功率超声试验参数对A356半固态组织的影响

为了得到连续的初生相尺寸细小、形貌圆整组织的A356铝合金半固态浆料,利用自制的一套合金熔体超声处理装置,研究了试验参数对合金半固态初生相尺寸和形貌的影响.通过不同参数条件下所得试样的微观组织分析,得出了初生相尺寸和形貌在浇注温度、处理区域距离一定时,随着超声功率的增大更细小和圆整;加载功率大小与浇注温度一定时,处理区域距离越小,获得的初生相组织越圆整,以及不加载功率超声对初生相组织形貌的影响.     

半固态A356铝合金初生相形貌的分形特征

利用低过热度浇注技术制备半固态A356铝合金浆料,应用Matlab编制计算软件以及图像计盒分形维数的计算方法,研究半固态A356铝合金初生相形貌的分形特征.结果表明:所制备的半固态A356铝合金初生相形貌属于一种分形结构;不同工艺条件制备的初生相形貌有不同的分形维数,分形维数大的初生相,其形貌复杂;分形维数小的初生相,其形貌趋于简单;半固态A356合金的凝固过程是一个分形维数变化的过程.     

低过热度浇注半固态A356合金初生相形貌分形维数的计算

利用低过热度浇注技术制备了半固态A356合金浆料,研究了半固态初生相形貌的分形维数和计算方法.应用MATLAB软件编制了相应的计算程序,对半固态A356合金初生相的形貌图像的计盒维数进行了计算.结果表明,低过热度浇注制备的A356铝合金初生相形貌属于一种分形结构,不同工艺条件下制备的半固态A356合金的初生相形貌有不同的分形维数;应用分形维数的计算结果可研究半固态A356合金初生相的形貌及其组织性能.     

A356合金半固态流动特性的研究

对A356合金半固态流动特性进行了研究.用再熔融加热处理方法得到A356合金半固态压缩实验坯料.分别以变形温度为576、584和590℃,应变速率为0.005、0.01、0.05和0.1s-1对A356合金半固态试样进行压缩实验.实验结果表明,半固态的流动应力随变形温度的升高而降低,随应变速率的增加而增大.用压缩实验结果和最优化方法得到了A356合金流动应力为σ-=ε-246.08 0.21626T 70223.5/Texp(-8851.65 7.50207T 2610791.4/T),用拟合公式计算的A356合金流动应力值与压缩实验结果有较好的吻合.     

A356铝合金半固态浆料的蛇形通道制备工艺

采用蛇形通道浇注工艺制备了A356铝合金半固态浆料.结果表明:采用内径为20 mm的四个弯道的蛇形通道可以在660～680℃制备1.5～1.8 kg的A356半固态浆料,蛇形通道内腔只有少量的挂料,便于清理;在浆料的径向上,从心部到边部初生α-Al形态的差别很小,呈颗粒状或近球状.     

含铒A356合金半固态浆料的制备

采用添加稀土元素铒(Er)变质处理和弱电磁搅拌制备了A356合金的半固态成形浆料。利用微观组织观察、扫描电镜、透射电镜与能谱分析等手段,对制得试样的微观组织进行了研究,并对其形貌演变机理做了分析讨论。结果表明,微量(0.05%)Er元素添加到合金中,可使合金的初生α-Al晶粒从蔷薇花状变成细小的球状。在625℃时对含Er的合金液进行适当的弱电磁搅拌,可以进一步细化合金晶粒,制得半固态成形所需的浆料。     

半固态A356合金浆料的新型制备技术

采用直管浇注法制备了半固态A356铝合金浆料,获得了金属半固态加工要求的细小、球状的“非枝晶”组织,并分析了浇注高度和浇注温度对组织形成过程的影响。实验结果表明：直管在该工艺中起到了增加形核的作用;合适的浇注高度和低温浇注有利于形核;随着浇注高度的提高,初生-αAl晶粒逐渐从蔷薇状向球状和颗粒状转变,晶粒形貌也逐渐变好;随着浇注温度的降低,初生-αAl晶粒向球状或颗粒状转变,分布均匀,圆整度好。在本实验条件下,最佳的浇注高度为430 mm;合适的浇注温度为630～615℃。所得浆料从中心到边缘经历了一个从球状向破碎蔷薇状、再向枝晶状组织转变的过程。     

紊流通道浇注制备半固态A356铝合金浆料

采用水冷紊流通道制备半固态A356铝合金浆料,研究了紊流叶片对通道内合金熔体径向温度和半固态浆料组织的影响,分析了球状初生α(Al)晶粒的形成机制。结果表明,合金熔体每流过一个叶片后,径向温差逐渐减小;当浇注温度为650℃时,流过最后一个叶片后,径向温差减小到0~2℃。紊流叶片增大了合金熔体与管壁接触的表面积,促进了初生α(Al)晶核的生成,因此改善初生α(Al)晶粒的形貌。     

Y对A356铝合金半固态初生相形貌的影响

利用低过冷度浇注工艺制备了A356铝合金半固态浆料,研究了稀土Y对合金半固态初生相形貌的影响。采用正交设计方法,优化了A356铝合金半固态初生相形貌的影响因素,通过直观分析与方差分析表明,经稀土Y变质处理及低过冷度浇注获得A356半固态初生球晶的最佳工艺条件:浇注温度为595℃,保温时间为3min,Y的加入量为0.5%。此时其晶粒在铸态下的形状因子为0.7,等积圆直径为49.6μm,其中浇注温度是晶粒形貌和尺寸的最主要影响因素,可信度达到95%;其次是Y的加入量和保温时间。     

