半固态触变模锻7A04合金的力学性能

采用2000 kN压力机,对半固态7A04合金进行了触变模锻实验.结果表明:半固态触变模锻成形可以获得组织致密、轮廓清晰、充型完整的成形件;半固态触变模锻件的微观组织和力学性能与坯料的制备方法有关,采用SIMA法所获得的成形件的微观组织为晶粒细小、均匀的再结晶组织,因此其组织致密,在拉伸过程中部分晶粒发生塑性变形,断口中多处出现撕裂棱,其力学性能明显好于挤压态坯料;在加热温度为600℃、保温时间为10 min时SIMA坯料模锻件的伸长率和抗拉强度最高,接近于热挤压态棒料的力学性能,优于同等条件下挤压态合金的半固态模锻成形件,其抗拉强度和伸长率分别提高11.8％和78.5％.     

7A04合金半固态模锻工艺的实验研究

以两种状态的7A04合金为例,简要分析了二次加热工艺参数、模具预热温度等工艺参数对半固态模锻成形的影响,并重点研究了半固态模锻前后的显微组织变化及不同加热温度下的力学性能.结果表明:半固态模锻件的显微组织与合金的初始状态及其二次加热后的半固态组织密切相关;在同样变形条件下,经半固态模锻后,挤压后冷变形态合金的力学性能好于挤压态合金,其最佳变形温度分别为600℃和605℃.     

触变模锻成形工艺对镁合金成形件力学性能的影响

采用半固态等温热处理法、近液相线模锻法和等通道角挤压法制备AZ91D—Y镁合金半固态坯料。分别将3种状态的坯料加热到半固态温度区间进行二次重熔后,进行了触变模锻成形。结果表明,在半固态温度为560℃,模锻压力为200MPa的条件下,半固态等温热处理法、近液相线模锻法和等通道角挤压法制备坯料分别保温30,20,15min后触变模锻获得最佳力学性能;随着坯料加热温度的升高,触变模锻成形件力学性能呈现先上升后下降的趋势;增加成形压力有利于触变模锻成形件力学性能的提高;在相同成形条件下,等通道角挤压法制备坯料触变模锻后的力学性能最好,近液相线模锻法次之,半固态等温热处理法较差。     

SiCP/AZ61镁基复合材料局部重熔的组织演变

研究了SiCP／AZ61镁基复合材料在局部重熔中的组织演变及其影响因素。结果表明,SiCP／AZ61镁基复合材料局部重熔最佳工艺参数为,加热温度595℃-600℃、保温时间30min-60min。与AZ61基体合金相比,复合材料在局部重熔时的初始分离速率明显较慢;SiCP／AZ61镁基复合材料在重熔过程中具有较高的稳定性,即随温度的提高和保温时间的延长,获得的半固态触变组织更细小。当局部重熔加热温度高于610℃时,复合材料坯料组织易发生严重变形并出现流淌现象,使得重熔试验无法进行。     

ZK60-2Ca镁合金半固态坯料的部分重熔

半固态金属坯料部分重熔是半固态金属触变成形工艺的重要技术环节,为了使坯料获得既细小又圆整的晶粒组织,对近液相线铸造ZK60镁合金半固态坯料进行部分重熔,通过改变重熔温度和保温时间来研究其微观组织的演化规律。结果表明:适当控制加热温度和保温时间,坯料部分重熔时可获良好的触变结构。石墨模浇注时,在600~605℃、保温10~15 min时可获得较理想的触变结构,平均晶粒尺寸达30.5μm,圆度达1.5;水冷铜模浇注时,可得出相同的结论,其晶粒平均直径为31.8μm,圆度达1.6。且坯料近液相线铸造时的冷却速率对部分重熔的进程也产生影响,适当降低铸造冷却速率,即采用石墨模能提高二次重熔组织的均匀性和稳定性。     

