Mg-Al-Zn合金半固态坯的制备及触变成形研究

通过新SIMA法制备Mg-Al-Zn合金半固态坯的触变挤压和触变模锻试验以及借助金相显微镜、拉伸试验机等分析手段对Mg-Al-Zn合金半固态坯的制备及触变成形进行了研究.研究结果表明,新SIMA法中的等径道角挤压能使Mg-Al-Zn合金获得良好的应变诱导效果,即铸坯微观组织被大大细化,平均晶粒尺寸达到20μm,材料力学性能大幅度提高;该坯料在560℃保温20min制备的半固态坯料的固相晶粒细小,球化程度高,组织均匀,平均晶粒尺寸为25μm.通过触变挤压和触变模锻试验证明,新SIMA法制备的Mg-Al-Zn合金半固态坯料所触变成形的零件的力学性能很高.其中触变挤压的卫星角框零件的屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为213.1MPa、312.6MPa和15.2%.触变模锻的托弹板零件的屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为218.6MPa、320.9MPa和14.8%.     

触变模锻半固态A356铝合金的组织与力学性能

采用低温浇注和晶粒细化复合工艺制备半固态A356铝合金坯料,并在200T立式油压机上对半固态坯料进行触变模锻成形,研究了触变模锻件的组织与力学性能,并与液态模锻件进行了比较。结果表明:触变模锻件内部组织由球形α-Al晶粒和α+Si共晶组织组成,组织均匀致密,经T6热处理后抗拉强度和伸长率分别为317.6MPa和5.8%,比液态模锻件分别提高了13.6%和5.1%,表明触变模锻半固态A356铝合金件具有较好的热处理强化效果和较高的综合力学性能。     

7 A04合金半固态触变模锻的组织演化

研究了SIMA法制备的7A04合金在半固态触变模锻工艺中的组织演化规律.结果表明:在半固态重熔加热过程中,随着加热温度的升高和保温时间的延长,晶粒逐渐球化和长大,且加热温度对重熔加热组织的影响比保温时间大;当将具有此特征的坯料进行半固态触变模锻后,其获得的触变模锻件的显微组织与半固态重熔组织密切相关.当模锻温度达到600℃以上时,模锻件的显微组织变化不大,仍是均匀的近球形的显微组织,而且模锻件各区域的合金成分基本一致.揭示了采用半固态触变模锻工艺可获得形状复杂的高质量制件.     

新SIMA制备坯料触变挤压AZ61镁合金零件的组织与性能(英文)

新应变诱导熔化激活法被用来制备高质量的AZ61镁合金半固态坯料。利用光学显微镜和拉伸实验,研究触变挤压成形零件的微观组织与力学性能。结果表明:当施加的压力为784MPa,保压时间为90s,模具温度为450℃时,半固态坯料能够完全充填模具型腔。与半固态等温处理方法相比,新SIMA法制备的半固态坯料触变挤压成形零件的抗拉强度和伸长率分别为300.5MPa和22%;并且成形零件的微观组织晶粒细小、组织均匀。随着等温处理温度的升高和保温时间的延长,成形零件的抗拉强度和伸长率先增加后降低。当挤压道次从1增加至4时,成形零件的抗拉强度和伸长率明显增加。     

触变模锻成形工艺对镁合金成形件力学性能的影响

采用半固态等温热处理法、近液相线模锻法和等通道角挤压法制备AZ91D—Y镁合金半固态坯料。分别将3种状态的坯料加热到半固态温度区间进行二次重熔后,进行了触变模锻成形。结果表明,在半固态温度为560℃,模锻压力为200MPa的条件下,半固态等温热处理法、近液相线模锻法和等通道角挤压法制备坯料分别保温30,20,15min后触变模锻获得最佳力学性能;随着坯料加热温度的升高,触变模锻成形件力学性能呈现先上升后下降的趋势;增加成形压力有利于触变模锻成形件力学性能的提高;在相同成形条件下,等通道角挤压法制备坯料触变模锻后的力学性能最好,近液相线模锻法次之,半固态等温热处理法较差。     

