AZ91D镁合金挤压铸造组织与性能的研究

采用间接式挤压铸造成形工艺,研究了AZ91D镁合金的挤压铸造组织和力学性能。试验结果表明,由于压力损失和铸件壁厚的影响,导致铸件不同部位的凝固组织和力学性能不同。挤压铸造镁合金组织中初生α-Mg相晶粒平均尺寸为25~30μm左右,抗拉强度和伸长率分别为220MPa和2.5%;不但晶粒尺寸比半固态流变压铸成形的细小,而且其力学性能也更高。     

凸式冲头挤压铸造中比压的数值模拟分析

作为挤压铸造中的一个重要参数,比压严重影响铸件的组织和性能。利用有限元法对凸式冲头挤压铸造进行了热力耦合数值模拟,分析了A356合金铸件比压与显微组织和力学性能的关系,得到了经济的临界比压。结果发现,随着比压增大,缩孔、缩松缺陷逐步减少,直至基本消失。进一步加大比压后,变化不明显,反而增加了模具的负担。随着比压增大,组织晶粒逐步细化,达到120MPa时,晶粒尺寸减小了8%,另外,二次枝晶间距缩小了12.5%,但当比压继续增大之后,没有出现继续细化,反而有粗化的趋势。     

挤压速度和电磁铸造锭坯对A731镁合金板材组织和性能影响

文章研究挤压条件下挤压速度和电磁铸造锭坯对挤压态AZ31镁合金板材组织和性能的影响。研究结果发现，挤压速度比较低时，板材晶粒尺寸小，板材的表面质量比较好；随着挤压速度的降低，抗拉强度、屈服强度和延伸率都有一定的提高。由于镁合金是HCP的晶体结构，同时对挤压速度非常敏感，对变形均匀性影响比较大，因此造成挤压板材的内外晶粒大小不均。在电磁场的作用下，溶质在晶内的固溶度增大，同时晶粒大小也比常规铸造的细小，因此电磁铸造的锭坯经挤压机挤压后，挤压板材的晶粒尺寸比较细小，且强度和塑性都有所提高。     

挤压铸造高锰钢的宏观质量及性能

试验研究了挤压压铸造工艺参数对高锰钢铸件宏观缩孔和缩松等缺陷的影响，探讨了获得无缩孔细晶粒高锰钢铸件的条件，比较了挤压铸造与常规铸造高锰钢的力学性能。     

ZL104铝合金连杆半固态挤压铸造工艺实验研究

研究了传统液态挤压铸造与半固态挤压铸造成形ZL104铝合金连杆的充填状态、微观组织及力学性能。结果表明:传统液态挤压铸造成形连杆充填饱满,但其抗拉强度及伸长率低于半固态挤压铸造成形连杆。对于半固态挤压铸造成形,浇注温度高于565℃时,铸件充填性能良好;平均晶粒尺寸及形状因子随浇注温度的升高而逐渐增大;连杆抗拉强度及伸长率先增加后减小。挤压压力高于25MPa时,铸件均充填饱满;挤压压力升高,平均晶粒尺寸不断减小且形状因子不断增大,连杆机械性能不断提高。模具预热温度升高,平均晶粒尺寸和形状因子不断增大,连杆机械性能逐渐提高。但当模具预热温度超过300℃时,平均晶粒尺寸进一步增大而其形状因子减小,导致连杆的机械性能下降。     

