准共晶型ZL109合金半固态锻造成形组织演变特征与力学性能研究

试验研究了ZL109合金在半固态锻造成形过程中（坯料制备，二次重熔和零件成形）的组织演变及成形零件的热处理工艺和力学性能。结果表明：在坯料制备过程中，低过热浇注使坯料微观组织中的共晶硅片细化；在二次重熔时共晶组织熔解，共晶硅片进一步细化和团块化；在半固态锻压成形流动过程中，合金微观组织间发生了摩擦、变形，使得α相球团化，共晶组织细化；半固态锻压零件在热处理过程中，共晶组织中的α相向初生α相聚集成球团状，而共晶组织中的硅颗粒聚集成团块硅相；制备合金坯料的合理低过热浇注温度为566℃，合理的半固态锻造温度为569℃；合金热处理以后伸长率从0％提高到1．42％，比一般铸造方法所得的铸件的塑性明显要高。     

低温铸造法制备过共晶铝硅合金坯料的研究

提出利用低温铸造法进行半固态成形坯料的制备，研究了不同浇注温度下Al-20%Si合金组织形态的差异，讨论了通过CO2气体对初生硅颗粒形状、大小的影响及作用机理。结果表明，采用低温铸造法可以获得初生硅颗粒细小、分布均匀的过共晶铝硅合金坯料。     

准共晶铝硅合金半固态坯料重熔加热时的组织演变

以Al-10Si-3Cu-1Mg准共晶铝硅合金为研究对象,采用低温铸造法制得半固态淬火坯料,研究坯料重熔加热温度和保温时间对组织演变的影响.结果表明,提高加热温度或者延长保温时间,可使准共晶铝硅合金中共晶硅由铸态坯料显微组织的条状、蠕虫状及网状转变为球状或块状,网状被打开直至长成粗大的球状;共晶α相与初生α-Al相合并、长大成完全的非枝晶组织.准共晶铝硅合金坯料半固态加热重熔的最佳工艺参数为:558℃保温40 min或568℃保温20 min,既可使初生α-Al相完全非枝晶化,又可使共晶硅转变为小的粒状.     

活塞用新型过共晶铝硅合金的研究

把过共晶铝硅合金中的硅含量提高到３０％～３５％，并添加Ｃｕ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｎｉ、ＲＥ等合金强化元素，同时还加入Ｐ和Ｃ进行复合变质制成的新型过共晶铝硅合金，其试样经热处理后，经检验表明，这种合金符合活塞材料的要求     

近液相线半连续铸造过程中A390合金初生硅的形成机理

采用近液相线半连续铸造技术制备A390合金坯料,对铸锭显微组织进行金相观察,采用图像分析软件Image-ProPlus计算晶粒尺寸,研究浇注温度从高于液相线(650℃)100℃至10℃范围内变化对A390合金初生硅尺寸形貌的影响。结果表明:近液相线半连续铸造时,较低的浇注温度以及较均匀的温度场有利于均匀形核,同时减小熔体中Si的浓度梯度,从而消除Si原子聚集成团的条件,抑制初生硅的生长;因此,仅控制近液相线半连续铸造的工艺参数即可改善A390合金半固态坯料中初生硅尺寸形貌,这是制备过共晶铝硅合金半固态坯料的简单、可行、高效和低成本的方法。     

高温纯铝低温高硅铝合金容体混合对组织的影响

通过过热纯铝液与半固态过共晶铝硅合金熔体混合,研究了凝固组织的变化,并对比了750℃熔炼浇注与常规熔体混合两种方法对组织的影响.结果表明,前者所得的合金凝固组织兼具亚共晶和过共晶铝硅合金组织特征,并且能很好地细化初生Si相.后两种方法所得合金只具有一般过共晶铝硅合金组织特征,且对初生Si相的细化效果不显著.     

