功率超声试验参数对A356半固态组织的影响

为了得到连续的初生相尺寸细小、形貌圆整组织的A356铝合金半固态浆料,利用自制的一套合金熔体超声处理装置,研究了试验参数对合金半固态初生相尺寸和形貌的影响.通过不同参数条件下所得试样的微观组织分析,得出了初生相尺寸和形貌在浇注温度、处理区域距离一定时,随着超声功率的增大更细小和圆整;加载功率大小与浇注温度一定时,处理区域距离越小,获得的初生相组织越圆整,以及不加载功率超声对初生相组织形貌的影响.     

不同工艺条件制备半固态ZL101合金的显微组织

在不同工艺条件下成功制备了半固态ZL101合金铸锭，研究了凝固和冷却条件对显微组织的影响。用初生α相的形状系数和等效直径定量描述半固态组织的形貌和尺寸，给出了测定数据。结果表明，在620℃和640℃尧注条件下，对熔体适当激冷或施加振动可有效细化颗粒状初生α相，提高颗粒的圆整度。在砂型和薄壁金属型的凝固冷却条件下获得了较理想的半固态合金显微组织。     

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.     

连续降温电磁搅拌对A356铝合金半固态组织的影响

采用连续降温电磁搅拌法制备纯净的A356铝合金半固态浆料,通过显微组织观察和形状因子统计,研究了电磁搅拌频率、电磁搅拌温度区间和熔体降温速率对A356铝合金半固态浆料初生相形貌和尺寸的影响。研究结果表明:当搅拌条件为600℃炉膛预热、搅拌频率为30 Hz、搅拌温度区间为640℃～600℃时,半固态浆料初生相大部分为球形或椭球形;在初生相形成初期。更慢的降温速率有助于形成球形或椭球形的初生相。主要机制是更小的过冷度不足以使晶核发生快速的等轴生长或合并,但是大过冷度易于晶核合并生长且长大,从而形成蔷薇状或树突初生相。     

超声波搅拌法制备半固态Al-5Cu合金

采用超声波搅拌法制备半固态Al-5Cu合金,研究了超声波导入时熔体的温度、搅拌时间和超声波输出功率3个重要参数对获得半固态Al-5Cu合金组织形貌的影响.结果表明,在熔体处于610～660 ℃之间导入超声波,随着熔体温度的升高,合金初生晶粒逐渐趋于细小的球状颗粒;当熔体为660 ℃时,随着导入超声波输出功率的增大、搅拌时间的延长,Al-5Cu合金初生相形貌由粗大的枝晶状逐渐转变为细小的球状晶粒.     

弱搅拌功率对半固态AlSi7Mg合金浆料组织的影响

采用低过热度浇注和弱电磁搅拌制备浆料技术制备半固态AlSi7Mg合金浆料,研究了弱搅拌功率对合金浆料初生相α-Al形貌的影响以及浆料组织的径向分布.研究结果表明, 在低过热度浇注和弱电磁搅拌条件下,当AlSi7Mg合金液在浇注温度为630 ℃、搅拌功率为0.36 kW时可制备出初生α-Al相形貌呈小而圆整的球状晶粒、组织分布均匀、直径为127 mm的AlSi7Mg合金浆料;在低过热度浇注和弱电磁搅拌条件下,适当提高搅拌功率可改善初生α-Al相形貌,但当搅拌功率提高到一定程度,再增大搅拌功率,初生α-Al相形貌并没有得到进一步改善;从半固态AlSi7Mg合金浆料组织的径向分布看,由边部到心部,浆料的组织形貌从枝晶组织向蔷薇状组织再向球状组织演化.     

初始组织特征对充型过程中初生相演变的影响

采用电磁搅拌法制备具有不同微观初始组织特征的半固态合金熔体,利用半固态挤压铸造法铸造螺旋线试样,使用定量金相技术分析试样的初始组织、成形的螺旋线试样不同长度上的初生相微观组织特征参数(固相率、晶粒尺寸和形状因子),研究半固态合金熔体充型过程中初生相组织的演变规律.结果表明:初生固相率在充型的沿程流动过程中变化较小;初生相的晶粒尺寸、形状因子沿充型长度呈现波浪形变化,波峰和波谷出现的位置与充型长度没有明确的关系;充型后初生相晶粒尺寸的变化幅度与充型前半固态合金熔体初生相晶粒尺寸的大小有对应关系.     

混合方式及过热温度对过共晶Al-Si合金中初生Si的影响

采用受控扩散凝固技术(CDS)制备过共晶Al-18Si、Al-20Si、Al-22Si合金,研究了不同混合方式及Al-25Si合金在不同过热温度下对受控扩散凝固目标合金初生Si相的尺寸、形貌和分布的影响.结果表明,液-液混合对初生Si的改善效果较液-固混合好;随着过热温度增大,初生Si相尺寸减小,形貌逐渐变得圆整且分布均匀;相同过热温度下,随着合金Si含量的增加,初生Si相尺寸增大,形貌变化不明显.特别是在过热温度为900℃的Al-25Si合金与660℃的液态纯Al液-液混合得到Al-18Si合金中的初生Si相尺寸仅为34.3 μm,长宽比为1.48.     

