浇注温度对定向凝固Al－Cu合金热裂的影响EI

针对空心叶片类定向凝固铸件存在的热裂问题，开展了定向凝固热裂规律的研究。本文选择凝固参数较全的Ａｌ－Ｃｕ系合金，研究了定向凝固工艺参数之一的浇注温度对Ａｌ－０．６ｗｔ％Ｃｕ和Ａｌ－２．０ｗｔ％Ｃｕ合金热裂的影响。定向凝固热裂试验表明，提高浇注温度可以降低Ａｌ－０．６ｗｔ％Ｃｕ合金的热裂程度，但对Ａｌ－２．０ｗｔ％Ｃｕ则无作用。理论分析认为，合金在不可补缩区的冷却速率变化是改变合金热裂程度的重要因素。     

抽拉速率对铝合金定向凝固热裂形成的影响

在半连续真空定向凝固设备上进行了Ａｌ－０．６ｗｔ％Ｃｕ和Ａｌ－２．０ｗｔ％Ｃｕ两种铝合金的热裂试验，结果表明，两种成分铝合金试样的热裂程度随抽拉速率的提高而增大，理论分析认为，抽拉速率的提高，增加了合金凝固后期的收缩速率，因而造成热裂程度的增加。     

A1－Cu合金液态过热处理的研究

对二元Ａｌ－１０ｗｔ％Ｃｕ亚共晶和Ａｌ－３３．２ｗｔ％Ｃｕ共晶合金液态进行７００～１２００℃范围过热处理，然后在粘土砂型和金属型中凝固。试验研究了液态过热对固态显微组织、显微硬度、宏观晶粒大小及凝固过程特征温度的影响，分析了Ａｌ－Ｃｕ合金的液态结构。     

Al—Cu合金液态过热处理的研究

对二元Ａｌ－１０ｗｔ％Ｃｕ亚共晶和Ａｌ－３３．２ｗｔ％Ｃｕ共晶合金液态进行７００￣１２００℃范围过热处理，然后在粘土砂型和金属型中凝固。试验研究了液态过热对固微组织、显微硬质、宏观晶粒大小及凝固过程特性温度的影响，分析了Ａｌ－Ｃｕ合金的液态结构。     

快速凝固高阻尼Al—Zn—Mg—Cu系合金的研究

本文研究了利用快速凝固粉末冶金工艺制备高阻尼Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ－Ｃｕ系合金。通过拉伸性能与阻尼性能的测试，以及显微组织分析，探讨了纯铝及石墨对合金拉伸性能及阻尼性能的影响。结果表明：Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ－Ｃｕ／１５ｗｔ％Ａｌ合金的室温拉伸性能已达到ＬＣ９ＣＧＳ１的水平，阻尼性能为Ｑ＝６．０×１０＾－３；在室温至３００℃温度范围内，随着温度的升高，合金的阻尼能力提高；合金的阻尼机制属复合型机制。     

快速凝固高阻尼Al－Zn－Mg－Cu系合会的研究

本文研究了利用快速凝固粉末冶金工艺制备高阻尼Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ－Ｃｕ系合金。通过拉伸性能与阻尼性能的测试，以及显微组织分析，探讨了纯铝及石墨对合金拉伸性能及阻尼性能的影响。结果表明：Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ－Ｃｕ／１５ｗｔ％Ａｌ合金的室温拉伸性能已达到ＬＣ９ＣＧＳＩ的水平，阻尼性能为Ｑ＝６．０×１０￣３；在室温至３００℃温度范围内，随着温度的升高，合金的阻尼能力提高；合金的阻尼机制属复合型机制。     

时效处理对快速凝固AI—Li—Cu—Zr合金结构与性能的影响

通过拉伸和电镜观察等方法研究了时效处理对快速凝固的Ａ１２．４Ｌｉ－２．４Ｃｕ，Ａ１－２．４Ｌｉ－２．４Ｃｕ－０．３Ｚｒ和Ａ１－２．４Ｌｉ－２．４Ｃｕ－０．７Ｚｒ三种合金结构与性能的影响。实验结果表明，加入Ｚｒ元素和进行预变形可明显地提高Ａ１－ＬｉＣｕ合金的时效速度并提高合金的强度。但Ｚｒ含量超过０．３ｗｔ－％以后并不产生明显的强化效果。预变形产生的位错对Ｔ１强化相的均匀析出十分有利。     

