铝合金感应加热半固态重熔及复杂件触变成形

目的 研究铝合金半固态坯料在感应加热过程中的组织演变规律,并实现复杂构件近净成形。方法 对7075-T6铝合金挤压棒料进行感应加热条件下的半固态等温处理,观察其微观组织演变规律,并对其进行金相分析,研究晶粒粗化机制;随后采用梯度感应加热坯料进行触变-塑变复合成形试验。结果 晶粒随保温温度的升高,或保温时间的增加,尺寸逐渐增加;随保温时间的延长,晶粒圆整度逐渐增加。晶粒的长大主要以Ostwald熟化机制为主,合并长大为辅,且由于感应加热速率(5 ℃/s)较快,最终形成的晶粒较小。计算得出,晶粒在590, 600, 610, 620 ℃时的晶粒粗化速率分别为165, 226, 309, 497 μm3/s。采用梯度感应加热坯料,实现了某型铝合金尾翼构件的近净成形。结论 适用于7075铝合金触变成形的感应加热工艺参数为：在610~620 ℃下保温5~10 min。集成感应加热半固态重熔处理和触变-塑变复合成形技术,可实现复杂构件近净成形。     

半固态7075 +1.7TiC铝合金二次加热工艺的研究

在不同的二次加热温度和保温时间条件下,对喷射沉积7075+1.7%(体积分数)TiC铝合金的二次加热工艺进行研究.采用扫描电镜观察合金的二次加热组织,利用平均截线法统计晶粒尺寸.结果表明,在580℃进行二次加热时其晶粒长大非常缓慢,温度提高到600℃后,晶粒长大速度有所提高.在580℃和600℃分别保温60min后,合金对应的平均晶粒尺寸为14μm 和20μm.二次加热温度超过610℃后晶粒长大速度显著提高,并出现明显的局部重熔现象.对应620℃保温30min的平均晶粒尺寸53μm.说明在上述条件下得到的半固态坯料仍保持细小等轴晶组织的特征,能够满足后续的触变成形工艺对合金组织的要求.     

感应加热在铸旋铝合金车轮中的应用

目的提升铸旋铝合金车轮的制造技术,探索铸旋车轮的制造短流程工艺。方法采用感应加热的方式取代传统工业炉对毛坯加热,并进行了试验研究。从感应加热理论、室温和200℃毛坯加热后的温度变化、旋压后的毛坯组织和机械性能方面进行了详细的分析。结果旋压后车轮的屈服强度能够达到180 MPa,抗拉强度能够达到280 MPa以上,温度能够满足目前360~400℃的旋压工艺需求。结论为今后实现铸旋铝合金车轮的制造短流程和工艺规划提供了重要参考。     

感应局部加热陶瓷封装

为了防止陶瓷壳体中的电路和底部的热敏感微器件的高温损坏,应用高频感应局部加热技术实现陶瓷壳体气密封装.5s内,焊料环和可伐盖板上的涡电流产生的热量使温度升高至约320℃,由于热传导,此时陶瓷壳体的底部区域温度约100℃.采用红外热像仪、氦质谱检测仪、六轴测试仪和三维显微镜,分别对陶瓷封装过程中的局部温度变化、温度分布、气密性、封装强度和封装断面进行了检测和分析.结果表明,感应局部加热的效果良好,封装的陶瓷壳体有较好气密性;封装壳体的拉伸强度从4.0MPa到16.0MPa,与封装压力和感应加热时间相关;断面的分析表明过长的加热时间导致焊料的外溢.     

