫描电镜研究了浇注温度和模具温度对al-si-cu-ni-mg合金凝固组织及高温拉伸性能的影响。结果表明:al-si-cu-ni-mg合金的凝固组织主要为α-al和共晶硅,合金中的强化析出相主要为δ-al_(3)... 详细信息

应用JMatPro软件、金相显微镜、高温拉伸试验机和扫描电镜研究了浇注温度和模具温度对al-si-cu-ni-mg合金凝固组织及高温拉伸性能的影响。结果表明:al-si-cu-ni-mg合金的凝固组织主要为α-al和共晶硅,合金中的强化析出相主要为δ-al_(3)cuni、Q-al_(5)cu_(2)mg_(8)si_(6)、γ-al_(7)cu_(4)ni、ε-al_(3)ni和mg_(2)si相;当控制浇注温度710℃,模具温度150℃时,al-si-cu-ni-mg合金中α-al晶粒、共晶硅、富ni相、Q相、mg_(2)si相尺寸最小,组织均匀程度和高温拉伸性能达到最佳。

关键词： al-si-cu-ni-mg合金浇注温度模具温度凝固组织高温拉伸性能

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al-si-xcu-yni-mg-zSc合金的组织与力学性能研究

Al-Si-xCu-yNi-Mg-zSc合金的组织与力学性能研究

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作者：马凯迪西安工业大学

学位级别：硕士

al-si-cu-ni-mg系合金是一种铸造耐热铝合金,具有密度小、比强度高、比刚度高的特点。这些特性使得其在许多工业应用中具有广泛的应用前景,如航空航天、汽车制造等。随着不同领域对材料性能要求的提高,铝合金所面临的挑战也在逐渐增加... 详细信息

al-si-cu-ni-mg系合金是一种铸造耐热铝合金,具有密度小、比强度高、比刚度高的特点。这些特性使得其在许多工业应用中具有广泛的应用前景,如航空航天、汽车制造等。随着不同领域对材料性能要求的提高,铝合金所面临的挑战也在逐渐增加。为了满足日益增长的需求,提升al-si-cu-ni-mg系合金的综合性能成为当前工程与材料领域亟需解决的问题之一。因此本文以al-12si-4cu-2.7ni-1mg为基体合金,向其添加0.1～0.4wt.%Sc元素,同时改变cu、ni比例,通过光学显微镜（OM）、扫描显微镜（SEM）、透射显微镜（TEM）等手段探究了Sc元素及cu、ni比例对其微观组织演变的影响,并通过原位追踪热暴露实验和力学性能测试,研究了不同合金的热稳定性、相变演化规律和断裂机理。主要结论如下:al-12si-4cu-2.7ni-1mg基体合金由α-al、si相、al3ni相、al3cu ni相及al5cu2mg8si6相组成。添加Sc元素后,δ-al3cu ni随Sc含量增加由共晶胞络状变为离异棒杆状,出现al si cu ni Sc相,且其尺寸和数量随Sc含量增加而增加。改变铜镍比例,设计出alloy2-0.4Sc、alloy 3-0.4Sc,使得al si cu ni Sc相形貌由片状变为共晶胞络状及棒杆状,同时al si cu ni Sc相尺寸随冷速增大而减小。al si cu ni Sc相在几种合金中均先于其他第二相凝固,al si cu ni Sc相凝固析出后,部分cu、ni原子又依附其表面生成δ-al3cu ni相。热暴露实验后发现,al si cu ni Sc相具有良好的热稳定性,几乎不发生形貌和成分的变化,在高温作用下主要发生的相变有:铝基体中cu原子扩散使ε-al3ni相转变为δ-al3cu ni相、δ-al3cu ni相中的cu原子及ni原子扩散,在δ-al3cu ni相表面形成颗粒状的γ-al7cu4ni相以及铝基体中的cu原子偏聚形成al2cu相。al-12si-4cu-2.7ni-1mg-z Sc合金的室温抗拉强度随Sc含量的增加,先升高后降低,在Sc含量为0.2wt.%时达到峰值314 MPa。室温抗拉强度变化主要和δ-al3cu ni相由共晶胞络状转变为棒杆状以及al si cu ni Sc相尺寸变化有关。al-12si-5.2cu-1ni-1mg-0.4Sc及al-12si-3.18cu-2.5ni-1mg-0.4Sc的室温抗拉强度均随冷速的减小而减小,而al-12si-3.18cu-2.5ni-1mg-0.4Sc的下降幅度远大于al-12si-5.2cu-1ni-1mg-0.4Sc,是因为细小的棒杆状al si cu ni Sc相起到弥散强化的作用,而al si cu ni Sc相的粗化不仅减少弥散强化的效果,还会在拉伸过程中严重割裂基体。对不同铜镍比合金进行350℃高温拉伸发现al-12si-3.18cu-2.5ni-1mg-0.4Sc的高温抗拉强度最优,是因为其al si cu ni Sc相呈细小、均匀分布。对al-12si-4cu-2.7ni-1mg-z Sc合金进行350℃/25MPa及350℃/28MPa的蠕变实验,其蠕变时间随Sc含量的增加先升高后降低,al-12si-4cu-2.7ni-1mg-z Sc合金的蠕变机制均为位错攀移。al-12si-5.2cu-1ni-1mg-0.4Sc的蠕变时间为26.5h,al-12si-3.18cu-2.5ni-1mg-0.4Sc的蠕变时间仅为11.1h,其性能恶化的原因是al si cu ni Sc相的粗化。

关键词： al-si-cu-ni-mg合金 Sc 热暴露微观组织力学性能

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