新型倾斜板技术制备A2017半固态合金

采用新型的波浪型倾斜板技术,对制备半固态A2017合金进行了研究.熔融的合金在倾斜的波浪型冷却板表面非均匀形核,并在流动与碰撞剪切的条件下生长,逐渐从粗大的等轴晶网络演化为细小的近球形晶.通过试验发现,在浇注温度为720 ℃、倾角为45°的条件下,选用长度为400～500 mm有间隔波浪的室温倾斜板可获得细小均匀的合金组织.坯料在二次加热温度为625 ℃、保温时间为60 min的条件下,球化理想,适合于触变成形.     

半固态挤压铸造A356合金在热处理过程中的组织和性能演化

半固态挤压铸造的A356合金首先在540℃下进行固溶处理,随着固溶温度升高,Mg和Si原子逐渐溶解于基体中,并产生了固溶强化作用。抗拉强度、延伸率和硬度在固溶6 h达到峰值,之后合金力学性能随固溶时间延长而下降。在固溶处理之后合金在180℃下进行了不同时间的时效处理。随着时效时间延长,Mg₂Si相逐渐在基体中析出,析出相显著球化细化,尺寸约为2μm。经过对合金组织和力学性能的分析,半固态挤压铸造A356合金的最佳热处理制度为:540℃固溶6h,180℃时效4h。经过固溶和时效处理后的合金抗拉强度达到336 MPa,延伸率达到6.9%,硬度达到1240 MPa,相较于热处理前的性能提升了106.7%。     

连续流变挤压技术在制备高性能铝材中的应用

目的探索铝材短流程制备工艺,制备出高性能铝合金材料。方法采用连续流变挤压成形技术制备Al-Ti-B晶粒细化剂与Al-Sc-Zr耐热铝合金导线;利用提出的连续流变挤压与累积连续挤压法,制备超细晶金属材料。结果采用连续流变挤压成形技术制备Al-Ti-B晶粒细化剂,其细化效果优于国外同类产品,且制备流程短、成本低;制备出的高性能的Al-Sc-Zr耐热铝合金导线,其抗拉强度、伸长率和导电率分别达到223 MPa、7.1%和60.5%IACS,并且可在230℃的温度下长期运行,相比于日本耐热铝合金导线,其抗拉强度、伸长率与导电率分别提高了39.4%,255%,0.83%;采用连续挤压技术制备的Al-Sc-Zr合金杆,经过累积连续挤压后,合金晶粒尺寸从100μm细化至800 nm,得到了超细晶Al-Sc-Zr合金。结论连续流变挤压技术制备铝材工艺流程短、产品性能优良,能连续高效制备铝合金超细晶材。     

A2017半固态合金的半固态扩展成形

用单辊搅拌(SRS)实验机进行了A2017合金的半固态凝固实验,研究了A2017半固态合金组织的形成机理。在轧辊剪切力的作用下在轧辊粗糙表面生长初始枝晶,破碎后形成自由晶,自由晶自由运动和生长形成细小均匀的A2107合金球形组织。在710～750℃内浇注,可制备出具有细小、均匀球形组织的A2017半固态合金。使用在辊-靴型腔出口处的扩展成形模可实现A2017合金半固态连续扩展成形,使半固态成形与扩展挤压相结合,通过控制浇注温度得到了表面状态良好的断面尺寸为14mm×25mm的A2017扁型材料。用半固态扩展挤压方法得到的材料断裂强度为280MPa(比国标值提高100MPa);延伸率为49％(比标准值提高29％)。     

Effects of deformation parameters on formation of pro-eutectoid cementite in hypereutectoid steels

Brittle pro-eutectoid cementite that forms along prior-austenite in hypereutectoid steels is deleterious to mechanical properties. The optimum process parameters which suppress the formation of pro-eutectoid cementite in hypereutectoid steels with carbon content in the range of 0.8%-1.3% in mass fraction, were investigated. Pro-eutectoid cementite formation is effectively hindered by increasing the deformation temperature and decreasing the amount of strain. Transformation at lower temperatures close to the nose of the cooling-transformation diagram also reduces the tendency of the formation of pro-eutectoid cementite. Control of prior-austenite grain size and grain boundary conditions is important. Due to larger number of nucleation sites, finer prior-austenite grain size results in the acceleration of transformation to pro-eutectoid cementite. However, large prior-austenite and straight boundaries lead to less nucleation sites of pro-eutectoid cementite. The cooling rate and carbon content should be reduced as much as possible. The transformation temperature below 660 °C and the strain of 0.5 at deformation temperature of 850 °C are suggested.     