ZL112Y压铸铝合金摩托车零件的半固态高压铸造成形

采用高频感应加热装置和温度测定装置，研究了ZL112Y压铸铝合金坯料高频感应加热二次重熔合适的半固态重熔温度、加热功率和速度，以及这些工艺参数对坯料的触变性能和微观组织的影响。结果表明：该合金合理的半固态二次重熔温度为570～571℃；在优化的感应加热工艺条件下，半固态重熔坯料内部的温差在0～1℃；半固态重熔过程使原始料坯中的α枝晶组织变成球团状和节杆状组织，满足了半固态触变成型的要求。采用实验室所获得的二次重熔工艺成功地压铸成形了JH70型摩托车发电机支架零件。     

触变模锻半固态A356铝合金的组织与力学性能

采用低温浇注和晶粒细化复合工艺制备半固态A356铝合金坯料,并在200T立式油压机上对半固态坯料进行触变模锻成形,研究了触变模锻件的组织与力学性能,并与液态模锻件进行了比较。结果表明:触变模锻件内部组织由球形α-Al晶粒和α+Si共晶组织组成,组织均匀致密,经T6热处理后抗拉强度和伸长率分别为317.6MPa和5.8%,比液态模锻件分别提高了13.6%和5.1%,表明触变模锻半固态A356铝合金件具有较好的热处理强化效果和较高的综合力学性能。     

6061合金半固态电磁半连续铸造与模锻成型组织及性能研究

采用金相显微镜和电子拉伸机,研究了6061合金半固态坯料的电磁半连续铸造、二次加热、触变模锻成形以及成形件热处理。结果表明:采用近液相线电磁半连续铸造技术制备的6061合金半固态坯料微观组织为均匀、细小非枝晶组织;低过热度浇铸时,临界晶核半径减小,此时在电磁场作用下,降低了熔体的温度梯度,促进了准固相原子团簇在熔体中形成,形核率增大;二次加热时,初生α-Al不断球化,淬火组织也呈圆整状,620±5℃、保温15 min,模具温度250~300℃,留模时间10~15 s,触变成形出表面光洁的成形件;经T5处理后,抗拉强度达到328 MPa,延伸率达到8%,大大高于压铸成形件的性能。半固态压铸成形由于成形速度高,溶体高速充型,造成成形件气孔率高,使成形件组织致密度不如半固态模锻成形件,这是半固态压铸件强度低、模锻件强度高的主要原因。     

低过热度半连续铸造AlMg0.9Si0.6合金重熔工艺的研究

采用光学显微镜及图像分析软件,研究了A1Mg0.9Si0.6合金低过热度半连续铸造坯料在不同加热温度及保温时间下重熔的微观形貌及尺寸特征,结合差热分析的方法研究加热过程中组织演变及晶粒长大过程.结果表明:重熔加热温度及保温时间共同影响着合金重熔组织的演变进程,随着加热温度升高及保温时间延长,晶粒逐渐球化并长大;加热温度越高,组织演变速度越快;保温时间越长,晶粒球化并长大越明显;有效控制AlMg0.9Si0.6合金重熔加热温度及保温时间,能够获得均匀、圆整且相对细小的半固态浆料组织.     

基于ADAM温控系统稀土铝铜合金重熔工艺研究

采用ADAM4000系列模块开发的温度控制系统,实现了温度信号采集、交换和控制。研究了在稀土铝铜合金半固态重熔过程中加热温度和保温时间对合金组织的影响,并对组织演化机制进行了探讨。实验表明,加热温度和保温时间是影响晶粒尺寸和均匀性两个重要的因素。稀土铝铜合金半固态重熔合适工艺参数为:加热温度630℃,保温时间20min。重熔过程中α晶粒合并和Ostwald长大是微观组织变化的主要机制。     

原位内生TiB_2/Al-4Cu复合材料半固态二次加热组织演化

对原位内生TiB2/Al-4Cu复合材料半固态坯料进行二次加热,利用光学显微镜,图像分析仪等手段,对坯料二次加热微观组织的演化进行了研究。结果表明,随着加热温度的升高和保温时间的延长,液相分数增加,α(Al)晶粒发生了长大和圆整化。TiB2/Al-4Cu复合材料合适的半固态重熔参数为:加热温度570～600℃,保温时间小于10min。组织演化机制分析表明,二次加热初期,液相少,晶粒主要通过快速合并长大。随着加热温度的升高和保温时间的延长,液相增加,晶粒主要通过原子扩散缓慢长大并发生球化。     

