超声波功率对半连续铸造Al-Zn-Mg-Cu合金组织与性能的影响

采用超声波辅助半连续铸造工艺制备准φ310 mm的Al-6Zn-0.9Mg-0.2Cu合金铸锭,研究了超声波功率对半连续铸造Al-6Zn-0.9Mg-0.2Cu合金铸锭显微组织与力学性能的影响。结果表明,超声波辅助半连续铸造工艺可以细化铸锭的晶粒和第二相,提高固溶度。超声波功率越大,铸锭的晶粒和第二相越细小,第二相分布更均匀,固溶度越高,拉伸力学性能越高。当超声波功率增大至210 W时,抗拉强度为329.44 MPa,屈服强度为242.34 MPa,伸长率为11.97%。与未施加超声波的铸锭相比,抗拉强度、屈服强度和伸长率分别提高5.95%、11.53%和31.25%。     

低频电磁场对半连续铸造Al-Mg-Si-Cu合金显微组织的影响

采用低频电磁场半连续铸造工艺制备Al-Mg-Si-Cu铝合金铸锭,研究了低频电磁场对Al-Mg-Si-Cu铝合金铸锭组织的影响。结果表明,施加低频电磁场可以细化Al-Mg-Si-Cu铝合金铸锭的晶粒组织,减轻晶内元素的偏析程度。与常规半连续铸造相比,施加频率为20 Hz、电流为120 A的交变电磁场后,铸锭中的等轴晶组织增多,枝晶状组织减少,晶粒尺寸变得更加细小,铸锭边部和中心平均晶粒尺寸由常规半连续铸造的170和259μm分别降至133和187μm,同时有利于提高溶质元素在晶内的分布,很大程度上减轻了溶质元素的偏析。此外,低频电磁场的电磁振荡使得液穴内部温度场和流动场更趋均匀,溶质元素分配系数增大,结晶区间变小,抑制了树枝晶的生长,促进了Al-Mg-Si-Cu合金半连续铸锭中非枝晶组织的形成和溶质元素的强制固溶,并且抑制了溶质元素的偏析。     

电磁场施加方式对半连续铸造镁合金锭坯组织与性能的影响

采用不同电磁场施加方式和半连续铸造制备Φ200 mm AZ31镁合金锭坯.研究电磁场施加方式对AZ31锭坯微观组织和力学性能的影响.结果表明,与常规直接水冷半连铸锭坯相比,单感应线圈通电(LFEC)或两组感应线圈同时通电(LFEVC)来铸造锭坯时,组织细化,第二相(β-Mg17Al12)变得细小弥散,锭坯横截面边部与中心部位晶粒大小差别明显降低,LFEVC铸造的锭坯比LFEC铸造的更为明显;两种电磁场施加方式均有利于主合金元素在锭坯中均匀分布,宏观偏析在很大程度上得到抑制;两种电磁场施加方式均有利于锭坯的力学性能的提高,与常规铸造相比,屈服强度和抗拉强度分别提高50～60 MPa和40～50 MPa,延伸率也增大1倍.     

低频电磁铸造Al-Zn-Mg-Cu合金微观组织与性能

采用拉伸性能及电导率测试、透射电镜观察、低应变拉伸试验等手段 ,研究了不同时效工艺对低频电磁铸造Al Zn Mg Cu合金组织和性能的影响。发现合金的T6态峰值时效制度为 12 0℃× 4 8h ,T6处理可使合金强度达到峰值 ,但抗应力腐蚀性能差 ;T73处理后合金强度下降了 5 %～ 6 % ,抗应力腐蚀性能大幅度提高 ;而RRA时效 (回归再时效 )处理基本保持了T6态的强度 ,且抗应力腐蚀性能接近T73态。微观组织分析表明 ,不同时效制度下合金性能的差异主要是由晶内和晶界析出相的大小、形貌及其分布状态决定的。T73和RRA时效处理改善了合金晶界特性 ,有助于阻止氢脆、减缓晶界阳极溶解速度 ,提高合金的抗应力腐蚀能力     

