AZ61镁合金电磁连铸工艺与性能研究

研究了AZ61变形镁合金的熔炼过程,通过工艺试验和磁场强度测量,确定了水流量、拉速和浇注高度等电磁连铸工艺参数;并对AZ61变形镁合金电磁连铸铸坯进行微观组织及力学性能分析。结果表明:电磁连铸和普通连铸法制备的铸坯凝固组织和微观相结构相同,但电磁连铸锭的晶粒细小,第二相呈弥散分布;常温抗拉强度和伸长率分别较普通连铸变形镁合金提高了15%和50%左右,断口形貌显示其具有韧性断裂的倾向。     

AZ61镁合金软接触电磁连铸的研究

采用软接触电磁连铸法制备了AZ61镁合金铸锭，对其晶体结构、金相组织、力学性能及抗腐蚀性能进行了研究，并与金属模铸法制备的铸锭作了比较。实验发现：两种方法制备的铸锭相结构相同；软接触电磁连铸铸锭晶粒细小，第二相弥散分布，促使其力学性能有很大提高，常温抗拉强度和延伸率分别提高了约30％和27％，其断口形貌具有更多韧性断裂的特征；在3．5％NaCl溶液中的动电位极化测试表明，软接触电磁连铸可以使镁合金的自腐蚀电压升高，腐蚀电流密度降低，从而提高镁合金的耐腐蚀性能。     

电磁铸造2E12铝合金的铸态组织与力学性能

分别采用电磁铸造和普通连铸技术制备了2E12铝合金连铸锭.通过显微组织和力学性能的对比分析,研究施加电磁场对2E12铝合金连铸过程及铸锭性能的影响.结果表明,使用电磁铸造技术制备的2E12铝合金铸锭具有良好的表面质量和内部组织,以及优良的力学性能.其中,电磁铸造方法获得的2E12铝合金铸锭相对于普通连续铸造铸锭晶粒平均尺寸由58 μm减小至36 μm,抗拉强度提高了9.08%,伸长率提高了61.58%,断裂方式为准解理断裂.     

电磁连铸对镁合金显微组织及腐蚀性能的影响

对电磁连铸生产的AZ31镁合金铸坯的晶体结构、金相组织和材料耐腐蚀性能进行了研究。结果表明，电磁连铸未改变镁合金铸坯相的组成，电磁连铸坯晶粒细小，树枝晶破碎，分布在块状α-Mg相周边的β-Mg17l12相均匀连续。质量分数为5％的NaCl盐雾腐蚀试验结果表明，电磁连铸生产的AZ31镁合金铸坯的腐蚀速率比普通连铸下同牌号铸坯下降29．4％，其主要原因是连续分布的网状β-Mg17Al12相有效阻碍了镁合金的腐蚀。     

连铸AZ31镁合金的热挤压变形组织与性能(英文)

文章研究了电磁连铸AZ31镁合金经热挤压变形后的微观组织和力学性能。结果表明,挤压过程中的动态再结晶能够显著细化晶粒,局部细晶区的平均晶粒为2μm。与铸态合金相比,挤压后的AZ31镁合金具有更细小的晶粒和更均匀的微观组织。挤压变形后产生强烈的基面织构;挤压后材料的力学性能显著提高。屈服强度、抗拉强度和断面收缩率随着挤压比的增大而增大。挤压比为25时,屈服强度、抗拉强度和断面收缩率分别为259MPa,357MPa和30.5%,比铸态合金分别提高了86.33%,64.52%和67.40%。随着挤压比的增大,晶粒细化效果更为明显,微观组织更均匀。断口形貌分析表明,挤压变形后材料由韧脆混合型断裂,转变为韧性断裂。     

电磁连铸过程中电磁场对变形镁合金凝固组织的影响

采用软接触电磁连铸和普通连铸的方法分别制备了AZ61镁合金铸锭,结果表明软接触电磁连铸铸锭的组织均匀,晶粒细化,晶界上二次相析出减少,第二相呈断续状弥散分布,Al元素含量在晶内增加,而在晶界处降低。针对上述现象探讨了连铸过程中电磁场作用下AZ61镁合金的组织凝固机理,提出第二相"磁致弥散"的思想,并推导了软接触电磁连铸的热力学关系。     

多向锻造对变形镁合金AZ31组织和力学性能的影响

文章采用不同锻造工艺对电磁连铸变形镁合金AZ31铸锭进行了多向锻造研究。结果表明,通过大变形的多向锻造后,变形镁合金AZ31可以得到有效细化,多向锻造有利于变形镁合金发生再结晶,锻造后变形镁合金AZ31最终得到均匀细小的等轴晶组织。工艺3得到最好的综合性能,锻造后变形镁合金AZ31硬度和抗拉强度分别提高了22.5%和33.5%,延伸率也有所提高。多向锻造后,室温拉伸试样的断口形貌出现大量的韧窝,表现为剪切断裂为主的韧性断裂。     

