铝合金熔体旋转喷吹除气净化过程模拟

采用计算机模拟方法对铝合金熔体旋转喷吹除气净化过程的温度场以及流场进行分析。结果表明,在转杆内部放置一个导气管,可以显著降低气体温度,从而可以有效地解决旋转喷头由于熔剂因高温变软而堵塞的问题;旋转速度和进气流量对铝合金熔体旋转喷吹除气净化效果具有重要影响,应该根据具体情况选择合适的工艺参数。熔池为方形结构时,气体主要从对角处出去,而远离对角处的体积分数却显著降低,甚至可能发生吸气。     

耐热铸造镁合金的研究现状及其发展趋势

耐热铸造镁合金在航空航天以及汽车工业等领域得到了广泛应用。本文主要介绍了Mg-Al系、Mg-Zn系和Mg—RE系耐热铸造镁合金的研究现状；对新型高性能耐热镁合金的发展趋势提出了一些见解，指出，合金化方法作为解决镁合金高温性能不足的最有效的手段之一，应该进一步通过优化合金元素组合，进行有效的合金设计，解决铸造镁合金在耐高温、抗蠕变等方面存在的问题。     

Al-6.3Zn-2.8Mg-1.8Cu铸造铝合金的组织和室温力学性能

研究了Al-6.3Zn 2.8Mg-1.8Cu铸造铝合金的组织和室温力学性能.研究表明,在金属型铸造条件下,Al-6.3Zn-2.8Mg-1.8Cu合金的铸态组织为近等轴晶,相组成为α（Al）基体、枝晶间α（Al）+η（MgZn₂）共晶、晶内游离η相（MgZn₂）、少量T相（Mg₃Zn_xCu₃-_xAl₂）及少量颗粒状Al₇Cu₂Fe.固溶处理后,原铸态组织中的η（MgZn₂）相大部分溶解消失,但形成新的沿晶界分布的S相（Al₂CuMg）.实验确定了固溶态Al-6.3Zn-2.8Mg-1.8Cu合金较优的单级和双级时效工艺.与单级时效工艺相比,采用双级时效工艺处理后,抗拉强度由480 MPa增加至490 MPa,延伸率由0.2%增加至2.2%.     

Al-4.5Ti-B细化剂和Na盐变质剂对A357合金组织和性能的影响

研究了Al-4.5Ti-B细化剂和Na盐变质剂对A357合金金属型铸造时微观组织和力学性能的影响及Na盐变质砂型铸件的壁厚效应。实验结果表明,单独Ti细化和Na盐变质的最佳加入量分别为0.15%、1.5%。在两者共同作用时,合金的力学性能比Ti细化低,比Na盐变质高。随砂型铸件壁厚的增加,A357合金的组织变得粗大,硬度变小,并且固溶处理和时效处理所需的时间也更长。     

稀土元素Gd对Mg-Zn-Zr镁合金组织和性能的影响

通过砂型铸造制备Mg-5Zn-0.6Zr和Mg-5Zn-3Gd-0.6Zr合金,并通过XRD、OM、SEM和EDS以及拉伸试验研究合金化稀土元素Cd对Mg-5Zn-0.6Zr合金铸造组织和力学性能的影响.结果表明:合金Mg-5Zn-0.6zr铸态组织由a-Mg和MgZn2等合金相组成.经固溶处理后,共晶组织全部溶入基体,晶界消失;添加合金化元素Gd后,试验合金Mg-5Zn-Gd-0.6Zr的晶粒显著细化,晶界处析出Mg-Zn-Gd三元相,在晶界析出相的周围均有大量弥散的颗粒状析出物,经固溶处理后,晶界处仍有未溶的化合物存在,但连续网状的Mg-Zn-Gd三元相分解为孤立的颗粒状或者长条状;在铸态下,合金Mg-5Zn-0.6Zr的力学性能优于Mg-5Zn-3Gd-0.6Zr.但经T4和T6态热处理后,合金Mg-5Zn-3Gd-0.6Zr的屈服强度和延伸率优于Mg-5Zn-0.6Zr.随着温度的升高,合金Mg-5Zn-0.6Zr 的抗拉伸强度显著下降,而Mg-5Zn-3Gd-0.6Zr的力学性能在高温区均优于Mg-5Zn-0.6Zr.     

