均匀化时间对2024铝合金组织及性能的影响

通过显微组织观察、电导率及力学性能测试,研究了不同均匀化时间对2024铝合金组织与性能的影响。结果表明:合金铸锭中存在大量非平衡共晶相,晶粒分布不均匀,出现较多的发达枝晶。经495℃×28 h均匀化处理后,非平衡共晶组织基本消失,枝晶偏析消除,弥散相较细小且分布均匀,电导率、维氏硬度和抗拉强度分别为36.66%IACS、143.5 HV和367.5 MPa,较铸态分别提高了22.4%、48.2%和35.6%。     

冷速对Al-4.29Cu-1.09Mg合金凝固组织的影响

选取Al-4.29Cu-1.09Mg合金,采用石墨型、砂型、保温材料等3种铸型进行了凝固试验,采用扫描电镜、能谱分析等手段研究了不同冷速铸锭的凝固相组成与形貌、硬度、二次枝晶间距等。结果表明,随着冷却速率的提高,合金凝固组织的二次枝晶臂间距明显减小,硬度增大。在二次枝晶臂尺度范围内,砂型铸锭中Cu和Mg元素出现了明显的微观偏析,枝晶臂边缘成分明显高于枝晶臂中心,并发现Cu元素的偏析程度要大于Mg。     

高温合金Inconel718、Inconel706和Inconel706M电渣重熔组织均匀性

对比研究了高温合金Inconel 718、Inconel 706和Inconel 706M电渣重熔铸锭的枝晶组织和析出相差异。结果表明,在3种高温合金中,718铸锭中心区域的枝晶间距与边缘区域的差值最小,并且主要偏析元素Nb和Ti在铸锭中心的偏析率与边缘的差异也最小,718铸锭的宏观组织均匀性最好;706M铸锭中心与边缘的枝晶间距差值最大,且铸锭中心的Nb元素偏析率与边缘的差异达到0.91%,铸锭宏观组织均匀性最差。718铸锭枝晶间易富集正偏析元素Nb和Mo,最高含量分别达到6.82%和3.01%;706、706M铸锭枝晶间最高Nb含量均低于4%,Ti元素含量最高均达到2%以上,同时706及706M铸锭组织中Nb的偏析率依然很大。706铸锭组织中Laves相最多,中心位置Laves相含量达到3.9%,边缘含量降低超过2%,分布不均匀;706M铸锭组织中Laves相最少,中心及边缘含量均低于2%,含量分布比较均匀。与718和706相比,706M铸锭中心区域的碳氮化物平均长度与边缘的差异最大,且组织中存在更少的针状相。     

2219大规格铸锭成分偏析行为及多向锻-固溶时效热处理对铸锭组织和性能的影响

采用超声半连续铸造方法制备了d 1250mm大规格2219铝合金铸锭,并通过光谱仪、OM、SEM、拉伸试验等手段研究了大铸锭成分偏析现象及多向锻-固溶时效热处理对铸锭组织和性能的影响。结果表明,沿铸锭径向方向合金的凝固冷却速度波动较大,导致主合金元素产生严重的宏观偏析,从而促使中心部非平衡结晶相Al2Cu数量较多且枝晶粗大,愈往边部非平衡结晶相数量逐渐减少,枝晶也呈减薄趋势。经多级均匀化和多向锻-固溶时效热处理后,(2/3~5/6)半径处综合性能最优,轴向和径向性能基本一致,强度分别为420 MPa、323 MPa,伸长率为8.7%,切向强度分别为448 MPa、343 MPa,伸长率为11.0%。从边部到中心部,2219合金的拉伸断裂由韧性断裂为主逐渐过渡到以脆性断裂为主。可见,由于凝固速度造成的大铸锭的偏析现象可以通过多向锻-固溶时效热处理手段加以改善。     

