定向凝固Al-La合金组织性能的研究

采用Bridgman定向凝固方法,制备出不同抽拉速度下尺寸分别为Φ6mm×50mm和Φ3 min×50mm的试样棒.对试样组织形貌进行分析,发现了一种由α-Al(暗相)和Al11La3(亮相)两相交替出现的枝晶组织,沿枝晶主干方向成分呈周期性变化,称这种组织为周期性双相枝晶组织;而且这种枝晶组织主干方向与凝固方向一致,证明这种枝晶确实存在.通过分析认为,对流可能是产生这种组织的主要原因.经力学性能测试,试样的压缩性能较好,硬度较高.     

Al-35La定向凝固组织的力学性能及形成机理

采用定向凝固技术,研究了Al-35La合金的组织形貌特征、力学性能及其形成条件。结果表明,定向凝固Al-35La合金试样中的枝晶沿主干方向成分是不连续的,表现为周期性双相枝晶组织。对其力学性能进行测试发现,各定向凝固试样压缩性能较好,硬度值较高。分析了Al-35La合金周期性双相枝晶的形成条件。讨论了一定强度的对流在枝晶形核与长大过程中起到的促进溶质交换、带走结晶潜热的作用。由此认为,一定强度的对流促进了Al-35La合金液中两相的交替形核和生长,最终在合金中形成周期性双相枝晶组织。     

Al-35%La合金定向凝固组织的形成机理及力学性能

研究了Al-35%La合金定向凝固组织的形貌特征、形成条件及其力学性能。结果表明:在定向凝固Al-35%La合金试样中,枝晶是成分沿其主干方向呈周期变化的双相组织。各定向凝固试样的力学性能测试发现:压缩性能较好,硬度值较高。分析了Al-35%La合金周期性双相枝晶的形成条件,说明一定强度的对流在枝晶形核与长大中起到促进溶质交换,带走结晶潜热的作用。由此认为,一定强度的对流促进了Al-35%La合金液中两相的交替形核和生长,最终在合金中形成周期性双相枝晶组织。     

Al-La合金组织形貌的试验研究

采用真空熔炼方法,用石墨铸型,在常规铸造条件下分别制备了Al-20%La、Al-30%La、Al-35%La和Al-40%La合金试样.通过组织形貌观察和相组成测定,发现Al-35%La合金组织形貌的特殊性,其先结晶相Al11La3枝晶沿主干方向成分不连续,枝晶主干由a-Al和Al11La3两相交替排列构成.通过线扫描分析表明,枝晶主干上化学成分呈周期性变化,因此,称其为周期性双相枝晶组织.     

大料钟的铸造工艺设计

1 大料钟铸件结构特点 我公司生产的大料钟，材质为ZG270-500，浇注质量7450kg，铸件轮廓尺寸Ф2510mm×Ф350mm×1438mm，铸件最小壁厚40mm，最大壁厚150mm，壁厚相差悬殊，如图1，该件对尺寸精度、外观质量要求非常严格，经机械加工后需无任何缺陷。     

旋压变形对铝合金简形件组织和性能的影响

利用锻造6061铝合金管坯,旋压延伸变形获得了Ф内450mm×3000mm筒形件。通过对旋压变形后6061铝合金筒形件显微组织和性能分析,发现旋压变形后其显微组织细小均匀。材料的塑性和断裂韧性得到提高。     

德利集团铝板带箔项目5月投产

德利集团铝板带箔项目位于山东省邹平县经济开发区,占地33．4×10^4m^2,总投资4．8亿元。一期投资1．5亿元,主要装备有8台涿神公司的Ф1003mm×1900mm的双辊式铝带铸轧线,其中5台于今年5月投产,距魏桥集团铝厂2．5km,可就近利用其原铝;有2台上海天重公司的Ф440mm×1250／1850mm的不可逆式冷轧机,先建1台,可于2009年11月投产,生产铝箔带卷坯。     

