磁场和铸造工艺对Mg_2Si/Al复合材料中Mg_2Si相的影响

研究了脉冲磁场参数和冷却条件对Mg_2Si/Al复合材料中初生Mg_2Si相尺寸、形态及分布的影响。结果表明,在脉冲磁场作用下,初生Mg_2Si相表现为粗化、偏聚及梯度分布。在多数试验条件下,初生Mg_2Si相沿试样心部到边部体积分数总体上逐渐增加,可制备初生Mg_2Si相呈连续变化的梯度材料;当脉冲电压为100V,脉冲频率为10Hz或模具温度为400℃时,试样中心区域基本不含初生Mg_2Si相,Mg_2Si相主要分布在试样边部,可制备表面增强自生梯度复合材料。在0~300V范围内,随着脉冲电压增加,初生Mg_2Si相的尺寸先增大后减小,转折点为200V;当浇注温度在670~760℃范围内或模具温度在200~600℃范围内,随着浇注温度的增加或模具温度的降低,初生Mg_2Si相的尺寸逐渐减小。     

脉冲磁场下制备Al-20Si功能梯度材料的研究

进行了脉冲磁场下制备Al-20Si功能梯度材料的研究,分析了脉冲电压、脉冲频率、模具预热温度及浇注温度对初生Si形态和分布的影响。结果表明,利用脉冲磁场成功制备了Al-20Si功能梯度材料,初生Si聚集在试样边缘,心部基本无初生Si。在0~150V范围内,随着脉冲电压的增加,初生Si形态由块状变成粗大的板条状,其平均分布宽度逐渐减小;在1~10Hz范围内,随着脉冲频率增加,初生Si平均分布宽度逐渐减小;当浇注温度在690~780℃范围内或模具预热温度在400~700℃范围内变化时,随浇注温度或模具预热温度的升高,初生Si平均分布宽度先减小后有所增大。     

脉冲磁场与变质处理对20Mg2Si/Al复合材料中初生Mg2Si相的影响

对比研究了未处理、脉冲磁场处理及脉冲磁场-变质剂复合处理对20Mg2Si/Al复合材料中初生Mg2Si相形貌和分布的影响,同时研究了复合处理条件下,不同磁场电压和频率对初生Mg2Si相的影响。结果表明,磁场处理和复合处理条件下,Mg2Si相尺寸均有所减小;试样从心部到边部,Mg2Si相体积分数逐渐增加,呈梯度分布,但复合处理后,Mg2Si相的梯度分布效果减弱。当磁场电压在0~300V范围内或磁场频率在1~10Hz范围内,随着磁场电压或频率增加,Mg2Si相的尺寸均先增加后减小,转折点分别为200V和5Hz,其梯度分布效果总体上逐渐减弱。试样耐磨性和硬度的变化规律与Mg2Si相的体积分数基本保持一致。     

脉冲磁场对Al-12.5Mg-6.7Si合金中Mg2Si相的影响

研究了脉冲磁场下不同励磁电流和脉冲频率对Al-12.5Mg-6.7Si合金中Mg2Si组织的影响,通过扫描电镜(SEM)对组织进行了分析并进行了硬度测试。结果表明,随着励磁电流和脉冲频率的增加,组织中的初生Mg2Si和共晶Mg2Si相得到细化,与重力场时相比,初生Mg2Si的晶粒尺寸减小了36%,硬度也有所提高。但当频率超过2Hz时,会导致初生Mg2Si明显粗化,共晶Mg2Si由蠕点状变成针状,硬度也有所下降。励磁电流为15~18A,脉冲频率为1~2Hz的脉冲磁场可以显著改善Al-12.5Mg-6.7Si合金的显微组织和性能。     

脉冲磁场对AZ91-0.4Ca镁合金凝固组织的影响

研究了在低压脉冲磁场作用下,脉冲电压、脉冲频率、浇注温度和模具预热温度对AZ91-0.4Ca镁合金凝固组织的影响。结果表明:在0~300 V脉冲电压下,随着电压的升高,合金的初生相逐渐细化;在脉冲频率为0~10 Hz内,随着脉冲频率的增加,合金的初生相先细化后粗化,在脉冲频率为5 Hz时,细化效果最好;经脉冲磁场处理后,合金的初生相随着浇注温度的升高逐渐细化,随着模具预热温度的升高逐渐粗化。     

直流脉冲磁场对Mg_(97)Y_2Cu_1合金组织和性能的影响

研究了直流脉冲磁感应强度和脉冲频率对长周期结构增强Mg97Y2Cu1合金凝固组织和力学性能的影响。结果表明,直流脉冲磁场在0~0.25 T范围内,随着磁感应强度的提高,合金的初生相逐渐细化,第二相逐渐粗化,且含量逐渐增加。在1~5 Hz范围内,脉冲频率对合金组织的影响较小;当脉冲频率增加至10 Hz时,合金的初生相最为细小,第二相分布最均匀,含量最高。随着磁感应强度或脉冲频率的增加,合金的抗拉强度和伸长率总体上逐渐提高;当磁感应强度为0.25 T时,合金的抗拉强度和伸长率较常规条件分别提高了42.5%和106.0%。     

