行波磁场对ZL205A合金元素分布的影响

将行波磁场作用于ZL205A合金凝固过程中,研究了不同励磁电流强度的行波磁场对ZL205A合金试样中Cu元素分布、凝固组织以及晶粒尺寸的影响。结果表明,对ZL205A合金凝固过程中施加行波磁场,合金中Cu元素分布更均匀,细化相颗粒形成的明显沉积层厚度减小,且随着励磁电流强度的增加沉积层厚度逐渐减小,直至消失。经分析,这是由于行波磁场促进细化相颗粒向试样其他位置移动,避免其在底部沉积,同时提高了试样上部的形核率,减小了试样上部的晶粒尺寸。     

脉冲-交流磁场对AZ31镁合金组织及力学性能的影响

采用无磁场的常规铸造处理、施加脉冲磁场、施加交流磁场、施加脉冲-交流复合磁场4种工艺处理方式对AZ31镁合金凝固组织和力学性能的影响进行了分析,另外在施加复合磁场中考察了3种不同工艺参数:脉冲电压、脉冲频率及模具温度对合金的初生相形貌和晶粒尺寸的影响。结果表明,与交流磁场处理或脉冲磁场处理相比,复合磁场处理细化效果最好。经复合磁场处理后,合金的初生相由发达的树枝晶转变为细小的等轴晶,平均晶粒尺寸从3.5 mm减小到0.93mm,断面等轴晶的比例由55.8%提高到97%;复合磁场中随着脉冲电压(0~300V)或脉冲频率(1~10 Hz)增加,初生相由不完整的树枝晶逐渐退化为细小的等轴晶或蔷薇状晶;随模具温度从20℃增加至600℃,复合磁场处理后合金的晶粒尺寸先增大后减小然后再增大,200℃时晶粒尺寸最小。3种磁场处理方式中,复合磁场处理对合金的力学性能提高最明显,与常规铸造相比,合金的抗拉强度与伸长率分别提高了35.8%和25.6%。     

直流脉冲磁场和孕育处理共同作用下纯铝的细化(英文)

研究直流脉冲磁场和孕育处理共同作用对纯铝凝固组织的影响,探讨直流脉冲磁场和孕育处理的共同作用的细化行为。结果表明:直流脉冲磁场能够显著细化纯铝凝固组织。纯铝的细化主要是由直流脉冲产生的电磁过冷和强制对流引起的。然而只在直流脉冲作用下,等轴晶区域的晶粒尺寸分布不均匀。在施加直流脉冲磁场的基础上加入质量分数为0.05%的Al-5Ti-B,晶粒尺寸更加细小,并且整个等轴晶区域的晶粒尺寸分布比较均匀;随着输出电流的增加,平均晶粒尺寸减小,当脉冲电源的输出电流增加到100 A时,平均晶粒尺寸减小到113μm。     

螺旋磁场对Pb-Sn合金成分偏析的影响

测试分析新型电磁搅拌器内螺旋磁场和旋转磁场的磁感应强度、分布和作用规律,研究螺旋磁场对Pb-80%Sn过共晶合金凝固组织影响的作用机理,并与无磁场和旋转磁场条件下合金凝固组织的形貌特征及成分分布进行对比分析。结果表明:螺旋磁场相比于旋转磁场可以在铸锭内部更大区域内形成均匀搅拌,更易于破碎和细化枝晶组织,既能促进椭球或球状晶的生成,又能更好地改善宏观偏析;在频率一定的情况下,初生相晶粒尺寸随着励磁电流的增大而减小;当励磁电流为125A时,旋转磁场和螺旋磁场细化晶粒的效果最好;继续增大电流,晶粒产生粗化;螺旋磁场可基本消除成分偏析,并在较小励磁电流(100A)下达到采用旋转磁场(125A)时的最佳搅拌效果。     