Mg-5Al-1.5Ca-0.4Zn基镁合金的等温法半固态压铸组织和性能

研究了Mg-5Al-1.5Ca-0.4Zn-0.2Mn-Sr-Ti合金的等温法半固态压铸组织和性能.结果表明:合金相组成为α(Mg)、(α(Mg) Al2Ca)共晶和少量球状Mg17Al12.Sr变质合金在585℃等温法处理时,α(Mg)首先分离成核.随着等温时间加长,α(Mg)由块状向球状转变.25 min时,转变为粒径40μm的均匀球状组织.此后,球晶发生长大,进而聚拢合并.合金等温法压铸实验发现,组织为均匀细小等轴晶,粒径25 μm.合金室温和高温强度较砂铸大幅提高,塑性略有下降.这是由于细晶强化作用,以及晶粒细化使得晶界上半连续分布的Al2Ca相更弥散,这样Al2Ca高温下钉扎晶界的作用更加突出.等温法半固态压铸合金200℃的高温强度优于AZ91压铸合金,可达140 MPa.     

新型铸造镁合金Mg-3.0Nd-1.5Gd-0.25Zn-0.5Zr的组织和力学性能

研究了新型铸造镁合金Mg-3.0Nd-1.5Gd-0.25Zn-0.45Zr的组织和力学性能。研究表明,试验合金的铸态组织为近等轴晶,主要由α-Mg基体和晶界处的(α-Mg+Mg12Nd)共晶组成。试验确定了固溶试验合金的较优时效处理工艺。试验合金经T6热处理后,室温屈服强度较ZM6合金显著提高。同时,试验合金的高温瞬时抗拉强度、屈服强度以及抗蠕变性能均显著优于ZM6合金。     

Mg-Nd-Gd-Zn-Zr镁合金铸造组织与力学性能

采用正交试验方法,通过砂型铸造制备9种不同成分的Mg-Nd-Gd-Zn-Zr系镁合金。研究该系列镁合金的铸造组织和室温力学性能,并通过对力学性能试验数据的分析,研究主要合金化稀土元素Gd和Nd的作用。研究发现:该系列镁合金铸态组织为α-Mg基体和Mg12Nd化合物。经过固溶处理后,铸态组织中晶界上的化合物大部分溶入基体,但在晶界上还有一些颗粒状的化合物。Gd含量越高,合金的室温抗拉强度、屈服强度和延伸率就越高。Nd含量越高,抗拉强度和屈服强度也越好,但延伸率在Nd含量超过2水平(2.85%)后会降低。抗拉强度和屈服强度受Nd含量的影响最大,Gd含量的影响次之。Zn含量越高屈服强度越高,但抗拉强度和延伸率降低,其中延伸率受Zn含量的影响最大。     

ZAC843镁合金金属型铸造组织和力学性能

在Mg-Zn-Al系镁合金高Zn低Al侧选择新的成分点,通过加入合金化Cu和微量Sr、Ti等元素,研究了ZAC843铸造镁合金在金属型铸造工艺条件下显微组织和力学性能,尤其是Sr,Ti对其显微组织的影响.研究发现:添加合金化元素Cu后,试验合金的相组成为:δ-Mg基体和Mg32(Al, Zn)49,而不再存在Mg17Al12等低熔点相;试验合金进行热处理后,Cu元素在Mg32(Al, Zn)49相中有一定程度的溶入(约1 at %～10at%);ZAC843A同时添加Sr Ti,即使添加量很小,对组织也能够起到较好的细化、变质作用,而ZAC843B单独添加Sr,即使添加量较大,效果也不明显;试验合金在热处理后,使得显微组织更加细化,力学性能得到改善,尤其是ZAC843A实验合金在金属型铸造工艺条件下热处理后的室温力学性能优良,抗拉强度达到253 MPa.     

Effect of gadolinium on aged hardening behavior,microstructure and mechanical properties of Mg-Nd-Zn-Zr alloy

Mg-3.4Nd-0.1 Zn-0.40Zr alloy samples with and without containing gadolinium(0.6%,mass fraction)were prepared by sand casting.The aged hardening behavior,solidification microstructures and mechanical properties of the alloys were investigated by using the analysis methods of OM,XRD,TEM,hardness tests and mechanical property tests.The main research results are as follows.1)Compared with the alloy without the addition of gadolinium.the alloys with the addition of gadolinium shows the more remarkable age-hardening response.2) The as-cast microstructure of the alloy with and without containing gadolinium consists of α-Mg grains with Mg12Nd phase on the grain boundary.After solution heat-treatment,Mg12Nd phase of the alloy without containing gadolinium is dissolved in the matrix,however,there iS still discontinued Mg12Nd phase at grain boundary of the alloy with containing gadolinium.The more finely dispersed precipitates in Mg matrix are formed in the alloy with containing gadolinium during age-treatment.3)The room temperature and high temperature mechanical properties ofthe alloy are satisfactory.with σb=280 MPa,σ0.2=165 MPa at RT and aσb=215 MPa,σ0.2=155 MPa at 250℃.The high temperature mechanical properties decrease slightly with the increase of temperature.