电磁铸轧2099铝锂合金的均匀化工艺

采用光学显微镜、扫描电镜、电子探针微区分析、差式扫描量热仪等研究了不同均匀化处理对不同工艺制备的2099铝锂合金组织的影响;并结合均匀化动力学确定了不同工艺制备的2099铝锂合金适宜的均匀化处理工艺.结果表明:传统铸造工艺制备的2099铝锂合金适宜的均匀化工艺为510℃×24 h,双辊铸轧工艺生产的电磁铸轧合金适宜的均...     

成形过程对ZK60镁合金薄带组织和力学性能的影响

用OM,SEM,TEM和电子万能试验机对不同方法制备的ZK60镁合金薄带的组织和力学性能进行了研究.常规铸造ZK60镁合金轧制后仍为等轴晶组织,晶粒尺寸明显细化,双辊铸轧ZK60镁合金条带温轧变形后,显微组织由树枝晶转变为纤维状变形组织,且有高密度剪切带产生,温轧过程中没有明显的动态再结晶发生.轧制后两种合金均具有良好的力学性能,轧制态铸轧合金的强度明显高于传统铸造合金,伸长率略低于传统铸造合金.退火热处理后两种合金均发生了再结晶,得到等轴晶组织,且铸轧合金的组织比传统铸造合金的组织更加均匀细小.退火热处理使薄带的强度略有下降,而伸长率大幅度提高,退火后双辊铸轧合金和传统铸造合金的抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为:388 MPa,301 MPa,22.9％和311MPa,219 MPa,19.3％.镁合金薄带制备过程的晶粒细化归因于剪切带、位错和挛晶的产生及后续退火过程中再结晶.     

Effect of Forming Process on Microstructure and

用OM, SEM, TEM和电子万能试验机对不同方法制备的ZK60镁合金薄带的组织和力学性能进行了研究。常规铸造ZK60镁合金轧制后仍为等轴晶组织,晶粒尺寸明显细化,双辊铸轧ZK60镁合金条带温轧变形后,显微组织由树枝晶转变为纤维状变形组织,且有高密度剪切带产生,温轧过程中没有明显的动态再结晶发生。轧制后两种合金均具有良好的力学性能,轧制态铸轧合金的强度明显高于传统铸造合金,伸长率略低于传统铸造合金。退火热处理后两种合金均发生了再结晶,得到等轴晶组织,且铸轧合金的组织比传统铸造合金的组织更加均匀细小。退火热处理使薄带的强度略有下降,而伸长率大幅度提高,退火后双辊铸轧合金和传统铸造合金的抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为：388 MPa,301 MPa,22.9%和311 MPa,219 MPa,19.3%。镁合金薄带制备过程的晶粒细化归因于剪切带、位错和挛晶的产生及后续退火过程中再结晶。     

工艺参数对双辊薄带铸轧中心层偏析影响

双辊薄带铸轧过程中工艺参数对中心层偏析有重大影响,针对双辊薄带铸轧机的特点,利用多相流技术建立完全耦合溶质场、流场、温度场的数学模型,对铸轧熔池中液相-液固两相-固相同时存在的复杂凝固过程进行模拟仿真,研究分析铸轧熔池中Mg、Si元素溶质场与流场分布特征,对比研究不同工艺参数(浇铸温度、辊缝宽度)对铸轧薄带中心层偏析的影响规律,并结合铝合金6061的铸轧实验对结论进行验证。     

电磁振荡场对铸轧1100铝合金组织的影响

通过加入细化剂和在铸轧区的关键部位施加电磁振荡场,实现对1100铝合金的常规铸轧和电磁振荡场铸轧。主要利用光学显微镜对合金的微观形貌和偏析等缺陷进行研究。结果表明,加入细化剂的显微组织比未加细化剂的更加细小且均匀;同时,在添加相同含量的细化剂条件下,铸轧过程中施加电磁振荡场的板坯组织细化效果明显高于普通铸轧板坯的,宏观偏析得到明显改善。因此,电磁振荡铸轧可以大幅度降低细化剂的用量,减少元素偏析,改善铸轧坯的内部质量。     