浅谈感应加热技术

随着世界经济的加快发展,能源变得越来越短缺,应用感应加热技术的重要性显得尤为突出。本文简要的谈谈感应加热技术的实际应用,以及与感应加热技术相关的知识,希望为我国的感应加热技术的应用及发展添砖加瓦。     

半固态挤压高硅铝合金二次加热的微观组织演变

本实验研究了半固态挤压高硅铝合金二次加热微观组织演变规律,以获得具有细小、近球状晶粒的组织。研究结果表明,二次加热功率和二次加热温度是影响二次加热过程的两大主要因素,随加热功率的增加,坯料心部和边部的组织差异变大,而随二次加热温度的升高,细小、不规则的晶粒逐渐长大并呈现出球化趋势。分析各工艺下的微观组织,得到适合于触变成形的二次加热工艺为:加热功率7 kW、加热温度530℃。此条件下获得的平均晶粒直径为35.2μm,抗拉强度为418.5 MPa。     

冷轧率与退火工艺对汽车用5754铝合金组织演变的影响

本文研究了汽车结构件用5754铝合金经不同冷轧变形量(冷轧率58%～75%,对应厚度2.5 mm、2.0 mm及1.5 mm)后再进行H22、H111两种退火处理的整个生产过程中组织的演化。在冷轧变形以及后续退火过程中,5754合金中等效圆直径大于0.2 μm的第二相分布不再发生改变,与热轧状态完全一致。热轧板芯部相比表层具有更多的轧制织构,存在沿厚度方向上的不均匀性。2.5 mm厚5754铝合金在冷轧和H22状态下也存在组织不均匀性。然而不同的是,冷轧后,铝合金表层轧制织构增多;在不完全退火时,这种不均匀的方式再一次发生改变,芯部依然存在大量轧制织构,而表层的再结晶程度更高,立方织构明显增多;H111状态完全再结晶退火后,板材表层和芯部组织趋于均匀。随着冷轧率的增加,2.0 mm及1.5 mm厚的板材组织较为均匀,冷轧及H22、H111退火状态板材均未出现表层与芯部的组织差异。冷轧后,板材组织呈纤维状,立方织构较热轧板进一步减少;H22不完全再结晶退火状态时,可以观察到板材发生部分再结晶,轧制织构减少,立方织构增多;至H111完全再结晶状态时,组织呈等轴晶状,立方织构达到最大值。     

冷却速度对X70管线钢感应加热弯管组织性能的影响

弯管是油气输送管道的重要组成构件之一.冷却速度的快慢决定弯管材料的最终性能,是感应加热弯管的关键参数.为确定合适的冷却速度范围,研究了冷却速度大小对管线钢材料组织、性能的影响规律,确定了保证材料组织性能冷却速度的下限值.     

Mg-7Zn-0.2Ti-xCu镁合金非枝晶组织的演变过程及机理

采用等温热处理法制备了Mg-7Zn-0.2Ti-xCu(x=0、0.5、1.0、1.5,质量分数/%)合金的半固态坯料,探讨了Cu元素及其含量对Mg-7Zn-0.2Ti-xCu合金铸态和半固态组织的影响,同时,研究了等温温度和保温时间对Mg-7Zn-0.2Ti-1Cu合金半固态组织演变的影响并分析了非枝晶组织的形成机理。结果表明：在半固态组织演变过程中,随着等温温度的升高和保温时间的延长,固相颗粒的尺寸和形状因子先减小后增大。铸态组织和溶质原子的扩散行为是影响等温热处理过程中非枝晶组织形貌及其演变的主要因素。当Cu含量为1.0%(质量分数)时,合金铸态组织细小,Cu对非枝晶组织的优化效果最佳。Mg-7Zn-0.2Ti-1Cu合金在600℃下保温30 min时获得的非枝晶组织较为理想,其固相颗粒的平均尺寸、形状因子和固相率分别为43.12μm、1.46和59.77%,满足半固态成形的要求。     

感应加热聚晶金刚石热损伤机理的研究

为了研究聚晶金刚石(PCD)在空气中的氧化方式,以及感应加热造成热损伤的形式和机理,分析了其在空气中的DTA和TG曲线,并对不同加热条件下的试件进行了XRD检测和SEM形貌观察.结果表明:PCD受热时,主要是金刚石和金属钴与氧气发生放热反应;PCD热损伤的形式有4种:金刚石表面的微裂纹、金刚石表面的"皱纹"、球状凸起、微孔洞;PCD热损伤机理为:受热时,金刚石氧化成CO和CO2逸掉,热应力致使金刚石表面产生微裂纹和皱纹;随着金刚石的减少,钴氧化物的生成量渐增,导致凸起和微孔洞的形成.     

