ZL205A合金块状偏析形成机理

以实际生产过程中ZL205A合金铸件块状偏析缺陷为研究对象,研究了该合金块状偏析显微组织和偏析相的化学成分,并研究块状偏析相的显微硬度及其对力学性能的影响。结果表明:ZL205A合金块状偏析是由Al3Ti、Al3V和Al3Zr组成的混合组织,显微组织呈规则的长方形或花瓣状,偏析缺陷对试样抗拉强度和延伸率影响较大,但偏析相显微硬度比基体高,热处理并不能消除块状偏析;块状偏析是在合金液凝固结晶过程中,Al3Ti、Al3V和Al3Zr形核质点聚集、长大造成的,预制锭中粗大的块状组织对其形成具有一定的形态遗传性。     

交变磁场对ZL205A合金块状偏析的影响

采用自制的交变电磁场凝固装置,研究了交变磁场对ZL205A合金块状偏析组织和晶粒尺寸的影响,分析了交变磁场对ZL205A合金块状偏析组织的作用机理。结果表明,交变磁场不仅可以细化晶粒,也可有效减少晶粒内部的块状偏析组织。当励磁电流为5A时,平均晶粒尺寸可降至74.6μm,比未施加磁场时下降了25.37%,ZL205A合金中微量元素的块状偏析缺陷得到明显改善。     

脉冲超声工艺对ZL205A合金微观组织及偏析的影响

通过测试与分析不同脉冲超声功率、施振时间、脉冲超声频率下ZL205A合金微观组织及Cu元素含量,系统研究脉冲超声工艺对ZL205A合金微观组织及偏析的影响。结果表明:脉冲超声工艺对ZL205A合金微观组织及偏析影响的显著。随着的脉冲超声功率、施振时间、脉冲超声频率增大,ZL205A合金的组织越来越细小且圆整,随后ZL205A合金的组织又逐渐粗大且不规则。最佳脉冲超声工艺为脉冲超声功率1200 W、施振时间120s、脉冲超声频率1.67Hz。脉冲超声工艺改变Cu元素在a(Al)中的分布曲线,在一定范围内提高Cu元素的有效分配系数k_e,对脉冲超声功率与施振时间影响较大,改变Cu元素在凝固过程中溶质再分配行为,改善ZL205A合金微观偏析。     

ZL205A合金T5热处理后的微观组织与力学性能

采用扫描电镜、X射线显微镜对铸态、固溶态以及时效态下ZL205A铝合金显微组织、θ(Al2Cu)相、孔洞及力学性能进行了研究。结果表明:3种状态下ZL205A合金均由块状α(Al)固溶体和晶界处θ析出相组成,并伴有不规则孔洞形成。随时效时间延长,α(Al)晶粒尺寸表现出先减小后增大趋势;θ相无显著变化,但数量明显少于铸态;孔洞数量先降低后增加;最终导致拉伸强度和显微硬度先增加而后略有降低趋势。当时效时间为8 h时,α(Al)固溶体晶粒最为细小,此时θ相呈点状和短棒状弥散分布,且孔洞率最低,在细晶强化和弥散强化作用下,亦获得了较佳硬度和拉伸强度。     

超重力场对ZL205A合金凝固组织及性能的影响

采用离心机研究1 g、1 000 g、2 000 g、3 000 g、4 000 g(1 g=9.8m/s~2)超重力场对ZL205A合金的凝固组织以及析出相形态变化的影响,分析超重力场对ZL205A合金性能的改善。结果表明,超重力场可减少ZL205A合金中的偏析缺陷,对合金晶粒有明显的细化作用。在1 g普通重力场下合金组织中存在大块团状偏析,晶粒粗大,约为85μm,而超重力场下偏析减少,超重力场越大作用越明显,在试验条件下,当达到4 000 g时偏析最少,且晶粒变为等轴状,尺寸约为35μm。普通重力场下,θ相呈不规则的粗大块状,但在超重力场下时,θ相变细,超重力场越大细化越明显。普通重力场下合金硬度(HV)为64.3,随着重力场的增大,合金硬度(HV)提高,在3 000 g时达到最大,为83.4,合金硬度得到有效提高。     

脉冲超声对ZL205A合金纵向显微硬度的影响

测量和分析了不同脉冲超声功率下ZL205A铝合金在距变幅杆端面不同纵向深度下组织的显微硬度,研究了脉冲超声功率对不同部位显微硬度的影响,并建立了ZL205A合金显微硬度与脉冲超声功率和纵向深度的关系。结果表明,距变幅杆端面相同距离处组织随着脉冲超声功率的提高,其显微硬度先增加后减小。同一脉冲超声功率条件下,随着纵向深度的增加,ZL205A合金显微硬度呈先降后升的趋势,铸件显微硬度最大值出现在600W纵深0mm处,而铸件中部区域为超声施振后显微硬度弱区。     