熔体对流对Pb-26%Bi亚包晶合金定向凝固初生相的一次枝晶间距的影响

测量不同直径管中Pb-26%Bi（质量分数）亚包晶合金定向凝固试样的初生α相的一次枝晶间距,考察熔体对流对初生α相一次枝晶间距的影响。结果表明：一次枝晶间距随着试样直径的增大而增大。在凝固速度5μm/s,直径1.8mm的试样中的初生α相的一次枝晶间距为161.5μm,而在直径为7mm的试样中则增大到240.4μm。大直径试样中的熔体强对流将促进有效溶质扩散,加快包晶反应和包晶转变导致细小的α枝晶溶解,从而使得初生α相的一次枝晶间距增大。     

强磁场对Cu-25Ag合金凝固、拉拔组织及导电性能的影响

在有无磁场条件下进行Cu-25Ag(%,质量分数,下同)合金凝固实验,并对铸锭进行冷拉拔处理,系统的研究强磁场对Cu-25Ag合金凝固组织、拉拔组织以及复合材料电导率的影响。发现有无磁场条件下合金凝固组织和拉拔组织都有所不同。无磁场条件下初生Cu一次枝晶较长,以柱状枝晶方式生长,在试样顶部,枝晶生长方向沿弧形径向;在试样中部,生长方向与试样轴向夹角约45°;试样下部,生长方向与试样轴向夹角约90°。另外,共晶组织壁厚较薄,两相分布不均匀,片层间距较大。强磁场条件下初生Cu一次枝晶变短,以胞状枝晶方式生长,在试样顶部,枝晶生长方向沿弧形径向,试样中部和下部,枝晶生长方向与试样轴向夹角约90°。共晶组织壁厚较大,两相分布比较均匀,片层间距较小。冷拉拔后,共晶网状结构被拉长、变细,形成纤维结构,无磁场条件试样中共晶纤维厚度和间距较小,强磁场试样中共晶纤维厚度和间距较大。随着纤维组织厚度不断减小,试样的电导率降低,并且相同变形量下有无磁场条件的试样电导率有所差别。对强磁场下合金凝固组织及拉拔组织影响机理进行了探讨,并分析了纤维组织对复合材料电导率的影响机制。     

纵向强磁场对定向凝固Al-4.5%Cu合金显微组织的影响

强磁场可明显影响Al—4．5％Cu（质量分数）合金定向凝固组织．在温度梯度GT=38K／cm,生长速率较低（R=5μm／s）时,10T强磁场使液-固界面处的树枝晶变得不规则,低于共晶温度以下的固相区定向枝晶组织消失,组织细化;在生长速率R=50μm／s时,10T强磁场使得枝晶沿与凝固方向成一定角度定向排列,X射线衍射表明（111）方向转向磁场方向;在生长速率较高（R=100μm／s）的情况下,10T强磁场使得枝晶粗化,一次枝晶间距增大．从热电磁流体理论和磁晶的各向异性角度分析了上述现象．     

Inconel 738合金选区激光熔化成形工艺优化及组织性能的研究

采用SEM、EBSD、OM等方法,研究了激光体能量密度E对SLM成形Inconel 738合金致密度、微观组织和显微硬度影响。研究表明：在SLM成形过程中,激光体能量密度E对试样致密度起决定性作用,随着激光体能量密度的增大,致密度呈现先上升后下降的趋势,并且在65.2 J/mm<sub>3</sub>可以实现最高致密度(99.4％);凝固过程中冷却速率高达2.44×10<sub>5</sub> K/s,SLM成形Inconel 738合金的组织垂直与打印方向和平行与打印方向有明显的各向异性,平行于打印方向的组织呈“棋盘状”形貌,垂直与打印方向为“鱼鳞状”形貌,层与层之间、不同道次之间的熔池搭接区为晶粒细化的胞晶;显微组织表现出明显的织构,随着激光体能量密度的增大,＜001＞方向的织构逐渐增强;试样的硬度随着激光体能量密度的增大而增大,当硬度值超过65.2 J/mm<sub>3</sub>时,SLM成形Inconel 738合金的硬度值超过精铸试样(410 HV),硬度值在各个面上的分布是定向独立的。     

