Fe-Co多元合金晶粒细化机制

采用合金熔体深过冷与铜模激冷相结合的凝固技术,研究了Fe47Co47Nb2.5Cu2.5B1合金的晶粒细化机制.研究结果表明,合金凝固组织由外层扩大的细晶区和芯部的等轴晶两部分组成.细晶区晶粒细化主要在于铜模激冷提高了该区域熔体的过冷度,导致熔体形核率增大,抑制了晶粒长大,并在大的枝晶应力作用下发生枝晶碎断.合金芯部组织细化则主要是由于细晶区为内部过冷熔体提供了更多形核质点,并且结晶潜热的释放促使枝晶发生熔断.     

超声振动对Zn-55Al-1.6Si合金凝固组织的影响

研究了超声振动工艺参数对Zn-55Al-1.6Si合金凝固组织的影响.结果表明,Zn-55Al-1.6Si合金熔体经过超声振动处理后,凝固组织发生了显著变化.随着超声功率增大,初生α相由粗大的树枝晶变为细小圆整的蔷薇状;超声功率增至200 W后,继续增大施振功率,细化效果没有明显变化.在超声功率一定的条件下,施振温度区间对凝固组织也有影响.当超声终止温度在液相线以下时,初生α相变为各向同性的蔷薇状及近球状,且超声终止温度越低,组织越细小圆整.施振功率为200 W左右、施振温度区间为620～540℃时,是较为理想的超声细化处理工艺,此时粗大的枝晶状α-Al骨架变为细小球状.     

碳化钨对钴基合金激光熔覆复合涂层组织、微区成分及硬度的影响

采用大功率CO2激光器制备了激光熔覆复合涂层,研究了碳化钨的添加量对钴基合金激光熔覆层凝固组织特征、微区成分、硬度梯度的影响.结果表明,碳化钨加入钴基合金后,激光熔覆层凝固组织的基本特征没有改变,但树枝晶及晶间共晶组织的凝固行为受到影响,微区内各元素的分布发生了变化;钴基合金中加入碳化钨颗粒,凝固组织的尺寸减小,晶粒细化;随着钴基合金中碳化钨加入量的增加,激光熔覆复合涂层的硬度提高.     

Fe和B元素对Ti-46Al合金柱状晶组织的影响(英文)

对利用非自耗电弧熔炼设备得到的Ti-46Al,Ti-46Al-0.3B,Ti-46Al-0.5B,Ti-46Al-2Fe,Ti-46Al-2Fe-0.3B和Ti-46Al-2Fe-0.5B合金的凝固组织进行了研究。结果表明,铸态TiAl基合金的宏观组织为典型的柱状晶组织,而且平均柱状晶直径随着Fe和B元素的加入显著减小。其中,Ti-46Al-2Fe-0.5B合金的柱状晶直径最小。B元素可以显著地细化TiAl基合金的柱状晶组织和枝晶组织,这主要是由于B元素的添加可以显著增加固液界面前沿的成分过冷度从而细化TiAl基合金的凝固组织。而且,Fe元素的添加还可以显著地提高B元素对TiAl基合金的柱状晶组织的细化效果。     

Influences of Fe and B on the Columnar Structure of Ti-46Al Alloys

对利用非自耗电弧熔炼设备得到的Ti-46Al,Ti-46Al-0.3B,Ti-46Al-0.5B,Ti-46Al-2Fe,Ti-46Al-2Fe-0.3B和Ti-46Al-2Fe-0.5B合金的凝固组织进行了研究。结果表明,铸态TiAl基合金的宏观组织为典型的柱状晶组织,而且平均柱状晶直径随着Fe和B元素的加入显著减小。其中,Ti-46Al-2Fe-0.5B合金的柱状晶直径最小。B元素可以显著地细化TiAl基合金的柱状晶组织和枝晶组织,这主要是由于B元素的添加可以显著增加固液界面前沿的成分过冷度从而细化TiAl基合金的凝固组织。而且,Fe元素的添加还可以显著地提高B元素对TiAl基合金的柱状晶组织的细化效果。     

TiAl基合金固态焊接

研究了各种显微组织ＴｉＡｌ基合金材料之间自体固态焊接,实验结果表明,粗晶ＴｉＡｌ基合金与粗晶ＴｉＡｌ基合金作焊接对偶件时,在结合面上形成与基体组织不同的再结晶细晶组织。这种显微组织的差异及结合面上微孔隙的残存,导致焊接构件的断裂主要发生在结合面上,如采用粗晶ＴｉＡｌ合金与细晶双态组织ＴｉＡｌ基合金对焊时。由于细晶ＴｉＡｌ基合金具有较好超塑性变形能力。在热压力作用下此部分材料可镶嵌入焊接对偶另一侧,     

