脉冲-交流磁场对AZ31镁合金组织及力学性能的影响

采用无磁场的常规铸造处理、施加脉冲磁场、施加交流磁场、施加脉冲-交流复合磁场4种工艺处理方式对AZ31镁合金凝固组织和力学性能的影响进行了分析,另外在施加复合磁场中考察了3种不同工艺参数:脉冲电压、脉冲频率及模具温度对合金的初生相形貌和晶粒尺寸的影响。结果表明,与交流磁场处理或脉冲磁场处理相比,复合磁场处理细化效果最好。经复合磁场处理后,合金的初生相由发达的树枝晶转变为细小的等轴晶,平均晶粒尺寸从3.5 mm减小到0.93mm,断面等轴晶的比例由55.8%提高到97%;复合磁场中随着脉冲电压(0~300V)或脉冲频率(1~10 Hz)增加,初生相由不完整的树枝晶逐渐退化为细小的等轴晶或蔷薇状晶;随模具温度从20℃增加至600℃,复合磁场处理后合金的晶粒尺寸先增大后减小然后再增大,200℃时晶粒尺寸最小。3种磁场处理方式中,复合磁场处理对合金的力学性能提高最明显,与常规铸造相比,合金的抗拉强度与伸长率分别提高了35.8%和25.6%。     

脉冲磁场对AZ31镁合金组织及压缩性能的影响

研究了在AZ31变形镁合金熔体凝固过程中施加脉冲磁场对其组织及压缩性能的影响。在设定的浇注温度下,考察了脉冲电压、脉冲频率及模具温度对合金的初生相形貌和晶粒尺寸的影响。结果表明,脉冲磁场可有效细化AZ31镁合金的组织;脉冲电压在0~300V范围内,脉冲频率在1~10Hz时,随着脉冲电压或脉冲频率的增加,合金的平均晶粒尺寸逐渐减小,初生相由发达的树枝晶退化成等轴晶和蔷薇晶。当模具温度在20~600℃时,AZ31镁合金的凝固组织出现先细化后粗化现象,拐点值为200℃;与常规铸造工艺相比,脉冲磁场对合金的压缩性能有明显影响,当脉冲电压为300V,脉冲频率为5Hz,浇注温度为720℃,模具温度为200℃时,合金的抗压强度达到340.87 MPa,抗压强度提高了71.40%,压缩率提高了75.14%。     

机械振动耦合脉冲磁场对GH4169合金组织与性能的影响

研究了脉冲电压、脉冲频率和浇注温度对机械振动耦合脉冲磁场处理GH4169合金凝固组织与力学性能的影响。结果表明,在脉冲电压为200～300 V、脉冲频率为1～5 Hz条件下,随着脉冲电压或者脉冲频率的提高,GH4169合金中粗大的树枝晶逐渐转变为细小等轴晶,合金的晶粒尺寸不断减小、等轴晶比例不断增加,合金的抗拉强度不断增加而伸长率有所降低,但都明显高于未施加复合处理的合金;随着浇注温度的升高,未施加复合处理的GH4169合金的平均晶粒尺寸不断增加,而复合处理工艺下合金的平均晶粒尺寸不断减小;相同浇注温度下,机械振动耦合脉冲磁场复合处理的合金的抗拉强度和断后伸长率都明显高于未施加处理的合金;机械振动耦合脉冲磁场复合作用可以明显细化GH4169合金的凝固组织,合金的力学性能大幅度提高。     

脉冲磁场对Mg-Y-Cu-Zr-Sr合金凝固组织的影响

研究了脉冲磁场作用下长周期结构增强Mg-Y-Cu-Zr-Sr合金凝固组织的变化,研究了不同的脉冲电压、脉冲频率、浇注温度和模具预热温度对合金凝固组织的影响。结果表明,在脉冲磁场作用下,合金的凝固组织显著细化,其初生α-Mg相转变成细小、圆整的近球状或蔷薇状晶体,第二相分布变得均匀。当脉冲电压在0~240V范围内或脉冲频率在1~10Hz范围内,随着脉冲电压或脉冲频率的增加,合金的凝固组织逐渐细化;当浇注温度在660~750℃范围内或铸型预热温度在200~600℃范围内时,随着浇注温度的升高或模具预热温度的降低,合金的凝固组织逐渐细化。     

