ZL201合金半固态层流压铸成形过程数值模拟

采用Any Casting铸造仿真软件模拟研究了ZL201合金半固态触变压铸成形过程、成形后的组织及性能,并与实际铸件进行了比较。结果表明:ZL201合金半固态触变压铸成形在浆料温度600℃、模具温度240℃时,低速压射速度0.1 m/s,且在1.5 s后进行速度切换,高速压射速度为1 m/s时,所得铸件平均晶粒尺寸为72.56μm。铸件的平均硬度为HV 70.8,平均抗拉强度为212.5 MPa。     

流变压铸成形镁合金AZ91D的显微组织与性能

采用双螺杆机械搅拌法制备半固态镁合金浆料,对比研究了液态压铸与半固态流变压铸成形镁合金AZ91D的组织与性能,探讨了半固态成形镁合金铸件的热处理强化机制.试验结果表明,流变压铸成形铸件与液态压铸成形铸件在铸态时的力学性能相当;由于半固态成形减轻了铸件内部气孔、偏析等铸造缺陷,因而T4和T6热处理均明显地提高了半固态成形镁合金铸件的力学性能.研究还得出,液态压铸成形镁合金铸件经过固溶处理之后,其抗拉强度和伸长率也有所提高,但是,时效处理明显地恶化了铸件的力学性能.     

自孕育法流变压铸2024变形铝合金微观组织特征

采用自孕育铸造法制备2024变形铝合金半固态浆科,研究了2024变形铝合金半固态浆料的流变压铸成形,并对半固态浆料和压铸件的微观组织进行研究分析.结果表明,自孕育法可制备出组织均匀细小,具有球形或近球形初生相颗粒的半固态浆料.将自孕育法制备半固态浆料通过短时保温后,浆料中初生α(Al)内部无液相夹裹,平均晶粒尺寸为72.5 μm;在增压压力为160 MPa,压射充型速度在2～5 m/s,2024变形铝合金半固态浆料经625℃保温3min后能顺利进行流变压铸,2024铝合金经流变压铸后铸件的微观组织均匀,且铸件性能良好.     

AZ91D半固态流变压铸成形的研究

采用双螺杆机械搅拌方式制备半固态浆料；研究了AZ91D镁合金半固态浆料的流变压铸成形工艺。结果表明：压射压力在40～50MPa，压射充型速度在10～15m／s内，固相率在10％～60％的浆料都能流变压铸成薄壁圆形铸件；半固态流变压铸成形比液态压铸成形的强度、伸长率分别提高37％、44％，并可施以热处理，进一步提高性能，易于实现“净近成形”。     

半固态7075铝合金流变压铸充填性与组织分布

采用倒锥形通道制备半固态7075铝合金浆料,试验研究了浆料的成形温度、压射比压和压铸模温度对半固态流变压铸7075铝合金充填性能的影响.结果表明,半固态7075铝合金浆料适当高的成形温度有利于充填性能的提高;压射比压和压铸模温度对半固态7075铝合金流变压铸充填性也有影响,压射比压越大,充填性越好.此外,采用倒锥形通道制备的半固态7075铝合金浆料组织分布较均匀,在后续流变压铸件的组织也均匀、致密,表明通过此工艺方法可获得力学性能较好的半固态7075铝合金压铸件.     

ZL201合金半固态成形本构模型

对采用近液相线铸造法制备的ZL201合金半固态坯料进行了热模拟压缩试验。根据试验获得的ZL201合金不同温度与应变速率下的应力-应变曲线,采用多元回归线性方法建立了能够表征ZL201合金半固态变形行为的本构方程。同时,根据半固态浆料的表观粘度与热模拟压缩试验中的应变速率等参数间的关系式,对表观粘度和剪切速率之间的关系进行了研究。利用仿真软件Anycasting对ZL201合金半固态触变压铸成形过程进行了数值模拟,研究了内浇道厚度对ZL201合金半固态触变压铸过程的影响,并预测了铸件缺陷。结果表明,当内浇道厚度为3mm时,半固态金属浆料充型过程最为理想。     

工艺参数对半固态流变压铸Al-Si-Mg合金组织与性能的影响

采用半固态流变压铸成形技术研制出Al-Si-Mg铝合金前舱，通过正交法对试验方案进行设计，研究了压射速度(0.2～0.3 m/s)、浇注温度(575～615℃)和压力(240～280 MPa)对铸件平均晶粒尺寸、平均形状因子、力学性能的影响，分析了Al-Si-Mg合金半固态浆料在流变压铸成形过程中的枝晶破碎和晶粒生长特征，讨论了组织与力学性能之间的内在联系及合金强化机理。结果表明，在试验条件下，各工艺参数对铸件组织和力学性能影响的重要性顺序依次为压射速度>浇注温度>压力；随着压射速度升高，浇注温度降低及压力升高，组织中的晶粒趋于细小圆整，屈服强度、抗拉强度和伸长率逐渐提高。优化工艺是压射速度为0.3 m/s,浇注温度为575℃,压力为280 MPa。     

AZ91D镁合金成形组织的研究

研究了AZ91D镁合金液态金属型、液态砂型、液态压铸成形、半固态流变压铸成形及其T6热处理后的组织特点。结果表明，半固态流变压铸成形组织中初生α相细小、圆整、分布较均匀，平均粒径为35-50μm，消除了其它成形组织中的树枝晶结构，同时生产验证该组织具有很好的薄壁件充填成形性能。     

ZL101过流冷却转移法半固态压铸工艺及性能研究

采用倾斜管过流冷却-转移法生产半固态流变压铸件,研究了压铸工艺对ZL101铝合金半固态流变压铸件性能的影响,以及半固态压铸件经T6热处理之后性能的改变.对比研究了液态与半固态压铸件的力学性能.结果表明,在浇注温度为595℃、压射速度为1.8 m/s时,压铸件性能最佳,此时较浇注温度为630℃的液态压铸件的抗拉强度提高了11％.经热处理的半固态压铸件抗拉强度与伸长率都得到改善.液态与半固态压铸件试样的拉伸断口为准解理断裂,经热处理的半固态压铸件试样的拉伸断口为韧性断裂.     

