半固态合金流变铸造的研究进展

总结了30余年来半固态合金流变铸造的研究和应用现状。介绍了传统机械搅拌式流变铸造工艺，由于其所制备的半固态合金浆料保存、输送麻烦，至今没有进入实际应用；评述了射室制备浆料式流变铸造工艺技术，其生产的压铸件经T6处理，力学性能与挤压铸件相当，但伸长率提高很多；介绍单、双螺旋流变射铸工艺，其特点是利用液态合金原料生产成本低，铸件气孔率低，但其所需设备和生产工艺还处在优化阶段；重点介绍了低过热度倾斜板浇注式流变铸造、低过热度浇注和弱机械搅拌式流变铸造的工艺特点和核心思想；分析了半固态合金流变铸造的发展前景。     

半固态Al-6.5Si合金的流变特性

用半固态金属流变模型研究了Al-6.5si(质量分数，％)体系的稳态和暂态流变行为．分析表明，半固态金属的流变行为与其微结构有很强的关联，在固相体积分数一定的情况下，体系的表观粘度完全由其微结构所决定，而剪切速率和剪切时间对表观粘度的影响是通过改变体系的微结构来实现的．稳态粘度随固相体积分数的增加而增加、随剪切速率的增加而减小，这与文献中的实验结果相符合；体系的解聚过程比聚集过程快两个数量级．在各种形变条件下所出现的滞后环的大小由上升时间、静置时间、原初剪切速率、最大剪切速率等因素决定．     

电磁半固态铸造的原理及应用现状

介绍了半固态铸造的特点,半固态浆料电磁搅拌的制备方法、优点以及电磁搅拌法的分类和原理,半固态铸造在美国、欧洲、日本工业生产上的应用、发展和带来的社会效益;并介绍了半固态铸造在中国的研究现状、进展以及所取得的成果和电磁半固态铸造应重点研究的方向.     

轻合金半固态流变挤压铸造的研究进展

半固态挤压铸造是集半固态加工与挤压铸造为一体,利用半固态浆料的流变性能进行浇注充型,并在压力作用下凝固成形的一种材料加工新技术。本文分别介绍了铝合金和镁合金的半固态流变成型工艺的一些方法。介绍了半固态流变挤压铸造的研究进展并对其发展前景进行展望。     

流变铸造Al-20Si合金

研究了剪切低温浇注式半固态浆料制备工艺（LSPSF）对Al-20Si过共晶合金中初生Si相尺寸和形貌的影响。结果表明，LSPSF工艺可制备质量优良的Al-20Si合金半固态浆料和坯料；初生Si得到明显细化，分布均匀，形态发生了明显改变，由板片状转变为多角块状；磷变质处理可强化LSPSF工艺的细化效果，但浇注温度过低时，初生Si相发生偏聚。在LSPSF工艺条件下，初生Si得以细化和圆整化主要归因于LSPSF工艺引起的增强异质形核作用和抑制初生Si择优生长作用。     

7075铝合金流变挤压铸造研究

通过对7075铝合金熔体进行环缝式电磁搅拌处理,获得具有均匀温度场和成分场的浆料,并采用挤压铸造方式成形,分析了铸件的金相组织,采用ProCAST软件对充型过程进行数值模拟。结果表明,环缝式电磁搅拌处理后的铝合金熔体,凝固过程中的枝晶生长被抑制,铸态组织细化;流变挤压铸造成形件组织致密,减少了热裂、缩松等缺陷的产生。     

半固态金属流变铸造技术的研究进展

总结了30余年来半固态合金流变铸造技术的研究和应用现状,介绍了压室制备浆料式流变挤压铸造技术、单螺旋机械搅拌式流变铸造技术、双螺旋机械搅拌式流变铸造技术、低过热度倾斜板浇注式流变铸造技术、低过热度浇注和弱机械搅拌式流变铸造技术、连续流变转换式流变压铸技术、低过热度浇注和弱电磁搅拌式流变成形技术、蛇形通道浇注式的流变成形技术、熔体分散混合式流变成形技术、转桶式流变成形技术、波浪倾斜板浇注式流变成形技术、旋转倾斜圆筒式流变成形技术、超声振动式流变成形技术、熔体处理和双向电磁搅拌制备及流变成形技术、低于液相线温度的流变成形技术、偏旋热焓平衡式流变成形技术、气泡搅拌制备式流变成形技术及其发展前景。     

