低过热度半连续铸造AlMg0.9Si0.6合金重熔工艺的研究

采用光学显微镜及图像分析软件,研究了A1Mg0.9Si0.6合金低过热度半连续铸造坯料在不同加热温度及保温时间下重熔的微观形貌及尺寸特征,结合差热分析的方法研究加热过程中组织演变及晶粒长大过程.结果表明:重熔加热温度及保温时间共同影响着合金重熔组织的演变进程,随着加热温度升高及保温时间延长,晶粒逐渐球化并长大;加热温度越高,组织演变速度越快;保温时间越长,晶粒球化并长大越明显;有效控制AlMg0.9Si0.6合金重熔加热温度及保温时间,能够获得均匀、圆整且相对细小的半固态浆料组织.     

6061铝合金半固态坯料二次加热工艺及组织演变

针对近液相线半连续铸造技术制备的6061铝合金半固态坯料,在不同加热温度及保温时间下进行二次加热,采用光学显微镜及图像分析仪考察试样的微观形貌及尺寸特征,结合差热分析的方法研究加热过程中的液相形成、组织演变及晶粒长大过程。结果表明,二次加热温度及保温时间共同影响着微观组织演变过程,随着加热温度升高及保温时间延长,晶粒逐渐球化并长大。加热温度越高,组织演变速度越快;保温时间越长,晶粒球化并长大越明显。有效地控制二次加热温度及保温时间,能够获得均匀、圆整且相对细小的半固态组织。     

铸态亚共晶高铬铸铁重熔时先共晶相的演变

通过观察常规铸态亚共晶高铬铸铁在固液区间等温重熔过程中先共晶奥氏体形貌的变化情况,研究其演变规律及机理。结果表明,在等温重熔过程中,网状枝晶的粗化、熔断和晶粒的球化、合并长大是先共晶奥氏体演变的4个主要阶段。在较低温度下重熔,其演变过程以枝晶长大粗化及熔断为主,奥氏体枝晶网状结构难以完全消除;在较高温度下重熔,组织的演变过程以晶粒的球化及合并长大为主。在适当温度下(1330℃)保温一定时间(35min)可以获得较为圆整且尺寸均匀分布的先共晶奥氏体组织,但加热温度过高,保温时间过长,奥氏体晶粒会严重长大粗化。     

Al-4Cu-Mg合金半固态重熔时的组织演变

文章研究了Al-4Cu-Mg合金半固态重熔过程中加热温度和保温时间对微观组织形貌和α晶粒尺寸的影响,并对组织演化机制进行了探讨。实验结果表明,当加热温度较低或保温时间较短时,晶粒尺寸小且均匀性差。由于液相分数少,α晶粒之间粘连严重。随着加热温度的升高或保温时间的延长,α晶粒发生了长大和圆整化。对于Al-4Cu-Mg合金来说,合适的半固态重熔参数为:加热温度为540℃~580℃;保温时间小于10min。在半固态重熔过程中,α晶粒的合并长大和Ostwald长大是其微观组织演化的主要机制,两种晶粒长大机制在重熔过程中所起的作用受液相体积分数的影响。     

半固态铝合金重熔组织演变的研究

通过自行研制开发的新型半固态连续机械搅拌设备,制备了半固态铝合金,并对半固态坯料在半固态温度区间重熔加热,研究不同重熔温度、时间下半固态组织的变化规律.研究表明:保温温度越高,晶粒长大和球化速度加快,保温时间越短;随着保温时间延长,晶粒逐渐长大和球化,液相份数增加.半固态铝合金Y112重熔加热适宜温度区间为565～575℃.     