再熔融加热对亚共晶铝硅合金半固态组织演变的影响

提出一种新的亚共晶铝硅合金半固态坯料制备方法，即再熔融加热制备法，其特点是不对熔融金属施加任何机械的或电磁的搅拌力，而是通过在金属凝固过程中进行再熔融加热，获得具有近球状初晶相的亚共晶铝硅合金半固态组织。研究了Al-7％Si—0．2％Ti半固态合金再熔融加热制备过程中再熔融温度及保温时间等关键工艺参数对半固态组织的影响，并讨论了再熔融加热对半固态组织演变的影响。     

粉煤灰泡沫陶瓷铝基复合材料凝固组织的研究

以粉煤灰泡沫陶瓷为增强体,基体材料为Al-Si共晶铝硅合金和Al-23Si过共晶铝硅合金,采用压铸工艺制备了泡沫陶瓷铝基复合材料.通过光学金相分析,研究了不同浇注温度下,复合材料的界面结合以及泡沫陶瓷骨架对材料凝固组织的影响.结果表明:随着浇注温度的升高,铝合金的充型能力提高,但晶粒尺寸也会增加;共晶铝硅合金与过共晶铝硅合金均能制备出界面结合良好的复合材料:泡沫陶瓷骨架对两种基体合金凝固时均有形核基底的作用.     

ZAS23过共晶铝硅活塞合金铸造工艺实践

阐述了硅元素在铝硅合金中的作用以及过共晶铝硅合金用于活塞生产的优点。采用正交试验的方法。探讨了ZAS23过共晶铝硅合金熔炼和热处理的工艺及参数。     

半固态亚共晶铝硅合金二次加热状态检测

采用浸入法研究了半固态亚共晶铝硅合金的二次加热状态及其触变性能。通过探头浸入坯料深度、浸入坯料时间以及作用在探头上的载荷等参数表征量化了半固态合金坯料在二次加热过程中的“软度”,即二次加热状态。根据实际情况提出了软度计算公式:S=KD/T及试验合金适于触变成形的软度范围:183相似文献   

铋对共晶、过共晶铝硅合金尺寸稳定性的影响

研究了加入元素铋的共晶、过共晶铝硅合金在加热过程中的尺寸稳定性。研究发现 ,随着加热时间的延长 ,所有试样尺寸都发生了不可逆长大 ,但加铋的铝硅合金尺寸稳定性明显好于不加铋的铋铝硅合金。本文对产生上述现象的机理进行了分析。     

触变成形亚/过共晶铝-硅双金属复合材料性能研究

通过应变诱发熔化激活(SIMA)半固态触变模锻技术,制备了亚/过共晶铝-硅合金双金属复合铸造制品,其中亚共晶合金为Al-7Si合金,过共晶合金为Al-20Si合金。运用金相显微(OM)和电子扫描显微(SEM)技术对双金属复合材料界面组织和界面处的缺陷进行了分析;运用拉伸试验机对复合材料界面的结合性能进行了检测和分析。结果表明,界面处组织在压力的作用下相互融合均匀,界面处存在少量气孔、夹杂;室温拉伸试样都在过共晶Al-20Si合金一侧断裂,界面保持良好,其抗拉强度为113 N/mm2。经过计算,复合界面的结合强度大于80 N/mm2,该界面达到冶金结合。     

脉冲电流对过共晶铝硅合金凝固组织及力学性能的影响

将脉冲电流应用于过共晶铝硅合金的凝固过程中,通过改变脉冲电流参数(如峰值电流、脉冲占空比、脉冲频率),研究了各个参数对过共晶铝硅合金凝固组织及性能的影响。实验结果表明,脉冲电流对过共晶铝硅合金凝固组织的细化效果明显;经过脉冲电流处理后,合金试样的显微硬度、布氏硬度均得到很大提高,力学性能明显改善。     

短周期热处理在A356合金铸件中的应用及力学性能分析

制作了不同的A356合金试样,包括半固态金属(SSM)高压压铸(HPDC)试样和熔模铸造试样。试样经过不同的热处理,比较了不同试样不同状态的维氏硬度值和拉伸性能参数,主要研究了A356合金短周期热处理工艺。结果表明,半固态高压压铸(SSM-HPDC)得到的球晶微观结构的试样与熔模铸造得到的树枝晶微观结构试样的硬度值和拉伸性能相近;A356合金短周期热处理能够取代长周期热处理。     