脉冲磁场对AZ31镁合金组织及压缩性能的影响

研究了在AZ31变形镁合金熔体凝固过程中施加脉冲磁场对其组织及压缩性能的影响。在设定的浇注温度下,考察了脉冲电压、脉冲频率及模具温度对合金的初生相形貌和晶粒尺寸的影响。结果表明,脉冲磁场可有效细化AZ31镁合金的组织;脉冲电压在0~300V范围内,脉冲频率在1~10Hz时,随着脉冲电压或脉冲频率的增加,合金的平均晶粒尺寸逐渐减小,初生相由发达的树枝晶退化成等轴晶和蔷薇晶。当模具温度在20~600℃时,AZ31镁合金的凝固组织出现先细化后粗化现象,拐点值为200℃;与常规铸造工艺相比,脉冲磁场对合金的压缩性能有明显影响,当脉冲电压为300V,脉冲频率为5Hz,浇注温度为720℃,模具温度为200℃时,合金的抗压强度达到340.87 MPa,抗压强度提高了71.40%,压缩率提高了75.14%。     

Effect of Electromagnetic Field on the Micromorphology of Twin-roll Cast 7075 Alloy

利用电磁场的影响,生产铸轧合金板材,主要通过光学显微镜对7075合金的微观形貌和晶体尺寸进行研究。结果表明,同传统铸轧板材方式相比,670℃下交变振荡电磁场铸轧7075板材的枝晶严重被破坏,拉伸,细化和等轴化。同时,在静磁场条件下的铸板微观组织一定程度上细化和被拉伸,实验条件为励磁电流100 A。中心偏析带在直流磁场和交变振荡磁场条件下明显减轻,然而后者的影响效果更为突出。在表面和横截面处,7075板材硬度依次随着传统铸轧、静磁场铸轧和交变振荡磁场铸轧顺序增加。随着电磁强度增加,板材的强度和性能得到进一步改善。无论板材何处,升高温度都会使电磁场作用效果提高。     

电磁场对双辊铸轧7075铝合金微观形貌的影响（英文）

利用电磁场的影响,生产铸轧合金板材,主要通过光学显微镜对7075合金的微观形貌和晶体尺寸进行研究。结果表明,同传统铸轧板材方式相比,670℃下交变振荡电磁场铸轧7075板材的枝晶严重被破坏,拉伸,细化和等轴化。同时,在静磁场条件下的铸板微观组织一定程度上细化和被拉伸,实验条件为励磁电流100 A。中心偏析带在直流磁场和交变振荡磁场条件下明显减轻,然而后者的影响效果更为突出。在表面和横截面处,7075板材硬度依次随着传统铸轧、静磁场铸轧和交变振荡磁场铸轧顺序增加。随着电磁强度增加,板材的强度和性能得到进一步改善。无论板材何处,升高温度都会使电磁场作用效果提高。     

细化剂与冷却方式对K438合金组织和高温性能的影响

采用模壳面层细化与风冷/空冷相结合,研究了熔模精铸K438合金凝固组织及沉淀相形成规律,提出了改善合金高温力学性能的途径。结果表明,模壳面层细化为凝固过程提供了有效形核质点,促进凝固组织从柱状晶向等轴晶发生转变,有效地细化了合金的晶粒组织。风冷方式抑制了枝晶熟化和沉淀相粗化,显著降低二次枝晶间距及γ′析出相尺寸。截面等轴晶比例的增加有利于提高合金980℃/150 MPa高温持久性能。枝晶组织的细化及细小沉淀相的形成可以改善合金650℃高温拉伸强度,其中风冷试棒的高温屈服强度和伸长率分别为734 MPa和11%,相比空冷态分别提高了5%和41%。     

电磁场和表面孕育剂作用下K417高温合金的晶粒细化

用XRD、OM研究了电磁场和表面孕育剂作用下的K417合金晶粒细化机制.结果表明:电磁搅拌能够细化K417合金铸件的等轴晶组织并能促使柱状晶向等轴晶转变、增加断面等轴晶的比例.增加磁场强度和缩短金属液在模壳中的静置时间可增加断面等轴晶的比例和减小等轴晶的平均尺寸.在模壳内表面涂孕育剂铝酸钴能够细化K417合金铸件表层的晶粒并有助于提高电磁搅拌细化晶粒的能力,通过浇注后进行50Hz、150A的双向电磁搅拌和在模壳内表面涂孕育剂铝酸钴相结合方法,可得到晶粒组织细化至95μm、断面等轴晶比例达到100%的K417高温合金细晶铸件.     