Ti-47Al合金籽晶法定向凝固过程中的组织演化

以Ti-43Al-3Si为籽晶,对Ti-47Al合金籽晶法定向凝固过程中的相选择和组织演化规律进行了研究.凝固初期,液相中富含Si,促使α相为其初生相,获得了与生长方向平行的全片层组织.随着凝固的进行,液相成分逐渐接近Ti-47Al.生长速率为90 mm/h时,凝固组织以胞状树枝晶形态生长,由于晶体生长形态对界面前沿溶质分布的影响,在稳定的溶质边界层建立前,Al和Si含量不能保证α相的连续生长,β相在α枝晶间形核长大,出现与凝固方向成45°夹角的片层,破坏了片层取向的一致;生长速率增至720 mm/h时,凝固组织中枝晶生长发达,枝晶间距减小,基本转变为以择优取向生长的α相.     

冷却速度对B2-NiSc金属间化合物组织的影响

采用真空电弧熔炼水冷铜模吸铸法制备Ni-50%Sc合金(摩尔分数,下同),采用程序计算、光学和扫描电子显微镜分析B2-NiSc金属间化合物急冷快速凝固组织的演化规律,采用XRD和EDS分析合金组织的相组成。结果表明:以名义成分Ni-50%Sc配制合金,真空水冷铜模吸铸成d 2、d 5和d 8 mm急冷试样对应的凝固速率分别为3112、497.9和194.5 K/s。R~o=1.5 mm为临界尺寸,对应着凝固速率的骤然变化。因Sc含量的损失,枝晶间出现了共晶(Ni_2Sc+NiSc)组织;RR~o(d5和d 8 mm试样),凝固组织为粗大枝晶B2-NiSc+共晶(Ni_2Sc+NiSc)组织;RR~o(d 2 mm试样)为细小球状枝晶B2-NiSc+少量共晶(Ni_2Sc+NiSc)组织。经Image-Pro Plus面积分析和计算,合金熔化过程中Sc烧损约为3.25%~3.31%,从理论上,通过亚快速凝固不能获得单相B2-NiSc。急冷快速凝固后组织经(970℃,72 h)均匀热处理后,d 2 mm试样组织为粒状B2-NiSc+球状颗粒Ni_2Sc,d5和d8 mm组织为粒状B2-NiSc+长条颗粒Ni_2Sc。     

用真空加压铸造法生产电子机柜

真空加压铸造是在传统铸造技术的基础上发展起来的一种先进铸造技术,它将在真空条件下浇注充型和在加压条件下结晶凝固相结合。本研究即是利用真空加压铸造技术生产质量为60kg、尺寸为1200mm×600mm×400mm、壁厚为2~20mm的大型复杂铝合金铸件-电子机柜(ZL101)。通过对产品结构分析和生产实践,得出合理的生产工艺参数:在720~730℃进行浇注,在真空度为0.04~0.06MPa下浇注充型,在压力为0.5~0.7MPa下结晶凝固。经X射线无损检测,未发现铸件存在针孔、气孔、缩松等铸造缺陷。在电子显微镜下观察发现该铸件组织致密、共晶组织细小。其抗拉强度为245MPa,伸长率为4.5%。     