激光快速凝固Al—Mn合金的组织选择规律研究

利用５ｋＷＣＯ２激光器对Ａｌ－１．１,３．２和５．６ｗｔ％Ｍｎ合金进行了一系列表面重熔实验,并对微观组织形成规律进行了研究。实验结果表明：重熔区组织较基体组织大大细化;Ａｌ－３．２ｗｔ％Ｍｎ在所有速度范围内没有明显的共晶生长出现,而以α（Ａｌ）胞／枝晶形式生长;随着生长速度的增大,Ａｌ－５．６ｗｔ％Ｍｎ合金的组织由Ａｌ６Ｍｎ枝晶向α（Ａｌ）＋Ａｌ６Ｍｎ共晶、α（Ａｌ）胞／枝晶及完全无偏析固溶体转烃     

RS高强Al－Zn－Mg－Cu系合金热处理温度与性能的关系

本文系统研究了ＲＳ高强Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ－Ｃｕ系合金淬火温度、时效温度与性能关系，同时还分析了合金的微观组织。试验得出在４７０℃淬火峰时效（Ｔ６）的拉伸性能达到σ_ｂ＝７４０ＭＰａ，σ_（０．２）＝７０２ＭＰａ，δ_５＝１０％；双级时（Ｔ７３）可获得σ_ｂ＝６３３ＭＰａ，σ_（０．２）＝６０６ＭＰａ，δ_５＝１１．５％。合金的弥散强化相是Ｃｏ_２Ｎ_９、Ａｌ_３Ｚｒ，沉淀强化相为ＧＰ区、η＇和η。     

RS高强Al－Zn－Mg－Cu系合金热处理温度与性能的关系EI

本文系统研究了ＲＳ高强Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ－Ｃｕ系合金淬火温度、时效温度与性能关系，同时还分析了合金的微观组织。试验得出在４７０℃淬火峰时效（Ｔ６）的拉伸性能达到σ_ｂ＝７４０ＭＰａ，σ_（０．２）＝７０２ＭＰａ，δ_５＝１０％；双级时（Ｔ７３）可获得σ_ｂ＝６３３ＭＰａ，σ_（０．２）＝６０６ＭＰａ，δ_５＝１１．５％。合金的弥散强化相是Ｃｏ_２Ｎ_９、Ａｌ_３Ｚｒ，沉淀强化相为ＧＰ区、η＇和η。     

温度梯度条件下糊状区的凝固行为研究

利用一个垂直的定向凝固装置,研究了Al-6wt%Cu合金在温度梯度约12K/mm条件下,糊状区在保温不同时间并激冷后得到的微观组织及成分分布特征.SEM/EDX分析表明,糊状区在保温时间内将发生自发的、以扩散机制为主的、类似TGZM效应的凝固过程.完全凝固后所形成的成分梯度与温度梯度的对应关系对于预测定向凝固过程中固液相界面温度以及相平衡测定具有重要意义.     

真空增压铸造对Mg-Y-Nd-Gd-Zn-Zr合金工艺性能和力学性能的影响

目的通过真空增压工艺改善Mg-Y-Nd-Gd-Zn-Zr合金的铸造性能和力学性能。方法采用螺旋法、热裂环法、线收缩率测试方法,分别测试了不同真空度、浇注温度、凝固压力下合金的流动性、热裂倾向和收缩率。采用万能拉伸机测试合金的力学性能,采用金相显微镜观察合金的显微组织,采用截线法测量平均晶粒尺寸。结果重力下Mg-Y-Nd-Gd-Zn-Zr合金的螺旋长度为240~270 mm,裂环宽度为10~15 mm;真空下的螺旋长度为245~330 mm,裂环宽度为7.5~12.5 mm;凝固压力从0.2 MPa提升至0.8 MPa,合金的抗拉强度从320 MPa提升至335 MPa,断后伸长率从4.5%提升至6.0%。结论提高真空度、浇注温度,可显著提升合金的充型能力;提高凝固压力、降低浇注温度,可明显降低合金的热裂倾向;凝固压力越高、真空压力转换时间越短,合金的组织越致密,力学性能越高。     

电场对定向凝固类包晶合金凝固组织的影响

为研究直流电流对亚包晶合金凝固过程的影响,选用与亚包晶合金都存在相似凝固过程的AMPD-4.1%SCN透明亚包晶模拟物为研究对象。使用显微镜感光器件(CCD)和智能通讯测温仪表对实验过程进行实时拍照和温度记录,研究了亚包晶透明模拟物在电场作用下的结晶过程和晶体生长规律。结果表明：在电场的作用下,由电迁移效应使定向结晶的亚包晶模拟物的初生β相颗粒逐渐向正极方向迁移,使凝固界面前沿的液相成分与包晶点的成分(0.05%SCN,原子分数)接近,从而促进包晶反应的进行;电场的作用使电流偏聚产生的焦耳热效应和溶质富集引起的成分过冷,使定向凝固的枝晶尖端产生特殊分裂的生长形貌,使枝晶尖端分裂,枝晶间距减小。     