电热法生产过共晶Al-Si合金的组织与性能研究

对电热法生产铝硅合金配制的Al-20Si合金进行了P-RE复合变质处理,对变质后的微观组织和力学性能进行了分析.结果表明,合金经复合变质后,合金的初晶硅尺寸得到明显细化,共晶硅由长针状变为短杆状或者细小的颗粒状;其抗拉强度由182MPa提高到205MPa,提高12.6%了,其伸长率由0.22%提高到0.26%,提高了18.2%.然而与纯铝配制的过共晶铝硅合金相比,其抗拉强度和伸长率都相对较低,原因在于电热法生产铝硅合金配制的过共晶铝硅合金中Fe含量较高.     

过共晶铝硅合金中铝硅共晶相取向关系

许多文献得出了亚共晶铝硅合金共晶相存在一定的晶体学取向关系,但是过共晶合金中铝硅相的取向关系并没有文献明确给出。本实验在借鉴亚共晶铝硅合金的共晶相取向关系:(220)Al∥(111)Si〔111〕Al∥〔011〕Si,研究了过共晶铝硅合金的共晶相取向关系。通过标定过共晶铝硅合金两相区衍射斑点指数,确定了过共晶相的取向关系。结果表明过共晶铝硅合金共晶相具有与亚共晶铝硅合金共晶相相同的晶体学取向关系。     

喷射沉积过共晶铝硅合金热处理工艺的研究

采用正交试验法对喷射沉积过共晶铝硅合金挤压坯的固溶+人工时效处理工艺进行优化,研究固溶和人工时效的温度及时间对挤压态合金组织结构的影响,测定不同热处理后合金的硬度和耐磨性,确定最佳的热处理工艺.结果表明,固溶温度、固溶时间、时效时间和时效温度对过共晶铝硅合金组织和性能的影响依次降低.并得 出最佳的热处理工艺为520℃×3h 固溶+120℃×10h时效,处理后合金的硬度为84.4HB,相对耐磨性为原始挤压态试样的1.22倍.     

压铸条件下过共晶铝硅合金P变质的必要性

在铝合金压铸生产过程中,Al-P中间合金变质处理和压力铸造工艺都能够使过共晶铝硅合金中的初晶硅晶粒细化.探讨Al-P中间合金变质处理,分别在压铸工艺条件下和普通金属型条件下,对过共晶Al-15Si合金组织的不同影响.试验表明,压铸条件下未经Al-P变质的和经Al-P变质的Al-15Si合金与金属型条件下未经Al-P变质的Al-15Si相比,初晶Si尺寸分别减小50%和75%左右;在相同的压铸工艺条件下,Al-P变质后Al-15Si合金初晶Si尺寸,比未经过Al-P变质的Al-15Si合金初晶Si尺寸减小40%左右.论证了在Al-Si系过共晶铝合金压铸件生产过程中,Al-P中间合金进行变质处理的必要性.     

低温铸造法制备亚共晶铝硅合金半固态成形坯料的研究

研究了低温铸造法制备亚共晶铝硅合金半固态成形用坯料。结果表明，使用N2气搅拌，并在适当的浇注温度和冷却条件下可以得到晶粒圆整、分布均匀的初生相。对低温铸造法的凝固机理和吹入N2气的作用进行了分析。     

稀土对AlSi7合金半固态性能的影响

利用近液相线浇注工艺制备了稀土AlSi7合金半固态坯料,研究了添加一定量混合稀土对铝硅合金铸造性能及半固态坯料重熔性能的影响.实验表明,加入稀土拓宽了AlSi7合金的固-液两相温度区间,细化了铝合金晶体组织,硅产生明显变质;稀土的添加最为0.5wt%效果较好,半固态坯料重熔组织为细小均匀的球状晶.