6061合金半固态电磁半连续铸造与模锻成型组织及性能研究

采用金相显微镜和电子拉伸机,研究了6061合金半固态坯料的电磁半连续铸造、二次加热、触变模锻成形以及成形件热处理。结果表明:采用近液相线电磁半连续铸造技术制备的6061合金半固态坯料微观组织为均匀、细小非枝晶组织;低过热度浇铸时,临界晶核半径减小,此时在电磁场作用下,降低了熔体的温度梯度,促进了准固相原子团簇在熔体中形成,形核率增大;二次加热时,初生α-Al不断球化,淬火组织也呈圆整状,620±5℃、保温15 min,模具温度250~300℃,留模时间10~15 s,触变成形出表面光洁的成形件;经T5处理后,抗拉强度达到328 MPa,延伸率达到8%,大大高于压铸成形件的性能。半固态压铸成形由于成形速度高,溶体高速充型,造成成形件气孔率高,使成形件组织致密度不如半固态模锻成形件,这是半固态压铸件强度低、模锻件强度高的主要原因。     

新SIMA法制备AZ80合金半固态坯料的组织与性能(英文)

借助新应变诱导熔化激活方法制备AZ80合金半固态坯料。在新应变诱导熔化激活方法中,首先利用等通道角挤压对铸态AZ80镁合金进行预变形,然后将预变形的AZ80镁合金进行半固态等温处理。结果表明:利用等通道角挤压能够使AZ80合金获得很好的应变诱导效果。这是由于等通道角挤压能够使AZ80合金微观组织细化,力学性能提高。新应变诱导熔化激活方法能够制备晶粒细小且球化程度高的半固态坯料。利用新应变诱导熔化激活方法制备的半固态坯料触变锻造的零件具有高的力学性能,其屈服强度达到216.9MPa,抗拉强度达到312.4MPa,伸长率达到26%。触变成形实验结果也证明,新应变诱导熔化激活方法是一种非常理想的AZ80半固态坯料制备方法。     

半固态5083铝合金的二次加热组织与触变轧制

采用大挤压比热挤压预变形的SIMA法制备了5083铝合金半固态坯料,研究了在不同加热温度和保温时间条件下二次加热重熔组织的演变规律,以及不同工艺参数对一道次触变轧制后带材力学性能的影响.结果表明,在二次加热过程中,晶粒形状和液相率主要受加热温度影响,而受加热保温时间的影响不大.在一道次触变轧制中,当二次加热温度为600℃,轧制变形量为60％时,可以获得抗拉强度为260.93MPa,伸长率为26.81％的较好综合力学性能的带材.经40％变形量二次冷轧后,带材的抗拉强度提高了70MPa.结合拉伸断口的宏观和微观形貌分析,可知带材的断裂方式为微孔聚集型的韧性断裂.     

7A04合金半固态模锻工艺的实验研究

以两种状态的7A04合金为例,简要分析了二次加热工艺参数、模具预热温度等工艺参数对半固态模锻成形的影响,并重点研究了半固态模锻前后的显微组织变化及不同加热温度下的力学性能.结果表明:半固态模锻件的显微组织与合金的初始状态及其二次加热后的半固态组织密切相关;在同样变形条件下,经半固态模锻后,挤压后冷变形态合金的力学性能好于挤压态合金,其最佳变形温度分别为600℃和605℃.     

2024铝合金半固态组织演变及触变成形

采用再结晶与重熔法制备了2024铝合金半固态坯料,研究了不同重熔温度和保温时间下坯料的微观组织演变,以及工艺参数对晶粒尺寸和球化程度的影响。通过触变挤压铸造成形试验,分析了不同坯料高度下制件不同位置的力学性能差异。结果表明,坯料的微观组织随着保温时间的延长逐渐演变为挤压态纤维组织的消失、α-Al再结晶晶粒的初生和其球化与长大,且该过程随重熔温度的升高而加快;半固态球状晶粒的尺寸和球化程度均随重熔温度和保温时间的增加而变大;最佳工艺参数为613~621℃时保温20~30min,此时晶粒平均直径约为75μm,圆整度约为0.74。在此工艺参数下,触变成形制件的抗拉强度可达383MPa。