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。     

Al-Ti-C中间合金在ZL205A合金石膏型铸造中的应用

通过对石膏型铸造ZL205A合金添加不同含量的Al-Ti-C中间合金,研究了Al-Ti-C中间合金对ZL205A合金组织和性能的影响。结果表明,当Al-Ti-C中间合金添加量为0.7%时,ZL205A晶粒的细化效果最好,晶粒尺寸达到82μm。经过T5处理,添加0.7%的Al-Ti-C中间合金的ZL205A合金的抗拉强度为456MPa,伸长率达到8.2%,比未处理的ZL205A合金性能有了显著提升。     

ZL205A合金大型铸件带状偏析组织对力学性能的影响

介绍了ZL205A合金大型铸件中的一种宏观带状偏析缺陷的形貌,分析了带状偏析最严重区域的组织对力学性能的影响,观察了试棒断口形貌,并分析了断口处偏析组织的化学成分。研究发现,ZL205A合金带状偏析组织使该区域力学性能降低,造成力学性能低的原因是带状偏析组织中Cu量偏高且聚集在晶界位置,形成了晶间脆性相。     

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。     

ZL205A铝合金线状偏析的形成机理及判据(英文)

采用实验和数值模拟方法,对ZL205A铝合金筒形壳体铸件在低压铸造时出现的线状偏析的形成机理及预测模型进行研究。利用数值模拟技术对该铸件在凝固期间的传热进行分析,通过大量实际低压铸造获得ZL205A合金铸件中产生的线状偏析信息、铸件低压铸造过程的温度场以及线状偏析形成部位凝固参数的变化规律,提出了ZL205A合金低压铸造过程线状偏析的形成机理和判据。研究表明,ZL205A合金铸件的线状偏析是由于铸件在凝固后期,浇注系统尚能进行补缩,此时铸件局部形成热裂,高浓度的溶质在补缩压力的作用下对该热裂填充而最终在该部位形成线状偏析。根据分析得出形成机理,得到消除线状偏析的工艺控制方法。采用线状偏析判据对其它铸件的线状偏析进行模拟预测,预测结果与实际浇注结果的对比表明,该判据能够较为准确地预测ZL205A合金筒形壳体铸件的线状偏析位置。     

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。     

添加微量Y对ZL205A合金组织和性能的影响

采用OM、SEM和XRD研究了添加微量稀土元素Y对ZL205A合金的流动性及T6热处理前后的微观组织和力学性能的影响,并检测了合金的流动性。结果表明,当Y质量分数达到0.2%和0.3%时,合金的晶粒细化效果相对较好,随着Y含量的增加,θ相从沿着晶界的网状分布逐渐向局部团聚,合金的抗拉强度和屈服强度降低;微量Y会使ZL205A合金的流动性降低;Y质量分数为0.3%的ZL205A合金在T6处理后,合金的抗拉强度和延伸率均大幅度提高;热处理能够降低合金中的成分偏析并能够改善材料的组织形态,促使合金具有相对较好的综合力学性能;添加微量Y以后,晶界上的难熔化合物Al Cu Y促使晶粒内部的θ相数量减少,是造成合金力学性能降低的重要原因。     

添加重熔料后ZL205A合金的组织与性能

通过向ZL205A合金铸锭中添加不同比例的重熔料,进行重熔、浇注.对利用ZL205A合金组织遗传性细化合金品粒、提高合金力学性能进行初步研究.结果表明,ZL205A合金添加不同含量重熔料后,合金组织均有所细化;合金性能随着重熔料含量的增加先增大后减小.当重熔料含量为20%时,合金组织最为细小,晶粒尺寸达到33um左右:铸态力学性能达到最优,抗拉强度比原料ZL205A合金抗拉强度提高了11.6%,屈服强度和伸长率均较高,分别为87.6MPa及7.5%.进一步增加重熔料含量,合金组织粗化,力学性能逐渐恶化.     

反重力铸造对ZL205A合金充型性能及凝固组织的影响

以“⊥”型和棒状试样为例,研究了反重力条件下,铸造工艺参数对ZL205A合金铸件充型性能和凝固组织的影响。结果表明,对于平均壁厚小于3 mm的薄壁铸件,由于差压铸造充型过程比低压铸造平稳,所以铸件成形更好,但无法成形尖角结构;提高浇注温度或铸型预热温度,均能使差压铸造薄壁ZL205A合金铸件的充型性能得到改善,且提高浇注温度效果更明显。与低压铸造相比,差压铸造可显著细化ZL205A合金晶粒度,适当提高浇注温度与铸型温度,均能进一步细化晶粒,且提高浇注温度使晶粒细化效果更显著。对于有一定截面厚度的ZL205A合金铸件,差压铸造时,当截面厚度超过一定量时,充型性能受铸型温度及浇注系统设计的影响较小,提高铸型温度,铸件产生孔洞类缺陷的几率显著增加。     

熔模铸造ZL205A铸件偏析形成机理及解决措施

以航空发动机反推装置用预冷器引气段ZL205A合金熔模铸件为研究对象,采用OM、SEM、EDS等手段,研究了ZL205A合金铸件中点状、带状以及线状等不同形貌偏析缺陷的形成规律及机理。结果表明,点状偏析形成主要原因是由于合金中Ti、Zr等原子团簇聚集;而带状及线状偏析主要是由于凝固过程中形成的Al2Cu共晶偏析导致。通过调整合金的熔炼工艺以及铸造工艺,该铸件偏析程度大幅度减轻。     