抽油机曲柄铸铁件浇注系统当冒口的工艺设计

14型抽油机曲柄,材质HT200,轮廓尺寸3 162 mm×690 mm×250 mm,主要壁厚160 mm,两侧均布铸齿,铸件重1 982 kg,要求组织致密,不允许有缩孔、缩松、气孔、冷隔等缺陷.干砂型,冲天炉熔炼.为了防止铸造缺陷,用大孔出流理论设计顶注式浇注系统,用收缩模数法校核浇注系统当冒口的补缩能力.在曲柄的一端开设4只30/22 mm×52 mm梯形内浇道,56/68 mm×73 mm梯形横浇道位于上箱,在横浇道中间设置Ф60 mm直浇道,在铸件顶面设置12 mm×60 mm扁出气孔6只.在连接孔处安放半圆形冷铁.批量生产60余件,铸件没有冷隔、浇不足、气孔、缩孔和缩松缺陷,工艺出品率97.7%,表明工艺实用、可靠.     

Pb-30%Bi包晶合金定向凝固的两相微观组织研究

对Pb-30%Bi包晶合金进行定向凝固试验,研究了在不同生长速率、不同试样直径条件下获得的两相微观组织,并对其组织的形成及微观组织尺度进行分析。试验结果表明,当生长速率V由1μm/s逐渐增大到100μm/s时,微观组织经历胞状初生α相+胞间包晶β相到枝晶状α相+枝晶间β相微观组织的转变。当生长速率V≤0.5μm/s时,在小直径(1.8 mm)试样中发现不完全带状组织,而在大直径(7 mm)试样中却得到了振荡组织。同时发现,初生α相的一次枝晶间距λ与凝固速率V之间存在λV0.16=241.0μm1.16s-0.16的关系,这与Hunt模型和Trivedi模型较好地吻合。     

福特汽车公司的谢尔比型货车用了不少铝合金零部件

据福特汽车公司称，2008年上市的谢尔比（Shelby）GT500KR载货车是以前未曾生产过的功率最大的卡车，装有增压式5．4 L V-8发动机，主要的铝合金零部件是：发动机头，铸造铝合金进气歧管，18″×9．5″（457mm×241mm）轮毂。     

稳恒强磁场对Cu-15Ni-8Sn合金凝固组织、微观偏析及显微硬度的影响EI北大核心CSCD

研究稳恒强磁场对Cu-15Ni-8Sn合金凝固过程中微观组织形貌、枝晶主干处成分偏析及显微硬度的影响规律。结果表明:对比无磁场条件,2 T强磁场对Cu-15Ni-8Sn合金试样微观组织与枝晶主干处微观偏析的影响并不大。但当磁感应强度提高至4~6 T时,试样枝晶数量明显减少,尺寸显著粗化;且枝晶主干处Sn元素含量明显下降,Ni元素含量则明显升高。此外,强磁场的施加能显著提高Cu-15Ni-8Sn合金枝晶主干的显微硬度,对比无磁场条件,施加6 T强磁场时合金中枝晶主干处显微硬度上升74.4%。强磁场对Cu-Ni-Sn合金微观偏析及显微硬度的影响主要与磁场在合金凝固过程中对Sn、Ni等元素扩散的影响有关。     

AZ31B 变形镁合金水平式双辊连续铸轧试验研究

为探索变形镁合金薄板的加工新方法,设计了工艺路线和工艺参数,采用混合气体保护措施,用水平式双辊连续铸轧法成功试制出6mm×600mm×（5000～）mm的AZ31B变形镁合金铸轧板。铸轧供坯轧制的薄板力学性能达到或接近于同规格的热（温）轧、挤压产品的水平。试验表明：用水平式双辊连续铸轧法生产变形镁合金的工艺是可行的。     

超高压力对ZA27合金非平衡凝固组织和性能的影响

研究了高压凝固条件下ZA27合金凝固组织的变化。高压凝固ZA27合金的宏观组织为致密的网状结构，每个晶粒由相互平行的二次枝晶所构成，而且二次枝晶具有一定的方向性，最后凝固组织并非（β η）共晶体，而是单一的η相，高压也增加了Zn在α相以及Al在η相中的固溶度。同时高压使ZA27合金的二次枝晶臂间距（DAS）减小，硬度获得大幅度的提高。