电磁场频率对电磁铸造4045合金微观组织的影响

采用低频电磁半连续铸造技术制备4045铝合金铸坯，比较了常规DC法与低频电磁铸造4045铝合金圆锭(直径为φ100mm)微观组织的形貌。重点考察在10～50Hz范围内，不同的频率使电磁铸造4045铝合金圆锭微观组织发生的变化。结果表明：电磁场频率显著影响合金凝固的微观组织，当频率由50Hz降低到15Hz时，微观组织分布趋于均匀，初晶α-Al晶粒尺寸减小，二次枝晶臂减少，共晶Si形貌由条状变为点状，组织得到明显细化。     

电磁搅拌对半固态Al-Zn-Mg-Cu合金组织影响及工艺

采用新型多层电磁搅拌法对半固态Al-Zn-Mg-Cu合金进行试验,研究了搅拌方式、浇注温度、搅拌速率和搅拌时间对合金性能的影响及机理。结果表明,使用多层反向搅拌法最佳,优化工艺参数：浇注温度为640℃、搅拌速率为3 000 r/min、搅拌时间为30 s,该条件下能够获得具有良好晶粒尺寸和形貌的半固态浆料组织。采用多层反向电磁搅拌可增强合金熔体的流动性,提高温度场和溶质场的均匀性,使合金熔体的紊乱程度更高,改善初生相的尺寸和形貌。     

Al-Zn-Mg-Cu系合金组织对性能的影响

全面地介绍和评述国内外关于Al-Zn-Mg-Cu系铝合金组织对性能影响的研究情况.Al-Zn-Mg-Cu系合金的组织主要由基体析出相(MPt)、晶间析出相(GBP)、晶界无析出带(PFZ)、抑制再结晶化合物(过渡族元素化合物)和杂质相,以及晶粒和亚结构组成.它们对合金的常温力学性能、断裂韧性和抗应力腐蚀开裂性能的影响极大,几乎决定着合金的所有宏观性能.因此,控制了合金组织,就控制了性能,而控制这些组织的主要途径是调控化学成分、加工工艺和热处理.     

RE对铸造Al-Zn-Mg-Cu合金组织和力学性能的影响

采用金属型铸造方法,制备了不同RE含量的Al-4.5Zn-1.0Mg-0.8Cu合金.利用力学性能测试、OM、SEM及EDS等分析测试手段,研究了RE对Al-4.5Zn-1.0Mg-0.8Cu合金微观组织和力学性能的影响.结果表明,随着RE加入量的增加,合金的抗拉强度和伸长率均呈先增大后减小的趋势.在试验范围内,加入0.12％的RE(质量分数)时,合金具有最优的综合力学性能.加入适量RE可明显减小合金二次枝晶间距.RE主要偏聚在晶界和枝晶界处,以AlZnMgCuRE相形式呈短棒状存在.加入过量RE会对合金产生过变质作用,增大合金二次枝晶间距,AlZnMgCuRE相呈粗大的块状,割裂作用增加,降低合金的力学性能.RE还促进了Mg和Zn在Al中的固溶,增强了固溶强化作用.     

双级时效对Al-Zn-Mg-Cu合金组织与性能的影响

采用透射电镜(TEM)、显微硬度计、电导仪等研究了单级与双级时效处理对Al-Zn-Mg-Cu合金组织和性能的影响。结果表明:与单级时效相比,双级时效处理的Al-Zn-Mg-Cu合金硬度有所降低,导电率明显提高。双级时效的终时效温度为140～180℃,终时效时间在8～14 h,随着时效温度的升高和时效时间的增加,合金试样的硬度均逐渐降低,导电率均逐渐升高。Al-Zn-Mg-Cu合金经475℃×4 h的固溶处理后,再进行120℃×8 h+160℃×12 h双级时效后,试样导电率达到37.6%IACS,比120℃×24 h单级时效处理试样的导电率提高了25.8%。     