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铝合金筒类铸件铸造工艺研究

以实际生产中发现的铝铜系ZL205A合金筒类铸件的偏析、裂纹及疏松缺陷为研究对象,根据筒类铸件的技术要求,结合ZL205A合金的工艺特性,通过对偏析、裂纹及疏松缺陷产生的原因分析,提出了新的铸造工艺方案。结果表明:通过合理优化浇注系统,提高浇注温度,改善砂芯退让性,改进低压浇注参数等措施,解决了疏松、裂纹缺陷并有效地减少了偏析缺陷的产生,产品合格率由原来的40%提高到80%。     

ZL205A合金块状偏析相缺陷的研究

以ZL205A合金铸件块状偏析缺陷为研究对象,研究了超声熔体处理、时效处理对块状偏析、显微组织及显微硬度的影响。结果表明,超声处理熔体并不能消除ZL205A合金中的块状偏析,对其尺寸和分布无影响,但对合金组织有一定的细化作用;时效时间对块状偏析相尺寸无影响,但对块状偏析相的显微硬度有影响,其显微硬度随时效时间的增加呈现先提高后减小的趋势,时效4 h时达到峰值硬度165.1 HV;均匀化热处理不能减轻或消除块状偏析。     

砂型铸造ZL205A合金组织与力学性能的研究

研究了砂型铸造ZL205A合金在铸态和热处理(T6)态下合金的显微组织和力学性能。结果表明：铸态ZL205A合金基体相为α(M)固溶体，枝晶间和晶界上有α(M)、θ(Al2Cu)相和Cd相的共晶组织。晶界处存在θ和T(Sl2CuMn2)相的混合组织。另外，还有少量的灰色块状ZrAl3相、条状Al3Ti相分布在α固溶体上。合金中添加的少量Ti、V、Zr和B等元素，可有效地细化晶粒。T6固溶处理时，θ相和Cd相溶入α固溶体中，二次T相呈弥散小质点析出，组织中还存在片状Al3Ti的偏析物和未完全溶解残留在晶界上的Al2Cu相。合金(T6)抗拉强度随温度的升高呈下降的趋势，合金在不同温度下均为延展性断裂，韧性非常好。     

Mn对Mg-6.5Zn合金热裂倾向性的影响

通过能够准确检测和记录镁合金凝固过程中温度、收缩位移和收缩应力细微变化的实验装置,研究了Mn对Mg-6.5Zn-xMn系合金凝固过程中热裂倾向性的影响规律.结果表明,所提出的热裂倾向性评价指标最大收缩速率(vmax)和应力累积系数(k)越大,热裂倾向越大,且其在高固相率出现时热裂倾向更显著;随Mn含量的增加,Mg-6.5Zn-xMn系合金的vmax增大,但其出现向低固相率迁移;k在Mn含量为0.35%时达到最大,且在高固相率时出现,导致其热裂倾向性最大.该系合金的热裂纹在凝固后期(高固相率)萌生并扩展,晶粒间存在明显的补缩通道;低熔点相于凝固后期在晶粒表面形成液膜,且液膜越厚,晶粒越细,热裂倾向性越小;枝晶分离后相互接触的枝晶臂搭接形成的晶间搭桥加强了合金凝固后期晶间结合力,但晶粒收缩受阻拉断晶间搭桥会形成热裂.     

ZL205A合金铸件中偏析的形成机理与预防措施

通过对ZL205A合金圆筒形铸件的3种铸造工艺的比较,分析了ZL205A合金铸件中线性偏析的形成条件、形成机理、预防措施。经优化浇注系统后,采用中空的砂芯等方式消除铸件热节和应力,成功消除了铸件的线性偏析。     

晶粒细化和残余元素对A713铸态铝合金热裂行为的影响（英文）

为减少或防止热裂现象的产生,研究具有长程凝固区A713铸态铝合金的热裂行为。对添加不同晶粒细化剂如Al-2.5Ti-0.5C和Al-3.5Ti-1.5C的合金在不同浇铸温度(700、750和780°C)条件下进行热裂实验。结果表明:添加晶粒细化剂Al-3.5Ti-1.5C能减少热裂现象的产生,但仅添加晶粒细化剂不能完全阻止A713铸态铝合金中热裂现象的产生。这与早期一些研究者得出的结论相矛盾。考察了铁元素对A713铸态铝合金热裂行为的影响。结果显示,同时添加晶粒细化剂和铁元素能减少A713铝合金的内部枝晶分离,从而沿晶界产生枝晶间的联锁。因此,铁元素作为工业铝中的一种杂质元素,能阻止A713铝合金热裂现象的产生。     

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。     

ZL205A合金大型筒体类铸件偏析缺陷控制技术研究

以ZL205A合金大型筒体类铸件偏析缺陷为研究对象,研究了偏析缺陷产生的部位和原因,采用铸造数值模拟技术及铸件实物浇注试验对比研究了浇注工艺对铸件偏析缺陷的影响,结果表明,采用低压浇注工艺可明显降低铸件偏析缺陷。此外,通过采用退让性较佳的树脂砂芯,释放了凝固末期凝固残余热应力,避免了热节区域出现高热内应力,减少了铸件的偏析缺陷。     

AlTiB晶粒细化剂对ZL210A合金显微组织及力学性能的影响

采用外加微量Al Ti B晶粒细化剂的方法以提高ZL210A强度塑性匹配的稳定性。结果表明:Al Ti B晶粒细化剂可以显著增加ZL210A合金在凝固过程中的形核核心,细化ZL210A合金的铸态及热处理后的组织,使ZL210A合金的强度及硬度较未添加晶粒细化剂的合金提高5.3%及8.8%,伸长率可大幅提高232%。