A2017半固态合金二次加热工艺及组织演化机制

相同加热温度条件下,随着保温时间的延长,晶粒逐渐长大和球化,液相分数增加;提高二次加热温度,晶粒长大和球化速度加快.在620～625℃加热,保温40～60min,可获得由均匀球形晶粒悬浮于液相组成的半固态组织,晶粒大小为70～90μm,液相率为40%～45%.而常规铸造枝晶A2017合金坯料二次加热后仍然保留粗大的枝晶网络结构.半固态合金锭坯二次加热初期晶粒的熔合合并是晶粒长大的主要方式,相界面能的升高和相界面表面张力是组织演化的主要驱动力.     

新型倾斜板技术制备A2017半固态合金

采用新型的波浪型倾斜板技术,对制备半固态A2017合金进行了研究.熔融的合金在倾斜的波浪型冷却板表面非均匀形核,并在流动与碰撞剪切的条件下生长,逐渐从粗大的等轴晶网络演化为细小的近球形晶.通过试验发现,在浇注温度为720 ℃、倾角为45°的条件下,选用长度为400～500 mm有间隔波浪的室温倾斜板可获得细小均匀的合金组织.坯料在二次加热温度为625 ℃、保温时间为60 min的条件下,球化理想,适合于触变成形.     

小热变形半固态A2017合金的二次加热组织与半固态轧制

对单辊搅拌技术制得的A2017半固态材料小热变形后二次加热时的组织演化进行了研究。小热变形后的半固态材料加热到半固态区后可获得细小的球形组织；在加热过程中，由于位错能与界面能的存在以及溶质的扩散使合金发生块状化、再结晶、熔断球化3阶段变化；小变形促进该过程的进行；由于细小球形组织成形性能好、半固态轧材的断裂强度提高了75MPa，延伸率提高了16％。     

SCR技术制备A2017合金半固态材料组织演化

采用SCR(shearing-cooling-roll)技术制备了A2017半固态合金, 对合金液在不同温度下进行浇注, 且对辊-靴型腔中合金组织的演化过程进行了跟踪, 分析了SCR过程中凝固形核的热力学条件以及层流剪切特性.结果表明: 随着合金液浇注温度的降低, 坯料内部组织从粗大的枝晶或菊花晶转化为细小的近球形晶.合金液首先在轧辊和靴子表面结晶形核, 在液流冲击及剪切的作用下, 晶核从型壁上脱落进入残余液相形成游离晶; 随着辊-靴型腔内合金固相率的增加, 游离晶在以枝晶方式生长过程中受到层流剪切作用, 二次枝晶臂断裂破碎形成自由晶; 自由晶在层流剪切作用下进一步发生碰撞和摩擦, 最后逐渐趋于球形或椭球形.     

Pb-Bi包晶合金定向凝固微观组织演化

对Pb-(26,28,30,34)Bi(质量分数,%,下同)包晶合金进行平界面生长的低速定向凝固到枝晶状生长的高速定向凝固实验,研究了Pb-Bi包晶合金的微观组织形成及其演化。实验结果表明,在温度梯度G=30K/mm条件下,当凝固速度V=0.25μm/s时,初生α相和包晶β相均以平界面生长,凝固组织的演化过程为:单相初生α相→两相竞争组织→β单相。V=0.5μm/s时,定向凝固组织的演化过程为:单相初生α相→胞状α相+胞间包晶β相→α+β两相竞争组织→β单相。在G=20K/mm条件下,当凝固速度V=1μm/s时,初生α相以胞状领先生长,包晶β相则在胞状α间形核生长,并包裹住α胞。当凝固速度增加至V≥2μm/s时,初生α相由胞状转变为枝晶状,包晶β相则在枝晶间包围α枝晶。     

工艺参数对连续流变轧制成形Mg-3Sn-1Mn合金板材组织和力学性能的影响

开发了Mg-3Sn-1Mn合金板材倾斜板连续流变轧制成形工艺,并研究工艺参数对合金板材微观组织和力学性能的影响.结果表明:随着轧辊转速的增加,板材的初生晶粒平均直径增大;随着倾斜板振动频率增加,板材的初生晶粒平均直径先减小后增大,板材的抗拉强度和伸长率先增加后降低.随着浇注温度的升高,板材的初生晶粒平均直径逐渐增大,板材的抗拉强度和伸长率逐渐降低.当浇注温度为670℃、轧辊转速为52mm/s、倾斜板振动频率为60 Hz时,制备了组织性能较好的Mg-3 Sn-1Mn合金板材,其力学性能优于添加0.87％Ce(质量分数)的Mg-3Sn-1Mn合金热轧板材的力学性能.     