脉冲磁场-机械振动复合处理细化Al-5%Fe合金凝固组织

以脉冲电压、脉冲频率、模具预热温度及浇注温度为研究因素,对Al-5%Fe合金施加脉冲磁场-机械振动复合处理进行了研究。研究表明,通过控制复合处理参数和凝固条件可有效细化Al-5%Fe合金的凝固组织;A13Fe相由长针状转变为细针状及针点状;在0~250 V范围内,随脉冲电压的增加,A13Fe相呈现先细化后粗化的趋势;在0~5 Hz范围内,随脉冲频率的增加,A13Fe相逐渐细化;模具预热温度对A13Fe相的尺寸无规律性影响,400℃时细化效果最好;在800~890℃范围内,随浇注温度升高,A13Fe相逐渐粗化。     

脉冲磁场-机械振动复合作用下K4169高温合金凝固组织的细化

对比研究了未处理、脉冲磁场处理、机械振动处理和脉冲磁场-机械振动复合处理对K4169高温合金凝固组织和力学性能的影响,并考察了复合处理条件下不同的脉冲电压、脉冲频率及浇注温度时合金的初生相形貌。结果表明:经脉冲磁场-机械振动复合处理后,合金的晶粒尺寸由4.5 mm细化至0.98 mm,断面等轴晶比例由36%提高至96%,且细化效果均好于单一的脉冲磁场处理或机械振动处理,同时合金的抗拉强度和延伸率较常规铸造条件下分别提高了49.2%,37.3%。随着脉冲电压或脉冲频率增加,合金的初生相逐渐退化,由发达的树枝晶变成细小的等轴晶或蔷薇状晶体。在1380~1530℃范围内,随浇注温度的提高,复合处理后合金的初生相不断细化。     

Zr和脉冲磁场对Mg-Y-Zn-Ca合金组织及压缩性能的影响

对比研究了未处理、Zr处理、脉冲磁场处理及脉冲磁场-Zr复合处理对长周期结构增强Mg-5Y-2.5Zn-1.2Ca合金凝固组织及压缩性能的影响,同时考察了复合处理条件下脉冲电压和频率对合金的影响。结果表明,Zr处理、脉冲磁场处理、复合处理后,合金的凝固组织和压缩性能均有所改善,其中复合处理的效果最好;与未处理合金相比,复合处理后合金的抗压强度和压缩率分别提高43.9%和15.4%。在0~300V内,随着脉冲电压增大,合金的平均晶粒尺寸逐渐减小;在1~10Hz内,随着脉冲频率增大,合金的平均晶粒尺寸先减小后增大,转折点为5Hz。晶粒尺寸越小,合金的第二相分布越均匀。合金的压缩性能与其晶粒尺寸基本对应。     

脉冲磁场下制备Al-20Si功能梯度材料的研究

进行了脉冲磁场下制备Al-20Si功能梯度材料的研究,分析了脉冲电压、脉冲频率、模具预热温度及浇注温度对初生Si形态和分布的影响。结果表明,利用脉冲磁场成功制备了Al-20Si功能梯度材料,初生Si聚集在试样边缘,心部基本无初生Si。在0~150V范围内,随着脉冲电压的增加,初生Si形态由块状变成粗大的板条状,其平均分布宽度逐渐减小;在1~10Hz范围内,随着脉冲频率增加,初生Si平均分布宽度逐渐减小;当浇注温度在690~780℃范围内或模具预热温度在400~700℃范围内变化时,随浇注温度或模具预热温度的升高,初生Si平均分布宽度先减小后有所增大。     

脉冲磁场下Al-5Fe合金凝固组织的细化

通过自行研制的脉冲磁场装置,研究了不同的脉冲磁感应强度、浇注温度及模具预热温度对Al-5Fe合金凝固组织的影响.结果表明,通过控制脉冲磁场参数和合金的凝固条件,可以有效细化Al-5Fe合金的凝固组织,Al3Fe相由粗大的长条状转变为细小的针状;在0～210 V范围内,随着脉冲电压的增加,Al3Fe相逐渐细化;在800～890℃范围内,随着浇注温度的提高,磁场作用下Al3Fe相先细化后有所粗化,当浇注温度为860℃时,Al3Fe相的细化效果最好;在200～800℃范围内,经过磁场处理合金的凝固组织随着模具温度的升高逐渐细化.     

