工艺参数对气泡搅拌法制备AZ91D镁合金半固态浆料显微组织的影响（英文）

采用气泡搅拌法制备AZ91D镁合金半固态浆料,研究工艺参数变化,包括气体流量、冷却速率和搅拌结束温度,对AZ91D镁合金半固态浆料显微组织的影响规律。结果表明:随着气体流量从0升高至5L/min,α-Mg初生相平均颗粒尺寸从119.1μm降至77.2μm,而平均形状因子从0.1升高至0.596,气泡搅拌中非枝晶初生相来自于枝晶破碎和熔体形核;随着冷却速率从3.6℃/min升高至14.6℃/min,α-Mg初生相平均颗粒尺寸从105.0μm降至68.1μm,而平均形状因子在冷却速率为9.1℃/min时达到最高,过高或过低的冷却速率都会导致初生相的枝晶生长;搅拌结束温度从590℃升至595℃对最终的AZ91D镁合金半固态浆料显微组织无明显影响,这是因为半固态浆料中已经形成了足够数量的初生相。     

内冷式搅拌法制备A319半固态浆料工艺研究

采用内冷式搅拌法制备了A319铝合金半固态浆料,研究了内冷块与铝合金液质量比、铝合金液温度、搅拌速度等工艺参数对半固态浆料显微组织的影响,分析了内冷式搅拌过程中半固态浆料的形成机理。结果表明,在内冷块与铝合金液质量比为5%、铝合金液温度为625℃、搅拌速度为1 100r/min时,可以制备出组织良好的半固态浆料,其中初生α-Al相平均晶粒尺寸和形状因子分别达到了59.7μm和0.74。提高内冷搅拌速度不仅能提高初生α-Al相的圆整度,还具有晶粒细化效应。     

6061铝合金自孕育流变压铸微观组织研究

采用自孕育法制备6061铝合金半固态浆料,对6061铝合金半固态流变压铸件微观组织进行了研究。结果表明,通过自孕育法可以制备出晶粒均匀细小且近球形的初生α-Al相半固态浆料组织。将自孕育法制备的半固态浆料经过短暂的保温后进行流变压铸,得到晶粒均匀细小的初生α-Al相组织。保温温度为640℃,保温时间为5min,压铸件初生α-Al相尺寸较小,圆整度较好,分别为65.7μm和1.27。     

Al-Sc共晶反应对半固态A356合金初生α相的影响

利用低过热度浇注和等温保温技术制备了半固态A356-Sc铝合金浆料,研究了Sc对所制备的半固态A356铝合金初生α相形貌和尺寸的影响。结果表明:细化处理的半固态A356-Sc铝合金经低过热度浇注和等温保温可制备具有球状和颗粒状初生α相的浆料,稀土Sc可显著改善A356铝合金中初生α相的尺寸和形貌。获得了制备半固态A356-Sc合金浆料合适的工艺条件:Sc加入量为0.6 mass%,保温温度为630℃,保温时间为200 s,此时,初生α相的等效圆直径达到36.48μm,平均形状因子为0.85。探讨了Al-Sc共晶反应对半固态A356铝合金初生α相细化机理。     

电磁搅拌时间对半固态A356合金凝固组织的影响

应用变频控制的电磁搅拌装置对低过热度浇注的A356合金熔体进行短时弱电磁搅拌,探讨了不同的搅拌时间对合金凝固组织中的初生α-Al相和共晶相形貌与分布规律的影响,从而得到最佳的电磁搅拌工艺参数.研究表明,A356合金熔体在620℃浇注,并经频率为30 Hz的电磁搅拌15 s,在615℃保温10 min后,初生α-Al的平均等积圆直径为55.70μm,平均形状因子达到了0.86,共晶组织颗粒细小、致密且分布均匀,此条件下得到的半固态A356合金浆料的室温凝固组织形貌最好.     