脉冲磁场-机械振动复合作用下K4169高温合金凝固组织的细化

对比研究了未处理、脉冲磁场处理、机械振动处理和脉冲磁场-机械振动复合处理对K4169高温合金凝固组织和力学性能的影响,并考察了复合处理条件下不同的脉冲电压、脉冲频率及浇注温度时合金的初生相形貌。结果表明:经脉冲磁场-机械振动复合处理后,合金的晶粒尺寸由4.5 mm细化至0.98 mm,断面等轴晶比例由36%提高至96%,且细化效果均好于单一的脉冲磁场处理或机械振动处理,同时合金的抗拉强度和延伸率较常规铸造条件下分别提高了49.2%,37.3%。随着脉冲电压或脉冲频率增加,合金的初生相逐渐退化,由发达的树枝晶变成细小的等轴晶或蔷薇状晶体。在1380~1530℃范围内,随浇注温度的提高,复合处理后合金的初生相不断细化。     

行波磁场对ZL205A合金凝固组织及性能的影响

采用下行行波磁场对ZL205A合金进行熔炼,研究不同磁场励磁电流对合金凝固组织和力学性能的影响,并分析了θ-Al_2Cu相的演变规律。结果表明,行波磁场可以细化合金组织,形成细小的近等轴晶凝固组织,提高ZL205A合金的抗拉强度和伸长率,且磁场的励磁电流对凝固组织的细化效果有直接影响。在励磁电流频率为50Hz的情况下,最佳励磁电流在10～20A之间。随着励磁电流增加,θ相在磁场中表现为顺磁性,随着磁感应强度增加,形核过冷度增大,形核率增加,组织碎断细化。励磁电流在10A以下时,磁场产生的电磁推力对θ相尺寸的影响较大。当励磁电流为20A时,磁场洛伦兹力引发的熔体流动会增加熔体粘度,阻碍θ相进一步游离细化。     

表面脉冲电磁场对7A04铝合金凝固组织细化研究

研究了表面脉冲电磁场对7A04铝合金凝固过程的变化规律,分析了峰值电流对7A04铝合金凝固组织和性能的影响。结果表明:表面脉冲电磁场可以细化7A04铝合金铸锭凝固组织,增加凝固潜热,提高凝固过冷度。当频率为20 Hz、电流占空比为20%、峰值电流为100 A时,7A04铝合金晶粒细化效果较好,晶粒尺寸由235.9μm减小至139.7μm。与未施加磁场处理相比,平均晶粒尺寸下降了41.1%,凝固潜热增加了39.9 J/g,过冷度相对提高了8.9℃,硬度增加了31.8%。     

浇注温度和细化剂对K4169高温合金铸态组织的影响

研究了K4169高温合金在不同浇注温度下向熔体中加入和不加入细化剂的晶粒尺寸和组织特征。结果表明:降低浇注温度或者添加细化剂都能减小晶粒尺寸和提高等轴晶比例。在浇注温度1520℃时,向熔体中加入细化剂,可使圆柱锭的晶粒尺寸由原来的10.56 mm细化至2.84 mm,断面等轴晶比例由原来的10%提高到81%。     

机械振动耦合脉冲磁场对GH4169合金组织与性能的影响

研究了脉冲电压、脉冲频率和浇注温度对机械振动耦合脉冲磁场处理GH4169合金凝固组织与力学性能的影响。结果表明,在脉冲电压为200～300 V、脉冲频率为1～5 Hz条件下,随着脉冲电压或者脉冲频率的提高,GH4169合金中粗大的树枝晶逐渐转变为细小等轴晶,合金的晶粒尺寸不断减小、等轴晶比例不断增加,合金的抗拉强度不断增加而伸长率有所降低,但都明显高于未施加复合处理的合金;随着浇注温度的升高,未施加复合处理的GH4169合金的平均晶粒尺寸不断增加,而复合处理工艺下合金的平均晶粒尺寸不断减小;相同浇注温度下,机械振动耦合脉冲磁场复合处理的合金的抗拉强度和断后伸长率都明显高于未施加处理的合金;机械振动耦合脉冲磁场复合作用可以明显细化GH4169合金的凝固组织,合金的力学性能大幅度提高。     

