电磁搅拌参数对半固态AZ91D镁合金组织的影响

利用自制的电磁搅拌装置和淬火技术,主要研究了电磁搅拌频率为50Hz下的搅拌参数对连续冷却条件下AZ91D镁合金组织的影响规律.在本试验条件下,当电磁搅拌频率小于50 Hz时,随着电磁搅拌频率的升高,半固态AZ91D镁合金浆料或坯料组织中的球状初生α-Mg越来越多,其形态更加圆整、分布更趋均匀;当电磁搅拌频率达到或高于50 Hz时,半固态AZ91D镁合金浆料或坯料的组织比较理想.当电磁搅拌功率增大时,半固态AZ91D镁合金熔体中的蔷薇状初生α-Mg会受到更加强烈的附加温度起伏,促使蔷薇状初生α-Mg枝晶臂根部的熔断,形成越来越多的球状初生α-Mg,而且初生α-Mg越来越圆整.在电磁搅拌制备半固态AZ91D镁合金浆料或坯料时,较低的冷却速率有利获得较理想的半固态组织.     

电磁搅拌参数对半固态AZ91D镁合金组织的影响

利用自制的电磁搅拌装置和淬火技术,主要研究了电磁搅拌频率为50Hz下的搅拌参数对连续冷却条件下AZ91D镁合金组织的影响规律.在该试验条件下,当电磁搅拌频率小于50Hz时,随着电磁搅拌频率的升高,半固态AZ91D镁合金浆料或坯料组织中的球状初生α-Mg越来越多,其形态更加圆整,分布更趋均匀;当电磁搅拌频率达到或高于50Hz时,半固态AZ91D镁合金浆料或坯料的组织比较理想.当电磁搅拌功率增大时,半固态AZ91D镁合金熔体中的蔷薇状初生α-Mg会受到更加强烈的附加温度起伏,促使蔷薇状初生α-Mg枝晶臂根部的熔断,形成越来越多的球状初生α-Mg,而且初生α-Mg越来越圆整.在电磁搅拌制备半固态AZ91D镁合金浆料或坯料时,较低的冷却速率有利于获得较理想的半固态组织.     

电磁搅拌对镁合金AZ91D半固态组织的影响

研究了电磁搅拌强度和搅拌时间对镁合金AZ91D丰固态组织的影响.结果表明:提高搅拌强度和延长搅拌时间均有利于非枝晶组织的形成.电磁搅拌使初生α-Mg由枝晶状变为球状,是由于搅动引起熔体内热量和物质的快速混合,使熔体内各处的温度和成分均匀,不仅使已生成的树枝晶沿根部熔断分离,而且消除了枝晶生长的条件,无论是熔断的枝晶碎块还是新生成的晶核均生长成球状或近球状.     

电磁搅拌下半固态AZ91D镁合金的组织形成

利用电磁搅拌装置、合金熔体淬火方法和EBSD位相显微分析技术,在不同的搅拌功率下,研究了电磁搅拌对半固态AZ91D镁合金微观组织的作用.结果表明,在电磁搅拌条件下凝固,AZ91D镁合金组织中的初生α-Mg得到明显细化,初生α-Mg转变为细小的蔷薇状或球状,EBSD检测表明这些球状初生α-Mg晶粒在空间上大多属于不同的晶粒;电磁搅拌功率是重要的制备参数,搅拌功率越大,半固态AZ91D镁合金组织中的蔷薇状初生α-Mg越少,而球状初生α-Mg越多,晶粒也越细小;在电磁搅拌条件下,AZ91D镁合金熔体的激烈流动导致了较为均匀的温度场和溶质场,也导致了更加剧烈的温度起伏,这些现象导致了半固态AZ91D镁合金组织的形成.     

半固态流变铸造镁合金浆料的组织特征

采用自制的镁合金半固态成形机组,研究半固态浆料的微观组织特征.结果表明,浆料的铜模激冷凝固得到的微观组织既不同于半固态压铸成形之后得到的近球状组织,也不同于镁合金液态压铸的细小枝晶组织,他是一种玫瑰状组织.压铸过程中对浆料的二次搅拌剪切作用可以促进近球状非枝晶组织的形成.     