ZL201合金半固态触变压铸的组织与性能

研究了ZL201合金半固态触变压铸组织与性能,包括半固态坯料的制备、二次加热、压铸成形和成形件的热处理.结果表明:采用低频电磁搅拌半连续铸造制备的ZL201合金半固态坯料的微观组织为均匀、细小的非枝晶,在630℃下保温20 min可获得均匀的近球形二次加热组织.半固态压铸件的组织为较大的棒状、近球状的初生固相和由细小枝晶、等轴晶组成的二次固相,而且组织致密、内部无气孔.半固态压铸件经过535℃固溶9h和175℃时效6h处理后,硬度最大为HV 116.6.     

汽车零件半固态流变成形工艺研究

研究了汽车零件半固态流变成形工艺,包括制备半固态浆料和流变压铸成形.结果表明,对于ZL201合金,在液相线温度附近(650℃)施加电流为300A,频率为50 Hz的电磁场搅拌,能够获得均匀、细小、近球形非枝晶组织的半固态浆料;对于实验零件,当模具冲头的速度为0.01 m/s时,半固态浆料充型平稳,能够获得完整、轮廓清晰、内部组织致密的零件.     

镁合金半固态流变压铸型腔流动过程数值模拟的研究

利用数值模拟技术,模拟了镁合金液态压铸和半固态流变压铸成形充型流动过程.结果表明:半固态流变压铸成形在不同的内浇口尺寸与位置条件下都可以获得平稳的充型流动场,其工艺参数设计灵活;同等条件下,半固态流变压铸成形的型腔充填过程平稳,成形铸件的质量优于液态压铸成形.模拟结果与实验结果比较分析,两者的流动特征基本吻合.     

ZL114A铸铝搅拌摩擦焊接头性能

研究了采用不同焊接参数时ZL114A铸铝搅拌摩擦焊接头的金相组织、硬度分布及力学性能。结果表明，ZL114A铸铝的搅拌摩擦焊焊接性良好。焊核区的微观组织是无方向性的、细小的等轴晶粒。细化的硅粒子均匀布满整个焊核区。与粗大的树枝状母材相比，焊核晶粒细小、均匀而致密，没有观察到气孔等缺陷。焊缝区硬度分布较母材稳定，变化范围小。随着焊速增加，硅粒子所占体积比逐渐下降。热一机械影响区晶粒被拉长。接头的力学性能与焊接参数的匹配有关系。采用高焊速及转速与焊速比在3左右，获得的接头抗拉强度可达到母材的91％。焊后经T6热处理，可与同炉热处理母材等强。     

间接超声振动制备ZL201铝合金半固态浆料

采用间接超声振动方法,即工具头在盛熔体的金属杯外面进行超声振动,制备ZL201铝合金半固态浆料。主要研究了启振温度和振动时间对浆料微观组织的影响,以及超声振动作用下整杯浆料的初生晶粒分布。结果表明,在液相线以上附近温度,对熔体进行60s左右的间接超声振动,可以获得平均晶粒直径为67μm,形状系数为0.56的半固态浆料。在60s的振动时间内,晶粒平均直径和形状系数呈现出一直增大的趋势,但是60s后平均形状系数有所降低。整杯浆料中各处浆料组织基本均匀一致,顶部和底部晶粒的平均直径略大于中部。在靠近杯壁1～3mm的区域发现大量游离晶核,表明间接超声振动还具有高频机械振动的效果。     

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...     

Semi-solid extrusion of aluminum alloy ZL116

The semi-solid forward-extruding feasibility of reheated ZL116 alloy cast by the near-liquidus semicontinuous casting process was studied by analyzing the microstructures and properties of forward-extruded bars. The results show that the microstructure of the ZL116 alloy billets cast by near-liquidus semi-continuous casting is mainly made up of homogeneous, fine global- or rosette-shaped grains. The microstructure of the billets, reheated and held at 575℃, contains stable and net-spherical grains which are suitable for semi-solid thixoforming. The semi-solid forward-extruded bars of the ZL116 alloy billet are facially smooth, microstructurally fine and homogeneous. Therefore the feasibility of semi-solid forward-extrusion of ZL116 alloy is thus excellent.     

镁对ZL201合金组织和性能的影响

采用金相显微镜、MH-3显微硬度计、HV1-10A型低负荷维氏硬度计和CHI660B电化学站研究了Mg含量（WMg为1.1%,1.3%,1.5%和1.7%）对ZL201合金的铸态显微组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明：随着镁加入量的增加,合金晶粒尺寸明显细化,并且在镁加入量为1.7%时,可以得到细小且分布较均匀的显微组织,耐腐蚀性能最好。