海外文献速报

<正>20150101 Hadadzadeh A,Wells M A.AZ31镁合金带材双辊铸轧热力学行为数值模拟研究.Journal of Magnesium and Alloys,2013,1:101-114.双辊铸轧(TRC)工艺兼有铸造和热轧优势,是替代近净成形镁合金板材新型铸造工艺,其代表产品为厚2~10mm的镁合金板材。在双辊铸造工艺中,板材的冷却凝固速率范围为102~103℃/s,相对于直接连续铸造(DC),双辊铸轧的高冷却速率使轧辊铸造状态下AZ31合金的γ相分布更均匀。利用有限元软     

上方侧注式双辊铸轧制备Al-10Cu合金薄带

针对单辊法制备带材自由表面质量差、传统铸轧工艺铸轧速度慢且不能制备宽凝固区间合金的缺点,提出一种可以改善表面质量,提高生产速度的上方侧注式双辊铸轧工艺。以Al-10Cu合金为试验材料,制备出宽100mm,厚1.7～2mm,长数m的金属薄带,铸轧速度可以达到60m/min。并对带坯表面状态和微观组织做了比较分析。结果表明,应用异径双辊铸轧工艺可以制备传统工艺难以制备的铝合金,并且带形和表面质量均良好,无明显缺陷;微观组织细小均匀,无明显偏析。为了更直观地了解成形过程中熔体的情况,利用ANSYS Fluent软件进行了模拟,与试验相符合。     

不同电磁场对亚快速凝固下高镁5059铝合金铸轧板显微组织和力学性能的影响

通过金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)、差示扫描量热法(DSC)和拉伸实验等表征方法,研究了不同外场对高镁5059铝合金铸轧板微观组织和力学性能的影响。结果表明：当不同外场应用到铸轧实验中,中心偏析和微观偏析缺陷显著消失,非平衡共晶相的数量呈现明显的减少趋势。此外,铸轧板芯部区域的晶粒尺寸和纵横比也同样呈现出下降趋势,其中,电磁振荡场的作用效果最为显著。在电磁振荡场中,铸轧区内的熔体受到电磁搅拌力,导致铸轧区内枝晶尖端的溶质浓度梯度显著降低,沿铸轧板厚度方向的温度场逐渐趋于均匀,合金元素的固溶度显著提高。最终,高镁5059合金铸轧板的综合力学性能大幅度提高。     

铸轧镁合金薄带组织演变实验研究与模拟

以镁合金薄带双辊铸轧新技术为背景,开展了铸轧成形过程中组织性能的模拟研究。镁合金薄带双辊铸轧是以液态镁合金为原料,用两个反向转动的水冷铸辊为结晶器,直接制备1．5～3．0mm镁合金薄带的短流程新工艺。对双辊铸轧轻合金薄带的凝固组织演化过程进行数值模拟,用以优化和指导制备技术,具有重要的理论意义和应用前景。项目研究组通过对双辊铸轧过程动态凝固成形的有限元数值模拟研究、镁合金薄带铸轧实验研究以及后续加工过程中的组织演变规律研究,得到了主要工艺参数对铸轧工艺稳定性及组织性能的影响规律。     

双辊薄带连铸制备Ti-43Al合金板材及其在热处理过程中的显微组织表征（英文）

薄带连铸技术直接成形的特点可以实现难变形金属板材的制备并显著缩短流程。通过双辊薄带连铸技术制备尺寸为1000 mm×110 mm×2 mm的Ti-43Al合金板材,并对铸轧板材及热处理过程显微组织进行系统分析。由于凝固过程中冷却速率变化以及对称性生长,沿铸轧板材厚度方向出现边部柱状晶、心部等轴晶的不均匀组织,且中心区存在严重的Al元素偏析;铸轧过程中较快的冷却速度显著细化板材组织,晶粒间距为20-30μm,α_2/γ片层间距达到10-20 nm。此外,铸轧板材经过热处理后获得近γ组织、近片层组织和全片层组织,组织均匀性得到明显改善。     

电磁软接触铸造7050高强铝合金扁锭的组织和力学性能

通过数值模拟与试验研究的方法,采用软接触电磁铸造技术制备7050高强铝合金扁铸锭。模拟结果表明,施加软接触电磁场后,铸锭内部的流动场和温度场分布均发生改变。试验结果表明:采用电磁软接触铸造技术后,铸锭表面粗糙度由常规铸造时的101.1μm降低至48.6μm,平均晶粒由常规铸造时的80～85μm细化至55～70μm,晶粒尺寸不均匀度由常规铸造的21.69%降低至11.50%;此外,采用电磁软接触铸造工艺后,铸锭的合金化元素偏析得到抑制,Zn、Mg、Cu三元素的最大偏析率分别由常规铸造时的6.62%、9.54%、7.92%降低至3.87%、3.63%、1.36%,合金化元素分布更加均匀。     