T10碳素工具钢半固态组织制备及电磁搅拌对组织的影响

利用自制设备制备了T10碳素工具钢半固态试样，研究了不同的电磁搅拌工艺条件对T10碳素工具钢半固态组织的影响。结果表明，电磁搅拌可以改变T10碳素工具钢的凝固组织，随着搅拌功率的增加，搅拌时间的延长，T10碳素工具钢凝固组织中的初生相由树枝晶逐渐退化为等轴晶；电磁搅拌功率较小时，初生奥氏体首先以树枝晶方式生长，在搅拌过程中这些枝晶相互碰撞、缠绕、弯曲，最终折断或熔断；电磁搅拌功率较大时初生相只能长成短枝晶或等轴晶。     

60Si2Mn弹簧钢电磁搅拌的试验研究

研究了60Si2Mn弹簧钢半固态电磁搅拌工艺和凝固过程,分析电磁搅拌对60Si2Mn弹簧钢凝固组织的影响规律。结果表明:电磁搅拌可以消除60Si2Mn弹簧钢的凝固组织中发达的柱状枝晶层,随着电磁搅拌的功率的增加,60Si2Mn弹簧钢凝固组织从枝晶或短枝晶向等轴晶转变,随着搅拌时间增加,60Si2Mn弹簧钢凝固组织更为圆整。制备合格的60Si2Mn弹簧钢半固态流变浆料的工艺参数:搅拌功率应不低于8.5 kW,搅拌时间应不少于5 min,连续搅拌终止温度应不高于1 460℃。理论分析认为:在60Si2Mn弹簧钢凝固过程中进行电磁搅拌,引起熔体的强烈流动,使液相区的温度场和溶质含量趋于均匀,晶核数量增加,并减慢了奥氏体的一次臂生长速度,最后发展成细小的等轴晶的凝固组织。     

半固态合金流变成形技术的研究进展

半固态合金组织的形成有两种不同的途径：枝晶球化和球形组织直接生长.经过30多年的发展,半固态合金流变成形又成为目前的研究重点.论述了双螺旋机械搅拌式流变射铸工艺、New Rheocast Processing、Semi Solid Rehocasting、低过热度浇注和弱电磁搅拌式流变铸造、Continuous Rheoconversion Process的工艺特点和核心思想,分析了其发展前景.     

铝合金半固态浆料制备工艺参数的研究

通过研究半固态等温搅拌,探讨了不同的搅拌电流和搅拌频率对半固态浆料组织的影响,分析了枝晶断裂程度和断裂部分晶粒尺寸的变化规律,得到了合理的搅拌参数.通过试样金相对比,结果表明,与未经电磁搅拌的半固态浆料相比,经电磁搅拌的浆料初生晶粒更细小、圆整及均匀.电磁搅拌制备的浆料压铸所得的试样力学性能明显优于普通液态压铸试样的力学性能.     

基于半固态等温热处理工艺制备镁合金非枝晶组织坯料的研究进展

镁合金半固态铸造成形技术作为镁合金研究开发的重要内容之一,其开发成功的一个关键问题是半固态非枝晶组织坯料的制备。半固态等温热处理作为一种比较有发展前途的镁合金非枝晶组织坯料制备方法,对其展开研究将有助于丰富镁合金的半固态形成理论和加速该技术在镁合金上的工业化应用。在半固态等温热处理制备镁合金非枝晶组织坯料已取得研究成果的基础上,回顾了半固态等温热处理工艺对镁合金非枝晶组织形成的影响,分析了半固态等温热处理过程中镁合金非枝晶组织的形成机理,指出了该技术目前还存在的问题,并展望了今后的发展方向。     

超声处理半固态AZ91D组织分布规律研究

研究镁合金AZ91D在半固态下经超声处理后其微观组织的分布规律,进而研究半固态浆料形成细晶和非枝晶组织的机理。在不同的超声功率下,取一定的超声引入温度和超声持续时间,将镁合金AZ91D熔体试样在半固态状态下进行超声处理,获得了试样不同位置处的半固态微观组织。结果表明,在同一超声功率下,超声处理试样的不同位置所引起的晶粒形态和大小有很大差别,在不同功率下,相同取样位置的微观组织也有很大不同。     