P和稀土复合变质的Mg_2Si/Al半固态组织与性能

在原位Mg2Si/Al复合材料中,通过P和混合稀土复合变质及改变半固态等温热处理的保温温度和保温时间,研究了复合变质及等温热处理对合金组织与力学性能的影响。结果表明,P和混合稀土联合变质后初生Mg2Si的形貌由粗大的十字状结构转变为不规则的多边形,均匀分布在铝基体上。初生相颗粒尺寸由未变质前的83μm减小到约17μm;经过570℃×90min半固态等温热处理后,初生Mg2Si相和α-Al相均转变为近球形,初生Mg2Si相形状因子约为0.96,平均等积圆直径约为16μm,此时材料的硬度(HB)达到最大值,为106。     

浇注温度对转棒诱导形核法制备Al-25Si合金半固态组织的影响

采用转棒诱导形核法制备Al-25Si半固态浆料,研究了浇注温度对合金半固态浆料组织的影响,结合熔体运动状态探讨了其组织细化机理。结果表明,当浇注温度约为785℃时,熔体在转棒表面铺展成面积最大、厚度最小的熔体薄膜,可以获得尺寸细小、均匀分布于基体中的初生Si颗粒,初生Si颗粒的等效直径约为27μm,形状因子为0.8。     

中频电磁振荡法制备半固态铝合金浆料的研究

采用一种中频电磁振荡法对牌号为ZL104的铝合金进行处理,得到了较为理想半固态浆料组织。主要研究了中频电磁振荡式流变成形法制备半固态铝合金流变浆料过程中,振荡次数对半固态浆料组织形貌的影响,探讨分析了该方法中电磁搅拌器所产生的电磁场对半固态浆料组织的作用。结果表明:该方法操作简单,便于控制;工艺流程短,生产量大,设备成本低;其制备出的半固态浆料组织均匀性好,不存在因电磁场分布不均匀而产生的趋肤效应。优良的半固态浆料组织中初生α-Al的最小平均等效直径为28μm,初生α-Al的形状因子为0.89。     

内冷式机械搅拌法制备半固态铝合金的研究

采用内冷式搅拌法制备了Al-7Si半固态浆料,研究在不同熔体搅拌初始温度、搅拌头质量占比、搅拌速率、取样温度下合金半固态组织的变化,以及对初生α-Al平均晶粒尺寸和形状因子的影响,分析了内冷式搅拌生成细小近球形组织的机理。结果表明,在熔体搅拌初始温度为625℃,搅拌头质量为5%,搅拌速率为1 200r/min,取样温度为600℃时,能够制备出初生α-Al晶粒细小圆整的半固态浆料,其平均晶粒尺寸和形状因子分别可以达到64.21μm和0.649 0。     

水冷铜质蛇形通道制备半固态7075铝合金浆料

采用自制的水冷铜质蛇形通道装置制备了半固态7075铝合金浆料,研究了浇注温度、弯道数量和冷却水流量对半固态7075铝合金浆料组织的影响。结果表明,当浇注温度为680~700℃时,能获得理想的半固态7075铝合金浆料,其初生α-Al的平均晶粒尺寸小于41μm,形状因子大于0.79。相同温度下,随着弯道数量增加,半固态浆料组织中初生α-Al的平均晶粒尺寸减小、形状因子提高;冷却水流量为450L/h时,获得的半固态浆料组织较好。采用低过热度浇注制备半固态7075铝合金浆料过程中,合金熔体在具有一定弧度且封闭的蛇形弯道内流动并多次改变流动方向,具有类似搅拌功能,使得初生晶核逐渐演变为球形或近球形晶粒。     

用低过热度浇注技术制备半固态ZL101-Sc铝合金

利用低过热度浇注工艺制备了ZL101-Sc铝合金半固态浆料,研究了Sc对半固态合金初生α-Al形貌的影响.采用正交设计方法研究了半固态ZL101-Sc铝合金初生α-Al形貌的影响因素.结果表明,经Sc细化及低过热度浇注(620℃)获得的半固态ZL101初生球晶的最佳工艺条件为保温温度590℃,保温时间200 s,Sc加入量0.6%.此时其晶粒在铸态下的形状因子为0.95,等效圆直径为27.45 μm,其中保温温度是晶粒形貌和尺寸的最主要影响因素,可信度达95%;其次是Sc的加入量和保温时间.     