比压和双细化剂对挤压铸造Al-Zn-Mg-Cu合金组织的影响

采用挤压铸造工艺制备了高速机车用Al-Zn-Mg-Cu合金传动空心轴,研究了比压和Al-5Ti-1B+Al-10RE双细化剂对挤压铸造Al-Zn-Mg-Cu合金传动空心轴微观组织的影响。结果表明,随着比压的不断增大,挤压铸造Al-Zn-Mg-Cu合金空心轴试样中初生α-Al晶粒的形状不断变得圆整,晶粒尺寸不断变小;当比压达到160MPa时,初生α-Al晶粒中粗大的树枝晶基本消失,试样组织为非枝晶组织,试样的平均晶粒直径为25μm,平均等效圆度为0.73;随着双细化剂中Al-5Ti-1B加入量的减少、Al-10RE加入量的增加,试样的平均晶粒直径显著减小,而试样的平均等效圆度变化不大,基本上在0.65～0.75之间;当添加1%的Al-5Ti-1B+3%的Al-10RE时,试样的平均晶粒直径为21μm,平均等效圆度为0.70。     

挤压铸造对Al-Si-Cu合金组织与性能的影响

对体育器械用Al-Si-Cu合金进行了挤压铸造处理,研究了不同挤压铸造比压对合金硬度和显微组织的影响,并分析了挤压铸造合金不同区域的初生硅和枝晶形态。结果表明,随着挤压铸造比压的增加,合金的布氏硬度呈现先增加而后降低的趋势,在挤压铸造比压为630 MPa时取得硬度最大值;不同挤压铸造比压下的合金中都主要为块状的初生硅相、珊瑚状的共晶硅相、短棒状的Al2Cu相和鱼骨状的Al Si Cu Mg相;随着挤压铸造比压的增加,合金中的α-Al枝晶不断增大,而枝晶间距不断减小,同时初生硅的尺寸有所细小、棱角逐渐钝化。     

挤压工艺参数对FGH96合金棒材显微组织的影响

对FGH96合金进行了不同挤压工艺参数的热挤压变形,研究了挤压温度、挤压比、挤压速度对FGH96合金热挤压棒材的晶粒组织和γ′相的影响,以及γ′相对再结晶晶粒长大的影响。结果表明:在实验选定的挤压工艺参数范围内,FGH96合金均发生了动态再结晶,随着挤压温度的升高,再结晶晶粒尺寸增大;在FGH96合金棒材的显微组织中,大尺寸γ′相呈链状分布于晶界,小尺寸的γ′相弥散分布在晶粒内部;随着挤压温度的升高,晶界处的大尺寸γ′相逐渐溶解,晶界迁移、阻力减小,再结晶晶粒长大,挤压温度为1100℃时,晶界处的大尺寸γ′相开始快速溶解,再结晶晶粒开始明显长大;挤压比和挤压速度的影响主要体现在单位时间内等效应变量和变形潜热对再结晶形核和长大的双重作用上,挤压比或者挤压速度过大或过小均会出现不均匀组织。     

挤压速度和电磁铸造锭坯对AZ31镁合金板材组织和性能影响

文章研究挤压条件下挤压速度和电磁铸造锭坯对挤压态AZ31镁合金板材组织和性能的影响。研究结果发现,挤压速度比较低时,板材晶粒尺寸小,板材的表面质量比较好;随着挤压速度的降低,抗拉强度、屈服强度和延伸率都有一定的提高。由于镁合金是HCP的晶体结构,同时对挤压速度非常敏感,对变形均匀性影响比较大,因此造成挤压板材的内外晶粒大小不均。在电磁场的作用下,溶质在晶内的固溶度增大,同时晶粒大小也比常规铸造的细小,因此电磁铸造的锭坯经挤压机挤压后,挤压板材的晶粒尺寸比较细小,且强度和塑性都有所提高。     

锌合金蜗轮的挤压铸造

利用自制装备挤压铸造了锌合金蜗轮,通过金相显微镜及万能试验机研究了其显微组织和力学性能。试验选取锌合金(ZA27)蜗轮挤压铸造工艺参数,保温温度为570～630℃,模具预热温度为150～250℃,冲头速度为5～10mm/s,比压为30～100MPa,保压时间为40～120s。结果表明,挤压铸造显著细化了锌合金的晶粒,提高了锌合金蜗轮的力学性能,很好地控制了蜗轮的品质。与金属型重力铸造相比,挤压铸造锌合金(ZA27)蜗轮的抗拉强度提高了28.6%,伸长率提高了139%。     