螺旋磁场对Pb-80Sn合金凝固组织的影响

对比分析了电磁搅拌磁场形式与强度对Pb-80Sn过共晶合金凝固组织及宏观成分偏析的影响。结果表明,螺旋磁场能够促进合金熔体在更大区域内流动,促使温度场、溶质场更均匀分布,从而改善合金凝固组织及成分偏析。搅拌频率一定时,旋转磁场和螺旋磁场在电流分别为125A和100A时对铸锭凝固组织的改善效果最好,晶粒尺寸由无磁场时的247.5μm分别减小为152.6μm和143.2μm;在电流为125A时两种形式磁场在改善成分偏析方面具有最佳效果,Sn含量差值分别由无磁场时的9.71%减小到1.37%和0.28%。     

交变磁场对ZL205A合金块状偏析的影响

采用自制的交变电磁场凝固装置,研究了交变磁场对ZL205A合金块状偏析组织和晶粒尺寸的影响,分析了交变磁场对ZL205A合金块状偏析组织的作用机理。结果表明,交变磁场不仅可以细化晶粒,也可有效减少晶粒内部的块状偏析组织。当励磁电流为5A时,平均晶粒尺寸可降至74.6μm,比未施加磁场时下降了25.37%,ZL205A合金中微量元素的块状偏析缺陷得到明显改善。     

微量Zr对超重力制备Al-Zn-Mg-Cu合金组织和硬度的影响

研究了微量Zr含量对超重力凝固技术制备的Al-Zn-Mg-Cu合金凝固组织及其性能的影响。结果表明:与未添加Zr的合金相比,分别添加0.05%、0.10%、0.15%的Zr后,合金顶部和心部的晶粒细化程度很小,底部晶粒尺寸变化却很大,随着Zr含量增加,合金底部晶粒先细化后粗化,晶界非平衡共晶相粗化。Zr含量为0.05%时,晶粒的细化效果最好。Zr能提高超重力条件下凝固的合金的硬度。     

矩形脉冲磁场对7A04铝合金凝固组织细化的研究

得到了7A04 铝合金在矩形脉冲磁场下凝固冷却曲线及晶粒尺寸变化规律,结合有限元数值模拟方法分析熔体内部脉冲磁场分布情况,研究了脉冲磁场特性对晶粒细化效果的影响。结果表明：在矩形脉冲磁场作用下,7A04 铝合金凝固组织得到不同程度的均匀细化。在最佳脉冲参数：频率 20Hz,峰值电流 100A,电流占空比 20%处理后,铸锭中心处、1/2R 处、边处晶粒平均尺寸分别为 122.9μm、120.38μm、114.7μm,较未处理铸锭平均晶粒尺寸分别下降了 24.3%、15.3%、22.6%。此时矩形脉冲磁场在熔体内产生 7.01×104N/m3 的电磁力,单周期释放磁能 3862.62J/m3,形成了良好的凝固组织细化条件。     

一种细晶铸造镍基高温合金的组织与力学性能

通过传统铸造方法和细晶铸造工艺制备一种铸造镍基高温合金的6种不同形态与尺寸的晶粒.结果表明,细晶铸造工艺制备的样品心部为0.5 mm左右的等轴晶,外部为柱状晶.相比传统铸造方法,细晶铸造工艺获得的晶粒较为细小.g'相和碳化物随晶粒尺寸减小而变得细小.室温拉伸性能和550℃下高周疲劳性能随晶粒尺寸降低而提高;在760℃和应力662 MPa条件下,合金的持久性能随晶粒尺寸减小而增加;但在982℃和应力186 MPa条件下,合金的持久性能随之降低.细化晶粒提高了合金的中、低温力学性能,但对其高温力学性能不利.     

交流磁场对AZ31镁合金凝固组织和压缩性能的影响

对AZ31镁合金凝固过程施加交流磁场,研究不同的交流电压和模具温度对AZ31镁合金凝固组织和压缩性能的影响。结果表明:交流磁场可以有效细化AZ31镁合金的凝固组织;当模具温度一定,交流电压在0~250 V范围内增加,AZ31镁合金的初生枝晶形貌出现先细化后粗化的现象;当交流电压一定,模具温度在20~600℃范围内增加,合金的晶粒尺寸也先减小后增大。交流磁场明显提高合金的压缩性能,当浇注温度720℃,交流电压200 V,模具温度200℃时,合金的抗压强度为251.59 MPa,压缩率为28.78%,与未磁场处理的合金相比,抗压强度、压缩率分别提高了26.33%、34.98%。