半固态等温处理制备粒状组织ZA12合金的研究

探讨了用半固态等温处理法使铸态ＺＡ１２合金初生相粒化的可行性。对等温处理的温度和时间、添加微量元素及循环处理与显微组织的关系进行了系统的对比试验。首次通过半固态等温处理使添加有微量元素的ＺＡ１２普通铸锭的枝晶组织转变为粒状组织，并对初生相由枝晶向粒状晶转变的机理进行了探讨。     

时效温度对非平衡凝固K424合金析出相及硬度的影响

采用铜模喷铸与等温时效相结合的方法,研究了快冷K424高温合金的非平衡凝固组织及其沉淀相析出行为。结果表明,铜模喷铸合金组织发生了显著细化,二次枝晶间距相比铸态大幅降低,溶质偏析的减弱有利于抑制粗大碳化物及共晶组织形成。随铜模内径下降,枝晶形貌由无方向性等轴晶逐渐转变为择优生长的定向枝晶。经800~1000℃等温时效30min后,快冷合金的过饱和固溶体组织中开始析出γ′相。随时效温度提高,沉淀相尺寸及体积分数同时增加。900℃×30min时效后可获得大量细小均匀的球形γ′相,快冷合金的显微硬度(HV)高达478,相比原始非平衡态合金提高了13%。     

Al-Cu系合金的压铸及热处理实践

为了弥补目前压铸铝合金强韧性不足,进行了高强韧铝铜系合金的压铸及热处理的试探性研究.在Zl201的基础上,调整合金成分,改善合金的铸造性能,进行压铸试验研究.试验发现压铸大大细化了合金的微观组织,铸态性能较金属型高,经低温时效后合金强度达到一般高强压铸铝合金的水平,且塑性提高20%以上.     

基于消失模铸造的AZ91镁合金组织改性研究

研究了机械振动处理技术对AZ91合金在消失模铸造条件下的组织形貌的影响,以及该铸态组织在半固态等温热处理过程中的组织演变,并探讨了振动细化机理和组织演变机理。结果表明:机械振动能显著地细化AZ91合金的铸态组织;在液固相区570℃等温处理时,其铸态组织都能由枝晶转变为球状晶组织,而且振动处理可获得更加细小并且均匀的球状组织。等温处理时间过长时,两种组织都会发生合并长大。     

压铸高强韧Al-Cu系合金的组织性能及热处理

为了弥补目前压铸铝合金强韧性不足,进行了高强韧铝铜系合金的压铸及热处理的试探性研究.在ZL201的基础上,添加合金化元素B、Zr、V等,改善合金的铸造性能,进行压铸试验.试验研究发现压铸大大细化了合金的微观组织,铸态性能较金属型高,再经低温时效后合金强度达到一般高强压铸铝合金的水平,但塑性较之提高20%以上.     

2124铝合金的均匀化热处理

采用光学显微镜、差热分析、扫描电镜、能谱分析、透射电镜和X射线衍射研究2124铝合金铸态与均匀化态的显微组织演化和成分分布.结果表明:2124铝合金的铸态组织枝晶偏析严重,在晶界存在很多低熔点共晶相,合金中元素Cu,Mg和Mn在晶内及晶界分布不均匀;经过均匀化处理后,2124铝合金组织中的非平衡相逐渐溶解,各组元分布趋于均匀;该合金的过烧温度为504 ℃,最佳均匀化制度为(490 ℃,24 h),该制度与均匀化动力学方程得到的结论基本一致.     

激光立体成形AlSi10Mg合金的微观组织及力学性能

激光立体成形已逐渐成为大型高性能复杂铝合金构件制造的一条重要途径。采用具有不同波长的CO_2和YAG激光器在铸态基材上进行了AlSi10Mg合金的激光立体成形,研究了不同激光器对AlSi10Mg合金沉积态和T6热处理态下的微观组织和力学性能的影响。利用XRD、OM和SEM研究了AlSi10Mg合金成形件的微观组织;利用电子拉力试验机测试了AlSi10Mg合金成形件的力学性能。结果表明:相比铸态基材,AlSi10Mg合金沉积态组织主要由100取向沿沉积方向外延生长的柱状α-Al枝晶和枝晶间呈纤维或颗粒状生长的Al-Si共晶组成,组织显著细化;且在530℃,3~5 min固溶处理后可实现共晶Si的球化。与CO_2激光相比,采用更短波长的YAG激光进行成形时组织更为细化。经T6热处理后,采用YAG激光成形的AlSi10Mg合金力学性能明显优于压铸铝合金。     