Effect of Electromagnetic Field on the Micromorphology of Twin-roll Cast 7075 Alloy

利用电磁场的影响,生产铸轧合金板材,主要通过光学显微镜对7075合金的微观形貌和晶体尺寸进行研究。结果表明,同传统铸轧板材方式相比,670℃下交变振荡电磁场铸轧7075板材的枝晶严重被破坏,拉伸,细化和等轴化。同时,在静磁场条件下的铸板微观组织一定程度上细化和被拉伸,实验条件为励磁电流100 A。中心偏析带在直流磁场和交变振荡磁场条件下明显减轻,然而后者的影响效果更为突出。在表面和横截面处,7075板材硬度依次随着传统铸轧、静磁场铸轧和交变振荡磁场铸轧顺序增加。随着电磁强度增加,板材的强度和性能得到进一步改善。无论板材何处,升高温度都会使电磁场作用效果提高。     

高Li含量Al-Li合金的发展与强韧化途径

高Li含量的Al-Li合金相对于其他合金或复合材料在轻量化上更具有优势,提高Li含量能降低Al-Li合金的密度,但Li含量过高会导致合金成分严重偏析又在一定程度上限制了Al-Li合金的发展。然而航空工业的超速发展要求Al-Li合金轻量化与优异的综合性能相匹配,获得性能更好的高Li含量Al-Li合金是探索的热点。阐述了通过设计改进合金成分、添加合金元素合金化、改善热处理工艺以及改进制备工艺等方法来提高高Li含量的Al-Li合金的力学性能,从而获得低密度高强度的Al-Li合金。     

电磁场对双辊铸轧7075铝合金微观形貌的影响（英文）

利用电磁场的影响,生产铸轧合金板材,主要通过光学显微镜对7075合金的微观形貌和晶体尺寸进行研究。结果表明,同传统铸轧板材方式相比,670℃下交变振荡电磁场铸轧7075板材的枝晶严重被破坏,拉伸,细化和等轴化。同时,在静磁场条件下的铸板微观组织一定程度上细化和被拉伸,实验条件为励磁电流100 A。中心偏析带在直流磁场和交变振荡磁场条件下明显减轻,然而后者的影响效果更为突出。在表面和横截面处,7075板材硬度依次随着传统铸轧、静磁场铸轧和交变振荡磁场铸轧顺序增加。随着电磁强度增加,板材的强度和性能得到进一步改善。无论板材何处,升高温度都会使电磁场作用效果提高。     

电磁-超声能场对3003铝合金铸轧组织和性能的影响

通过在铸轧区的关键部位引入电磁-超声能场,实现对3003铝合金的普通对称铸轧、非对称铸轧和非对称电磁-超声铸轧。用该方法分别制备了上述3种铸轧带坯,并将普通对称铸轧带坯与非对称电磁-超声铸轧带坯加工成厚度为0.25 mm的成品薄带。通过金相显微观察、扫描电镜观察和动静万能试验机测试分析了3种3003铝合金铸轧板的组织和性能。结果表明:与对称铸轧相比,非对称铸轧有效地抑制了宏观偏析,并使铸轧速度提高了33.3%;施加电磁-超声复合能场后,铸轧带坯晶粒显著细化,力学性能明显提高;电磁-超声成品薄带的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别比普通成品薄带的提高了32.93%、38.91%和6.25%。     

Effect of Oscillating Field on Microstructure of Twin-roll Cast 7075 Aluminum Alloy

研究了在670℃下,振荡磁场双棍铸轧对7075铝合金成型板材微观形貌和硬度影响。结果表明,同传统方式铸轧相比,采用振荡电磁场铸轧板材的枝晶被严重碎断、细化和等轴化。在此条件下7075板材的表面及中心的偏析程度大幅减轻,并且在交变振荡场的作用下偏析完全消失。普通铸轧条件下板坯横向和轧向的HV硬度值分别为1104和1356 MPa;采用电磁场后,在交变振荡场下获得最大硬度为1615 MPa;除此之外,当磁场强度增加,板材性能会进一步提高。另外发现,无论在何种磁场条件下,升高浇注温度后,外加电磁场的细化作用效果增强。     