La变质处理对汽车发动机用ZL205合金组织和力学性能的影响

研究了La对ZL205合金的铸态、固溶态和时效态显微组织以及时效态显微硬度和常温、高温力学性能的影响,并分析了La元素的存在形式与作用机理。结果表明,La可以有效细化ZL205合金中的α-Al枝晶,且枝晶尺寸会随着La含量的增加而呈现先减小而后增大的趋势,在La含量为0.4%时取得最小值;La变质ZL205合金适宜的固溶时效热处理制度为540℃×8 h+155℃×10 h。在不同时效温度和时效峰值硬度下,0.4%La变质ZL205合金中θ'相的的平均长度相对未变质ZL205合金均减小,且θ'相的析出数量也明显多于后者;随着La含量的增加,合金的抗拉强度和断后伸长率都表现为先增加而后降低的趋势,在La含量为0.4%时取得最大值;0.4%La变质ZL205合金的常温和高温抗拉强度和断后伸长率都要高于未变质ZL205合金。     

退火温度对选区激光熔化ZL205A合金组织和性能的影响

采用选区激光熔化(SLM)成形ZL205A合金并对其进行退火处理,研究了退火温度对组织和力学性能的影响.结果 表明,沉积态试样的组织由θ(A12Cu)相和α-Al基体组成;随着退火温度升高,Cu元素以颗粒状分布在铝基体中,使晶粒尺寸变大,组织中无新相生成.退火处理后,试样的伸长率大幅度提高,抗拉强度、屈服强度和显微硬度...     

高强度ZL205A合金大型铸件"白点"偏析研究

对ZL205A合金某大型铸件进行探伤检测,在底片上发现了白色点状偏析组织(以下简称“白点”偏析)。铸造工艺调整以及热处理不能使之减轻或消除。文中对ZL205A合金白点偏析进行研究,测试了偏析组织的力学性能,分析了偏析组织的微观形貌及化学成分,并探讨了其形成机理及防止措施。     

熔体超温处理对GH742返回料凝固组织和力学性能的影响

采用熔体超温处理方法考察了熔体超温处理温度对GH742返回料凝固组织和力学性能的影响规律。结果表明：当熔体超温处理温度低于1550℃时,随熔体超温处理温度的升高,晶粒和枝晶组织显著细化,枝晶偏析和合金中N、O、S元素含量降低,然而,进一步升高至1600℃,晶粒和枝晶组织粗化、枝晶偏析增大、合金中N、O含量升高。熔体超温处理显著影响枝晶干γ′相特征,却对MC型碳化物影响较小。MC型碳化物形貌为棒状或块状,且随熔体超温处理温度升高无明显变化,但尺寸和面积分数均略微减小。枝晶干γ′相形态则随熔体超温处理升高由近球形向近立方状转变,尺寸呈现先增后减趋势。合适的熔体超温处理可显著提高返回料的室温拉伸强度,但对塑性无明显影响,其原因被归因于凝固组织的变化。     

时效处理对离心铸造铝铜合金组织和力学性能的影响

采用立式离心铸造的方法,制备了铝铜合金铸件。通过光学显微镜、显微硬度计和室温拉伸、压缩性能测试,研究了人工时效处理对铝铜合金铸件显微组织和力学性能的影响规律。结果表明：随着时效温度的升高和时效时间的延长,合金试样的抗拉强度、抗拉屈服强度、抗压强度、压缩屈服强度以及显微硬度先升高后降低,在160℃时效5 h时达到最大值,此时的抗压强度达到241 MPa,显微硬度为108 HV,铸件的伸长率却发生相反的变化;力学性能呈现上述规律是由于显微组织发生相应变化引起的。     

铜模内径对亚快速凝固K424合金析出相的影响

采用阶梯铜模喷铸制备了不同内径的亚快速凝固K424合金,采用时效处理研究了原始非平衡组织状态对快冷合金γ'析出相析出的影响.结果表明:铜模内径的降低可以减弱合金凝固过程中的溶质偏析程度,缩短相变时间,抑制共晶相及析出相形成,有利于获得高固溶组织.经700℃时效30 min处理后,φ2合金由于形核驱动力高,临界形核半径小...     

固溶时效处理对Ti-5.43Al-3.11Mo-1.41V合金显微组织和力学性能的影响

对BT14钛合金(Ti-5.43Al-3.11Mo-1.41V)进行不同温度固溶+时效热处理,研究了固溶温度对合金的显微组织、元素分布和硬度和压缩性能的影响。结果表明,在β相转变温度以下固溶后,随固溶温度上升,初生α相含量不断减少,初生α相和基体相(α′、α″或亚稳β相)中的Al含量均增加,Mo和V含量均下降,显微硬度上升。890、940、990 ℃固溶+540 ℃×6 h时效处理后,基体相分解形成弥散细小的α+β相,起到显著的强化作用,导致显微硬度整体提高,且随着固溶温度的升高,显微硬度和压缩屈服强度提高。     