半固态ZCuSn10铜合金重熔过程中的组织演变

采用拔长为预变形方式的SIMA法制备ZCuSn10铜合金半固态坯料,研究在半固态温度区间重熔加热过程中半固态ZCuSn10铜合金坯料初生相形貌的演变过程。结果表明:在液固两相区间对半固态组织保温,半固态ZCuSn10铜合金坯料初生相逐渐球化。在900℃保温3 min后开始出现液相,且液相率、平均晶粒直径均随着保温时间的增加而增加,液相分数由5 min的23.5%增加至20 min的32.7%,平均晶粒直径由8 min的41.7μm增大至20 min的58μm,形状因子随着保温时间延长先减小后增加,在保温15 min形状因子最小为1.75。     

超声振动法制备半固态TiAl_3/A356复合材料浆料的微观组织演变（英文）

利用超声振动法制备半固态TiAl_3/A356铝基复合材料浆料,利用扫描电镜和X射线衍射技术研究了超声温度,超声时间和超声功率对半固态TiAl_3/A356铝基复合材料浆料的微观组织的影响。结果显示,初生α-Al颗粒的尺寸随着超声温度和超声功率的降低而减小;随着超声时间的增加,先减小后增大。当超声温度为608℃、超声功率为1000 W、超声时间为60 s时,获得的半固态浆料组织中的初生α-Al颗粒形貌较为理想,平均初生α-Al颗粒尺寸为62μm,形状系数为0.8。微观组织演变的机理是空化效应和声流效应引起的形核率和过冷度的增加。此外,原位生成的TiAl_3颗粒有很强的结合α-Al颗粒的能力。     

多弯道蛇形管浇注法制备半固态A356铝合金浆料

采用多弯道蛇形管浇注技术制备半固态A356铝合金浆料。结果表明:在浇注温度为640～680℃的条件下,当弯道数量为3且直径为20 mm时,可获得形状因子F为0.72～0.85和晶粒直径D为55～75μm的半固态浆料;当弯道数量为5且直径为20 mm时,可获得形状因子F为0.86～0.92和晶粒直径D为44～58μm的半固态浆料;当弯道数量为5且直径为25 mm时,可获得形状因子F为0.76～0.90和晶粒直径D为48～68μm的半固态浆料。弯道数量增加或弯道直径减小,可以改善初生α(Al)晶粒的形貌和尺寸。弯道内的合金熔体具有自搅拌的作用,可使初生晶核逐渐演变为球形或近球形晶粒。     

保温条件下过共晶Al-Si合金半固态浆料的组织演变

研究了保温时间和保温温度对电磁搅拌ZL117合金半固态浆料稳定性的影响.试验结果表明：半固态浆料中初生Si的颗粒直径随着保温时间的延长而逐渐增大,但在前15 min内增长速度比较缓慢,15 min后增长较快;随着保温温度的升高而缓慢增大;初生Si的形状系数随着保温时间的延长而变得越来越大,但也在前15 min内变化较为缓慢,15 min后变大速度突然加快;初生Si的形状系数在620 ℃下保温时最小,在610～620 ℃之间随着保温温度的升高而缓慢变小;在620～650 ℃之间随着保温温度的升高而逐渐增加.     