熔速对IN718合金真空自耗铸锭组织的影响

以IN718合金#x03D5;508 mm真空自耗铸锭为研究对象,采用光学显微镜和扫描电镜等研究了低、中和高3种熔速下其低倍、高倍的组织特征。结果表明:不同熔速铸锭两侧枝晶生长方式基本相同,边缘均是细密的柱状枝晶;随着熔速升高熔池明显加深,铸锭两侧对称性变差,柱状晶生长方向与轴向的角度增大,铸锭中心部位组织由柱状晶向等轴晶转化;随熔速升高铸锭中心和R/2部位的二次枝晶间距略有增大,中心部位二次枝晶间距稍大于R/2部位;高熔速的中心和R/2部位二次枝晶干变得粗大,甚至出现互相熔合的现象;不同熔速对铸锭中Laves相析出数量影响不大;而在同一熔速下铸锭Laves相析出数量中心部位多于R/2部位,明显高于边缘部位。     

电磁搅拌对Cu-Fe合金铸锭凝固组织和性能的影响

研究了电磁搅拌对Cu-10Fe合金铸锭的晶粒度、Fe枝晶、宏观偏析和性能的影响。结果表明,电磁搅拌可以进一步细化Cu-10Fe合金的晶粒度,并降低了其凝固时的过冷度,使合金在进入亚稳液态组元不混溶温度区域前形核生长成树枝晶Fe相,有效避免了球团状Fe相的生成;在搅拌电流为300 A时,枝晶Fe相被打碎,先凝固的Fe相在剧烈旋转搅拌的离心力作用下向铸锭的边部移动,造成显著的宏观偏析;电磁搅拌对Cu-10Fe合金铸锭的电导率没有显著的影响,但由于电磁搅拌对铸态Fe枝晶的破碎细化作用,对其力学性能有着显著的强化作用。但电磁搅拌电流不宜过大,在150 A时就可达到提高铸锭品质的目的。     

FGH95合金铸锭均匀化处理工艺研究

采用热处理和等温压缩两种工艺对FGH95合金铸锭的均匀化处理进行了研究,分析了FGH95合金铸锭均匀化处理前后的枝晶组织变化及微区成分变化。结果表明:FGH95合金铸锭存在严重的枝晶偏析,经1170℃×20h均匀化处理或在1150℃等温压缩70%后,合金铸锭的组织和成分达到均匀化,铸锭内的枝晶偏析得以消除,并且1150℃等温压缩70%工艺比1170℃×20h工艺所得的组织更加细小,晶粒平均尺寸约为85.28μm。     

低频电磁场对半连续铸造Al-Mg-Si-Cu合金显微组织的影响

采用低频电磁场半连续铸造工艺制备Al-Mg-Si-Cu铝合金铸锭,研究了低频电磁场对Al-Mg-Si-Cu铝合金铸锭组织的影响。结果表明,施加低频电磁场可以细化Al-Mg-Si-Cu铝合金铸锭的晶粒组织,减轻晶内元素的偏析程度。与常规半连续铸造相比,施加频率为20 Hz、电流为120 A的交变电磁场后,铸锭中的等轴晶组织增多,枝晶状组织减少,晶粒尺寸变得更加细小,铸锭边部和中心平均晶粒尺寸由常规半连续铸造的170和259μm分别降至133和187μm,同时有利于提高溶质元素在晶内的分布,很大程度上减轻了溶质元素的偏析。此外,低频电磁场的电磁振荡使得液穴内部温度场和流动场更趋均匀,溶质元素分配系数增大,结晶区间变小,抑制了树枝晶的生长,促进了Al-Mg-Si-Cu合金半连续铸锭中非枝晶组织的形成和溶质元素的强制固溶,并且抑制了溶质元素的偏析。     

Ti50Ni47Fe3合金的铸态及均匀化热处理显微组织

采用真空感应法熔炼制备了Ti50 Ni47 Fe3合金铸锭,对合金铸锭进行了均匀化热处理,运用金相显微镜,XRD,带有EDS的SEM等手段进行显微组织分析.结果表明,Ti50 Ni47 Fe3合金的铸态显微组织由内到外依次呈不规则胞状、柱状和细长等轴状,主要原因为冷却速度不同导致合金的晶粒形核和长大存在差异.均匀化热处理一定程度上能消除枝晶偏析,1000℃下均匀化12 h后,合金枝晶偏析和析出相显著减少.     