波浪型倾斜板振动对Al-6Si-2Mg合金凝固组织的影响

研究了波浪型倾斜板振动参数对Al-6Si-2Mg合金凝固组织的影响,结果表明:倾斜板的倾角和长度影响合金在斜板表面的流动剪切强度和剪切时间,从而影响合金的组织.当浇注温度为660-690℃时,随着浇注温度的降低,合金晶粒细化和球化,平均晶粒直径为40μm,晶粒平均圆度值为2.5;浇注温度低于660℃时,晶粒有粗化和枝晶化的趋势.倾斜板的振动作用使表面形成的晶核离开表面进入熔体中,有效地减少了晶粒之间的粘连,解决了结壳问题,提高了形核率,细化了组织;随着倾斜板振动频率的提高,晶粒的平均圆度先降低后提高,振动频率为50-60 Hz出现最小值.倾斜板的波浪形表面对流动的金属具有搅拌作用,增大了熔体内部的剪切作用,使晶粒更加细小圆整.     

倾斜板振动熔体处理技术研究与应用进展

论述了一种金属组织细化与制备半固态金属浆料的熔体处理方法,总结了近年来的研究与应用进展。倾斜板振动技术可以显著细化金属坯料组织,使纯铝的细化晶粒度很容易达到1级细化标准,该技术对过共晶Al-Si合金中初晶Si与共晶Si也具有较好的细化效果;采用该技术可制备具有细小球形晶或等轴晶组织的A356、Al-6Si-2Mg、A2017、AZ91、AZ31、过共晶Al-Si合金等金属坯料,实现了触变成形;通过连续流变挤压制备了6201、A2017、AZ31、AZ61合金管材、型材和线材,通过流变轧制制备了A356、A2017、AZ91、AZ31、AZ61、Mg-Sn合金板带材;倾斜板振动熔体处理技术具有成本低、效率高的特点,在流变压铸、流变挤压、流变轧制及金属组织细化等方面具有很好的应用前景。     

单辊搅拌工艺条件对A2017合金热/流耦合场影响的有限元分析

针对单辊搅拌技术制备A2 0 17半固态合金的工艺过程 ,利用ANSYS有限元分析软件计算出了不同浇注温度、轧辊转速、辊靴型腔宽度条件下合金温度场、速度场分布 ,分析了单辊搅拌工艺条件对A2 0 17合金热 /流耦合场的影响。优化了单辊搅拌制备A2 0 17半固态材料的工艺参数 ,合理的浇注温度为 6 90～ 790℃ ,辊靴型腔宽度为 4mm ,轧辊转速为 0 .2m/s。     

真空烧结法制备ZrO2(Y2O3)/Al2O3复合材料

用真空烧结工艺制备了ZrO2（Y2O3）／Al2O3复合材料,分析了ZrO2（3Y）和ZrO2（2Y）含量对Al2O3基陶瓷烧结相对密度、显微结构及相变行为的影响．结果表明：Zro2（Y2O3）的含量对t-ZrO2→m-ZrO2相变量有影响,ZrO2（3Y）和ZrO2（2Y）含量（体积分数）分别为15％和20％时,烧结试样相对密度分别为99．6％和98．5％,ZrO2的晶粒平均尺寸分别为1．1μm和1．8μm,样品断裂前后的最大相变量（体积分数）分别是Vt→m=44％和Vt→m=18％．     

工艺条件对AZ91镁合金半固态流变轧制组织的影响

利用自行设计的半固态流变轧制装置,成功制备了断面为5 mmx50 mm的AZ91镁合金板材,并研究了工艺条件对制品组织的影响.结果表明:在工作辊线速度一定的条件下,浇注温度在650～730℃变化时,随着浇注温度的降低,固相率增大,浆料受到倾斜板的剪切作用增强,合金组织逐渐细化.当浇注温度一定时,工作辊线速度在0.052～0.087m ·s-1,变化时,随着工作辊线速度增大,轧制时间缩短,组织中固相率减小.当浇注温度和工作辊线速度不变时,在工作辊中通冷却水提高桨料的冷却强度,提高了合金的过冷度及形核率,有效抑制了晶粒的长大,工作辊通水冷却更容易获得组织细小的制品.在本试验条件下,半固态流变轧制AZ91镁合金的最佳工艺条件:工作辊通水冷却,浇注温度为650 ℃,工作辊线速度为0.052m·s-1.