挤压铸造Al-5Zn-2Mg-1Cu-0.2Sc合金的组织与性能

采用流变挤压铸造制备了Al-5Zn-2Mg-1Cu-0.2Sc合金,通过拉伸试验、SEM和TEM等方法研究了浇注温度对半固态浆料、流变挤压铸造合金组织和力学性能的影响。结果表明,随着浇注温度降低,半固态浆料和流变挤压铸造合金初生α-Al相形貌逐渐转变为近球形,在晶界附近析出的第二相分布越来越均匀,平均晶粒尺寸减小,圆整度增加。当浇注温度为700℃时,半固态浆料初生相尺寸最小,约为35μm,平均形状因子约为0.49,流变挤压铸造后合金平均晶粒尺寸约为43μm。流变挤压铸造合金的力学性能随着浇注温度的降低逐渐提升。合金经过470℃×10 h+500℃×2 h双级固溶后,大部分第二相溶于基体中。120℃×24 h时效处理后,合金的屈服强度为539 MPa,抗拉强度为612 MPa,伸长率为11%。     

锥桶式流变成形机制备A356铝合金半固态浆料的研究

采用自主研发的锥桶式流变成形机(TBR),研究了浇注温度、内锥桶转速及剪切温度对A356铝合金半固态组织的影响规律。结果表明,适当降低浇注温度、提高内锥桶转速或降低剪切温度,均有利于获得初生相颗粒细小、圆整、分布均匀的半固态组织;当浇注温度为660℃、内锥桶转速为500r/min、剪切温度为590℃时,获得了理想的半固态浆料,其初生固相颗粒平均直径为41μm,形状因子为0.89;半固态组织的形成受到枝晶破碎和枝晶抑制生长两方面因素的共同影响。     

超声振动法制备半固态TiAl3/A356复合材料浆料的微观组织演变

本文利用超声振动法制备半固态TiAl3/A356铝基复合材料浆料,利用扫描电镜和X射线衍射技术研究了超声温度,超声时间和超声功率对半固态TiAl3/A356铝基复合材料浆料的微观组织的影响。结果显示,初生α-Al颗粒的尺寸随着超声温度和超声功率的降低而减小;而随着超声时间的增加,先减小后增大。当超声温度为608 ℃、超声功率为1000 W、超声时间为60 s时,获得的半固态浆料组织中的初生α-Al颗粒形貌较为理想,平均初生α-Al颗粒尺寸为62 μm,形状系数为0.8。微观组织演变的机理是空化效应和声流效应引起的形核率和过冷度的增加。此外,原位生成的TiAl3颗粒有很强的结合α-Al颗粒的能力。     

采用热焓平衡旋转磁场装置制备半固态浆料

在旋转磁场驱动金属液高速运动过程中,应用循环冷却水和金属液进行热交换控制金属液的热焓平衡生产A356铝合金半固态浆料,然后分别进行金属型和砂型浇铸,并对浆料在冷却过程中每隔5 min淬火取样浆料的平均冷却速度约为3℃/min。结果表明:热焓平衡旋转磁场装置作用下的金属液温度降至液固两相区内,瞬间产生大量均匀分布在金属液内的初生相α(Al)晶核,采用该方法制备的半固态浆料浇铸的铸件的微观组织呈现等轴球晶形貌,610℃时淬火试样的初生相晶粒平均直径为29μm,同时在缓慢冷却程中初生相α(Al)晶粒趋向于圆整并粗化。     

脉冲磁场下制备半固态铝铜合金坯料的研究

采用脉冲磁场技术制备了半固态Al-4.5Cu合金坯料,考察了冷却速度和脉冲频率对半固态坯料初生α-Al相形貌和尺寸的影响.结果表明,利用脉冲磁场处理可以制备出初生α-A1相为细小的近球状颗粒的半固态Al-4.5Cu合金坯料.初生α -Al相平均晶粒尺寸和平均形状系数分别随着冷却速度的减小和脉冲频率的增加而相应的减小和增加.但当冷却速度减小到20℃/min,脉冲频率增大到10 Hz时,半固态组织有所粗化.当冷却速度为40℃/min,脉冲频率为6 Hz时,半固态Al-4.5Cu合金坯料初生α-Al相平均晶粒尺寸最小,形貌最为圆整,适合于半固态成形.