A356铝合金半固态浆料的蛇形通道制备工艺

采用蛇形通道浇注工艺制备了A356铝合金半固态浆料.结果表明:采用内径为20 mm的四个弯道的蛇形通道可以在660～680℃制备1.5～1.8 kg的A356半固态浆料,蛇形通道内腔只有少量的挂料,便于清理;在浆料的径向上,从心部到边部初生α-Al形态的差别很小,呈颗粒状或近球状.     

蛇形通道制备半固态铝合金浆料的研究

试验研究了蛇形通道的弯道数量和浇注温度对蛇形通道浇注制备半固态A356铝合金浆料组织的影响.结果表明,用蛇形通道浇注制备半固态A356 铝合金浆料时,蛇形通道的弯道数量越多,制备出的浆料组织就越理想,但是弯道数量的增多又容易造成通道的堵塞;当弯道数量为1～3个时,均可得到理想的球状半固态A356 铝合金浆料.采用蛇形通道浇注制备半固态A356 铝合金浆料时,随着浇注温度的降低,制备出的浆料组织越来越好;当浇注温度为640～680 ℃时,均可得到理想的球状半固态A356 铝合金浆料.     

蛇形通道浇注制备半固态A356铝合金浆料微观组织的演变

对蛇形通道浇注制备半固态A356铝合金浆料过程中初生α-Al晶粒的球化进行了研究。结果表明,在蛇形通道内过冷的合金熔体受到内壁的激冷后生成大量细小自由晶和树枝晶,这些晶粒大部分被游离到蛇形通道的中心区域进行增殖,然后一部分经过直接球化和熟化作用演变成球形晶粒,另一部分长成尺寸较大的树枝晶。经过蛇形弯道的作用后,这些长大的树枝晶的二次臂从根部开始缩颈并分离,分离出的二次臂和断臂的树枝晶在蛇形通道里分别经过初步球化和熟化后变成近球形颗粒和蔷薇状组织,最后在收集坩埚里进一步演变成球形颗粒。     

蛇形通道浇注工艺参数对半固态A356铝合金浆料的影响

采用蛇形通道浇注技术制备半固态A356铝合金浆料,并研究浇注温度和通道直径对半固态A356铝合金浆料的影响.结果表明:当通道直径为20和25mm、浇注温度为640-680℃时,可以制备出初生相α(Al)的半固态浆料,其平均形状因子分别为0.89-0.76和0.86-0.72、平均晶粒直径分别为50-75μm和55-78μm.随着浇注温度的降低,半固态A356铝合金浆料中初生α(Al)晶粒的组织变得细小;较小的通道直径有利于组织的改善.在制备半固态A356铝合金浆料过程中,通道内壁的激冷能够产生大量的晶核.由于晶粒游离和合金熔体自搅拌的共同作用,初生α(Al)晶核能够在熔体内部增殖并且球化.     

采用蛇形管通道浇注法制备半固态浆料

采用蛇形管浇注法制备了半固态A356铝合金浆料.结果表明:当浇注温度为660～680 ℃时,采用蛇形管可以制备出半固态A356铝合金组织,且管道内没有出现凝固壳;蛇形管通道的直管段长度对半固态浆料组织有较大影响,即直管段长度变短后,浆料组织变差,且制备合适半固态浆料组织的浇注温度也降低;沿径向浆料组织的形貌分布不同,由心部的球状初生α相向过渡区域的球状和蔷薇状初生α相的混合组织转变,边缘部位为蔷薇状的初生α相组织.     

蛇形通道浇注制备半固态7075铝合金浆料(英文)

采用蛇形通道浇注技术制备半固态7075铝合金浆料,研究浇注温度和弯道数量对半固态7075铝合金浆料微观组织的影响。结果表明:当浇注温度为680~700°C时,可以制备出质量较好的半固态7075铝合金浆料;在相同浇注温度条件下,随着弯道数量的增加,初生α(Al)的平均晶粒尺寸减小,形状因子提高。在浇注制备半固态7075铝合金浆料过程中,合金熔体在具有一定弧度且封闭的蛇形弯道内流动并多次改变流动方向,具有类似"搅拌"的功能,使得初生晶核逐渐演变为球形或近球形晶粒。     

采用蛇形通道浇注法制备半固态6061铝合金浆料

采用蛇形通道浇注工艺制备半固态6061铝合金浆料.研究浇注温度、弯道数量和弯道内径对显微组织的影响,并分析半固态浆料在浇注过程中的显微组织演变机理.结果表明:控制浇注温度在液相线附近可以细化晶粒、提高晶粒圆整度,并且增加弯道数量和降低弯道内径可以有效增加初生α(Al)晶粒的形核率.初生晶粒不仅由合金熔体受激冷形核和异质...     