加热工艺对半固态AlSi7Mg合金的重熔组织的影响

研究了半固态AlSi7Mg合金在不同加热温度制度，不同保温温度，不同保温时间下的显微组织。经电磁搅拌的AlSi7Mg合金在固相线－液相线温度区间保温加热时，共晶相首先熔化，团块状α相逐渐演变成球状。随着保温温度的提高，晶粒形状更圆滑，随保温时间增加，晶粒形状也更圆骨，保温温度太高或保温时间太长时，试样表面有液相析出，靠近表面部位产生大量孔洞，试样在自重作用下变形，随炉加热方式所获得的固相颗粒尺寸比热炉加热方式所获得的固相颗粒尺寸大。     

等径道角挤压AZ91D镁合金的半固态组织演变

通过半固态重熔实验,并利用金相显微镜,对等径道角挤压AZ91D镁合金的半固态组织演变进行了研究.结果表明:等径道角挤压后二次加热等温处理是一种适于AZ91D镁合金的制坯方法,加热温度对坯料的组织有很大影响.当保温时间一定时,随着加热温度的升高,先是球化效果越来越好,后来发生晶粒合并长大现象,晶粒尺寸也会逐渐长大,当保温时间为15 min,加热温度为560℃时,二次加热组织最好;当加热温度一定时,随着保温时间的延长,晶粒尺寸有长大的趋势,当加热温度为560℃,保温时间为15 min时组织球化效果最好,晶粒最细小;当加热温度和保温时间一定时,随着挤压次数的增加,二次加热组织的晶粒尺寸减小.     

半固态2A12铝合金部分重熔组织的演变

对低压脉冲磁场技术制备的2A12铝合金半固态坯料进行部分重熔,利用光学显微镜和图像分析仪等,对半固态坯料部分重熔微观组织的演变进行了研究.结果表明,随着加热温度的提高或保温时间的延长,坯料的平均晶粒尺寸增大,重熔液相增加,晶粒的圆整度提高.最佳的部分重熔工艺参数如下:加热温度为620℃左右,保温时间为20～40 min.形成初生α-Al晶粒为均匀的近球形颗粒,平均晶粒尺寸为116～120 μm,液相率在40％左右,适合于半固态触变成形.组织演化机制分析表明,部分重熔的初期阶段,重熔液相较少,晶粒主要通过凝并快速长大;随加热温度的升高和保温时间的延长,重熔液相增加,晶粒主要通过原子扩散慢速长大并发生球化.     

等温温度对半固态2024合金部分重熔组织的影响

分别在固液两相区620和630℃以及液相线以上640和650℃对半固态2024合金坯料进行等温加热,利用光学显微镜和金相图像分析系统,研究等温温度对半固态坯料部分重熔组织的影响。结果表明：坯料等温温度越高,液相形成速度越快,重熔后晶粒越细小。在液相线以上温度等温加热比在固液两相区温度等温加热时,坯料重熔后晶粒明显细小,但球化程度略低。组织演变机理分析表明,提高等温温度,液相形成速度加快导致晶粒合并受到一定的抑制是晶粒细化的主要原因,而保温时间的缩短则是晶粒球化程度降低的原因。     

加热工艺对AZ91D镁合金部分重熔组织的影响

提出半固态金属坯料先在液相线以上温度适当加热再降低温度至两相区温度继续等温保温的二次加热工艺。采用该工艺对晶粒细化AZ91D镁合金坯料进行部分重熔,研究了其组织演变规律,并与等温二次加热工艺进行比较。结果表明,与等温二次加热工艺相比,坯料先在液相线以上温度适当加热再降低温度至两相区温度继续保温,坯料重熔速度明显加快,相同加热时间时,晶粒更加细小和圆整。组织演变机理分析表明,加快液相形成速度可适当抑制晶粒的合并,降低晶粒长大速度,并促进晶粒球化。     

7A04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.     