Al-Cu-Mg-Mn-Zr合金强韧化技术研究

分别采用普通连铸和电磁连铸法制备了Al-4Cu-1.4Mg-0.6Mn-0.14Zr铸锭,进行了铸态显微组织、力学性能及断口形貌的对比分析.结果表明,与普通连铸相比,由于电磁场产生的成形压力和电磁搅拌力的双重作用,电磁连铸铝合金表面光洁、内部组织均匀细小,抗拉强度、屈服强度、伸长率分别提高了8.3%、5.1%和17.6%.将铸锭进行挤压比为5:1的挤压加工,然后进行固溶处理+自然时效96 h的热处理,获得T4态的铝合金棒材.在固定时效参数条件下,研究了固溶时间对微观组织、力学性能及断口形貌的影响.结果表明,随着固溶时间的增加,合金的强度逐渐升高,在固溶时间60 min时合金具有良好的综合性能,抗拉强度为538 MPa,伸长率为23.3%;而继续延长固溶时间至90 min,合金的塑性下降.     

电磁连铸对镁合金凝固和偏析的影响

对电磁连铸AZ31镁合金的宏观组织,以及溶质元素在铸锭截面上的分布规律进行了工业化(生产)规模的实验研究.结果表明:合适与匹配的连铸工艺和电磁场处理可使镁铸坯晶粒组织细化.在拉速8 cm/min和表观直流电流40 A的电磁场条件下,φ162 mm圆坯的AZ31镁合金宏观凝固组织细化为均匀的等轴晶组织.同时,铸坯中溶质元素的偏析明显改善.以Zn,Mn元素为例,其平均偏析度分别比普通连铸下降73%和67%.     

CaC2对电磁-悬浮铸造AZ61合金组织和力学性能的影响

利用电磁搅拌技术,结合悬浮铸造方法,在浇铸AZ61镁合金的过程中加入微纳米颗粒CaC2,使CaC2弥散分布于母相金属液中,促进合金形核,改善合金铸造组织形态和分布,提高合金的力学性能.结果表明:利用电磁一悬浮铸造制备的镁合金,其显微组织细化,晶间β相细小并且网状结构减少,当CaC2悬浮剂加入量(质量分数)为0.36%时,镁合金的细化效果最佳,其晶粒最小尺寸为75 μm,抗拉强度为211.4 Pa,伸长率为8.5%,与普通金属型铸造制备的镁合金相比,晶粒尺寸减小64.3%;抗拉强度提高约24.2%;伸长率提高46.6%.     

Structure and mechanical properties of AZ31 magnesium alloy billets by different hot-top semi-continuous casting technology

AZ31 alloy billets of 200 mm in diameter were produced by three different processes of conventional direct chill(DC) casting,low-frequency electromagnetic casting(LFEC) and low-frequency electromagnetic vibration casting(LFEVC),respectively.The effect of LFEC and LFEVC on the microstructures,macrosegregation and mechanical properties of AZ31 alloy billets was investigated.In conventional DC casting,the AZ31 alloy billets exhibited coarse grains(about 370 μm) and severe segregation of Al and Zn.In the presence of a solo low-frequency alternating magnetic field or a low-frequency electromagnetic vibration field applied during DC casting of φ200 mm AZ31 billets,grains in the AZ31 alloy billets were effectively refined(about 210 μm) and the macrosegregation of Al and Zn in the billets was greatly decreased.Furthermore,the tensile strength,fracture elongation and hardness of the as-cast AZ31 alloy billets were improved by the processes of LFEC and LFEVC relative to that cast by the process of conventional DC casting.     

电磁场施加方式对半连续铸造镁合金锭坯组织与性能的影响

采用不同电磁场施加方式和半连续铸造制备Φ200 mm AZ31镁合金锭坯.研究电磁场施加方式对AZ31锭坯微观组织和力学性能的影响.结果表明,与常规直接水冷半连铸锭坯相比,单感应线圈通电(LFEC)或两组感应线圈同时通电(LFEVC)来铸造锭坯时,组织细化,第二相(β-Mg17Al12)变得细小弥散,锭坯横截面边部与中心部位晶粒大小差别明显降低,LFEVC铸造的锭坯比LFEC铸造的更为明显;两种电磁场施加方式均有利于主合金元素在锭坯中均匀分布,宏观偏析在很大程度上得到抑制;两种电磁场施加方式均有利于锭坯的力学性能的提高,与常规铸造相比,屈服强度和抗拉强度分别提高50～60 MPa和40～50 MPa,延伸率也增大1倍.     