电磁搅拌参数对半固态ZA43合金组织的影响

研究了电磁搅拌参数对半固态ZA43合金组织的影响。结果表明,搅拌功率越大,晶粒越细化,达到的效果越好。当搅拌温度较高时,合金熔体中初生相较少;搅拌温度较低时,初生相容易异常长大和团聚,晶粒尺寸增大。搅拌时间较短时,初生相难以被打碎而圆整,组织呈现大块玫瑰状;搅拌时间过长,大多数初生相易聚集长大,导致晶粒尺寸变大。搅拌温度为538~540℃,搅拌时间为8~10 min时,制备的半固态ZA43合金熔体组织较细小。     

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。     

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。     

Y对A356铝合金半固态初生相形貌的影响

利用低过冷度浇注工艺制备了A356铝合金半固态浆料,研究了稀土Y对合金半固态初生相形貌的影响。采用正交设计方法,优化了A356铝合金半固态初生相形貌的影响因素,通过直观分析与方差分析表明,经稀土Y变质处理及低过冷度浇注获得A356半固态初生球晶的最佳工艺条件:浇注温度为595℃,保温时间为3min,Y的加入量为0.5%。此时其晶粒在铸态下的形状因子为0.7,等积圆直径为49.6μm,其中浇注温度是晶粒形貌和尺寸的最主要影响因素,可信度达到95%;其次是Y的加入量和保温时间。     

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。     

低过热度浇注半固态A356合金初生相形貌分形维数的计算

利用低过热度浇注技术制备了半固态A356合金浆料,研究了半固态初生相形貌的分形维数和计算方法.应用MATLAB软件编制了相应的计算程序,对半固态A356合金初生相的形貌图像的计盒维数进行了计算.结果表明,低过热度浇注制备的A356铝合金初生相形貌属于一种分形结构,不同工艺条件下制备的半固态A356合金的初生相形貌有不同的分形维数;应用分形维数的计算结果可研究半固态A356合金初生相的形貌及其组织性能.     

分级电磁搅拌对半固态Al-Cu合金凝固组织的影响

采用自制变频控制的电磁搅拌装置制备半固态ZL203铝合金浆料,分析不同搅拌时间和搅拌频率下初生α相的形貌和尺寸,研究在连续搅拌过程中变换频率对合金熔体进行分级搅拌的影响。结果表明:分级搅拌可以有效地改善半固态合金浆料的质量;适合于半固态ZL203合金的分级电磁搅拌工艺如下:ZL203合金经670℃浇注后,先在40 Hz的频率下搅拌5 s,再在30 Hz的频率下搅拌10 s,并于620℃温度下保温5 min。经此工艺制备的半固态ZL203合金铸锭具有较好质量:其中心部区域晶粒平均等积圆直径为85.62μm,平均形状因子为0.86;边缘区域晶粒的平均等积圆直径为84.52μm,平均形状因子达到0.85。     

蛇形通道浇注对过共晶Al-Si合金显微组织的影响

采用石墨质蛇形通道来制备过共晶Al-Si合金半固态浆料,研究了浇注温度和Si含量对过共晶Al-Si合金初生Si尺寸和形貌的影响。结果表明,经蛇形通道浇注后,浆料的初生Si相得到细化;在高于液相线15~45℃时,浇注温度越低,得到的初生Si相越细小均匀;Si含量低的过共晶Al-Si合金初生Si细化明显,随着Si含量的增大,熔体粘度增大使得初生Si的破碎变得困难,初生Si尺寸也逐渐变大。     

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%。     

半固态ZL101合金初生相在固液区间等温保温时形貌演变

研究了半固态ZL101铝合金初生相在固液相区等温保温下初生相形貌的演变,探讨了工艺参数对ZL101铝合金初生相在固液相区等温保温的影响。结果表明,在不同的保温温度下,随着保温温度的降低,ZL101铝合金的初生相形貌逐渐变好,尺寸变小;在相同的保温温度和不同的保温时间下,随着保温时间的延长,其初生相形貌逐渐圆整,颗粒尺寸仍较细小;浇注温度对初生相形貌及等温时的转变影响较大。获得了低过热度浇注制备半固态ZL101铝合金浆料合适的工艺参数。     

超声场中金属半固态浆料组织的演化

采用亚共晶ZL101铝合金,研究了不同超声波导入条件下半固态浆料组织演化过程.结果表明,导入超声波时的温度对浆料初生晶粒的形貌影响明显.从640℃开始导入超声波,初生晶粒保持以近球状形式生长;熔体降温至610℃(固相率达0.1后)再导入超声波,初生晶粒逐渐由枝晶向非枝晶转化,120 s后初生晶粒粒状化;冷却至600℃(固相率近0.25后)再导入超声波,最终组织为粒状晶和枝晶混合组织.最后对超声场中半固态浆料组织演化机理进行了分析讨论.     

低过热度浇注弱电磁搅拌对半固态Al-30Si组织的影响

对低过热度浇注弱电磁搅拌制备Al-30Si过共晶合金半固态浆料过程中浇注温度、搅拌功率、搅拌时间等工艺参数与浆料组织间的影响规律进行了研究.结果表明,低过热度浇注弱电磁搅拌技术可以制备较理想的半固态Al-30Si合金浆料.与常规铸造相比,初生Si最小晶粒尺寸由16μm减小到了7μm,最大晶粒尺寸由296μm减小到了23μm,平均晶粒尺寸由138.80μm减小到了11.49μm;初生Si的分布更加均匀,形状更加圆整;浇注温度、搅拌功率和搅拌时间主要影响初生Si形貌、分布和尺寸变化.