倾斜式冷却剪切流变对半固态合金组织的影响

倾斜式冷却剪切制备半固态合金过程中,合金组织逐渐由粗大的树枝晶向细小的球形晶演变,组织形成过程与枝晶的破碎以及整体爆发形核机制有关.倾角、冷却板长度、浇注温度、冷却板表面性质对合金组织具有很大的影响.倾斜式冷却剪切流变很好改善了1Cr18Ni9Ti不锈钢组织与常规铸造的Al-10Mg合金的羽毛晶组织.     

高强韧A357合金凝固组织及热处理工艺的研究

采用新砂型改善了合金的凝固组织，通过正交试验及单项热处理试验，考察了固溶处理参数及时效处理参数对合金力学性能的影响，提出了合金的最佳热处理工艺方案，使合金达到了高强高韧的目的     

搅拌条件下二元合金凝固组织的形态演化

采用SCN-5％Water（原子分数）透明模型合金和Sn-15％Pb（质量分数）合金对机械搅拌条件下凝固组织形态演化过程分别进行了实时动态观察和淬火金相组织分析．实验结果表明,在强烈机械搅拌作用下,两类实验合金在凝固过程中最早观察到的初生组织均为球晶组织．从实验上证实了通过适当的搅拌可直接获得球状晶组织;同时,在实验条件范围内,搅拌的进行还可促进球晶组织在相对较高温度下产生．根据凝固界面形态稳定性理论对球晶组织形成机制的分析表明：熔体中初生固相的旋转运动有利于提高液-固界面的稳定性,促进凝固组织保持球状稳定生长．     

深过冷BFe30-2合金凝固组织演化

用熔融玻璃净化与循环过热相结合的方法,研究了BFe30-2合金过冷熔体凝固组织的演化规律。研究表明:在过冷度39～203K的范围内,其凝固组织的形态有三次变化过程:第一次是在39～118K过冷度范围,随着过冷度的增加,凝固组织中枝晶明显细化且同时存在枝晶重熔形成的第一类粒状晶;第二次发生在118～174K过冷度范围,因枝晶熟化被抑制,形成的第一类粒状晶转变为高度细化的细枝晶;第三次发生在174～203K过冷度区间,组织因细枝晶再结晶转变为均匀的准球状晶粒。     

二次加热过程中半固态AZ31镁合金的显微组织演变

利用波浪形倾斜板振动技术制备AZ31镁合金半固态坯料,获得较为理想的球形或近球形晶粒组织。结果表明:随二次加热温度的升高和保温时间的延长,半固态组织中的液相体积分数增大,固相逐渐长大并球化;AZ31镁合金580℃和610℃时二次加热组织均不适合半固态触变成形;适合触变成形的二次加热最优工艺为590℃保温40～60 min、或者600℃保温30 min;此条件下获得的平均晶粒直径为58～61μm,固相率为87%(体积分数)左右。晶格扩散机制对二次加热原子扩散起主导作用,是造成合金固相颗粒尺寸变化的根本原因;固液界面张力是造成颗粒形状球形或近球形变化的重要原因。     

Microstructure behavior and metal flow during continuously extending-extrusion forming of semisolid A2017 alloy

1 Introduction Semisolid metal forming process is a kind of near-net-shape technology and attracts attentions all over the world[1?4]. Most available semisolid processes involve several technical steps: manufacturing semisolid slurry, remelting of semisol…     

SCR工艺参数对A2017半固态合金组织的影响

采用自行设计的SCR实验机制备A2017半固态合金，研究了SCR工艺参数对A2017半固态合金组织的影响。实验结果表明，合金液浇注温度和轧辊冷却水流量共同影响辊靴间隙中半固态合金的固相率，降低浇注温度或者增大冷却水流量，辊靴间隙高固相率合金区间增长，晶粒尺寸变小；减小辊靴间隙或者提高轧辊转速提高合金层流剪切强度，利于枝晶破碎；增大出口半固态浆料冷却速率能有效抑制晶粒继续生长，保留其完整的非枝晶半固态组织。合金液浇注温度为760～780℃，辊靴间隙为4～6mm，轧辊冷却水流量200～300ml／s条件下，SCR技术可获得浆料状A2017半固态合金，凝固后坯料为均匀、细小的非枝晶等轴晶组织，晶粒大小在40～50μm之间，SCR技术是一种制备半固态加工坯料的理想方法。     