多弯道蛇形管浇注法制备半固态A356铝合金浆料

采用多弯道蛇形管浇注技术制备半固态A356铝合金浆料。结果表明:在浇注温度为640～680℃的条件下,当弯道数量为3且直径为20 mm时,可获得形状因子F为0.72～0.85和晶粒直径D为55～75μm的半固态浆料;当弯道数量为5且直径为20 mm时,可获得形状因子F为0.86～0.92和晶粒直径D为44～58μm的半固态浆料;当弯道数量为5且直径为25 mm时,可获得形状因子F为0.76～0.90和晶粒直径D为48～68μm的半固态浆料。弯道数量增加或弯道直径减小,可以改善初生α(Al)晶粒的形貌和尺寸。弯道内的合金熔体具有自搅拌的作用,可使初生晶核逐渐演变为球形或近球形晶粒。     

蛇形通道浇注制备7075铝合金半固态浆料

采用蛇形通道浇注制备7075铝合金半固态浆料,研究了浇注温度、弯道数量和弯道直径对7075铝合金半固态浆料组织的影响.结果表明,当浇注温度为660～675℃时,可以制备出质量较好的7075铝合金半固态浆料,且管道内挂料较少;在相同温度条件下,随着弯道数量增加或弯道直径减小,初生α-Al的平均晶粒尺寸减小、形状因子提高.在制备7075铝合金半固态浆料过程中,合金熔体在具有一定弧度且封闭的蛇形弯道内流动并多次改变流动方向,具有类似“搅拌”功能,使得初生晶核逐渐演变为球形或近球形晶粒.     

引晶法制备半固态A356铝合金浆料(英文)

开发一种半固态金属浆料制备技术,即引晶法,研究工艺参数对半固态A356铝合金浆料组织的影响,讨论球状初生α(Al)晶粒的形成机制和形貌控制。结果表明:当制备浆料为4kg、引晶尺寸为10mm、加入量为3.5%、倾倒温度为611-617°C时,半固态浆料中初生α(Al)晶粒的平均直径可达40-75μm,形状因子可达0.82-0.89。当引晶尺寸为10mm、倾倒温度为613°C、加入量为2%-4%时,初生α(Al)晶粒的平均直径可达45-82μm,形状因子可达0.78-0.88。倾倒温度的降低或者引晶加入量的适当增加,可以改善初生α(Al)晶粒的组织。当QR=QA、Rh=Rc时,只要倾倒温度适宜就可以制备优质半固态浆料。引晶熔化时产生的枝晶碎块是半固态浆料中初生α(Al)晶粒的直接来源,形成的温度过冷区也有利于异质形核。     

流变模锻A356铝合金的显微组织和力学性能

采用机械搅拌法制备A356合金半固态浆料,在200 t油压机上进行流变模锻成形,研究了流变模锻试样热处理前后的组织和力学性能.结果表明:流变模锻试样组织由球形α-Al晶粒和α+Si共晶组织组成;热处理前试样抗拉强度为261.7 MPa,伸长率为4.1％;经T6热处理后,试样抗拉强度为347.8 MPa,提高了32.9％...     

蛇形通道浇注流变压铸铝合金拉伸试样的力学性能和微观组织(英文)

开发出一种新颖的A356铝合金半固态加工技术——蛇形通道浇注流变压铸技术(SCRC)。采用SCRC技术制备A356铝合金拉伸试样,并研究试样在铸态和T6热处理条件下的力学性能和微观组织。结果表明:在铸态下拉伸试样的抗拉强度可达到250MPa左右,伸长率在8.6%-13.2%;经过T6热处理后,抗拉强度可提高约30%,但伸长率略有下降。在这些实验条件下,蛇形通道浇注技术可制备出初生α1(Al)的形状因子为0.78-0.89和晶粒尺寸为35-45μm的优质半固态A356铝合金浆料。与传统压铸工艺相比,SCRC技术可改善拉伸试样的微观组织并提高它的力学性能。这种SCRC技术具有与传统压铸设备衔接简便、取消了半固态浆料的保存及输送步骤和具有较高的性价比等优点。     

新工艺制备A356铝合金半固态浆料及其流变压铸组织和性能

将新开发的分流汇合浇道(DCR)半固态浆料制备工艺与压铸技术结合,实现A356铝合金流变压铸成形.结合数值模拟与实验,探讨DCR工艺制备半固态浆料机理;研究DCR流变压铸和传统压铸A356铝合金的显微组织和力学性能.结果表明,DCR工艺可以制备内部含有大量初生α-Al晶粒且其平均尺寸为49μm、形状因子为0.81的高品...     