不同初生相的A356合金在流固温区间的流变规律研究

对传统的静态剪切试验装置进行改进,研究了不同初生相形态半固态Ａ３５６合金的流变性能。结果表明,半固态Ａ３５６合金的初生相形态对其静态流变行为有显著的影响。具有枝晶初生相组织的半固态Ａ３５６合金的流变特征符合五元件模型（Ｈ１－「Ｎ１／Ｈ２」－「Ｎ２／Ｓ」）具有退化枝晶初生相组织的兰固态Ａ３５６合金符合六元件模（「Ｈ１／Ｓ１」－「Ｎ１／Ｈ２」－「Ｎ２／２」。计算结果表明,具有退化枝晶初生相组织的半固态     

半固态A356铝合金流变浆料的制备技术研究

利用行波电磁搅拌和低过热度浇注复合制备工艺成功地制备了A356半固态流变浆料。研究了浇注温度、搅拌功率和搅拌时间对A356铝合金的半固态浆料的影响。研究表明,该工艺可制备出符合流变成形所需的A356铝合金半固态浆料,浇注温度在液相线附近,搅拌功率越大,搅拌时间大于6s制备的A356半固态流变浆料中的初生α-Al越圆整,尺寸越细小。最佳工艺参数:搅拌温度为630℃,搅拌功率为1.2kW,搅拌时间为6s。     

半固态A356合金的二次加热工艺研究

在二次加热过程中,为了使坯料中的温度均匀分布并获得细小的球化组织,必须准确控制加热电流、加热时间与坯料温度之间的关系。以A356合金为对象,采用中频电磁感应器进行了二次加热工艺的研究。结果表明,对于尺寸为45mm×70mm的棒状坯料,线圈尺寸取70mm×100mm,加热路线采用三段加热+保温,经过约10min的二次加热,坯料达到了预期的状态,可以满足后续成形的要求。     

基于Matlab的A356铝合金半固态初生相分形维数表征

基于Matlab图像处理功能.应用分形维数对A356铝合金半固态形貌进行研究.结果表明:A356铝合金半固态初生相具有分形特性,且分形维数与保温温度和保温时间有关.保温温度越低(580℃,590℃),时间越长(1 min,3min,5min,10 min),分数维数越低,越接近于1.     

铸造铝合金A356平面断裂韧度KIC的研究

按照HB5142-1996实验标准,采用紧凑拉伸(CT)试样测定铸造铝合金A356的平面断裂韧度KIC值,并使用光学显微镜(OP)、扫描电镜(SEM)以及能谱分析仪(ESA)等现代技术观察了合金的组织、断口形貌并对其夹杂物成分进行了鉴定,从微观角度给予解释。试验结果表明:铝合金A356铸件的KIC值15～20 MPa.m1/2,接近2×××系(Al-Cu合金)和7×××系(Al-Zn-Mg-Cu合金)变形铝合金的下限,断口为准解理断裂,铸造缺陷明显降低KIC值。最后提出了一些提高平面断裂韧性的改进措施。     

浇注温度和ECAP对铝合金坯料组织的影响

采用近液相线法结合新SIMA法复合工艺制备半固态A356铝合金坯料,研究了浇注温度、等径角挤压（ECAP）和半固态处理温度、时间对坯料组织的影响。结果表明,适当的工艺参数可以制备出球状初生α—Al相晶粒的半固态A356铝合金坯料,其中较合理的工艺参数为：近液相线浇注温度为610℃,半固态保温温度为580℃,半固态保温时间为20min。     

挤压铸造半固态A356铝合金的组织与力学性能

采用低温铸造方法制备A356铝合金半固态坯料.在200 t立式油压机上用挤压铸造方法将A356铝合金半固态浆料挤压成件.研究挤压铸造件的微观组织、力学性能,并与液态挤压铸造件进行比较.结果表明,A356铝合金半固态挤压铸造件组织由球形及椭圆形α-Al晶粒和α+Si共晶成分组成,且制件充型完整、无宏观缩孔、组织致密.在比压48.7 MPa,浇注温度575℃,保压时间3s条件下成形的半固态挤压铸造件的抗拉强度、屈服强度、伸长率分别达到278 MPa、225 MPa、13.2％,相比于在比压48.7 MPa,保压时间3s,710℃液态挤压铸造件性能分别提高了8.6％、8.2％、24.5％.A356铝合金半固态挤压铸造成形件具有较高的综合力学性能.     

A356新型净化剂净化效果研究

运用减压凝固法和计算针孔率,考察研究了自行研发的新型净化剂对A356铝合金的净化效果.实验结果得出,在720 ℃的浇注温度、40%的环境湿度下,新型净化剂净化效果要优于市场上两种通用的净化剂.在对新型净化剂加入量的实验中,考虑到经济性,得出在720 ℃的浇注温度、40%的环境湿度下,加入0.5%的新型净化剂净化效果较好.此外,从排杂动力学角度分析了新型净化剂净化效果好的原因.     

半固态A356合金的流变压铸充填性与组织分布

试验研究了压射比压和压射速度对半固态A356铝合金流变压铸充填性的影响。试验结果表明：压射比压和试片的壁厚对新型方法制备的半固态A356合金浆料的充填性影响较大，试片壁厚越大，压射比压越大，型腔越容易充满；为了保证充满型腔，对于10mm的试片，压射比压应≥15MPa，而对于5mm的试片，压射比压应≥20MPa。压射速度对半固态L356合金浆料充填性也具有较大的影响，较高的压射速度有利于半固态A356铝合金浆料的充填；为了保证充满型腔，对于10mm，的试片，压射速度应≥0．384m／s，而对于5mm的试片，压射速度应≥1．152m／s。流变压铸试片的组织分布很均匀，利于获得高质量的半固态A356合金压铸件.