超声场中金属半固态浆料组织的演化

采用亚共晶ZL101铝合金,研究了不同超声波导入条件下半固态浆料组织演化过程.结果表明,导入超声波时的温度对浆料初生晶粒的形貌影响明显.从640℃开始导入超声波,初生晶粒保持以近球状形式生长;熔体降温至610℃(固相率达0.1后)再导入超声波,初生晶粒逐渐由枝晶向非枝晶转化,120 s后初生晶粒粒状化;冷却至600℃(固相率近0.25后)再导入超声波,最终组织为粒状晶和枝晶混合组织.最后对超声场中半固态浆料组织演化机理进行了分析讨论.     

铸造工艺对Mg-12Zn-1Y合金组织与力学性能的影响

特定Zn、Y含量的Mg-Zn-Y合金能原位形成二十面体准晶增强I相(I-Mg₃Zn₆Y),但常规铸造凝固条件下形成的准晶组织粗大,难以发挥其性能优势。研究了重力铸造、挤压铸造及流变挤压铸造工艺制备的Mg-12Zn-1Y合金的组织和力学性能。结果表明,在重力铸造的合金组织中,大量粗大的I相和Mg₇Zn₃相聚集在一起。挤压铸造使I相转变为细小的层片状,且Mg₇Zn₃含量降低。对于流变挤压铸造的合金,随着制浆过程中超声功率增大,α-Mg晶粒得到较大程度的细化和球化,共晶组织间距明显减小,而随着超声功率持续增加到2 400 W时,共晶组织出现一定程度富集。当超声功率为1 600 W时,合金的力学性能最优,屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为185 MPa、276 MPa和6.8%,相较于挤压铸造分别提高了35.0%、24.9%和142.9%。     

Al含量对多相增强CuZr基非晶复合材料组织性能的影响

针对具有多相复合结构的[(Zr_0.5Cu_0.5)_99.5-xAl_xSn_0.5]_0.97Ta₃(摩尔比)非晶复合材料,通过调控Al含量(x=5,6,8),探讨了非晶复合材料微观组织及力学性能的变化规律。研究表明,Al含量会对复合体系中基体的非晶形成能力产生影响。随着Al含量的增大,体系中的非晶形成能力先增大后减小。非晶形成能力的变化会对凝固过程中析出的多相增强结构含量及尺寸产生相应影响,进而影响非晶复合材料的屈服强度和塑性变形能力。因此,可根据不同性能需求进行成分选择,实现合金组织与性能的可调可控。     

机械振动制备ZL101铝合金半固态浆料的工艺优化

为获得机械振动制备亚共晶Al-Si铝合金半固态浆料的最佳工艺,以ZL101铝合金为研究对象,运用正交试验方法分析不同工艺参数对亚共晶Al-Si铝合金半固态组织的影响。结果表明:保温温度605℃,振动频率41.7 Hz,振动时间3 min时,制备的ZL101铝合金半固态浆料的组织最佳。     

耐热低膨胀高硅铝合金的成形与性能

利用超声振动半固态流变压铸成形的方法制备出含20%Si的AlSiCuMgNiRE合金,研究了这种合金的组织、高温性能及热膨胀性能。结果表明,P与稀土复合变质的高硅铝合金,300℃的高温抗拉强度达到167 MPa,室温强度达到310 MPa;25~300℃内的热膨胀系数为17.4×10-6(1/℃)。添加2%Fe的高硅铝合金,由于针状富Fe相割裂基体,力学性能大幅度降低。而通过超声处理可改变富Fe相的形态,其室温及高温力学性能提高。     

挤压铸造与超声处理对铸造铝锂合金组织与性能的影响

目的 研究挤压铸造与超声处理工艺对铸造铝锂合金组织与性能的影响规律,分析工艺改变对组织细化及性能提升的作用机理,解决传统重力铸造下铝锂合金性能较差的问题。方法 将挤压铸造(SC)与超声处理(UT)相结合制备Al-2Li-2Cu-0.5Mg-0.2Zr合金,在熔体超声2 min后,以50 MPa的挤压力制备合金,探究各工艺对铸造铝锂合金显微组织与力学性能的影响。结果 与传统的重力铸造(GC)相比,SC合金的孔隙率和成分偏析显著降低,晶粒尺寸也明显减小,特别是经过UT+SC处理的合金得到了进一步优化。经UT+SC处理后,Al-2Li-2Cu合金的极限抗拉强度(UTS)、屈服强度(YS)和伸长率分别为235 MPa、135 MPa和15%,与GC合金相比,分别提高了113.6%、28.6%、1 150%,与SC合金相比,分别提高了5.4%、3.8%、15.4%。结论 UT+SC工艺能明显提升铸造铝锂合金的性能。UT+SC制备的Al-Li合金的强度和伸长率的提高归因于孔隙率的降低、晶粒细化和第二相的均匀分布。将挤压铸造与超声处理相结合制备铸造铝锂合金解决了重力铸造下合金性能较差的问题,为满足航空航天要求的高强韧铸造铝锂合金的制备提供了一种行之有效的新方法。     

功率超声振动在金属材料成形中的研究及应用

功率超声振动在金属材料成形领域,如在超声处理液态金属、超声焊接成形、超声金属塑性成形及金属半固态成形等方面有着广泛的研究和应用.结合作者的研究成果,介绍了功率超声振动应用于上述各种成形方法的原理,相对于传统方法的优点及其研究和应用现状.认为,由于超声成形的环保、节能和高效性,功率超声振动在金属材料成形领域的研究和应用,特别是用于半固态成形领域中,将有广阔的发展前景.     

Cosworth Process-前景广阔的铝合金成型新工艺

论述了Ｃｏｓｗｏｒｔｈ Ｐｒｏｃｅｓｓ的可持续发展的优势；对该工艺在我国的未来发展方向作了展望。     

镁合金熔液除气工艺优化及其机理的研究

利用镁合金快速定量测氢仪研究了通Ar对AZ91镁合金熔体除气的效果,以及通Ar流量、通Ar时间及精炼温度三因子对精炼效果的影响.运用正交试验方法找到了通Ar除气工艺的最佳工艺参数匹配,即通Ar流量为1～1.5L/min,通Ar时间为20～25min,镁液温度为725～750℃.从热力学角度对镁液的除气机理进行了深入探讨,建立了导入镁熔体中惰性气体体积的定量热力学关系式.并进行了动力学方面的分析,通过试验发现,在理想条件下所推导的除气速率动力学方程式只能作为实际工程参考,理论计算与实际数值由于多个因素的影响无法较好吻合.     

铸造镁合金显微气孔形态及形成机理的研究

利用镁合金定量金相技术和场扫描电镜,研究了铸造镁合金中显微气孔的组织形态及其形成机理.结果表明:随镁合金试样厚度的增加,显微气孔的组织形态由细小的针孔演变为显微气缩孔.铸造镁合金微孔的组织形态形成机理符合气体形成模型和溶质再分配理论,从而验证氢气析出形成显微气孔机理.