铜模喷铸K424合金的组织及沉淀相析出行为

研究了采用铜模喷铸制备的K424合金的组织及等温时效热处理工艺对其沉淀相析出行为的影响。结果表明,冷速的提高有利于合金枝晶组织的细化,其中二次枝晶间距由铸态时的96μm显著下降到快冷态的9μm,同时导致碳化物与共晶相的尺寸及含量降低。铜模喷铸合金经等温时效处理后,原始过饱和固溶体组织发生沉淀相析出。当时效温度为800℃时,γ′相的尺寸及体积分数均随保温时间的延长而增加,相应形貌由不规则球形向立方结构发生转变,沉淀强化效应的增强导致合金硬度不断提高。经1000℃/4 h时效处理后,铜模喷铸合金中γ′相为矩形形貌并发生明显粗化,从而引起合金硬度的下降。     

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。     

含钪铝锌镁合金铸锭和均匀化显微组织研究

采用金相显微镜、差示扫描量热仪、扫描电镜及其能谱仪研究了Al-5.4Zn-2.0Mg-0.3Mn-0.25Cu-0.1Zr和Al-5.4Zn-2.0Mg-0.3Mn-0.35Cu-0.1Zr-0.25Sc两种合金的铸态及均匀化态显微组织演变与成分分布.结果表明:铸态组织以典型的枝晶结构存在,由过饱和的α-Al固溶体和α-Al+η-MgZn2的非平衡共晶相组成;铸态合金在470℃保温24 h,非平衡共晶相消失,合金枝晶偏析消除.确定合金铸锭的理想均匀化工艺参数为470℃×24 h.     

半固态铝合金重熔组织演变的研究

通过自行研制开发的新型半固态连续机械搅拌设备,制备了半固态铝合金,并对半固态坯料在半固态温度区间重熔加热,研究不同重熔温度、时间下半固态组织的变化规律.研究表明:保温温度越高,晶粒长大和球化速度加快,保温时间越短;随着保温时间延长,晶粒逐渐长大和球化,液相份数增加.半固态铝合金Y112重熔加热适宜温度区间为565～575℃.     

铝合金半固态加工技术的应用研究

重点介绍了近年来在铝合金半固态坯料制备方面的研究进展以及在半固态触变成形技术工业应用方面的研究开发工作,如复合电磁搅拌制备半固态浆料、多流电磁搅拌半固态连铸技术、铝合金半固态触变压铸成形、铝合金半固态触变模锻成形等,并就其可能的应用领域及发展状况如难铸造合金的铸造成形、变形合金的直接铸造成形、活塞合金的加工成形、变形铝合金的塑性加工进行了讨论。     

半固态等温处理对Cu-Ca合金组织的影响

通过对比Cu-Ca合金铸态组织,研究了半固态等温处理主要工艺参数对半固态Cu-Ca合金组织的影响,得出了其半固态组织的演变规律。结果表明,在半固态等温处理工艺参数中,影响组织的主要参数为等温温度和保温时间。在一定选择范围内,随着等温温度的升高和保温时间的延长,组织将发生由树枝晶组织到非枝晶组织的一系列转变。研究发现,保温温度为957～967℃,等温时间为45～60min时,合金的球化效果最好,圆整度最高。     

挤压铸造半固态A356铝合金的组织与力学性能

采用低温铸造方法制备A356铝合金半固态坯料.在200 t立式油压机上用挤压铸造方法将A356铝合金半固态浆料挤压成件.研究挤压铸造件的微观组织、力学性能,并与液态挤压铸造件进行比较.结果表明,A356铝合金半固态挤压铸造件组织由球形及椭圆形α-Al晶粒和α+Si共晶成分组成,且制件充型完整、无宏观缩孔、组织致密.在比压48.7 MPa,浇注温度575℃,保压时间3s条件下成形的半固态挤压铸造件的抗拉强度、屈服强度、伸长率分别达到278 MPa、225 MPa、13.2％,相比于在比压48.7 MPa,保压时间3s,710℃液态挤压铸造件性能分别提高了8.6％、8.2％、24.5％.A356铝合金半固态挤压铸造成形件具有较高的综合力学性能.     