T4和T6热处理对Mg-2.5Zn-1.5Ca-0.22Zr合金组织和硬度的影响

采用光学显微镜、扫描电镜和显微硬度仪等研究了T4和T6热处理对Mg-2.5Zn-1.5Ca-0.22Zr镁合金显微组织及硬度的影响。结果表明:Mg-2.5Zn-1.5Ca-0.22Zr镁合金经T4热处理之后,网状结构的β-Ca2Mg6Zn3相逐渐分解并转变为不规则的团聚的块状结构,MgZn2相逐渐溶解于α-Mg基体中,硬度比铸态时显著提高,达到63.87 HV;经过不同时间的T6热处理之后,MgZn2相从α-Mg基体中重新析出,球状的Mg2Ca中间化合物均匀的分布于晶粒内且发生明显长大。随着时效时间的延长,MgZn2相增多,对位错的钉扎增强,合金的硬度提高,在"峰时效"时的硬度达到64.97 HV。410℃×24 h固溶处理后150℃×8 h时效处理为Mg-2.5Zn-1.5Ca-0.22Zr镁合金的最佳热处理工艺。     

添加重熔料及稀土钇对ZL205A合金铸态组织、热裂性能及凝固特性的影响

研究重熔料及稀土钇对ZL205A合金铸态组织、热裂性能及凝固特性的影响。结果表明:单独和复合添加重熔料及稀土钇都能够细化合金组织,使之变得更加均匀、细小。单独添加重熔料对ZL205A合金相的组成没有影响,但是提高了ZL205A合金凝固过程中液相线温度,增大了固液共存区间,进而增加合金的热裂倾向性;单独添加稀土钇和复合添加重熔料及稀土钇均可使合金凝固过程中液相线温度降低,减小固液共存区间从而有效地改善合金的热裂倾向性,使得热裂抗力由原料ZL205A合金的330N左右分别提高至450和670N左右。除此之外,添加稀土钇后,三角晶界处出现了灰色块状富钇相。     

时效工艺对Al-Zn-Mg-Cu铝合金组织与性能的影响

向Al-Zn-Mg-Cu合金中添加0.22%的过渡族元素Ti,通过一级时效、二级时效与三级时效工艺处理,研究了时效工艺对含Ti铝合金的组织与性能的影响。利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、微控万能试验机、显微硬度计等测试合金铸态组织及相析出分布形态、时效后力学性能与断口形貌等。结果表明:添加Ti元素可以细化晶粒、改善枝晶偏析并强化合金;一级时效态合金具有最高强度586 MPa,三级时效态合金具有最大硬度与最长伸长率,强度与一级时效态相当,分别为183.2 HV0.1、8.8%和579 MPa。三级时效对合金的力学性能提高最显著。     

时效处理对GH4169合金显微组织及高温拉伸变形行为的影响

研究了在900 ℃超温服役的试验条件下,时效时间对GH4169合金的显微组织形貌、显微硬度和高温拉伸性能的影响。结果表明:随着时效时间的延长,δ相先由晶界呈短棒状析出,然后以长针状覆盖整个晶粒。时效初期晶粒有长大现象,随着δ相沿晶界的不断析出,晶粒长大现象消失。900 ℃时效处理使得GH4169合金强化相发生溶解与转化,致使合金显微硬度从44 HRC急剧降至13.6 HRC,但后续保温时间的延长对显微硬度影响较小。δ相的析出对合金的高温力学性能有显著影响,适量的析出提高了合金的抗拉强度和高温塑性,大量析出则导致合金抗拉强度变低,高温塑性变差;不同时效处理后的合金高温拉伸均为典型的弹性-均匀塑性变形,变形断裂机制皆为微孔聚集型断裂。     

Effect of excitation current intensity on mechanical properties of ZL205A castings solidified under a traveling magnetic field

The effect of excitation current intensity on the mechanical properties of ZL205 A castings solidified under a traveling magnetic field was studied. The results of the experiment indicate that the excitation current intensity of the traveling magnetic field has a great influence on the mechanical properties of the ZL205 A castings. When the excitation current intensity is 15 A, the tensile strength and elongation of ZL205 A alloy castings increase 27.2% and 67.7%, respectively, compared with those of the same alloy solidified under gravity. The improvement of mechanical properties is attributed to the decrease of micro-porosity in the alloy. Under the traveling magnetic field, the feeding pressure in the alloy melt before solidification can be enhanced due to the electromagnetic force. Moreover, the melt flow induced by the traveling magnetic field can decrease the temperature gradient. The feeding resistance will be increased because the temperature gradient decrease. So traveling magnetic field has an optimum effect on feeding.     

Microstructure refinement of Sn-Sb Peritectic alloy by power ultrasonic

Sn-Sb peritectic alloy was treated with 400 W, 600 W and 800 W ultrasonic, respectively, to study the effect of power ultrasonic on solidification microstructure. Results show that power ultrasonic can refine α phase and β phase of the alloy, as well as eliminate gravitational segregation. Moreover, 600 W ultrasonic demonstrated the best refining effect, not only homogenous and fine solidification microstructure can be obtained, the cubical β phase crystals can also be spheroidized.