热变形参数对3003铝合金显微组织及硬度的影响

采用Gleeble-1500热模拟试验机对经高效熔体处理的3003铝合金进行变形温度为300℃～500℃,应变速率为0.01～10.0 s-1的等温压缩实验,建立了动态再结晶平均晶粒尺寸与变形温度和应变速率的三维关系图.通过显微维氏硬度测试表明,3003铝合金热变形后的显微硬度随应变速率的增大和变形温度的升高而降低,且显微维氏硬度随动态再结晶平均晶粒尺寸的减小而增大.TEM形貌像表明,当变形温度T≥400℃,应变速率.ε≥1.0 s-1时,合金中粗大的AlMnFe和AlMnSi第二相在铝基体中不均匀分布,在动态再结晶过程中起到了粒子促进形核作用.显微维氏硬度的变化与微观组织观察结果一致.     

2024 铝合金板材高温拉伸流变行为和微观组织演化研究

目的研究高温拉伸应力状态下,2024铝合金板材的流变行为和微观组织演化行为。方法对退火后的2024铝合金板进行等温拉伸试验,得到其应力应变曲线,并通过金相实验测定平均晶粒尺寸。建立了2024铝合金板材高温拉伸条件下的流变应力本构关系和晶粒尺寸模型。结果流变应力随温度的升高而减小。流变应力对应变速率有正的敏感性,随着温度的升高,应变速率敏感系数变大。变形后的平均晶粒尺寸随Zener-Hollomon参数升高而减小,随应变量的增加先减小后增大。结论所建立的流变应力本构关系和晶粒尺寸模型,有助于在实际生产过程中优化工艺参数,获得细小晶粒,提高零件性能。该研究为2024铝合金板材热成形工艺的开发和组织控制奠定了理论基础。     

6013-T4铝合金不同温度下的动态流变应力及组织演变

采用分离式霍普金森(SHPB)压杆装置进行6013-T4铝合金动态压缩试验,获得温度为25℃、100℃、200℃、300℃、400℃,应变速率为1 000s~(-1)、2 000s~(-1)、3 000s~(-1)、4 000s~(-1)、5 000s~(-1)条件下材料的真应力-真应变曲线,并通过透射电子显微镜(TEM)观测了6013-T4铝合金在不同变形条件下的组织演变。结果表明:6013铝合金有明显的温度敏感性,但是对应变速率的敏感性较弱。应变速率和温度对6013铝合金微观组织的影响显著,位错密度随应变速率的升高而增大,随温度的升高而减小。基于实验数据,求得了6013铝合金Johnson-Cook模型的本构参数并建立其本构模型。与实验结果进行对比,结果表明,所建立的本构模型能够很好地预测6013铝合金的流变应力。     

Grain growth during reheating of HSLA steels with a narrow segregation separation

Reheat treatments for two HSLA steels, a forged Al-Nb-containing steel (Steel-1) and an as-rolled Nb-containing steel (Steel-2), were carried out for one to three hours at temperatures between 1090 and 1250°C which were selected by the precipitates’ dissolution temperatures predicted by Thermo-Calc and DICTRA. Steel-1 contains continuous segregation bands with segregation spacing of 65?±?10?µm, whereas Steel-2 contains discontinuous segregation bands with spacing of 35?±?10?µm. Uniform grain size distributions occurred in Steel-1 for all reheat temperatures whereas abnormally large grains were observed in Steel-2 when reheating at 1090°C. A mechanism for grain size development in materials with continuous and discontinuous segregation bands based on austenite nucleation and growth and precipitate pinning in the segregation band is proposed.     