Zr和脉冲磁场复合处理对纯镁凝固组织的影响

对比研究了Zr处理、脉冲磁场处理以及Zr和脉冲磁场复合处理对纯镁凝固组织的影响,同时考察了Zr和脉冲磁场复合处理条件下,不同的脉冲电压和频率对纯镁晶粒尺寸的影响。结果表明:Zr和脉冲磁场均可以显著细化纯镁的晶粒,且Zr和脉冲磁场复合处理对纯镁的晶粒细化效果最佳;当脉冲电压在0~270 V范围内,随着脉冲电压的增加,纯镁的晶粒尺寸逐渐减小;当脉冲频率在1~10 Hz范围内,随着脉冲频率的增加,纯镁的晶粒尺寸先减小后增大,转折点为5 Hz。     

脉冲磁场对AZ91-0.4Ca镁合金凝固组织的影响

研究了在低压脉冲磁场作用下,脉冲电压、脉冲频率、浇注温度和模具预热温度对AZ91-0.4Ca镁合金凝固组织的影响。结果表明:在0~300 V脉冲电压下,随着电压的升高,合金的初生相逐渐细化;在脉冲频率为0~10 Hz内,随着脉冲频率的增加,合金的初生相先细化后粗化,在脉冲频率为5 Hz时,细化效果最好;经脉冲磁场处理后,合金的初生相随着浇注温度的升高逐渐细化,随着模具预热温度的升高逐渐粗化。     

交流磁场对AZ31镁合金凝固组织和压缩性能的影响

对AZ31镁合金凝固过程施加交流磁场,研究不同的交流电压和模具温度对AZ31镁合金凝固组织和压缩性能的影响。结果表明:交流磁场可以有效细化AZ31镁合金的凝固组织;当模具温度一定,交流电压在0~250 V范围内增加,AZ31镁合金的初生枝晶形貌出现先细化后粗化的现象;当交流电压一定,模具温度在20~600℃范围内增加,合金的晶粒尺寸也先减小后增大。交流磁场明显提高合金的压缩性能,当浇注温度720℃,交流电压200 V,模具温度200℃时,合金的抗压强度为251.59 MPa,压缩率为28.78%,与未磁场处理的合金相比,抗压强度、压缩率分别提高了26.33%、34.98%。     

交流磁场对Mg-Zn-Zr-Gd合金组织及力学性能的影响

研究了交流磁场处理工艺参数(交流电压、交流频率和模具温度)对铸态Mg-6Zn-0.5Zr-1Gd合金的凝固组织及力学性能的影响。结果表明，交流磁场可以细化Mg-6Zn-0.5Zr-1Gd合金的凝固组织。当交流电压在0～300 V内，随着交流电压增加，合金的晶粒尺寸逐渐减小。当交流频率在0～10 Hz内，随着交流频率增加，合金的晶粒尺寸先减小后增大。当模具温度在200～600℃内，随着模具温度增加，合金的晶粒尺寸也是先减小后增大。当交流电压为300 V,交流频率为5 Hz,模具温度为400℃时，合金的综合力学性能显著提高，此时合金的抗压强度为259.53 MPa,压缩率为20%,与未经过交流磁场处理的合金相比，分别提高了32.1%和11.7%。     

脉冲磁场对ZA27合金凝固组织和力学性能的影响

研究了不同脉冲参数和冷却条件对ZA27合金凝固组织和力学性能的影响。结果表明,通过控制脉冲磁场参数和冷却条件,能明显改善ZA27合金的凝固组织,合金的力学性能也得到提高。在0~300V范围内,随脉冲电压升高,合金初生相由粗大的枝晶逐渐转变为细小的球状或蔷薇状晶,抗压强度也逐渐提高,其最高抗压强度较未处理时提高39.6%;在1~10Hz范围内,合金初生相随脉冲频率的提高而逐渐细化,其抗压强度逐渐提高;当浇注温度在490~580℃范围内或模具预热温度在10~400℃范围内提高时,合金的初生相均先细化后粗化,转折点分别为520℃和200℃,合金的抗压强度总体上逐渐提高。     