微量Er对Al-Zn-Mg-Cu合金组织与性能的影响

研究了微量Er加入对Al-Zn-Mg-Cu合金组织与性能的影响。结果表明,微量Er的加入可改善合金的铸态组织,细化合金晶粒,提高合金的力学性能。应力腐蚀敏感性是制约Al-Zn-Mg-Cu合金应用的关键因素。通过慢应变速率拉伸试验(SSRT)研究了Al-Zn-Mg-Cu合金的应力腐蚀过程。结果表明,Er的加入提高了该合金的抗应力腐蚀性。两种合金在惰性介质中的拉伸断口没有太大区别,但在3.5%Na Cl溶液中,不含Er的合金断口形貌由韧窝区和腐蚀区组成,含Er的合金断口则主要由韧窝组成。     

轧制工艺对Al-Zn-Mg-Cu合金组织与性能的影响

利用金相显微镜、拉伸试验机、硬度测试仪,研究了不同热轧变形量(40%、60%、80%、90%)和变形温度(440、450、460、470℃)对Al-Zn-Mg-Cu合金组织和性能的影响。结果表明:在轧制温度440℃时,随着轧制变形量的增大,合金的再结晶程度逐渐提高,晶粒沿轧制方向明显被拉长。当变形量为80%时,随着轧制温度的升高,再结晶程度逐渐下降,强度呈先降后升的趋势,而伸长率呈先升高后下降趋势。该合金最佳的轧制工艺为轧制温度440℃,变形量80%。此工艺下的抗拉强度为418 MPa,屈服强度为238 MPa,伸长率为19%。     

Sc对Al-Zn-Mg-Cu系铸造铝合金组织与性能的影响

研究了添加x％Sc (x=0.15,0.30,0.45)对Al-6.0Zn-2.8Mg-1.9Cu试验铝合金金属型铸造组织和室温及200～300℃高温力学性能的影响.研究表明,Sc可以有效改变合金基体α(Al)相的尺寸和形态,并对合金共晶组织有明显的变质作用,同时可以有效去除合金组织中的Al7Cu2Fe含铁相,从而提高试验合金的室温抗拉强度.当Sc添加量为0.45％时,合金的室温抗拉强度最高可达510MPa.但Sc对合金的室温塑性影响不大.当Sc添加量为0.30％时,合金的高温瞬时抗拉强度明显提高.     

Zr对Al-Zn-Mg-Cu合金组织和性能的影响

研究了Zr对Al-Zn-Mg-Cu合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,添加少量Zr可以细化合金铸态组织,并且在热挤压过程中抑制再结晶。在固溶时效过程中,可以促进第二相粒子的析出,从而使基体中析出均匀弥散第二相粒子。T6状态下,未加Zr的合金其抗拉强度仅为600MPa,伸长率为10.5%;而加Zr后其抗拉强度超过650MPa,伸长率达到12.3%。     

时效处理对Al-Zn-Mg-Cu合金组织和性能的影响

利用扫描电镜和透射电镜,并结合耐应力腐蚀检测手段,对固溶并不同时效工艺处理后的新型超高强度Al-Zn-Mg-Cu合金的性能和微观结构进行了研究。结果表明:经过固溶500℃/30 min+120℃/24 h时效处理后试样的抗拉强度和屈服强度较高且耐蚀性能优良;材料强度和耐蚀性能优良的原因是晶界细小和析出相小而少。     

低频电磁场对半连铸高强Al合金组织结构的影响

利用光学显微镜、X射线衍射仪和透射电镜,研究了在不同电流和频率作用下,半连铸d100 mm高强高韧Al合金铸锭组织结构的变化.结果表明:在电磁场频率为25 Hz时,当电流从60 A增大到100 A时,电流越大,晶粒细化越明显;在电流为100 A时,晶粒细化的最佳频率为25 Hz;与常规铸锭相比,随电流增大,铸锭内沿[311]方向产生的织构逐渐消失,并且铸锭边缘和中心部位的点阵常数逐渐趋于一致,这表明溶质元素的分布更加均匀;在电流和频率分别为100 A和25 Hz时,晶界附近无析出带宽度变窄,约为100 nm.此时,无论是在晶内还是沿晶界,析出相的尺寸明显减小,并且有亚稳相,形态近似为颗粒状.     