不同超声波处理方式对高碳钢液凝固组织的影响

主要研究了超声处理对高碳钢凝固组织的作用,分析了不同处理方式对其凝固组织的影响。试验结果表明:高碳钢液凝固前进行超声处理,其凝固组织没有发生明显的变化;对加稀土铈的高碳钢液在凝固前进行超声处理,凝固组织细化明显;在钢液凝固过程中引入超声波,初生树枝晶被击碎形成均匀细小的等轴晶,高碳钢凝固组织显著细化。     

基于ProCAST软件研究浇铸工艺对Al-Cu合金凝固组织的影响

采用计算机软件对Al-2%Cu二元合金的凝固微观组织进行了模拟,研究了界面换热系数、初始浇注温度、模具材料及厚度等工艺条件对铸造凝固微观组织影响。结果表明,随着界面换热系数的增加,合金凝固组织中柱状晶含量呈线性增加;随着浇注温度的升高,凝固组织由等轴晶向柱状晶转变,温度越高,柱状晶比例越大,当浇注温度为600℃时,合金凝固组织中几乎全部为等轴晶粒;当模具材料为硅砂时,合金凝固组织为粗大的等轴晶,使用钢制模具所得到的凝固组织为表层细晶区、柱状晶区及心部等轴晶,其中柱状晶组织占20%左右,而使用铜制模具时,柱状晶比率达60%;随着钢制模具厚度的增加,凝固组织中柱状晶比例快速增加。     

Zr和超声对Mg_(97)Y_2Cu_1合金凝固组织的影响

对比研究了Zr、超声以及Zr和超声复合处理对长周期结构Mg_(97)Y_2Cu_1合金凝固组织的影响,同时考察了复合处理条件下,不同的超声输出功率、处理时间和施振温度对合金凝固组织的影响。结果表明,Zr和超声均可以显著细化合金的凝固组织,且Zr和超声复合处理对合金凝固组织的细化效果最佳;在复合处理条件下,当超声输出功率在0~900 W范围内,超声处理时间在0~120s范围内,随着输出功率或处理时间的增加,合金的晶粒逐渐细化;在660~730℃范围内,随着超声施振温度的降低,合金的晶粒逐渐细化。     

超声场下熔体温度对SnSb合金凝固组织的影响

研究了超声场下熔体温度对SnSb包晶合金凝固组织的影响，分析了其影响机制。结果表明，在超声场作用下，熔体温度对凝固组织的细化效果有显著的影响，对Sb质量分数为10.5％的SnSb包晶台金，在熔体温度为330℃时进行超声处理的细化效果最为显著。     

超声场作用下Mg-3Ca合金除气及细化的工艺研究

对Mg-3Ca合金熔体进行超声处理来研究超声功率、施振时间和施振温度对合金除气及凝固组织的影响。结果表明,采用超声波处理技术,可以有效去除Mg-3Ca合金熔体中的气体,从而提高铸锭的致密度。超声除气效果与施振功率、处理时间及处理温度密切相关。当施振功率过小、处理时间过短或过长及处理温度过高或过低均不会有良好的除气效果。熔体处理温度为:700℃,超声功率为150W,处理时间为120s时除气效果最好,除气率可达53.8%。另外,超声波在去除熔体中气体的同时,也使得铸锭的凝固组织变得细小、均匀。粗大的树枝晶不利于气泡的上浮和熔体补缩;而均匀、细小的等轴晶则有利于这一点。     

Microstructure refinement of Sn-Sb Peritectic alloy by power ultrasonic

Sn-Sb peritectic alloy was treated with 400 W, 600 W and 800 W ultrasonic, respectively, to study the effect of power ultrasonic on solidification microstructure. Results show that power ultrasonic can refine α phase and β phase of the alloy, as well as eliminate gravitational segregation. Moreover, 600 W ultrasonic demonstrated the best refining effect, not only homogenous and fine solidification microstructure can be obtained, the cubical β phase crystals can also be spheroidized.     