低压脉冲磁场对纯Al凝固组织和缩孔的影响

研究了不同的脉冲磁场电压、脉冲频率及铸型预热温度对纯铝凝固组织和缩孔的影响.研究结果表明:低压脉冲磁场可使纯铝晶粒细化,等轴晶比例增加,缩孔深度减小;随着脉冲电压、脉冲频率或铸型预热温度的增加,纯铝的等轴晶比例逐渐增大,但当铸型预热温度达到700℃时,等轴晶比例略有减小;同时纯铝的中心缩孔深度逐渐减小,但当脉冲频率超过2.5Hz或铸型预热温度超过500℃时,中心凸起代替中心缩孔.     

低压脉冲磁场对ZM5-3%Ca阻燃镁合金凝固组织的影响

采用低压脉冲磁场处理ZM5-3%Ca阻燃镁合金的凝固过程,考察了脉冲电压和脉冲频率对合金凝固组织的影响。研究结果表明:低压脉冲磁场可以显著细化ZM5-3%Ca合金的凝固组织;随着脉冲电压或脉冲频率的增加,合金的晶粒尺寸逐渐减小,初生相逐渐退化,由发达的树枝晶转变成细小的等轴晶或蔷薇状晶体。     

脉冲磁场对SiC_P/AZ91D复合材料凝固组织的影响

研究了不同的脉冲电压、频率及模具预热温度对SiCP/AZ91D复合材料凝固组织的影响。结果表明,通过控制脉冲磁场参数和模具预热温度,可以有效改变SiC颗粒在合金凝固组织中的分布;在0~200V范围内,随着脉冲电压的增加,SiC颗粒逐渐分散均匀,但是当电压升高到250V时,SiC颗粒有团聚的趋势;在0~5Hz范围内,随着脉冲频率的增加,SiC颗粒分布逐渐均匀;在室温到600℃范围内,在磁场处理条件下,随着模具温度的升高,SiC颗粒分布逐渐均匀。     

不同磁场功率对ZM5-3%Ca阻燃镁合金凝固组织的影响

研究了不同功率的脉冲磁场和直流脉动磁场对ZM5-3%Ca阻燃镁合金凝固组织的影响。结果表明,脉冲磁场和直流脉动磁场对ZM5-3%Ca合金的凝固组织都有一定程度的细化作用;随着脉冲磁场或直流脉动磁场功率的增加,合金的晶粒尺寸逐渐减小,初生枝晶逐渐退化;与直流脉动磁场相比,脉冲磁场对合金凝固组织的细化效果更明显。     

低压脉冲磁场下制备半固态AZ91D-3Ca镁合金的研究

研究了低压脉冲磁场下半固态AZ91D-3Ca镁合金的制备,考察了磁场作用下模具预热温度和浇注温度对合金初生相形貌的影响。结果表明,通过控制合金的冷却速度,利用低压脉冲磁场可以制备出初生相为蔷薇状晶体的半固态AZ91D-3Ca镁合金坯料;在低压脉冲磁场的作用下,随着模具预热温度的升高或浇注温度的降低,初生枝晶逐渐退化;低压脉冲磁场只有在较高的模具预热温度和较低的浇注温度下才能使初生相发生蔷薇化转变。     

直流磁场下熔体温度对Mg_(97)Y_2Cu_1合金凝固组织的影响

利用光学显微镜、X射线衍射仪研究了直流磁场作用下的熔体温度对Mg97Y2Cu1合金凝固组织的影响。结果表明:施加直流磁场并控制熔体温度,合金的凝固组织得到改善,其初生相转变为破碎的枝晶,第二相分布变得均匀和连续。在直流磁场作用下,随着熔体温度的提高,合金的晶粒尺寸先增大后减小,其转折点为750℃;在相同的熔体温度下,磁场处理后的合金晶粒尺寸均比未处理时小。直流磁场对合金的结晶取向能产生显著的影响,合金X射线衍射图谱的最强峰从(0002)面转移到(1010)面;熔体温度对合金的结晶取向影响较小。