脉冲磁场对SiC_P/AZ91D复合材料凝固组织的影响

研究了不同的脉冲电压、频率及模具预热温度对SiCP/AZ91D复合材料凝固组织的影响。结果表明,通过控制脉冲磁场参数和模具预热温度,可以有效改变SiC颗粒在合金凝固组织中的分布;在0~200V范围内,随着脉冲电压的增加,SiC颗粒逐渐分散均匀,但是当电压升高到250V时,SiC颗粒有团聚的趋势;在0~5Hz范围内,随着脉冲频率的增加,SiC颗粒分布逐渐均匀;在室温到600℃范围内,在磁场处理条件下,随着模具温度的升高,SiC颗粒分布逐渐均匀。     

脉冲磁场对AZ31镁合金组织及压缩性能的影响

研究了在AZ31变形镁合金熔体凝固过程中施加脉冲磁场对其组织及压缩性能的影响。在设定的浇注温度下,考察了脉冲电压、脉冲频率及模具温度对合金的初生相形貌和晶粒尺寸的影响。结果表明,脉冲磁场可有效细化AZ31镁合金的组织;脉冲电压在0~300V范围内,脉冲频率在1~10Hz时,随着脉冲电压或脉冲频率的增加,合金的平均晶粒尺寸逐渐减小,初生相由发达的树枝晶退化成等轴晶和蔷薇晶。当模具温度在20~600℃时,AZ31镁合金的凝固组织出现先细化后粗化现象,拐点值为200℃;与常规铸造工艺相比,脉冲磁场对合金的压缩性能有明显影响,当脉冲电压为300V,脉冲频率为5Hz,浇注温度为720℃,模具温度为200℃时,合金的抗压强度达到340.87 MPa,抗压强度提高了71.40%,压缩率提高了75.14%。     

脉冲磁场对Al-12.6Si-1Cu合金组织的影响

研究了脉冲磁场下不同的磁场强度和脉冲频率对Al-12.6Si-1Cu合金初生Si和共晶Si组织的影响。在脉冲磁场强度不变的情况下,研究了脉冲频率对共晶Al-Si合金初生Si组织及共晶Si组织的影响。结果表明,随着脉冲频率由0.5Hz增加到2Hz,Al-12.6Si-1Cu合金中初生Si组织和共晶Si组织明显得到细化;当脉冲磁场频率由2Hz继续增加到5Hz时,Al-12.6Si-1Cu合金中初生Si组织和共晶Si组织反而变得粗大。在脉冲磁场的频率为2 Hz的前提下,改变脉冲磁场的强度,结果发现,随着脉冲磁场的强度从5×104 A/m增加到4×105 A/m,Al-12.6Si-1Cu合金中初生Si组织和共晶Si组织得到细化;当脉冲磁场强度由4×105 A/m增加到7×105 A/m时,Al-12.6Si-1Cu合金中初生Si组织和共晶Si组织变得粗大。磁场强度的变化对初生Si及共晶Si影响大于脉冲频率的影响。     

脉冲磁场下原位Mg_2Si/Mg-7Al复合材料的组织与性能

在原位Mg_2Si/Mg-7Al复合材料的凝固过程施加脉冲磁场,研究了放电电压对复合材料组织和力学性能的影响。结果表明,随着放电电压增加,复合材料中的初生Mg_2Si相变得细小,其形貌由等轴枝晶状逐渐转变为颗粒状。β-Mg_(17)Al_(12)相由不连续网状逐步转变为孤岛状和颗粒状共存,分布变得更加均匀。随着放电电压的增加,复合材料的抗拉强度和伸长率均逐渐提高。当放电电压为300 V时,复合材料的抗拉强度和伸长率较未处理的复合材料分别提升了37.3%和137.5%。     

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。     

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.     

Sb+Ce复合变质对20Mg_2Si/Al-5Si复合材料中初生Mg_2Si相的影响

采用原位合成工艺制备了20Mg_2Si/Al-5Si复合材料,并研究了Sb+Ce复合变质对初生Mg_2Si相的影响。结果表明,当添加0.2%的Sb,随Ce添加量增加,初生Mg_2Si的平均尺寸呈现先减小后增加的趋势,初生Mg_2Si颗粒在0.2%的Sb+0.6%的Ce时最为细小,约为28μm,且分布均匀;0.4%的Sb+xCe复合变质时,有效细化了初生Mg_2Si相,其平均尺寸为30~40μm;0.6%的Sb+xCe复合变质时,初生Mg_2Si颗粒细化效果最佳,平均尺寸为27~31μm,且颗粒圆形度高,分布更加均匀。     