AZ451镁合金薄带的组织和力学性能研究

利用OM,SEM,TEM,数字显微硬度计和电子万能试验机,对常规轧制与铸轧法制备的AZ451镁合金薄带的显微组织和力学性能进行了分析.常规铸锭轧制后仍为等轴晶组织,晶粒尺寸明显细化.铸轧条带在350 ℃多道次轧制后显微组织由树枝晶转变为纤维状变形组织, 350 ℃/10 min热处理后合金发生再结晶,得到等轴晶组织.轧制后两种合金均具有良好的力学性能,双辊铸轧合金的强度和延伸率均明显高于传统铸造合金的强度和延伸率,两种合金1 mm厚薄带经350 ℃/10 min均匀化退火后的抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为334.4 MPa,229.3 MPa,23.8%和270.8 MPa,174.4 MPa,10.8%.两种合金的断口形貌均呈现河流花样,撕裂棱和韧窝共存,是明显的韧性断裂,铸轧合金的韧窝更明显,尺寸更小一些,这与铸轧合金的组织更细小有关.     

铸轧速度及镁含量对Al-50Si-xMg合金组织与性能的影响

采用立式双辊铸轧(VTRC)工艺通过不同的铸轧速度制备了不同镁含量[w(Mg)分别为0、5%、10%]的Al-50Si-x Mg合金,同时对所制备合金的微观组织和相组成进行了系统分析,并就初晶Si的中心偏聚以及板材的开裂、分层现象进行了详细的阐述。结果表明:当铸轧速度大于5 m/min时,合金中的初晶Si细小且分布均匀,并且Mg元素的加入会使合金的组织和性能得到进一步改善;但当铸轧速度为2 m/min时,板材心部将会出现由初晶Si的中心偏聚引起的开裂分层现象;当铸轧速度为30 m/min,w(Mg)=10%时,Al-50Si-x Mg合金中初晶Si的尺寸能从16. 4μm减小到7. 0μm,此时合金的硬度达到最大值384 HV。     

电磁-超声能场对1060铝板带再结晶组织与织构的影响

在双辊连续铸轧过程中施加电磁-超声能场制备出1060铝合金铸轧板坯,经不同冷轧变形量的冷轧后退火,制备出系列铝板带,从晶粒大小、形态和取向等方面分析电磁-超声能场对铝板带再结晶组织与织构的影响。结果表明:电磁-超声能场可使铝合金铸轧板坯的平均晶粒尺寸减小50%,使第二相均匀弥散分布在晶内和晶界上,并能降低织构取向密度,使织构组分漫散分布;电磁-超声能场可加大铝合金铸轧板在冷轧-退火过程中的再结晶程度,并获得更加细小均匀的再结晶组织;电磁-超声能场还可降低铝合金铸轧板冷轧-退火后的再结晶织构强度,抑制晶粒的择优取向,提高铝合金铸轧板的深冲成型性能。     

电磁振荡铸轧AA6022铝合金薄板热处理工艺研究

基于亚快速凝固原理的电磁振荡铸轧技术成功制备出汽车用AA6022铝合金薄板，为了提高终端产品的综合力学性能，对冷轧后的薄板开展了热处理工艺研究。结合金相显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM、EBSD）、宏观硬度以及拉伸试验等检测方法，研究了不同热处理工艺参数对亚快速凝固板材微观组织和力学性能的影响规律。结果表明：Al-Ti-B晶粒细化剂与电磁场的复合应用可以显著提高细小等轴状晶粒比例；固溶+预时效处理可以显著抑制自然时效硬化效应、增强合金板材的抗自然时效稳定性、提高合金板材的冲压成形性能和烤漆硬化增量；在优化的热处理工艺条件下(560 ℃ × 5 min + 150 ℃ ×5 min+室温停放30 d+175 ℃ × 30 min)，合金板材的屈服强度、抗拉强度、延伸率、宏观硬度以及r值，分别由1#式样的258.98 MPa、295.7 MPa、10.65%、47.6 HV、0.663提高至4#试样的295.71 MPa、322.01 MPa、16.09%、61.2 HV、0.753。