半固态成形离心铸造机的研制

通过加装固定磁场,制造了一种半固态成形离心铸造机,该离心机可以在金属材料的凝固过程中实施电磁搅拌,使金属液在电磁力和离心力的双重作用下实现半固态成形,从而改善了金属材料的凝固组织。     

搅拌铸造ZA27合金的组织与性能

研究了在非稳态条件下,搅拌铸造工艺参数对ＺＡ２７合金的凝固过程及初生相组织形貌转变的影响。结果表明,当持续电磁搅拌时,凝固组织中的初生相能变为细小的近似球形的颗粒,而其主要力学性能与经Ｔｉ－Ｂ变形处理的结果相近;如果搅拌后的冷却速度较快,则使包晶反应减少,初生非枝晶固相颗粒和非平衡共晶组织增多,研究还发现,温度和搅拌速度能控制ＺＡ２７合金半固态浆料的初生相分数及分布,随着搅拌或搅拌时间的增加,基体     

半固态Al-24Si合金的组织和性能研究

在常规凝固条件下,Al-24Si过共晶合金中的初生Si为粗大的板片状。经过激烈的电磁搅拌,初生Si得到明显细化,分布均匀,绝大部分初生Si呈球团状或块状;电磁搅拌还使凝固组织中出现大量的近球状先共晶α-Al。与金属型铸造的Al-24Si过共晶合金的力学性能和耐磨性能相比较,电磁搅拌和触变成形的Al-24Si过共晶合金的力学性能和耐磨性能都有大幅度的提高。     

半固态铸造的现状及发展前景

论述了半固态铸造技术的基础理论研究（半固态合金流变行为及其微观组织特征）、半固态铸造合金成形过程的数值模拟、半固态铸造原材料的制备工艺、性能及工业应用现状。介绍了已有的研究工作,并提出了我国在这一领域的发展方向。     

半固态铸造的现状及发展前景

论述了半固态铸造技术的基础理论研究 (半固态合金流变行为及其微观组织特征 )、半固态铸造合金成形过程的数值模拟、半固态铸造原材料的制备工艺、性能及工业应用现状。介绍了已有的研究工作 ,并提出了我国在这一领域的发展方向     

电磁搅拌对离心铸造Ocr17Mn14Mo2N管坯组织和性能的影响

在离心转速和浇注温度恒定的条件下,考究了０Ｔ至０．１８Ｔ不同强度稳恒电磁场对离心铸造０Ｃｒ１７Ｍｎ１４Ｍｏ２Ｎ不锈钢铸态组织和室温加工性能的影响。试验结果表明,铸态组织中的残余铁素体随磁场强度的提高而由不均匀的长条状变为粗化的块状组织,且分布均匀,促使铸坯塑性提高。磁场强度达到临界值０．０８Ｔ之后,残余铁素体随着磁场强度提高而细化,分布弥散,使铸坯塑性下降。     

半固态高铬铸铁的流变铸造组织的演变

通过研究搅拌强度，冷却速度对高铬铸铁流变铸造组织的影响及采用EMPA和EBSD技术研究小角晶界，晶粒簇丛的精细特征，发现冷却速度控制了枝晶臂所受扭矩大小与根部直径大小的比例，适当的冷却速度可促进形成头部大，根部小的枝晶臂的形成，从而加速枝晶臂的折断。聚集的小角晶界是扭折但未完全折断的细小枝晶臂在经熟化过程后形成的主干与枝晶臂的界面，晶粒簇丛是由许多被扭折的枝晶臂演变而成。     

半固态金属铸造技术的应用及发展

本文介绍了半固态金属铸造技术的概念,优点,坯料制造方法,成形式方式,国内外发展现状,提出了我国在这一领域的发展意见。     

电磁搅拌对半固态Al-20%Mg2Si合金组织的影响

研究了Al-20%Mg2Si过共晶合金在不同搅拌电压下凝固时的凝固组织变化,并对其进行了布氏硬度的测量。结果表明:Al-20%Mg2Si过共晶合金在电磁搅拌下出现了非搅拌凝固中所没有的-αAl相晶粒,初生Mg2Si呈簇状分布在基体上,且随着搅拌电压的升高,α-Al相晶粒尺寸减小,Mg2Si团簇尺寸增大;而且电磁搅拌下,Al-20%Mg2Si过共晶合金的硬度随搅拌电压增加而增加。     