FGH95合金铸锭均匀化处理工艺研究

采用热处理和等温压缩两种工艺对FGH95合金铸锭的均匀化处理进行了研究,分析了FGH95合金铸锭均匀化处理前后的枝晶组织变化及微区成分变化.结果表明FGH95合金铸锭存在严重的枝晶偏析,经1 170℃×20h均匀化处理或在1 150℃等温压缩70%后,合金铸锭的组织和成分达到均匀化,铸锭内的枝晶偏析得以消除,并且1 150℃等温压缩70%工艺比1170℃×20h工艺所得的组织更加细小,晶粒平均尺寸约为85.28μm.     

合金成分对2D70铝合金组织和性能的影响

利用半连续铸造技术得到不同合金成分的2D70铸锭。通过金相和扫描电镜显微分析、硬度测试、电导率测定等检测手段,研究了合金成分对其铸态组织和性能的影响规律。研究结果表明:随着合金中Cu、Mg和Fe、Ni含量的增加,合金相组成没有明显变化,而Al9Fe Ni相由小块状、短杆变成长条状分布于枝晶内和晶界;合金的晶粒尺寸随合金成分的增加而增大,但总体变化不大。三种合金由心部到边部硬度存在高低起伏,即铸造过程中存在宏观偏析。随着Cu、Mg和Fe、Ni含量的增加,合金硬度升高,电导率降低。     

难变形高温合金GH4175铸态组织及均匀化工艺

采用热力学计算、光学显微镜、扫描电镜和能谱分析等方法对GH4175合金铸锭进行显微组织、析出相和元素偏析情况分析,并研究了均匀化处理过程中合金组织演变和元素再分配的变化规律.结果 表明:GH4175合金铸锭枝晶偏析严重,Nb、Mo、Ti元素偏聚于枝晶间,Nb元素的偏析最为严重,主要析出相为γ'相、M23C6、MC、Laves相及针状8相.合金铸锭在1150℃时出现低熔点相熔化现象,在1200℃时出现枝晶初熔.合金铸锭均匀化应采用低温预处理加高温扩散的两段式,经1140℃×10 h+1190℃×30 h均匀化处理后,合金中的有害低熔点相回溶,枝晶偏析基本消除,是比较合理的均匀化工艺.     

轧制工艺对AZ31镁合金组织与性能的影响

采用显微组织分析、硬度测试、拉伸测试等手段,研究了轧制工艺对AZ31镁合金组织和力学性能的影响。结果表明:合金铸态组织有严重偏析现象,经大应变热轧后其偏析现象得到改善,组织中出现大量再结晶晶粒和较少孪晶组织。合金在300℃下轧制时,其抗拉强度达到最大为328.33 MPa;而在350℃轧制时,其伸长率达到最大为9.33%。大应变轧制变形使得板材的晶粒得到明显细化,成形板材质量良好。     

壁厚对某Ni3Al基高温合金铸件的微观组织及性能影响研究

通过设计不同壁厚薄板铸件，研究了不同壁厚对Ni₃Al基高温合金铸件组织和性能的影响。随着壁厚的增加，合金的二次枝晶臂随之增加。从元素分布上看，壁厚的增加会降低合金中Hf、Cr和Mo元素的偏析程度，促进Ti元素向枝晶间的偏析以及Al元素向枝晶干偏析，W元素的偏析程度则总体下降。从力学性能上看，壁厚增加会导致合金的拉伸强度和拉伸塑性显著增加。     

锌铝合金热型连铸定向凝固的组织和性能

热型连铸锌铝合金线材定向凝固实验研究结果表明 :热型连铸锌铝合金线材显微组织为定向生长的平行柱状枝晶。共晶合金ZA5共晶的枝晶都由多层片状β和η两相构成 ,过共晶合金的组织为先共晶相枝晶和枝晶间共晶 ,与普通铸造材料相比 ,抗拉强度和硬度显著提高 ,但伸长率有所下降。从ZA5到ZA12、ZA2 2和ZA2 7,强度依次递升 ,其中ZA2 7的综合力学性能最佳。退火可使枝晶偏析减少 ,虽然强度略有降低 ,但塑性可得到改善     