The effect of globular microstructure size on the mechanical properties in reheating process of aluminum alloys

One of the important steps in semi-solid forming is the process of reheating raw materials to the semi-solid state. This process is not only necessary to achieve the required semi-solid state of the billet, but also to control the microstructure of the billet. In the reheating process, the globule size is determined by the holding time of the final reheating step. Therefore, some experiments to investigate the relationship between the mechanical properties and the holding time in the last heating step were performed. The alloys used in this experiment were 357, 319, and A390 alloys. The experiments of reheating were performed using an induction heating system with a capacity of 50 kW. This article shows the evolution of the microstructure according to the holding time of the last reheating stage. Furthermore, to evaluate the effect of globule size as determined by holding time of the final reheating step, uniaxial tension tests were performed. The stress-strain curves were plotted according to the holding time, and a relationship between the microstructure and the flow stress of semi-solid material was formulated.     

Effect of original microstructures on microstructural evolution of A2017 semi-solid alloy billets during reheating

The microstructural evolution of the A2017 semi-solid alloy billets provided with rheocasting and extruding/extending forming by shearing-cooling-rolling(SCR) technology during reheating in semi-solid state was investigated. The microstructural differences and their generation causes for both billets were also analyzed. The results show that during reheating, the grains of rheocasting billets grow up and spheroidize gradually with the prolongation of isothermal holding time, the eutectic liquid phase at low melting point forms mainly among the grains. However, the grains of the extruding/extending forming billets grow up abnormally through grain coalescence in the initial stage of the reheating, the entrapment of large amount of liquid within grains occurs, and the grain sizes in the reheating billets are coarse and inhomogeneous. Compared with extruding/extending forming billets, rheocasting billets have smaller and uniform grains in reheating microstructure and can rapidly form liquid phase among grains. Therefore, rheocasting billets are more suitable for the semi-solid forming than the extruding/extending forming billets.     

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.     

二次加热过程中半固态AZ31镁合金的显微组织演变

利用波浪形倾斜板振动技术制备AZ31镁合金半固态坯料,获得较为理想的球形或近球形晶粒组织。结果表明:随二次加热温度的升高和保温时间的延长,半固态组织中的液相体积分数增大,固相逐渐长大并球化;AZ31镁合金580℃和610℃时二次加热组织均不适合半固态触变成形;适合触变成形的二次加热最优工艺为590℃保温40～60 min、或者600℃保温30 min;此条件下获得的平均晶粒直径为58～61μm,固相率为87%(体积分数)左右。晶格扩散机制对二次加热原子扩散起主导作用,是造成合金固相颗粒尺寸变化的根本原因;固液界面张力是造成颗粒形状球形或近球形变化的重要原因。     

超细化针状铁素体/贝氏体组织的热稳定性

利用硬度测量和金相观察,研究了Mn-Mo-Nb-B超细化针状铁素体/贝氏体组织在500～700℃重新加热过程中组织的演化和性能。结果显示:实验轧制的超细化组织在再加热保温过程中硬度变化有起伏,在550和650℃保温情况下,硬度曲线出现双硬化峰现象;而在700℃保温时,只出现一个硬化峰。650℃保温20h时发现有再结晶发生,48h时大部分非平衡组织均转变为多边形铁素体组织;700℃保温48h的各个阶段组织演化速度明显加快,48h时,几乎完全由平行排列的多边形铁素体构成,原奥氏体晶界依然可见。同以往的研究结果相比,该实验轧制的超细化非平衡组织具有良好的热稳定性。     

Reheating microstructure of refined AZ91D magnesium alloy in semi-solid state

By means of equal channel angular extrusion (ECAE) test, upsetting test and metalloseope, reheating mierostruetures of raw casting ingots, materials prepared by SIMA and materials extruded by ECAE in semi-solid state were investigated. The results show that compared with those of raw casting ingots and materials prepared by SIMA, reheating microstrueture of materials extruded by ECAE is the best and the final grain size is the finest. With increasing holding time, a growing phenomenon occurs in reheating microstrueture of materials extruded by ECAE, which can be described by Ostwald ripening law. The average grain size increases firstly, subsequently decreases and the shape factor of grains approaches to 1 as the reheating temperature increases. With increasing equivalent strain, the average grain size decreases. This demonstrates that reheating material extruded by ECAE technology is a good method to prepare AZ91D magnesium alloy semi-solid billets.