脉冲磁场对Mg-Y-Cu-Zr-Sr合金凝固组织的影响

研究了脉冲磁场作用下长周期结构增强Mg-Y-Cu-Zr-Sr合金凝固组织的变化,研究了不同的脉冲电压、脉冲频率、浇注温度和模具预热温度对合金凝固组织的影响。结果表明,在脉冲磁场作用下,合金的凝固组织显著细化,其初生α-Mg相转变成细小、圆整的近球状或蔷薇状晶体,第二相分布变得均匀。当脉冲电压在0~240V范围内或脉冲频率在1~10Hz范围内,随着脉冲电压或脉冲频率的增加,合金的凝固组织逐渐细化;当浇注温度在660~750℃范围内或铸型预热温度在200~600℃范围内时,随着浇注温度的升高或模具预热温度的降低,合金的凝固组织逐渐细化。     

脉冲磁场对ZA27合金凝固组织和力学性能的影响

研究了不同脉冲参数和冷却条件对ZA27合金凝固组织和力学性能的影响。结果表明,通过控制脉冲磁场参数和冷却条件,能明显改善ZA27合金的凝固组织,合金的力学性能也得到提高。在0~300V范围内,随脉冲电压升高,合金初生相由粗大的枝晶逐渐转变为细小的球状或蔷薇状晶,抗压强度也逐渐提高,其最高抗压强度较未处理时提高39.6%;在1~10Hz范围内,合金初生相随脉冲频率的提高而逐渐细化,其抗压强度逐渐提高;当浇注温度在490~580℃范围内或模具预热温度在10~400℃范围内提高时,合金的初生相均先细化后粗化,转折点分别为520℃和200℃,合金的抗压强度总体上逐渐提高。     

P和Sr对Al-20Si合金组织及力学性能的影响

研究了0.05%P、0.06%Sr及P和Sr复合加入对过共晶Al-20Si合金组织及力学性能的影响。结果表明:在合金中加入P时,合金的初生硅被显著细化;在合金中加入Sr时,合金的共晶硅被显著细化,且初生硅也被略微细化;P和Sr复合加入时,合金的初生硅和共晶硅同时得到细化,其中初生硅呈颗粒状,大部分共晶硅呈纤维状,且各相分布均匀;当镦粗比为70%时,合金的抗压强度较未变质的试样提升了14.4%。     

脉冲电压对低过热过共晶高铬铸铁熔体凝固组织的影响

对1360℃低过热过共晶高铬铸铁熔体冷却到液相线过程施加脉冲电流,研究了脉冲电压对其凝固组织的影响。结果表明,脉冲电流能够细化低过热过共晶高铬铸铁熔体凝固组织,初生碳化物由长杆状转化成规则的六边形块状或颗粒状。脉冲电流频率为45 Hz、脉宽为10μs、电压为500 V时,可以获得分布均匀,尺寸细小的初生碳化物,且其形貌均一,主要呈现为颗粒状。经脉冲电流处理后,合金共晶团的碳化物片层厚度和间距较未经处理时减小。     

钇对过共晶铝铁合金组织形貌的影响

针对普通熔铸条件下过共晶Al-Fe合金中初生富铁相严重割裂基体、恶化合金性能的问题,采用稀土元素Y对Al-5?合金进行变质处理。实验结果表明:稀土元素Y抑制了初生富铁相在原有形核基底上生长的趋势,促进初生相形核,对其形态、大小和分布均有显著影响;加入0.1%的Y时,初生富铁相由粗大针片状变为较均匀的花朵状;当Y的加入量增加到0.5%时,初生富铁相向细小的团球状转变,分布均匀;继续增加Y的加入量时,开始出现针片状及少量大花朵状的初生富铁相,组织不均匀,且逐渐粗化。     

低压脉冲电场参数对半固态AZ91D镁合金初生相的影响

研究了低压脉冲电场作用下半固态AZ91D镁合金的制备,考察了脉冲电压、放电电容、处理时间及放电周期对半固态合金组织的影响.研究结果表明:利用低压脉冲放电可以制备出初生相为球状或近球状晶体的半固态AZ91D镁合金.半固态合金的初生相颗粒大小和圆度系数随着放电电容、脉冲电压和处理时间的增加而逐渐减小;但当放电电压达到400V时,其值略有增加.随着放电周期的增加,半固态合金的初生相颗粒大小和圆度系数逐渐增加.当放电周期为6 s,放电电容为18 800μF,脉冲电压为300V,处理时间为20min时,半固态合金的初生相颗粒尺寸最为细小,形态最为圆整,适合于半固态成形.     

Gd对Mg-5Si合金组织和力学性能的影响

采用Mg-30Gd中间合金对过共晶Mg-5Si合金进行变质处理,考察了Gd对合金组织与力学性能的影响,并讨论了其变质机理。结果表明,Gd对过共晶Mg-5Si合金中初生Mg2Si相具有良好的变质作用。当加入2.0%的Mg-30Gd时,变质效果最佳,初生Mg2Si相的平均尺寸减小到25μm以下,其形态大部分为近球状,并且分布均匀,合金的抗拉强度和伸长率也达到了最大值,分别为105 MPa和3.1%。但是,当Mg-30Gd增加到3.0%时,初生Mg2Si相又转变为粗大的树枝晶形态。变质机理与稀土元素富集于初生Mg2Si相生长表面抑制优先生长晶向的生长,以及金属间化合物GdxSiy为初生Mg2Si相生长提供了异质形核核心有关。