过共晶Al-Si合金快速凝固组织演变

以群体动力学模型为基础,在充分考虑合金的热物性参数、过饱和度以及第二相形核率变化的基础上,提出描述该合金快速凝固组织演变的数学模型,并结合A390合金进行计算。结果表明:随着雾化合金液滴尺寸的减小,平均冷却速度增加,而初生Si相长大时间减少,所析出初生Si相的尺寸及体积分数也不断减小;当粉末尺寸减小到某一临界值时,初生Si相消失,从而使不同尺寸粉末的微观组织发生很大的变化。计算结果与实验结果吻合较好,说明此提出的模型可以较好地预测过共晶Al-Si合金快速凝固组织的形成,从而为进一步研究高硅合金材料的组织演变奠定基础。     

Microstructure evolution of Cu-Pb monotectic alloys during directional solidification

1 Introduction Monotectic alloy is an important class of alloy whose binary phase diagram has a miscibility gap, in which the original single liquid will decompose into two distinct immiscible liquids within a few seconds. In the normal gravity field, a …     

Microstructure and texture evolution of AZ31 magnesium alloy during rolling

The production of magnesium alloy sheets normally involves several processing stages including hot rolling,cold rolling and intermediate annealing.The microstructure and texture evolution of AZ31 magnesium alloy sheets in different processing states were investigated by optical microscopy and X-ray diffraction technique.It is found that the microstructure of hot-rolled sheets is dominated by recrystallized equiaxed grains,while that of cold-rolled sheets is dominated by deformation twins.With final annea...     

大应变热轧过程中AZ31镁合金显微组织及织构的演变(英文)

在823 K下对工业用AZ31镁合金板材进行约70%压下量的单道次轧制实验。结果表明,细小的再结晶晶粒不仅分布在轧制板材的剪切带中,同时还存在于板材的表面。剪切带中再结晶晶粒尺寸在0.4~1μm之间。晶粒的显著细化主要来源于流变应力集中过程中所产生的动态再结晶。板材中部的织构为基面织构,织构强度在轧制变形前后未发生明显改变;然而,经过轧制后板材表面织构转变成双峰织构,基面沿板材横向发生倾转。双峰织构的相对强度为26.6,明显高于板材中部织构强度。变形应变的分配差异是板材内部不均匀再结晶及织构差异的主要原因。     

电磁搅拌法制备的半固态2A50合金的显微组织演变

分析搅拌电流和搅拌频率等工艺参数对电磁搅拌法(EMS)制备的2A50铝合金半固态坯料显微组织的影响,并研究不同工艺参数制备的2A50半固态坯料二次重熔后的显微组织演变过程。结果表明,随着搅拌电流及搅拌频率的增大,半固态2A50合金的显微组织由树枝晶转变为越来越细小均匀的近球状晶,且二次重熔后的球状晶粒也越来越圆整。搅拌参数为30 A和30 Hz时,二次重熔后的半固态2A50合金的球状晶粒平均尺寸约为80μm,形状因子约为0.76,进一步增加搅拌电流或者搅拌频率,显微组织没有明显的改善。二次重熔过程中半固态2A50合金平均晶粒尺寸随着保温时间的延长而逐渐增大,Ostwald粗化机制促进了晶粒的球化程度的增加。最终获得半固态2A50合金的晶粒粗化速率为547μm3·s-1。     

6016铝合金热变形实验模拟热轧显微组织演变(英文)

采用Gleeble-1500热模拟机研究6016铝合金单道次高温压缩变形时的显微组织演变。采用光学显微镜和透射电子显微镜分析合金在不同变形条件下的组织形貌特征。结果表明:在高温压缩变形时,该合金的变形激活能为270.257kJ/mol,硬化指数为8.5254;流变应力双曲正弦的自然对数值与温度补偿Zener-Hollomon参数自然对数值成线性关系;合金低温、低应变速率时的主要变形组织为动态回复组织,而高温变形时产生局部动态再结晶组织;该铝合金高温变形时的主要软化机制为动态回复,只有在高温、高应变速率下发生部分的动态再结晶;合金平均亚晶粒尺寸随温度补偿应变速率Zener-Hollomon参数的升高而减小。     

倾斜式冷却剪切技术制备Al-3%Mg半固态合金坯料

应用自行设计倾斜式冷却剪切实验装置,对制备Al-3%Mg半固态合金坯料进行研究,分析工艺条件对半固态合金组织的影响,以及半固态合金坯料的二次加热组织及最优二次加热工艺。结果表明,采用倾斜式冷却剪切技术可以制备具有良好组织的Al-3%Mg合金半固态坯料。获得了制备半固态Al-3%Mg合金坯料的最优工艺条件:浇注温度660~680℃;倾角40°~60°。在合理的二次加热工艺条件下,可获得优良的适于进行触变成形的半固态合金组织。二次加热的最优工艺条件为:加热温度620~630℃;保温时间90~120 min。