热处理对喷射沉积Al-27%Si合金显微组织及力学性能的影响

采用喷射沉积和热挤压致密化相结合的方法制备Al-27%Si合金,研究热处理对合金的组织及性能的影响。利用金相显微镜、扫描电镜和MTS-858型疲劳试验机等手段对Al-27%Si合金喷射沉积挤压态和热处理态的显微组织和力学性能进行观察与测试。结果表明:喷射沉积Al-27%Si合金组织细小均匀,初晶Si均匀弥散地分布在连续Al基体中,无针状共晶硅存在;采用合理的热挤压致密化工艺可以显著消除材料中的孔隙,致密度达到99.5%;热处理能够进一步改善材料的组织,但会降低材料的屈服强度。     

循环热处理对喷射沉积Al-27%Si合金组织和性能的影响

采用喷射沉积技术制备Al-27%Si(质量分数)合金,研究循环热处理对其组织、残余应力和力学性能的影响。采用Ansys有限元模拟结合X射线检测评估Al-27%Si合金残余热应力的分布和大小。结果表明,喷射沉积Al-27%Si合金由均匀细小的初晶Si和α-Al基体组成,初晶Si的尺寸随热循环温度升高和次数增加而增大。Ansys有限元模拟结果显示喷射沉积Al-27%Si合金增强体Si颗粒受径向拉应力,Al基体受径向压应力,平均残余热应力为121 MPa,小于X射线法测的平均残余应力131.7 MPa。Al-27%Si合金屈服强度与残余热应力、Si相形貌和大小有关。循环热处理后,当Si相形貌和尺寸相当时,材料的屈服强度随残余热应力的降低而升高;当Si相尺寸随热循环增大时,在残余应力相当的情况下材料的屈服强度降低。     

倾斜式冷却剪切技术制备Al-3%Mg半固态合金坯料

应用自行设计倾斜式冷却剪切实验装置,对制备Al-3%Mg半固态合金坯料进行研究,分析工艺条件对半固态合金组织的影响,以及半固态合金坯料的二次加热组织及最优二次加热工艺。结果表明,采用倾斜式冷却剪切技术可以制备具有良好组织的Al-3%Mg合金半固态坯料。获得了制备半固态Al-3%Mg合金坯料的最优工艺条件:浇注温度660~680℃;倾角40°~60°。在合理的二次加热工艺条件下,可获得优良的适于进行触变成形的半固态合金组织。二次加热的最优工艺条件为:加热温度620~630℃;保温时间90~120 min。     

7A04合金半固态模锻工艺的实验研究

以两种状态的7A04合金为例,简要分析了二次加热工艺参数、模具预热温度等工艺参数对半固态模锻成形的影响,并重点研究了半固态模锻前后的显微组织变化及不同加热温度下的力学性能.结果表明:半固态模锻件的显微组织与合金的初始状态及其二次加热后的半固态组织密切相关;在同样变形条件下,经半固态模锻后,挤压后冷变形态合金的力学性能好于挤压态合金,其最佳变形温度分别为600℃和605℃.     

半固态二次加热过程中喷射沉积过共晶Al-Si合金的显微组织演变(英文)

采用喷射沉积技术制备Al—27%Si合金,研究半固态二次加热过程中该合金显微组织的演变。结果表明,初晶硅在二次加热过程中发生粗化,并且粗化速率随着二次加热温度的升高而增大,液态区域凝固后出现共晶组织。在二次加热过程中喷射沉积过共晶Al—Si合金的显微组织演变可以分为3个阶段:第一阶段属于固态相转变;在第二阶段Al基体周围开始逐渐熔化,熔化区域内初晶硅粗化明显且经水淬后出现共晶组织;第三阶段与第二阶段类似,Al基体熔化。     

喷射沉积高硅铝合金的半固态触变成形

研究了喷射沉积高硅铝合金在半固态触变成形过程中的规律。结果表明 :喷射沉积Al 2 0 %Si,Al 30 %Si,Al 30 %Si 2 %Ni,Al 30 %Si 2 %RE和Al 30 %Si 2 %Ni 2 %RE具有良好的半固态触变成形性能 ;半固态挤压压力比固态挤压压力明显降低 ,喷射沉积快速凝固形成的细小硅相 ,使其半固态浆料具有很好的流动性和充填性能 ,半固态组织中未熔α使半固态坏料具有良好的形状保持性。触变成形后微观组织更加均匀 ,致密度大幅度提高。     

半固态ZnAl 27合金及其二次加热组织

研究了半固态ZnAl27合金及其二次加热组织。结果表明，半固态ZnAl27合金基本无宏观偏析，其组织为细小均匀的近球形非枝晶，综合力学性能远远高于常规铸造合金；二次加热后，α相进一步球化，边缘变得光滑圆整，可以满足半固态触变成形的需要。     

