自孕育半固态制浆技术的研究

分析了国内外制浆技术的现状及组织形成的理论,提出了一种新的半固态制浆技术——自孕育法,即采用与合金同成分的本体孕育并经过导流器进一步孕育的方法,并对AM60合金进行了浆料制备试验。通过控制合金熔体温度与局部过冷使之具有大量的晶核,再利用流动冲刷,获得具有非枝晶初生固相的固-液混合浆料。试验结果表明,经过自孕育处理,当温度为650℃、孕育剂加入量为熔体质量的11%时,制备的半固态浆料具有均匀、细小、非枝晶状的微观组织,晶粒平均尺寸仅为51μm。     

半固态等温热处理对AZ91D镁合金组织的影响

研究了AZ91D镁合金在半固态等温热处理过程中,等温时间,等温湿度对其组织形态和初生相尺寸的影响。研究发现：在升温过程中,晶界处的共晶组织（δ γ）中的γ相先发生溶解,之后,随着温度进一步升高,δ相又发生熔化分离,并在等温处理过程中逐渐变为球状。当等温时间过长时,球状颗粒有长大的趋势,结果表明：在570℃时保温60min,可得到初生相尺寸在50－80μm的球状组织。     

镁合金半固态成形的现状及发展前景

从非枝晶组织的制备、二次加热、半固态成形方法等3方面介绍了镁合金半固态成形技术在我国的发展前景。     

触变成形镁合金的热处理研究

介绍了触变成形镁合金的热处理研究现状以及合金元素在热处理过程中的作用,热处理过程中的析出相形态、数量以及在基体中的分布与合金的力学性能有着密切的联系.     

表面纳米化工艺对半固态成形AZ91D镁合金显微组织的影响

通过表面机械研磨处理在半固态成形AZ91D镁合金表面制备出纳米结构层;利用OM、XRD研究沿厚度方向变化的组织结构特征及变形层厚度与所用实验工艺参数的变化关系。结果表明:试样剧烈塑性变形层厚度随喷丸时间的延长呈先增大后趋于稳定的趋势;剧烈塑性变形层厚度随喷丸距离的增大呈先增后减的趋势,弹丸体积分数与直径也有类似的规律。得出在实验所用的工艺参数中,最佳的工艺参数是喷丸距离13 mm,喷丸时间120 m in,弹丸体积分数100%,弹丸直径Φ8 mm,此条件下表层晶粒尺寸为20 nm左右,剧烈变形层厚度可达到53μm。     

AISI 300系列奥氏体不锈钢渗氮层组织和性能研究

目的 在AISI 300系列奥氏体不锈钢表面制备单一S相渗氮层,提高该系列不锈钢渗氮层的硬度、抗磨损性能,对比揭示渗氮前后不锈钢的磨损机制。方法 采用低温辉光等离子渗氮技术(LTPNT)在AISI 300系列奥氏体不锈钢表面制备渗氮层。利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、电子探针(EPMA)、X射线衍射仪(XRD)分析渗氮层的截面形貌、元素分布和物相组成;通过比磨损率和磨痕形貌分析渗氮层的摩擦学性能;利用电化学实验考察渗氮前后3种不锈钢的耐蚀性。结果 AISI 300系列奥氏体不锈钢经380 ℃、12 h处理后,其表面获得了厚度为15 μm左右、与基体致密结合、组织成分均匀的渗氮层;渗氮层的相结构主要为S相,无CrN相析出;经渗氮后,该系列不锈钢表面硬度均为1 100HV左右,较基体硬度提高了5倍左右;不锈钢基体的磨损机理为黏着和磨粒磨损,经渗氮后转变为氧化磨损和微切削;渗氮层的比磨损率约为不锈钢基体的1/20,抗磨损的能力得到显著提升;在25 ℃环境温度下渗氮后,304L、316L和321的自腐蚀电位下降,腐蚀电流密度增加,腐蚀速率加快,耐腐蚀性能稍有降低。通过对比腐蚀形貌发现,渗氮层仍具有一定的耐蚀性能。结论 通过LTPNT可以获得高硬度、组织均匀致密、结合强度高的渗氮层,渗氮层中S相的存在可以显著提高AISI 300系列奥氏体不锈钢的表面硬度、抗磨损能力,降低其摩擦因数和比磨损率,对延长不锈钢的服役寿命有着积极的作用。     

A356铝合金半固态浆料在连续冷却、等温保温及随炉冷却过程中的组织演变

采用自孕育法制备A356铝合金半固态浆料,通过光学显微镜、扫描电镜、能谱及电子探针研究浆料在连续冷却、等温保温及随炉冷却过程中的组织及成分变化。结果表明:采用自孕育法能够制备出初生α-Al晶粒细小且分布均匀的非枝晶半固态浆料;浆料在连续冷却过程中,初生α-Al晶粒逐渐长大并圆整,固相体积分数逐渐增大。浆料等温保温初期初生α-Al晶粒逐渐长大并圆整,晶粒长大速率符合D_t~3-D_0~3=Kt动力学方程;过长的保温时间会使晶粒合并而恶化组织。随炉冷却过程中较慢的冷却速率使剩余液相无法独立形核,浆料剩余液相主要通过初生α-Al晶粒稳定生长以及共晶反应而实现凝固;随着随炉冷却时间的延长,Mg完全扩散至晶内,晶内Si含量逐渐增加。     

触变成形AZ91D合金的组织及磨损性能的研究

研究了触变成形AZ91D镁合金的组织和磨损性能.结果表明,触变成形AZ91D合金长方体零件的组织并不均匀:在纵向远离内浇道的区域和在横向远离中心的部位初生相颗粒分数略有减小;在往复式磨损实验中,随着往复次数的增加,磨损率先急剧增加,最后趋于常数,随着载荷和往复频率的增加,磨损率则一直呈增大趋势;与金属型铸造相比,触变成形能显著提高耐磨性.     

固溶温度对铸造Al-Si合金热导率及力学性能的影响

采用金属型铸造工艺制备高性能导热Al-Si合金,并用单项试验法研究热处理工艺(固溶温度)对合金显微组织、热导率及力学性能的影响。通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、激光导热分析仪、拉伸试验等手段测试并分析了热处理前后合金显微组织、抗拉强度、伸长率和热导率等性能的变化。结果表明,铸态时合金的热导率为153.1 W/(m·K),随着固溶温度升高,初生α-Al相形状变得规则,共晶Si由不规则的层片状开始断裂和球化,合金的热导率呈先上升后下降的趋势,在540℃时达到最大,为190.8 W/(m·K),较铸态时提高了24.6%,而560℃时急剧降低。抗拉强度由铸态时的188.35MPa提高到540℃时的255.74MPa,伸长率由铸态时的4.5%提升到540℃时的14.41%。     

时效处理对触变成形AZ91D镁合金组织和力学性能的影响

研究了固溶时效处理(T6)对触变成AZ91D合金组织演变的影响及组织与性能之间的关系。结果表明，触变成形AZ91D合金具有明显的时效硬化特征，分布在基体品界处的β相的数量、大小和形态与合金的力学性能有密切的关系。T6处理能明显提高合金抗托强度、屈服强度与硬度．T6处理后的合金的σb=212MPa，σ0.2=122MPa，硬度为83HV；并且热处理后的断口呈现明显的解理断裂特征。