Microstructures of AZ91D alloy solidified during electromagnetic stirring

With the help of an electromagnetic stirring device self-made and alloy melt quenching technology, the effect of electromagnetic stirring parameters on the microstructures of semi-solid AZ91D alloy was mainly studied at the stirring frequency of 200 Hz. The experimental results show that when the stirring power rises, the primary α-Mg rosettes in the semi-solid melt will bear stronger man-made temperature fluctuation and the root remehing effect of the dendritic arms is promoted so that the spherical primary α-Mg grains become much more and rounder. If the stirring frequency is 200 Hz, the ideal semi-solid microstructure of AZ91D magnesium alloy can be obtained when the stirring power is increased to 6.0 kW. If the stirring frequency is 200 Hz and the stirring power is 6.0 kW, it is found that the lower cooling rate is favorable for the spherical primary α-Mg grains to be developed during the electromagnetic stirring stage. If the AZ91D magnesium alloy billet prepared during electromagnetic stirring at the stirring frequency of 200 Hz and the stirring power of 6.0 kW is reheated to the solidus and liquidus temperature region,the primary α-Mg grain‘s shape will get more spherical, so it is very advantageous to the semi-solid thixoforming process     

添加0.5%富铈混合稀土AZ91D镁合金半固态组织的形成

半固态浆料的固相颗粒尺寸、形态和分布主要取决于熔化过程中液相的形成与演化过程。采用添加0.5%富铈混合稀土来改善AZ91D镁合金的铸态组织,研究在半固态等温热处理中的组织演变以及非枝晶组织制备与控制的机理。结果表明:稀土合金化处理可促进初生相在等温热处理过程中由枝晶向粒状晶的转变,可获得更加细小、均匀的球状固相颗粒,并且其粗化速度较慢。半固态等温热处理过程中,整个系统处于熔化和结晶的动态平衡,铸态组织中枝晶根部高溶质浓度区或系统的温度、浓度起伏是固相颗粒内液相形成的内在和外在条件。     

Application of cyclic upsetting-extrusion to semi-solid processing of AZ91D magnesium alloy

The microstructural evolution of AZ91D magnesium alloy prepared by means of the cyclic upsetting-extrusion and partial remelting was investigated. The effects of remelting temperature and holding time on microstructure of semi-solid AZ91D magnesium alloy were studied. Furthermore, tensile properties of thixoextruded AZ91D magnesium alloy components were determined. The results show that the cyclic upsetting-extrusion followed by partial remelting is effective in producing semi-solid AZ91D magnesium alloy for thixoforming. During the partial remelting, with the increase of remelting temperature and holding time, the solid grain size increases and the degree of spheroidization tends to be improved. The tensile mechanical properties of thixoextruded AZ91D magnesium alloy components produced by cyclic upsetting-extrusion and partial remelting are better than those of the same alloy produced by casting.     

流变压铸成形镁合金AZ91D的显微组织与性能

采用双螺杆机械搅拌法制备半固态镁合金浆料,对比研究了液态压铸与半固态流变压铸成形镁合金AZ91D的组织与性能,探讨了半固态成形镁合金铸件的热处理强化机制.试验结果表明,流变压铸成形铸件与液态压铸成形铸件在铸态时的力学性能相当;由于半固态成形减轻了铸件内部气孔、偏析等铸造缺陷,因而T4和T6热处理均明显地提高了半固态成形镁合金铸件的力学性能.研究还得出,液态压铸成形镁合金铸件经过固溶处理之后,其抗拉强度和伸长率也有所提高,但是,时效处理明显地恶化了铸件的力学性能.     