Effect of electromagnetic casting process on microstructure and properties of AZ31 magnesium alloy

ABSTRACT

In this paper, AZ31 magnesium alloy is cast by applying the semi-continuous casting process with a low-frequency electromagnetic field. By studying the influence of electromagnetic field frequency, excitation current intensity and casting velocity on the microstructure and mechanical properties, the optimum process under oil-slip electromagnetic casting conditions was determined to improve the degree of grain refinement, yield strength, elongation and tensile strength of AZ31 alloy. An improved microstructure refining effect and higher hardness can be obtained with a current intensity af 60 A. The microstructures and mechanical properties obtained for different casting velocities of V = 200 mm/min and V = 230 mm/min at processing parameters of f = 30 Hz and I = 120 A were compared. Our results suggest that a higher casting speed does not lead to grain refinement or improved mechanical properties. Frequency     

电磁场和钙微合金化对变形镁合金AZ61组织和力学性能的影响

研究电磁场和钙微合金化对连铸造过程中变形镁合金微观组织和力学性能的影响。利用金相显微镜(MEF-4A)、X射线衍射仪(XRD-6000)、扫描电镜(JSM-5600LV)和电子探针(EPMA-1600)对制备的连铸造锭微观组织、相组成和元素分布进行分析,并利用MTS NFW-810型试验机对连铸造锭的力学性能进行考察。结果表明:电磁场和钙微合金化复合作用能连续铸造出表面光滑、无氧化夹杂和偏析瘤的高质量铸锭,合金的微观组织得到改善,施加电磁场和钙微合金化后变形镁合金AZ61连铸锭具有晶粒细小、析出相弥散分布的均匀组织;电磁场和钙微合金化均能提高变形镁合金AZ61的抗拉强度,合金的最大抗拉强度值达到259.4MPa,较直冷连铸AZ61镁合金的提高24.2%;但钙微合金化不利于提高AZ61镁合金的伸长率。     

Microstructures and mechanical properties of AZ31-0.1Ca magnesium alloy produced by soft-contact electromagnetic casting and hot extrusion

An AZ31-0.1Ca magnesium alloy produced by Soft-contact electromagnetic continuous casting(SEMC) was investigated.The fine homogeneous structure and the precipitated phases were obtained by SEMC.The effects of microalloying of Ca and middle frequency electromagnetic field on AZ31-0.1Ca magnesium alloy were discussed.And the as-cast billets were extruded with different extrusion ratios subsequently.The alloy showed an ultrafine grain size of 2-5 μm due to dynamic recrytallization(DRX) in the course of hot ext...     

旋转电磁场对BFe10-1-1合金管坯组织及力学性能的影响

研究旋转电磁场对水平连铸空心BFe10-1-1合金管坯凝固组织和力学性能的影响,并对其机理进行初步的探讨。结果表明：在工频旋转电磁场的搅拌作用下,BFe10-1-1合金管坯的凝固组织显著细化,由粗大的柱状晶完全转化为均匀细小的等轴晶,同时抑制了Ni元素的枝晶偏析;施加电磁场后管坯的力学性能得到明显改善,当励磁电流为80 A时,管坯抗拉强度提高了15.3%,屈服强度提高了10.9%,伸长率提高了58.6%。     

挤压速度和电磁铸造锭坯对AZ31镁合金板材组织和性能影响

文章研究挤压条件下挤压速度和电磁铸造锭坯对挤压态AZ31镁合金板材组织和性能的影响。研究结果发现,挤压速度比较低时,板材晶粒尺寸小,板材的表面质量比较好;随着挤压速度的降低,抗拉强度、屈服强度和延伸率都有一定的提高。由于镁合金是HCP的晶体结构,同时对挤压速度非常敏感,对变形均匀性影响比较大,因此造成挤压板材的内外晶粒大小不均。在电磁场的作用下,溶质在晶内的固溶度增大,同时晶粒大小也比常规铸造的细小,因此电磁铸造的锭坯经挤压机挤压后,挤压板材的晶粒尺寸比较细小,且强度和塑性都有所提高。     

微钙合金化和电磁场对AZ31镁合金复合作用的研究

对变形AZ31镁合金在连铸过程中有、无施加电磁场和微钙合金化进行试验研究,并对铸锭的表观质量、微观组织和力学性能进行对比分析.结果表明:微钙合金化和电磁场复合作用能连续铸造出表面光滑、无氧化夹杂和偏析瘤的高质量铸锭,合金的微观组织得到改善,合金的晶粒在铸锭内外一致,析出相呈圆点状或近圆点状弥散分布于基体.微钙合金化和电磁场复合作用对合金抗拉强度的提高近15%,对合金延伸率的改善更加有效,相对于普通连铸的AZ31镁合金,在微钙合金化和电磁场复合作用下AZ31镁合金的延伸率提高近90%.