Effect of Semi-Solid Isothermal Heat Treatment on Microstructure of ZL104 Aluminum Alloy

The feasibility of fabricating ZL104 aluminum alloy with non-dendritic microstructure by semi-solid isothermal heat treatment process and the effects of holding temperature and time on the semi-solid isothermal heat-treated microstructure of the alloy, are investigated. The research results indicate that it is possible to produce ZL104 alloy with non-dendritic microstructure by a suitable semi-solid isothermal heat treatment. After treated at 580 ℃ for 120 min, the ZL104 alloy can obtain a non-dendritic mic...     

冷变形对LC9铝合金等温转变半固态组织的影响

对冷变形金属进行等温加热转变制备半固态LC9铝合金坯料，并对其工艺过程及组织演变进行了研究，讨论了变形量、加热温度和保温时间等工艺参数对LC9铝合金组织的影响。结果表明，对冷变形金属采用等温处理，可获得均匀、细小的半固态坯料，很好地满足半固态制坯的要求；增加变形量使组织中的液相比例明显增加，晶粒尺寸变小；提高加热温度或延长保温时间有利于晶粒粒化，但是过高的温度和保温时间，会加快晶粒长大，促使晶粒粗化。     

Structure evolution of AZ61 magnesium alloy in SIMA process

The effect of prior compressive deformation, isothermal temperature and holding time on the structure of AZ61 magnesium alloy fabricated by strain-induced melt activation(SIMA) processing was investigated. The specimens were subjected under deformation ratios of 0%, 22% and 40% and various heat treatment time and temperature regions. The results indicate that the ideal technological parameters of semi-solid AZ61 alloy produced with non-dendrites are recommended as 22% (prior compressive deformation), 595℃ (heat treatment temperature) and 40 min(time). The as-cast AZ61 magnesium alloy isn‘t fit for semi-solid forming.     

大型铝合金铸件（轮圈）的半固态成形技术

半固态金属的组织及流变特性,早在1971年就被美国麻省理工学院（MIT）的Flemings教授所指导的研究团队,在进行实验时偶然间所发现。但半固态铝合金商业应用的产品,除了美国AEMP及瑞士Buhler公司分别拥有及发表铝轮圈的半固态成形技术之外,大部分仍停留在中小型铸件的生产。为了适应汽车轻量化需求,由作者的服务单位与（台湾）工业技术研究院所合组的研究团队,在历经约三年的合作,从半固态触变铸造（Thixocasting）的球化坯料（slug）、再加热技术至流变铸造（Rheocasting）的半固态浆料（Slurry）,进行了多项实验,最终验证了半固态技术应用于大型铝合金铸件（轮囤）生产的可行性。自2005年起,使用A356合金材料改良流变铸造法及2700t的实时射控压铸机的生产线,成功产出汽车用大尺寸半固态铝轮圈,并获得较传统铸造为佳的力学性能,有效达成零部件轻量化需求。     

A356铝合金轮毂半固态挤压铸造成形数值模拟

通过建立A356铝合金的半固态表观粘度模型,采用计算机模拟方法对A356铝合金轮毂半固态挤压铸造成形工艺进行了研究.通过分析挤压速度、半固态浆料充填温度及模具预热温度对铝合金轮毂半固态成形性能的影响,探讨了不同条件下的金属流动特点和温度分布规律.结果表明,对该尺寸铝合金轮毂的最佳成形工艺:半固态浆料充填温度为600℃,模具预热温度为300℃,挤压速度为5 mm/s,保压时间为25 s.     

轴承支架半固态压铸过程数值模拟

采用数值模拟方法分析了半固态铝合金的表观粘度及浇注温度对轴承支架铸件压铸充型和凝固过程的影响。结果表明,半固态铝合金的充型速度随其表观粘度的增加而显著下降,而浇注温度对充型速度的影响与液态压铸时的一致。铸件同一部位的凝固温度随半固态铝合金浆料充型时的表观粘度增加而提高。凝固后铸件内未出现铸造缺陷。