高铁含量铸造铝合金热/力耦合作用下的微观组织演变与导热机理
批准号:
52074131
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
张卫文
依托单位:
学科分类:
材料冶金加工
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
张卫文
中文摘要
开发高铁含量的高性能铸造铝合金对促进再生铝高效利用有着非常积极的作用。目前针对高铁含量铸造铝合金主要侧重于强韧化及其机理的分析,缺乏对这类合金导热性能和导热机理的深入研究。本项目以较高铁含量(Fe≥0.5%)的铸造Al-Si系和Al-Cu系合金为对象,研究合金在以高压(0.2-1.0GPa)、不同快冷(普通金属模、水冷铜模和液体淬火)、高能超声为主要特征的热/力耦合作用下的微观组织演变和导热机理。创新之处是明晰热/力耦合作用下微观组织演变对高铁含量铝合金导热性能的影响及其机理,揭示基于高压快冷、高压超声复合为主要特征的热/力耦合作用下不同形貌富铁相的形核和生长机制,为开发新型高压铸造成形工艺提供技术原型。本项目研究将为提升高铁含量铸造铝合金综合性能提供理论指导,促进再生铝的高效利用,同时丰富铝合金特种铸造条件下的凝固理论。
英文摘要
The development of high performance cast aluminum alloys with high iron contents is benefit to the utilization of aluminum scrap efficiently. So far, the main concern is focus on the strengthening and toughening mechanism of the iron-rich cast aluminum alloys and there is little concern on the thermal property and thermal conductivity mechanism. In this proposal, the microstructure evolution and thermal conductivity mechanism of Al-Si based and Al-Cu based alloys with high iron contents (more than 0.5%) will be investigated by high applied pressure (0.2-1.0 GPa), rapid cooling ( such as permanent mold cooling, coper mold with water cooling or liquid quench cooling) and ultrasonic processing. The novelty is revealing the effect of thermal-mechanical process on thermal property, the thermal conductivity mechanism and the nucleation and growth mechanism of iron-rich phases during thermal-mechanical process by combining high applied pressure and rapid cooling or high applied pressure and ultrasonic treatment. Another novelty lies in offering a technical porotype for casting technology combined high pressure and rapid cooling. The results in the project are helpful for the development of novel high performance cast aluminum alloys with high iron contents and the promotion of high efficient utilization of recycling aluminum. It is also available for the development of solidification theory.
随着环境保护和能源应用的法规越来越严格,加强废铝的回收利用成了铝工业发展的重要方向。本项目顺应铝工业绿色低碳发展的需求,旨在降低铝合金生产成本,实现回收铝的高效利用。. 项目的主要研究内容是以高铁含量铝合金为对象,探究热/力耦合复合场及工艺参数对合金微观组织演变、力学和导热性能的影响。通过本项目研究,分析了复合场耦合作用高铁含量铝合金的微观组织和力学性能;揭示了热/力耦合作用下铸态和热处理态合金的热导率及其变化规律,富铁相与其他第二相和缺陷之间相互作用下的导热机理;揭示了热/力耦合与Al-5Ti-1B改性共同作用下铝合金合金中富铁相的形核机制;系统研究了B,Mn以及Mn/B复合变质对Al-Si-Fe合金组织和力学性能的影响,并利用第一性原理和同步辐射原位凝固技术阐明了变质机制。. 项目的重要结果是:发现通过复合场耦合作用可以抑制粗大富铁相的形成,改善合金塑性;施加压力和淬火处理在提升合金力学性能的基础上不造成合金导热性能的明显降低;Al-5Ti-1B的添加导致合金凝固过程中的成核过冷度显着降低,并增加了富铁相的生长速率;B对初生富铁相的生长具有显著的抑制作用,Mn/B复合变质使富铁相粒径分布更加均匀,平均粒径大大减小。本项目发表期刊论文31篇,其中SCI收录23篇。授权发明专利2项。培养研究生8名,其中博士生2名(含毕业博士1名),硕士生6名(含毕业硕士2名)。获中国有色金属工业科学技术进步二等奖1项目。. 本项目研究丰富了铝合金特种铸造条件下的凝固理论,特别是为开发高导热铝合金新材料,探索基于再生铝的高性能铝合金新材料提供一条新途径,有利于实现铝合金废料的高效回收利用,从而适应节能环保和绿色铸造的发展趋势。
免热处理再生铝合金中微量元素的调控及其作用机理
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批准号:--
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项目类别:省市级项目
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资助金额:15.0万元
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批准年份:2024
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负责人:张卫文
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依托单位:
压力和超声波作用下铝合金中富铁相的形成特点及其对合金力学性能的影响
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批准号:51374110
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项目类别:面上项目
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资助金额:80.0万元
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批准年份:2013
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负责人:张卫文
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依托单位:
梯度复合铝锂/镁合金的连续铸造成形及其凝固行为研究
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批准号:50575076
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项目类别:面上项目
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资助金额:27.0万元
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批准年份:2005
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负责人:张卫文
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依托单位:
制备梯度材料的连续铸造技术及其凝固过程数值模拟
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批准号:59905007
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:14.0万元
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批准年份:1999
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负责人:张卫文
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依托单位:
国内基金
海外基金