液相线模锻法制备ZK60-RE镁合金半固态组织演变

给出了液相线模锻法制备ZK60-RE镁合金半固态坯料的实验方法和工艺参数,并研究了该方法制备的ZK60-RE镁合金在半固态等温热处理过程中的微观组织演变.结果表明:利用液相线模锻法可以制备半固态ZK60-RE镁合金坯料,半固态ZK60-RE镁合金坯料在保温时间较短的半固态等温热处理过程中能形成晶粒细小、晶粒粗化速度较为缓慢的球晶组织,晶粒在600℃保温15 min、610℃保温3 min和618℃保温0 min时分别达到最小,最小尺寸分别为35、45、30 μm,能够达到半固态加工实际化生产的较高要求.晶粒在不同的温度下随着保温时间的延长,晶粒的圆整度均逐渐变小,球晶化越来越好.     

多尺度铝合金变形组织演变模型研究进展

铝合金在热成形过程中,微观组织会发生晶粒长大、晶粒不均匀变形、动态再结晶等一系列复杂的演化,而这些材料内部微观结构的改变,会直接影响铝合金的综合性能。通过掌握变形过程中微观组织演变的物理本质,以达到控制微观组织及产品性能的目的,已经越来越受到材料研究者的重视。对铝合金变形组织演变模型的研究现状进行了综述,重点介绍了多尺度模拟方法,同时指出了研究中存在的问题,对铝合金变形组织演变建模的发展趋势进行了展望。     

焊接接头组织模拟进展

介绍了焊接接头组织模拟的现状,阐述了组织模拟的主要方法:Monte Carlo方法、Cellular Automaton方法及相场法,分析了不同方法在模拟凝固及固态相变过程中的晶粒生长、组织形貌和各相分数等不同方面的特点和存在的不足.     

热处理对TiAl基合金相变和显微组织的影响

TiAl基合金净形成形是克服其难加工成形的有效方法，但该合金铸态组织较粗大，不利于提高其综合性能，如何细化该合金的微观组织成为当前研究热点之一。本文重点讨论了通过热处理改变TiAl基合金微观组织的技术途径，包括双相区热处理，双温热处理，循环热处理，快速加热循环热处理等，并分析了各种热处理条件下组织演变的微观机制，其中快速循环热处理对细化原始组织效果最为显著。     

汽车半轴中频感应淬火的质量实时控制

利用RAYTEK红外测温仪测量了汽车半轴中频感应淬火时不同电参数情况下的表面温升曲线.并对有效硬化层深、过渡区层深、表面硬度变化以及金相组织进行了研究.得到了性能随电参数变化的规律.把所有金相以及硬度和层深分布都合格的样品与淬火时实时测量的表面温升曲线相对应,得到了质量合格区.从而实现了用测温仪在线实时控制,当温升曲线进入合格区时即可停止加热并立即淬火.     

Creep behaviour and microstructural evolution of AlxCrMnFeCoNi high-entropy alloys

The creep deformation behaviour of thermo-mechanically treated Al_xCrMnFeCoNi high-entropy alloys was investigated in the high-temperature range of 600–700°C. Compared with the Al-free CrMnFeCoNi alloy, the Al_xCrMnFeCoNi alloys showed higher creep resistance under the same creep conditions due to strengthening contribution from elemental Al. The Al_0.4CrMnFeCoNi alloy exhibited a stress-dependent transition from the low-stress region to high-stress region. The Al_0.6CrMnFeCoNi alloy showed decreased creep resistance compared to the Al_0.4CrMnFeCoNi alloy, which was ascribed to the higher activation volume and stacking-fault energy in the former alloy. Specifically, the intragranular formation of Cr-rich σ precipitation was widely found in the matrix grain among testing conditions, indicating a striking atomic diffusion process due to the limited entropic stabilisation in Al-containing CrMnFeCoNi alloys.