Microstructural evolution and tensile mechanical properties of thixoformed AZ91D magnesium alloy with the addition of yttrium

The microstructure evolution of AZ91D magnesium alloy in the semi-solid state has been proposed or reported in previous literature. However, no detailed investigation has been conducted regarding the relationship between the microstructure and tensile mechanical properties of the thixoformed AZ91D magnesium alloy. In this paper, the microstructure of AZ91D alloy with the addition of yttrium was produced by the semi-solid thermal transformation (SSTT) route and the strain-induced melt activation (SIMA) route, respectively. Isothermal holding experiments investigated grain coarsening and the degree of spheroidization as a function of holding time in the semi-solid state. The SSTT route and the SIMA route were used to obtain the semi-solid feedstock for thixoforming. The results show that solid particles of the SSTT alloy are spheroidized to some extent but the previous irregular shape is still obvious in some of them. While the SIMA alloy exhibits ideal, fine microstructure, in which completely spheroidized solid particles contain little entrapped liquid. The microstructure of the SSTT alloy is less spheroidized compared with the SIMA alloy under the similar isothermal holding condition. As the holding time increases, the mean solid particle size of the SSTT alloy decreases initially, then increases, while the mean solid particle size of the SIMA alloy increases monotonously at 560 °C. Compared with the SSTT alloy, the SIMA alloy obtains finer grains under the similar isothermal holding condition. The mechanical properties of the thixoformed AZ91D alloy with the addition of yttrium produced by the SIMA route are better than those of the thixoformed alloy produced by the SSTT route. The ultimate tensile strength, yield strength and elongation for the thixoformed alloy produced by the SIMA route are 303.1 MPa, 147.6 MPa and 13.27%, respectively. The tensile properties for the AZ91D alloy with the addition of yttrium thixoformed from starting material produced by the SIMA route are better than those of the AZ91D alloy with the addition of yttrium thixoformed from starting material produced by the SSTT route.     

连续冷却条件下半固态AZ91D镁合金组织及流变特性

在自行设计的Couette型同轴双桶流变仪上对半固态AZ91D镁合金浆料的流变性能以及组织进行了研究。结果表明，连续冷却条件下，连续搅拌半固态AZ91D镁合金浆料的表面粘度随固相分数的增大先缓慢而后迅速增大。此外，冷却速率和剪切速率也都显著影响半固态AZ91D镁合金浆料的表面粘度，降低冷却速率和增大剪切速率，都将导致表观粘度下降，显微组织观察表明，降低冷却速率和增大剪切速率都有利于固相颗粒形态向非枝晶形态转变，从而导致表观粘度的降低。     

半固态铸轧AZ91D镁合金板带的再加工组织性能

实验研究了半固态铸轧成形技术制备的AZ91D镁合金板带的再加工组织性能及特点。半固态铸轧实验是在自制的试验机上进行的,得到半固态铸轧AZ91D镁合金板带之后,分别进行冷轧、热轧和冲杯实验,加工后取样观察显微组织。实验结果表明,半固态铸轧的AZ91D镁合金板带材具有较好的加工性,最大冷变形可达到28%,热变形可达到47%。观察组织可见,横断面、纵断面固相颗粒在轧制作用下都有所变形,纵断面的变形更为严重,说明组织沿轧制方向塑性变形较大。     

脉冲电场下制备AZ91D镁合金部分重熔过程的组织演变

研究利用低压脉冲电场技术制备的AZ91D镁合金在部分重熔过程中的组织演变,考察加热温度和保温时间对不同脉冲电压制备的AZ91D合金初生相形态和尺寸的影响。结果表明:经低压脉冲电场处理后,将AZ91D镁合金进行部分重熔可得到非枝晶的半固态合金,随坯料制备的脉冲电压增加,重熔时初生相变得圆整且尺寸减小,但制备坯料的脉冲电压过高,重熔时初生相尺寸有所增加;脉冲电场处理后的AZ91D镁合金坯料经适当的部分重熔处理可获得具备触变过程所需要的组织状态。     

AZ91D镁合金半固态浆料制备的研究

采用AZ91D镁合金为试验原料，用自行研制的新型半固态浆料设备及直接流变成形装置为试验设备，研究不同温度、剪切速率下半固态组织的变化规律，并与常规铸造组织相比较。研究表明：适量提高剪切速率或降低温度，半固态组织的固相颗粒会变得细小、均匀和圆整。同时，对新型装置制备半固态组织的机理进行了研究。