A comparative study on Sn macrosegregation behavior of ternary Al-Sn-Cu alloys prepared by gravity casting and squeeze casting

A comprehensive study on Sn macrosegregation behavior in ternary Al-Sn-Cu alloys was carried out by comparative analysis between gravity casting and squeeze casting samples. The microstructure and Sn distribution of the castings were characterized by metallography, scanning electron microscopy (SEM), energy-dispersive X-ray (EDX) spectroscopy, and a direct reading spectrometer. Results show that there are obvious differences in Sn morphology between gravity casting and squeeze casting alloys. Under squeeze casting condition, the grain size of the casting is smaller and the distribution of β(Sn) is uniform. This effectively reduces the segregation of triangular grain boundary as well as the segregation of Sn. The segregation types of Sn in gravity casting and squeeze casting samples are obviously different. The upper surfaces of gravity casting samples show severe negative segregation, while all the lower surfaces have positive segregation. Compared with gravity casting, squeeze casting solidifies under isostatic pressure. Due to the direct contact between the upper surface of the casting and the mold, the casting solidifies faster under higher undercooling degree and pressure. Consequently, the uniform distribution of Sn reduces the segregation phenomenon on the surface of the casting.

     

挤压铸造对Al-Cu合金显微组织及溶质分布的影响

研究了挤压铸造工艺条件下,工艺参数对Al-5Cu-0.4Mn合金显微组织及Cu元素分布的影响。结果表明,合金在25MPa压力下成形时,初生α-Al晶粒尺寸得到明显细化;浇注温度越高组织变得越粗大;升高模具预热温度,晶粒尺寸增大且分布不均匀。挤压铸造改变重力铸造条件下Cu的逆偏析现象,从铸件边缘往心部的Cu含量呈现增加的趋势,主要原因为晶间富铜液相在压力的强制补缩下,通过枝晶骨架通道被挤向铸件内侧。Cu在α-Al基体中的固溶度随着压力的增大而增加;沿径向远离铸件心部,α-Al晶内Cu含量逐渐增加。在挤压力为100MPa、浇注温度为680～730℃、模具温度为200℃的工艺条件下,可获得晶粒细小、组织致密、宏观偏析少的Al-5Cu-0.4Mn合金挤压铸件。     

混合稀土和挤压铸造对ZL305合金组织和性能的影响

采用挤压铸造和重力铸造制备出不同混合稀土含量的ZL305合金,研究了混合稀土含量和挤压铸造对合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,在重力铸造下,添加混合稀土对合金晶粒细化效果明显,当添加0.1%的混合稀土时,ZL305合金的综合力学性能达到最佳,抗拉强度增加到227.88MPa,伸长率为6.47%。相比重力铸造,挤压铸造成形的合金组织明显细化,并且合金铸态的抗拉强度和伸长率都明显提高。添加0.2%的混合稀土时,合金的抗拉强度和伸长率最佳,分别为302.35MPa和7.23%。经430℃×10h固溶处理后挤压铸造合金的性能显著提高。     

挤压铸造铝合金铸件内部温度测量及组织特征

开发了一种挤压铸造过程直接测量铸件内部温度的方法,该方法能够对直接挤压铸造过程中铸件内部的温度变化进行连续多模次测量。采用该方法,对A356铝合金挤压铸造过程中铸件内部温度变化进行了测量,获得了不同挤压压力下阶梯试件不同部位的冷却曲线。采用光学显微镜对测温部位附近的凝固组织进行了观察,并测量了晶粒尺寸。通过将凝固组织与冷却曲线对照分析,研究了压力对凝固组织的影响。     

不同压力下挤压铸造铝铜合金的组织与性能

采用挤压铸造工艺制备出一种新开发的、高强韧铝铜合金.T5热处理状态下其抗拉强度达到433 MPa,伸长率为14%.通过对该合金力学性能及其显微组织的研究表明,铸态和经T5热处理的抗拉强度和伸长率均随压力的增加而增大,在压力为50MPa时达到最大值,但在铸态下,未加压力的铸造合金其硬度高于挤压铸造的合金硬度.随挤压力增加,晶粒明显细化,二次枝晶增加,枝晶间距减小.     