喷射沉积耐热Al-15Si-5Fe-2Ni-3.5Cu-Mg-1.5Mn-V合金的组织与性能

采用喷射沉积快速凝固技术制备了Al-15Si-5Fe-2Ni-3.5Cu-Mg-1.5Mn-V合金,在480℃下进行热挤压,挤压比为8:1.采用光学显微镜以及扫描电镜对其微观组织进行观察,用X射线对其进行化学成分分析,并对喷射沉积挤压态合金的热稳定性、硬度进行测试.结果显示,喷射沉积工艺制备的Al-Si系合金组织均匀细小,初晶Si相的形状基本是颗粒状或块状.热挤压后合金组织致密,初晶Si相弥散分布在基体上.挤压态合金在300℃下初晶Si相没有明显长大,热稳定性良好.该合金在300℃下仍具有相当高的强度.     

ZL201合金半固态触变压铸的组织与性能

研究了ZL201合金半固态触变压铸组织与性能,包括半固态坯料的制备、二次加热、压铸成形和成形件的热处理.结果表明:采用低频电磁搅拌半连续铸造制备的ZL201合金半固态坯料的微观组织为均匀、细小的非枝晶,在630℃下保温20 min可获得均匀的近球形二次加热组织.半固态压铸件的组织为较大的棒状、近球状的初生固相和由细小枝晶、等轴晶组成的二次固相,而且组织致密、内部无气孔.半固态压铸件经过535℃固溶9h和175℃时效6h处理后,硬度最大为HV 116.6.     

Si对喷射成形AZ91镁合金微观组织的影响

在保护气氛中采用喷射成形技术制各AZ91和AZ91+2.0%Si镁合金,采用OM、SEM、XRD及TEM等技术分别对合金的微观组织进行观察和分析.结果表明:与相同成分的铸造镁合金相比,喷射成形技术显著细化合金组织;喷射成形沉积态AZ91镁合金具有均匀、细小的等轴晶组织,平均晶粒尺寸约为17 μm,离异共晶β-Mg17Al12相在晶界的偏析被有效改善:对于喷射成形AZ91+2.0%Si镁合金,喷射成形过程中高的冷却速度抑制了Mg2Si相的长大,细小的Mg2Si相呈现为近球形或多边形态,与基体结合良好且弥散分布,并可以作为а-Mg异质彤核核心,使合金组织得到充分细化.     

熔体混合及等温处理制备半固态过共晶铝硅合金的研究

采用熔体混合及等温处理制备半固态过共晶铝硅合金,研究了等温处理参数对Al-20%Si合金中初生硅形态的影响。结果表明,熔体混合可显著细化初生硅组织,在610℃下保温15 min等温循环加热3次后Al-20%Si合金中初生硅球化效果显著,形状因子最高。     

液相线半连续铸造7075Al合金二次加热与触变成形

研究了液相线半连续铸造的7075Al合金半固态浆料在不同温度下的液固相比、二次加热组织、触变成形性,以及热处理前后成形件的力学性能。结果表明,7075Al合金触变成形液相比为30%-50%时对应的温度区间为600-620℃,二次加热可以将液相线半连续铸造7075Al合金锭坯中的蔷薇状和近球状组织转化为球形晶粒组织,适合于半固态加工,组织最佳的条件是加热温度580℃左右,保温时间15-30min,及加热温度600℃左右,保温时间5-15min.加热到600℃,保温15min后7075合金流动性成形性非常好,闭模锻造完全可以半固态成形,未经热处理的7075Al合金成形件强度极限达357.9MPa,T6热处理后强度极限达468MPa。     

半固态ZA27合金挤压成形的试验研究

分别对常规ZA27合金和经机械搅拌得到的半固态ZA27合金在不同的温度下进行二次重熔挤压成形试验；并对ZA27合金在二次重熔后的金相组织与挤压成形得到的金相组织进行了分析。结果表明，半固态ZA27合金在390－415℃下二次重熔，组织中蔷薇状α-Al分离球化，晶粒更加细化，近球形的α相长大，边缘更加光谱，此时进行挤压成形挤压应力较小，挤压件的金相组织与外部品质都较好。     

挤压铸造制备半固态AZ61镁合金的组织演变及力学性能(英文)