电解原铝液DC铸造6×××系铝合金铸锭的枝晶组织

采用金相分析方法研究了电解原铝液直接合金化、DC铸造6063、6N01及6061铝合金Φ200 mm铸锭的显微组织尤其是枝晶分布规律。结果表明:3种合金铸态组织均呈明显的树枝晶状,存在严重的枝晶偏析,其枝晶直径及枝晶臂间距从铸锭心部向铸锭表面逐渐细化;3种合金铸锭的枝晶臂间距及枝晶直径随合金铸锭中合金元素含量增加呈现出逐渐粗化的趋势,即合金元素总质量分数最低为1.141%的6063铝合金铸锭枝晶直径及枝晶臂间距最细小,而合金元素总质量分数最高为2.05%的6061铝合金铸锭枝晶直径及枝晶臂间距最大。     

GH4169合金铸态组织特征及均匀化处理工艺

通过CLSM、OM和SEM等测试方式,研究了GH4169合金铸态组织和均匀化热处理工艺对晶粒尺寸、析出相、氧化层厚度以及溶质元素均匀性的影响。研究表明,铸态组织枝晶间存在Laves相、δ相、γ′相和MC碳化物等析出相,主要偏析元素Nb在铸锭中心偏析最严重;在第一段1160 ℃×16 h,第二段1190 ℃×30 h均匀化处理后,合金铸锭可以达到最合适的均匀效果,Nb元素残余偏析系数δ在0.2左右,晶粒尺寸约6117 μm,氧化层厚度约为41.6 μm。     

固溶处理对铸态Mg-4.8Al-2.7Ca-0.4Mn合金组织及力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、X射线能谱仪、X射线衍射仪、硬度测试及拉伸性能测试等手段分别研究了铸态Mg-4.8Al-2.7Ca-0.4Mn合金固溶处理前后的组织演变及力学性能。结果表明,铸态Mg-4.8Al-2.7Ca-0.4Mn合金的微观组织中,α-Mg相呈现典型的枝晶形态,枝晶间分布着大量在凝固过程中形成的Al₂Ca相;固溶处理对第二相的形貌有显著影响,随着固溶时间的增加,枝晶偏析减弱,Al₂Ca相从网状分布演变为多边形或细块状;经500 ℃固溶4 h,合金具有较好的综合拉伸性能,抗拉强度、屈服强度及伸长率分别达到222.0 MPa、182.5 MPa和4.5%。     

提高LF6合金均火温度对均火过程的影响

直接水冷半连续铸造生产的铸锭,由于不平衡冷却和温度过冷、浓度过冷,合金凝固结晶时必然发生溶质元素的再分配,在铸锭显微组织上存在枝晶偏析,在晶界和枝晶间界上存在不平衡共晶,难熔元素在晶内过饱和。这种组织状态不仅降低铸锭的加工工艺塑性,降低合金的耐电化学腐蚀性能,同时也影响加工材的组织和力学性能。为了克服以上弊病,通常将铸锭进行组织均匀化处理。     

Al-6.6Zn-1.7Mg-0.26Cu合金MIG焊接接头的显微组织与力学性能

采用维氏硬度仪、拉伸试验机、光学显微镜、扫描电镜和透射电镜,研究了Al-6.6Zn-1.7Mg-0.26Cu合金挤压材熔化极惰性气体保护焊接头的显微组织和力学性能。结果表明,焊缝中心区为枝晶组织,焊缝靠近母材侧的熔合区为柱状晶组织,母材为等轴晶组织,但靠近焊缝熔合区的母材晶粒发生了长大。焊接接头的硬度值以焊缝为中心呈对称分布,从母材到焊缝中心,硬度先下降后上升再下降,焊缝中心区的硬度最低。接头的抗拉强度为309 N/mm~2,屈服强度为236.5 N/mm~2,伸长率为4.75%,挤压材的焊接强度系数为0.76。