Influence of process parameters on microstructure of semisolid A356 alloy slug cast through vertical pipe

Suitable microstructures required for semisolid casting were formed by using a vertical pipe. Different lengths of vertical pipe, slug dimensions and pouring time were used to investigate their influence on the microstructure of A356 alloy. The results indicate that at the same length of the vertical pipe, the morphology of the primary a（Al） gradually deteriorates by the enlargement in the slug size, but the deteriorating speed slows down with increasing pipe length. They also reveal that the increase in the pipe length improves the microstructure, whereas no further improvement appears when the pipe length reaches a certain value. The optimum length of the pipe obtained in the present work is 430 mm. The microstructure of larger slug poured at higher pouring temperature gets worse and it can be improved by moderately elongating pouring time. The relative mechanisms were also discussed.     

Rheologic behaviors of A356 aluminum alloy billet produced by semisolid continuous casting process

The experiments for rheologic behaviors of semisolid continuous casting billets of A356 alloy in semisolid state had been carried out with a multifunctional rheometer. The results show that the deformation rate increases with loading time, the maximum strain reaches to 120％ (which is one time larger than that of traditional mold casting billet) and the strain can be rapidly eliminated to 10％ after unloading. Moreover, there is a critic stress for billet deformation even in semisolid state, which is named as critic shear stress. This stress increases with the decreasing of heating time. The theologic behaviors can be expressed by five elements mechanical model (H_2- [N_1|H_2]-[N_2|S]) and can be modified with the increasing of heating time.     

椭圆旋扭管反复凝熔法制备半固态A356铝合金浆料

采用椭圆旋扭管反复凝熔法制备半固态A356铝合金浆料。结果表明:椭圆旋钮管反复凝熔技术具有旋扭强制对流促进初生晶核游离、自搅拌加强熔体剪切、反复凝熔促进形核的作用,可使初生α晶核演变为球形或近球形晶粒。椭圆管长短轴比、旋扭强度以及凝熔频率对半固态浆料的微观组织有显著影响。随着长短轴比、旋扭强度和凝熔频率的增大,晶粒细化和圆整效果显著提高;但长短轴比过大,容易堵塞流道;当旋扭强度超过13.5(°)/cm时,晶粒细化和圆整效果没有明显提高;当凝熔频率超过40μm-1时,晶粒细化作用不再增强,圆整度反而降低。在椭圆长短轴比为1.8-1、旋扭强度为13.5(°)/cm、凝熔频率为40μm-1的条件下可制得晶粒直径细小、形状圆整的半固态浆料。     

A356铸造铝合金的疲劳裂纹萌生及短裂纹扩展研究

研究了A356-T6铸造铝合金的缺口疲劳裂纹萌生与早期扩展行为及机制.结果表明,热等静压试样的疲劳抗力优于非热等静压试样.对于钝缺口试样,疲劳裂纹萌生于缺口根部附近的多个平面,最终哪个裂纹源扩展成主裂纹取决于局部微观组织.对于缺口几何形状不同的热等静压和非热等静压疲劳试样,在疲劳过程中,不管是在高应力状态下,还是在低应力状态下,都出现了铝基体的循环塑性变形和共晶硅粒子断裂导致疲劳裂纹萌生.对于非热等静压试样,铸造缩孔在构件的疲劳过程中起着重要作用,但即使缺口根部存在较大尺度的铸造缩孔,导致了疲劳裂纹萌生,但也同时观察到疲劳裂纹从共晶硅粒子、金属间化合物、铝基体的滑移带和铁基金属间化合物等处萌生.对于脆性的A356铸造铝合金可采用修正的断裂力学参量ΔKn、局部应力范围Δσ或局部应变幅Δε/2作为控制参量来表征疲劳裂纹萌生行为,而缺口有效应力强度因子范围ΔKneff和ΔJs参量可用来表征缺口场中短裂纹扩展行为.     

Determining effect of slurry process parameters on semisolid A356 alloy microstructures produced by RheoMetal process

Abstract

The RheoMetal process, based on the rapid slurry forming (RSF) technology, is a new rheocasting process enabling the production of semisolid slurry of high quality and with high efficiency. The RSF technology is based on an enthalpy exchange between two alloy systems rather than applying external cooling as is done in many other rheocasting processes. In this work, several process parameters important for the RSF technology have been investigated on aluminium A356 alloy slurry microstructures. During slurry preparation, the thermal history for the different parameters studied was also recorded. It was found that the process parameters tested (amount of solid addition, melt superheat, rotation speed) have an effect on the thermal history during processing and on the microstructures formed after slurry formation.