挤压铸造方式对ZA43合金力学性能的影响

从合金液的流动和压力损失的角度,研究了两种挤压铸造方式对ZA43合金力学性能的影响。结果表明:冲头式挤压铸造使合金液反向充型流动,改善了ZA43合金的凝固条件,有利于补缩,且压力损失小。柱塞式挤压铸造虽然也加强合金液流动,但没有宏观的充型运动,且压力损失大。为获得高塑性ZA43合金铸件,柱塞式挤压铸造所需的比压比冲头式挤压铸造的大得多。     

挤压铸造方式对ZA43合金力学性能的影响

从合金液的流动和压力损失的角度 ,研究了两种挤压铸造方式对ZA43合金力学性能的影响。结果表明 :冲头式挤压铸造使合金液反向充型流动 ,改善了ZA43合金的凝固条件 ,有利于补缩 ,且压力损失小。柱塞式挤压铸造虽然也加强合金液流动 ,但没有宏观的充型运动 ,且压力损失大。为获得高塑性ZA43合金铸件 ,柱塞式挤压铸造所需的比压比冲头式挤压铸造的大得多     

挤压铸造比压对铜合金阀体性能的影响

指出了压力铸造及热挤压工艺生产铜合金阀体的缺点 ,阐述了挤压铸造工艺的特征 ,介绍了挤压铸造在燃气器具铜合金阀体上的应用 ,分析了比压对产品性能的影响     

挤压铸造模温及压力对2024铝合金组织性能的影响

研究了压制压力和模具温度对挤压铸造2024铝合金组织和性能的影响.结果表明:随着压力的增加,合金的铸造缺陷减少,晶粒尺寸变小,超过120MPa时,变化不大;模具温度在200℃时,组织不均匀,存在显微疏松等缺陷,模具温度在300℃时组织粗大;在模具温度250℃、压力120MPa的工艺参数下得到的铸件,缺陷较少,组织均匀,强度高.经过T6工艺热处理后,抗拉强度达到425MPa,伸长率6.9%.     

Effect of heat treatment on microstructure and properties of semi-solid squeeze casting AZ91D

Semi-solid AZ91D magnesium alloy billets were prepared by near-liquidus heat holding. Semi-solid squeeze casting was conducted at 575, 585 and 595 ℃, respectively, with 1 mm·s~(-1) squeeze speed. The semisolid squeeze casting AZ91D samples were heat treated by T4(solution at 415 ℃ for 24 h) and T6(solution at 415 ℃ for 24 h + 220 ℃ for 8 h) processes, respectively. The microstructure and mechanical properties of the alloy in different states were investigated by means of OM, SEM and tensile testing machine. The results show that compared to as-cast alloy, the grain size of the semi-solid squeezed AZ91D decreased significantly, and with the increase of semi-solid squeeze temperature, the grain size of AZ91D increased. The grains of the alloy were refined by T4 treatment, and further refined by T6 treatment. T6 treatment greatly improved the tensile strength, elongation, and hardness, but did not significantly improve yield strength. After 575 ℃ squeeze casting and T6 treatment, the ultimate tensile strength(UTS) reached 285 MPa, the elongation reached 13.36%, and the hardness also reached the maximum(106.8 HV), but the yield strength(YS) was only 180 MPa. During the process of semi-solid squeeze casting and heat treatment, the matrix grain was refined and a large number of precipitated and secondary precipitated phases of Mg_(17)Al_(12) appeared. Both the average size of matrix grain and secondary precipitated phase decreased, while the volume fraction of secondary precipitated phase increased. All these resulted in high tensile strength, elongation and hardness.