半固态Al-Si合金固液相变液相率的数值分析

基于热力学方程,建立了半固态Al-Si合金固液相变液相率的非线性数学模型,并利用高斯-牛顿迭代法进行了数值求解。采用热涵法对过共晶Al-20Si-3Fe-1Mn-4Cu-1Mg合金的固液相变进行了研究,将其用于对所建立模型可靠性的验证并与Scheil公式进行了对比。结果表明,液相率与加热温度的关系不是Scheil公式描述的简单线性增加,在不同的温度区间,液相率的增长速率并不完全一致,液相率随温度升高呈现非线性增加的趋势。所建立的非线性数学模型与试验数据非常吻合,与Scheil线性回归模型相比具有更小的离散度和更高的可信度,基本能够反映半固态Al-Si合金在发生固液相变时液相率与加热温度的关系。     

Al-20Cu合金的固液混合铸造

采用固液混合铸造工艺制备了Al-20Cu合金，并利用光学显微镜和扫描电镜等手段对合金的组织和性能进行了研究。结果表明，合金中的α—Al晶粒明显细化，α—Al晶粒尺寸控制在100μm以内，粗大的枝晶消除，晶粒呈球状形貌；合金的CuAl2—Al（Cu）共晶组织片间距减小；合金的力学性能显著提高。与普通铸造相比，抗拉强度由112MPa提高到205MPa，伸长率由0．5％提高到3．5％。     

CP276铝—锂合金的固液温度研究

探讨了固溶温度对CP276铝-锂合金显微组织和力学性能的影响,研究证明,提高固溶温度可以促进Ci、Li原子向基体溶解,进而提高合金时效的沉淀强化效果,并且发现,该合金经固溶处理后可得到未完全再结晶组织,这种微观组织将对基体产生“组织强化效应”,随着固溶温度升高,合金的再结晶程度也有所增加,从而使组织强化效应受到削弱,力学性能测定结果显示,CP276合金的理想固溶温度为530℃左右。     

磁场对ZL104合金液固相线温度的影响

研究了磁场对ZL104合金液、固相线温度的影响.通过试验确定了ZL104合金铸件液、固相线温度,并进行了对比.结果表明,无磁场作用时,ZL104合金的液、固相线温度及结晶温度区间分别为602、570、32℃;磁感应强度为44 mT时,分别为603、572、31℃,磁感应强度为391 mT时,分别为609、582、27℃,即磁场感应的作用使得ZL104铝合金液、固相线温度均升高,结晶间隔减小,而且磁感应强度越大,变化越显著.     

固溶温度对Cu—Ni—Si合金性能的影响

采用大气熔炼工艺制备了Cu-Ni-Si合金,研究了时效前后同溶温度对集成电路引线框架用Cu-Ni-Si合金显微硬度和电导率的影响,并且分析了在800℃固溶后时效对Cu-Ni-Si合金性能的影响.结果表明:时效前随同溶温度的升高,材料的显微硬度和电导率均是首先较快下降,之后义略有回升:Cu-Ni-Si合金经800℃固溶及450℃×8h时效后,合金得到了良好综合性能,其显微硬度达到241 HV,电导率达到42.5%IACS.     

Ni-Mn-Ga合金马氏体相变温度与相变温度跨度的等静压调控

Ni-Mn基合金在磁驱动器、传感器、固态磁制冷、负热膨胀材料等领域具有潜在的应用价值。相变温度跨度较窄制约了Ni-Mn基合金的实际应用。为了有效拓宽相变温度跨度,以Ni_55.5Mn₁₈Ga_26.5为研究对象,利用实验手段研究合金的结构、相变特性以及相变温度跨度与等静压的内在关系。结果表明：合金在室温下为四方马氏体结构,其马氏体相变温度高于室温。马氏体相变温度与相变温度跨度均随等静压的增大而逐步增大。在正、反马氏体相变过程中,相变峰值温度与相变温度跨度对等静压的敏感度分别约为29.35、25.88 K/GPa和42.11、39.46 K/GPa。显然,等静压的应用不仅有利于驱动Ni-Mn-Ga合金的马氏体相变,而且有助于其相变温度跨度的拓宽。这些研究结果为Ni-Mn-Ga合金相变的调控与相变温度跨度的拓宽具有较好的指导意义。     

偏晶合金液-液相变过程模拟

建立了能描述在弥散相液滴形核、扩散长大、碰撞凝并及两液相空间分离等因素共同作用下，偏晶合金液-液相变过程中组织演变过程的数学模型。将计算的温度场和浓度场与控制凝固组织演变的动力学方程相耦合，模拟研究了单向冷却条件下Al-Pb合金液-液相变过程中的组织演变过程。结果表明，随着冷却的进行，液-液相变区不断由试样底部向试样顶部推进，直至贯穿整个试样。由于在凝固过程中弥散相液滴进行Marangoni迁移和Stokes运动，试样中的某些部位会出现液滴贫化、过饱和度增加和多次形核现象。     

Al-Pb合金雾化液滴的液-液相变动力学

对Al—Pb合金进行了气体雾化实验,得到了Pb以细小粒子形式均匀分布于基体的粉末,建立了能描述在弥散相液滴形核、扩散长大、碰撞凝并和空间迁移共同作用下雾化液滴凝固过程组织演变的模型;对凝固组织形成过程进行了计算,结果表明,模拟结果与实验结果吻合得很好;并分析了Al—Pb合金雾化液滴的凝固过程．     

Al-Si合金固液混合铸造

提出了一种新的材料制备工艺－－固液混合铸造工艺,即在过热合金熔体中加入大量同种合金粉末或润湿性好的异种合金粉末,强烈均匀搅拌,然后进行铸造或各种热加工的一种材料制备工艺。通过对三种Ａｌ－Ｓｉ合金的固液混合铸造研究,在所实验的工艺条件下,分末添加质量与合金溶体质量之比为１左右时,过共晶合金析出的初晶硅平均粒径可控制在５μｍ以下,亚共晶合金中α相的平均粒径可控制在１０μｍ下。研究表明,该工艺具有一定的