半固态金属的流变性质及其应用

叙述了枝晶结构和非枝晶结构半固态金属的流变行为，以及应用非枝晶结构半固态金属流变特性开发的金属成形工艺技术，并展望了其研究方向与应用前景。     

电磁搅拌对离心铸造0Cr17Mn14Mo2N管坯组织和性能的影响

在离心转速和浇注温度恒定的条件下,考察了０Ｔ至０１８Ｔ不同强度稳恒电磁场对离心铸造０Ｃｒ１７Ｍｎ１４Ｍｏ２Ｎ不锈钢铸态组织和室温加工性能的影响。试验结果表明,铸态组织中的残余铁素体随磁场强度的提高而由不均匀的长条状变为粗化的块状组织,且分布均匀,促使铸坯塑性提高。磁场强度达到临界值００８Ｔ之后,残余铁素体随着磁场强度提高而细化,分布弥散,使铸坯塑性下降。分析表明,造成这种性况的原因是电磁场同时起到两方面的作用,一方面促使铁素体形成元素向核心偏聚,增加铁素体的稳定性,粗化残余铁素体;另一方面增加晶核数量。     

超声熔体处理Al-7%Si合金坯料的半固态铸造

由于从循环利用的废料中不断累积增加Fe元素等杂质元素,所以铸造铝合金零部件高性能的要求往往很难实现。要求合金中粗大板条状的含铁化合物β-Al5FeSi在不使用变质剂和昂贵的纯铝锭条件下转变成无害的形貌结构。在凝固过程中通过利用超声振动来检测分析其对具有不同铁含量的Al-7%Si合金坯料的显微组织的变质效果。在感应加热至半固态温度583℃后,立即对超声熔体处理的坯料进行触变铸造,然后对触变铸造的铸件进行微观组织和拉伸性能检测分析。在触变铸造时,要求球形的初生α-Al相充填合金组织中的微小孔洞中,以便首先确定在坯料中通过超声熔体处理使合金显微组织产生变质效果。在605~630℃温度范围内进行超声熔体处理时,初生α-Al相从树枝状晶转变为细小的圆球形形貌。与未进行超声熔体处理的坯料相比,坯料超声熔体处理后合金中的粗大板条状β-Al5FeSi化合物相变得明显细小。升至583℃后进行半固态铸造不会明显改变β-Al5FeSi化合物的尺寸大小,可是却会使初生α-Al相的形貌变得更圆整,这有利于触变铸造。经预先加热的坯料进行触变铸造后,由于低的铸造温度,产生了快速凝固效果,使得合金中的共晶硅层片变得特别细小。在对超声熔体处理的坯料进行触变铸造时,具有不同铁含量的触变试样的抗拉强度变化并不大,即使合金含铁量达到2%。然而,用未处理的Al-7%Si-2%Fe合金坯料进行触变铸造时,其强度较差,仅为80 MPa,而用超声熔体处理的同种合金坯料,其抗拉强度达180 MPa。用超声熔体处理的不同含铁量的Al-7%Si合金坯料进行触变铸造时,其伸长率也提高了约一倍,例如触变铸造超声熔体处理的Al-7%Si-0.5%Fe合金坯料时,试样的伸长率为11%,而未进行超声熔体处理的同种合金触变铸造试件,其伸长率只有5%。     

半固态合金流变成形技术的研究现状与发展

系统总结了半固态合金流变成形技术的研究进展和工业应用现状.按照半固态浆料的制备方法及制浆与成形之间的关系,分别介绍了机械搅拌式流变铸造、电磁搅拌式流变射铸、倾斜板浇注式流变铸造、液相线铸造(模锻)和Semi-Solid Rheocasting(SSRTM)技术的成形原理、技术特点、设备结构和工业应用现状,分析了其发展前景.