采用挤压铸造后直接二次重熔的方法制备半固态AZ61镁合金。首先通过挤压铸造预成形铸态AZ61镁合金,以获得细小的枝晶;然后在半固态区间进行二次重熔,细小的枝晶演变成球状晶,完全球化的晶粒被液相均匀包裹。研究结果表明:通过挤压铸造预成形的铸态AZ61镁合金与传统铸造预成形的铸态AZ61镁合金相比,在相同的二次重熔条件下,挤压铸造预成形的铸态AZ61镁合金获得更细小的半固态组织。此外,挤压铸造加上二次重熔触变成形的AZ61镁合金,力学性能优于传统铸造后二次重熔触变成形的AZ61镁合金。     

半固态AlSi7RE2合金二次加热工艺研究

在半固态合金二次加热过程中,为获得均匀细小的球化组织,必须准确控制各阶段的加热时间和加热温度.以AlSi7RE2合金为对象,用电阻炉进行了二次加热工艺研究.结果表明,半固态AlSi7RE2合金最合理的二次加热温度为585℃～590℃,合适的保温时间为10 min～15 min.     

汽车发动机用Al-17Si-5Fe铸造铝合金半固态挤压成型的组织与性能研究

通过控制挤压比、成形温度的方法,对汽车发动机用铸造Al-17Si-5Fe合金进行了半固态成形工艺研究,研究了不同工艺参数下合金的组织与性能变化规律。结果表明,Al-17Si-5Fe合金适宜的半固态成形工艺为:成形温度600℃、挤压比10︰1;合金中的初生硅和富Fe相得到了较好的细化,分布较为均匀,合金取得了良好的强度与塑性结合。     

原位TiC颗粒对喷射成形Al-Fe-V-Si合金组织和性能影响

通过扫描电镜和透射电镜分析研究了原位反应生成的TiC颗粒对喷射成形态及挤压态的Al-8.5Fe-1.4V-1.7Si合金显微组织的影响,并对合金的力学性能进行了测试。结果表明,原位反应生成的TiC颗粒均匀地分布在合金基体中并细化了基体合金的晶粒,提高了合金的高温组织稳定性;喷射成形Al-8.5Fe-1.4V-1.7Si 3.0TiC合金挤压态的室温和高温强度明显高于喷射成形Al-8.5Fe-1.4V-1.7Si合金挤压态的强度,而且塑性也有明显的提高。     

6061合金半固态电磁半连续铸造与模锻成型组织及性能研究

采用金相显微镜和电子拉伸机,研究了6061合金半固态坯料的电磁半连续铸造、二次加热、触变模锻成形以及成形件热处理。结果表明:采用近液相线电磁半连续铸造技术制备的6061合金半固态坯料微观组织为均匀、细小非枝晶组织;低过热度浇铸时,临界晶核半径减小,此时在电磁场作用下,降低了熔体的温度梯度,促进了准固相原子团簇在熔体中形成,形核率增大;二次加热时,初生α-Al不断球化,淬火组织也呈圆整状,620±5℃、保温15 min,模具温度250~300℃,留模时间10~15 s,触变成形出表面光洁的成形件;经T5处理后,抗拉强度达到328 MPa,延伸率达到8%,大大高于压铸成形件的性能。半固态压铸成形由于成形速度高,溶体高速充型,造成成形件气孔率高,使成形件组织致密度不如半固态模锻成形件,这是半固态压铸件强度低、模锻件强度高的主要原因。     

电磁搅拌和等温挤压对ZA27合金半固态组织的影响

采用电磁搅拌和等温挤压的方法,研究了ZA27合金半固态成形的合理工艺参数,分析了电磁搅拌过程中输入电压、搅拌温度、冷却方式以及挤压过程中挤压温度对ZA27合金的半固态显微组织的影响。结果表明,输入电压为180～200V、搅拌温度为465～475℃和急冷的方式可得到近似球形和球形的细小显微组织;挤压温度为390～410℃时,挤压过程中发生动态再结晶,挤压后晶粒变得更加细小、均匀。     

半固态加热温度和时间对喷射沉积A356材晶粒长大的影响

喷射沉积材料具有细小的等轴晶组织,是优良的半固态加工(Semisolid metal processing,SSM)的坯料.喷射沉积材料在半固态加工过程中主要的组织转变是晶粒长大,如何控制其晶粒长大速度是喷射沉积材料半固态加工的关键问题.通过对喷射沉积A356铝合金在不同温度下保温不同的时间后进行组织观察,探索半固态加工工艺对组织和性能的影响规律.结果表明:半固态成形温度提高,固相分数降低,晶粒长大速度提高,在接近液相线温度约600℃时,组织出现异常长大的趋势,因此加热温度是控制半固态加工的关键因素;在低于550℃的半固态温度范围内加热时,保温时间的增加对晶粒长大的影响将减缓.