超声处理对7050铝合金凝固组织晶粒细化影响

研究了功率超声对7050铝合金凝固组织晶粒细化规律。实验结果表明,功率超声施振对7050凝固组织有显著细化作用,并随施振功率的增大,晶粒细化效果增强。但超声施振功率增大到一定程度后,晶粒细化效果不再明显。在铝熔体凝固过程的不同温度区间施加超声振动,温度过高、过低都会减弱细化效果,超声最佳施振温度区间为760～660℃。施振功率为240W时平均晶粒尺寸可达67μm。对平均晶粒尺寸与超声功率分析表明:超声施振功率与细化晶粒尺寸近似满足负指数递减关系,这为超声细晶技术在工业应用方面提供了实验依据。     

侧部导入超声处理对共晶Al-Si合金凝固特性的影响

研究了功率超声处理对ZL102铝硅合金凝固特性的影响。研究发现:在凝固过程中进行超声处理能显著细化共晶硅相,改善其形貌及分布;通过对比未处理、300 W超声波及500 W超声波处理条件下铝硅合金不同部位的力学性能及断口形貌,发现功率超声处理明显提高铝硅合金的力学性能,且随着处理功率的增大,合金的力学性能随之提高。并分析了超声波在铝硅合金中传播时衰减的原因,通过数学方法得到衰减方程,并探讨了其衰减规律。     

功率超声对纯铝凝固组织的影响

对1.5 kg的纯铝熔体进行了功率超声辅助凝固试验,研究了功率超声对不同纯度纯铝凝固组织的影响,并比较了机械搅拌与功率超声的细化效果。结果表明,功率超声可以有效细化w(Al)=99.7%工业纯铝以及w(Al)=99.992%高纯铝的凝固组织。功率超声与机械搅拌相比,所获得的凝固组织更均匀且不易产生铸造缺陷。基于结晶游离理论讨论了功率超声的细化机制。功率超声的空化作用促进了超声耦合头附近液面的异质形核,声流作用则促进了晶粒的游离和沉淀。此二者的综合效应是等轴晶区形成的主要原因。     

基于超声搅拌的铝合金焊缝晶粒细化方法

细化焊缝晶粒可以显著提高焊缝的力学性能并可以有效防止凝固裂纹的产生. 由于板件在焊接过程中被牢固的固定在夹具上,通过超声振动待焊板件以细化晶粒的方法受到了很大的限制. 文中设计了一个全新的基于超声能量的焊缝晶粒细化方法,即将一根超声探针直接插入焊接熔池并进行超声搅拌. 结果表明,该方法在6061铝合金焊缝中得到了非常理想的晶粒细化效果. 晶粒细化范围随超声搅拌振幅的增大而增大,但晶粒尺寸随焊接速度的增大没有明显变化. 另外,6061铝合金超声搅拌焊缝的晶粒细化是通过异质形核和枝晶破碎两个机制共同作用实现的.     

双超声场对A356半固态浆料凝固组织的影响

试验研究了双超声场中,施振温度和处理区域距离,对流经处理区的A356铝合金半固态浆料凝固组织的影响规律。结果表明,双超声场对凝固组织的细化、球化效果较好。浇注温度为630℃并施振所获得的金相组织晶粒最细小,球化最均匀。而随着施振温度升高,晶粒反而变得粗大。同时,由于超声波的衰减,当处理区域距离为5mm时,获得的组织最好。     

超声振动对Mg-8Li-3Al合金凝固组织及性能的影响

在Mg-8Li-3Al合金的凝固过程中,不同功率的超声波被引入到合金熔体中。在超声作用下研究Mg-8Li-3Al合金的微观结构、耐腐蚀性能和力学性能。基于超声空化作用及声流作用,对超声细化机制进行分析。结果表明：在施加超声波后,合金的α相形貌从粗大的蔷薇状结构变为细小的近球状结构。当超声波功率为170W时,能够获得细小的球状结构。与没有施加超声场的合金相比,施加超声场（功率170W,作用时间90s）后的合金耐腐蚀性明显提高,力学性能也有很大改善,抗拉强度和伸长率分别提高了9.5%和45.7%。     

Pb-Sn合金在功率超声场中的凝固过程研究

研究了功率超声在铅锡合金凝固过程的作用,分析了超声功率、施振温度、熔体的冷却方式等参数的影响机制。结果表明,在功率超声作用下,声空化效应和声流效应使含铅5%的铅锡合金的凝固组织明显细化,随着超声功率的增加,合金组织的细化程度提高,但功率提高到一定程度时,细化作用减弱;施振温度、熔体的冷却方式等参数对超声在铅锡合金凝固过程的作用有较大的影响。     

Effect of side transmission of power ultrasonic on structure of AZ81 magnesium alloy

In order to promote the application of power ultrasonic in metallurgic industry, ultrasonic vibration is introduced from the side of AZ81 ingot by adopting the automatic-attracting amplitude transformer horn which has independently been designed and produced, and the effect of the side transmission of ultrasonic on the solidification structure of metal is investigated. The results show that under this experimental condition, power ultrasonic can greatly improve the solidification structure of AZ81 magnesium alloy. Compared with the traditional modification methods in which inoculants are added into melt, power ultrasonic has a better performance. The present research gives us a new way for the application of ultrasonic refinement technique.