AZ61合金半固态二次加热工艺及组织演变

研究了应力诱发熔体激活法(SIMA)制备的AZ61镁合金半固态坯料在二次加热时加热温度和保温时间对其组织的影响,研究表明,二次加热初期半固态组织首先熔合合并,随着保温时间延长,晶粒逐渐长大和球化,液相份数增加;保温温度越高,晶粒长大和球化速度加快。在592℃加热、保温20min~40min,可以获得均匀、圆整的半固态组织,晶粒大小为80μm~90μm,液相率为40%~42%。高于597℃时,试样重熔过程中易发生严重变形。     

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℃.     

加热工艺对AZ91D镁合金部分重熔组织的影响

提出半固态金属坯料先在液相线以上温度适当加热再降低温度至两相区温度继续等温保温的二次加热工艺。采用该工艺对晶粒细化AZ91D镁合金坯料进行部分重熔,研究了其组织演变规律,并与等温二次加热工艺进行比较。结果表明,与等温二次加热工艺相比,坯料先在液相线以上温度适当加热再降低温度至两相区温度继续保温,坯料重熔速度明显加快,相同加热时间时,晶粒更加细小和圆整。组织演变机理分析表明,加快液相形成速度可适当抑制晶粒的合并,降低晶粒长大速度,并促进晶粒球化。     

过共晶Al-Si合金二次加热稳定性的研究

通过对经磷硫复合变质的过共晶Al-Si合金在不同二次加热条件下的显微组织的研究，探讨了过共晶Al-Si合金实现二次成形的可能性。结果表明，加热温度和加热时间均对过共晶Al-Si合金的显微组织，特别是共晶硅的形态，有明显的影响；选择合适的加热温度和加热时间，可以有效地实现过共晶Al-Si合金的二次成形。     

AlSi7Mg合金低过热度半连续铸造组织的重熔演变

采用光学显微镜及图像分析仪,研究了AlSi7Mg合金低过热度半连续铸造坯料在不同加热温度及保温时间下重熔的微观形貌及尺寸特征,结合差热分析的方法研究了加热过程中组织演变及晶粒长大过程。结果表明,重熔加热温度及保温时间共同影响着合金重熔组织的演变进程,随着加热温度升高及保温时间延长,晶粒逐渐球化并长大。加热温度越高,组织演变速度越快;保温时间越长,晶粒球化并长大越明显。有效控制AlSi7Mg合金重熔加热温度及保温时间,能够获得均匀、圆整且相对细小的半固态浆料组织。     

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。     

超细化针状铁素体/贝氏体组织的热稳定性

利用硬度测量和金相观察,研究了Mn-Mo-Nb-B超细化针状铁素体/贝氏体组织在500～700℃重新加热过程中组织的演化和性能。结果显示:实验轧制的超细化组织在再加热保温过程中硬度变化有起伏,在550和650℃保温情况下,硬度曲线出现双硬化峰现象;而在700℃保温时,只出现一个硬化峰。650℃保温20h时发现有再结晶发生,48h时大部分非平衡组织均转变为多边形铁素体组织;700℃保温48h的各个阶段组织演化速度明显加快,48h时,几乎完全由平行排列的多边形铁素体构成,原奥氏体晶界依然可见。同以往的研究结果相比,该实验轧制的超细化非平衡组织具有良好的热稳定性。     

等温处理对Al-7Si-4Cu合金组织和硬度的影响

研究了铸造Al-7Si-4Cu合金在半固态等温处理过程中组织、性能的变化。结果表明,通过调整等温处理时间、温度不仅可以改善铸造铝硅铜合金的组织,而且提高了合金的力学性能。在一定的冷却速率下,适当延长等温处理时间、提高等温处理温度有利于硅相的圆整化、细化。在半固态温度下进行保温,当保温时间为5min时,可获得弥散相,保温温度高,弥散相多;延长保温时间至10min,未发现弥散相析出,而硅相圆整、细小,分布均匀,弥散相多,合金硬度就高。