Modification of liquid/solid interface shape in directionally solidifying Al–Cu alloys by a transverse magnetic field

Al-0.85wt%Cu and Al-2.5wt%Cu alloys were directionally solidified under different transverse magnetic field (TMF) intensities to investigate the influence of TMF on the liquid/solid interface shape with respect to the various length scales appearing (planar, cellular, and dendritic interfaces). Results show that planar and cellular interfaces tilt to one side and then level off with increasing TMF although the dendritic interface appears not to behave in this manner. In situ synchrotron X-ray imaging was applied during directional solidification of the Al-4wt%Cu alloy under a 0.08T TMF, revealing leveling of the initially sloped interface. Solute redistribution, caused by thermoelectric magnetic convection (TEMC), responds to the changes in the interface shape. Because different typical length scales should be used in estimating the velocity of TEMC for planar, cellular, and dendritic interfaces, the maximum velocity of the convection ahead of the interface is obtained under different TMF intensities; correspondingly, leveling of the interface’s degree of slop varies with TMF.     

凝固工艺对自生复合Cu-Cr合金电车线综合性能的影响

自生复合Cu-Cr合金是一种高强度与高导电率兼顾的新型电车线材料。本文采用定向凝固连续铸造技术成功制备了纤维增强的自生复合Cu-Cr合金电车线线坯,考察了合金成分、定向凝固连铸的工艺参数对电车线的力学性能、导电性能及综合性能M指标的影响。     

热处理对Al-Cu合金电导率的影响

通过电导率测量、硬度分析和金相组织观察,研究了不同热处理工艺对Al-4.0%Cu(质量分数,下同)合金电导率的影响,分析了析出相、合金硬度和电导率之间的关系。实验结果表明,Al-4.0%Cu合金的电导率主要受基体中Cu固溶度和析出相状态的影响;双级时效处理对电导率和硬度的决定因素主要为二级时效的温度与时间,一级时效后合金的电导率和硬度会随着二级时效发生改变;退火后的Al-4.0%Cu合金于350℃保温24h后,可获得较高的电导率,此时基体中的析出相为细小、弥散的θ相。     

High strength Al–Zn–Mg–Cu–Ni–Si alloy with improved casting properties

Abstract

The casting properties of high strength Al-7Zn-7Mg-1Cu-3Ni-3Si(wt-%) alloy are described. Compared with common Al-Zn-Mg-Cu alloys, an improvement of casting properties has been achieved by adding elements (Ni, Mg, Si) that form eutectic phases, thus reducing the solidification interval of the alloy. A comparison of thermal cooling curves, castability and hot tearing tendency has been carried out for three alloys: Al-7Zn-2Mg-1Cu (structure consists mainly of solid solution), quasi-ternary eutectic alloy Al-7Zn-7Mg-1Cu-3Ni-3Si and the common casting alloy Al-10Si. In addition, the effect of melt protection against oxidation on castability has been evaluated. It is shown that the casting properties of the protected quasi-ternary eutectic alloy are significantly better than those of the common Al-7Zn-2Mg-1Cu alloy and that they achieve a level close to that of Al-10Si alloy.     

SCN-Cam共晶合金的定向凝固研究

采用实时观测装置和定向凝固系统研究了SCN-Cam(Succinonitrile-wt%Camphor,wt%为质量分数)模型合金的凝固过程.实验结果表明,SCN-23.6%Cam共晶合金在常规条件下形成规则的共晶组织,共晶间距随界面推移速度的增大而减小;加入超声振动时,共晶合金生长出初生相;SCN-21%Cam亚共晶...     

定向凝固条件下Al-35%La过共晶合金的组织演变

在常规凝固条件下,Al-35%La过共晶合金可形成周期性双相枝晶组织,这种组织类似于带状组织,即其中枝晶的成分沿生长方向是周期性变化的。为了研究这种组织的形成条件,采用定向凝固技术研究了凝固速度对Al-35%La合金形貌特征的影响。结果表明:在不同凝固速度条件下,Al-35%La合金均形成周期性双相枝晶组织;同时发现:随着凝固速度的提高,初生相Al11La3呈现从周期性双相胞晶→周期性双相枝晶→周期性双相细胞晶的演变规律。在此基础上,讨论了这些组织形态的形成机理。