电磁场连续铸造

一般的连续铸造是通过结晶器进行的。这种方法存在着许多缺点,例如:铸锭的凝固期间是在运动状态下进行的,由于铸锭与结晶器壁相接触,铸锭表面常会形成气泡、飞边等各种铸造缺陷。另外,由于金属的线收缩作用,在铸锭与结晶器壁之间产生的空气隙,往往使铸锭的外层形成不均匀组织,造成铸锭表面流动和内在组织恶化,并使浇铸速度降低。因为     

Sc、Zr对Al-Zn-Mg-Cu合金组织与性能的影响

制备了成分Al-5．8Zn-2．5Mg-1．6Cu-0．2Cr和Al-5．8Zn．2．5Mg-1．6Cu-0．2Cr-0．23Sc-0．12Zr的两种合金。通过金相显微镜及电镜观察、力学性能及腐蚀性能测试,分析了两种合金不同处理状态的显微组织及其不同状态下的力学性能和腐蚀性能。结果表明,添加Sc、Zr能显著细化合金的铸态组织,对合金的力学性能及腐蚀性能也起到极大的提高作用。添加Sc、Zr的2#合金与1#合金相比较,经T6处理后,前者的抗拉强度提高110N／mm^2,屈服强度提高91N／mm^2,伸长率也略有提高。     

时效制度对新型Al-Zn-Mg-Cu合金组织与性能的影响

采用X射线衍射、金相和扫描电镜等手段,结合力学性能检测和电导率测定,研究了单级时效和双级时效处理对铸态新型Al-Zn-Mg-Cu合金微观组织和综合性能的影响。结果表明:随时效温度的升高和时效时间的延长,晶粒尺寸缓慢增大,电导率逐渐增加。铸态新型Al-Zn-Mg-Cu合金最佳的单级时效工艺为135 ℃×12 h,此时合金的硬度为231.8 HV0.2、抗拉强度为568 MPa、伸长率为2.8%、电导率为33.7%IACS;最佳的第二级时效制度为155 ℃×4 h,此时合金的硬度为216.9 HV0.2、抗拉强度为558.7 MPa、伸长率为4.1%、电导率为35.2%IACS。     

超声波功率对半连续铸造6013铝合金组织与力学性能的影响

采用超声波辅助半连续铸造工艺制备直径310 mm的6013铝合金铸锭,利用金相显微镜、扫描电镜、电子探针分析仪和拉伸试验机,研究了超声波功率对半连续铸造6013铝合金铸锭显微组织与力学性能的影响。结果表明:超声波辅助半连续铸造工艺可以细化铸锭的晶粒和第二相,提高α-Al基体上的元素固溶度。超声波功率越大,铸锭的晶粒和第二相越细小,第二相分布越均匀,α-Al基体中的元素固溶度越高,铸锭的拉伸力学性能越高。当超声波功率增大至350 W时,铸锭的抗拉强度为261. 9 N/mm~2,屈服强度为225. 8 N/mm~2,伸长率为20. 9%,与未施加超声波的铸锭相比,此时铸锭的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别提高了10. 7%、13. 6%、14. 8%。     

喷射成形Al-Zn-Mg-Cu合金的组织与性能研究

对喷射沉积制备的高zn（11．3wt％）Al-Zn-Mg-Cu合金进行挤压和热处理,并测试了力学性能。通过透射电镜和扫描电镜对拉伸试样的微观组织进行了研究,提出了合金的强化机制。结果表明,该喷射沉积Al-Zn-Mg-cu合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为849MPa、796MPa和3．3％。合金的强化主要来源于纳米晶强化、固溶强化以及沉淀强化。断口分析显示,合金的断裂方式主要为沿晶断裂。