挤压铸造压力对6061铝合金铸件组织及力学性能的影响

以6061铝合金为原料,以某车型发动机支架为研究对象,采用挤压铸造工艺生产铸件,利用X射线探伤机、金相显微镜、扫描电镜研究不同压力对汽车发动机支架的宏观形貌、微观组织及力学性能的影响。结果表明:当压力由90 MPa升到130 MPa时,铸件中缩松、缩裂等铸造缺陷有效减小,铸造组织得到细化,抗拉强度由115 MPa增加到174 MPa,伸长率由4.5%提高至9.1%,断口中缩松缺陷显著减少;当压力由130 MPa升到150 MPa时,合金的显微组织和力学性能未发生明显变化。     

Si含量对挤压铸造Al-5.0Cu-0.6Mn-0.7Fe合金显微组织和力学性能的影响

采用拉伸性能和硬度测试、光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪等手段研究不同Si含量对挤压铸造Al-5.0Cu-0.6Mn-0.7Fe合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:当挤压压力为0时,随着Si含量的增加,凝固后期形成的富铁相阻止液相补缩,形成缩松组织,导致合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率都下降;当挤压压力为75MPa时,随着Si含量增加,缩松组织消失,虽然细小和分散的α-Al15(Fe Mn)3(Si Cu)2相和Al2Cu相数量增多,但Al6(Fe Mn Cu)相消失,有利于晶界强化和阻止裂纹的扩展,使得合金的抗拉强度和屈服强度增加;虽然富铁相数量的增加使得合金伸长率降低,但挤压铸造工艺减缓了伸长率降低的趋势。当挤压压力为75 MPa和Si含量为1.1%(质量分数)时,合金的综合力学性能最好,其抗拉强度为232 MPa,屈服强度为118 MPa,伸长率为12.4%。     

ZL101A铝合金GIS铸件缺陷分析

在GIS(气体绝缘金属封闭开关设备)铸件开发和应用过程中,ZL101A铝合金铸件出现缩松、冷隔、气孔等缺陷。缩松和冷隔缺陷严重劣化铸件的强度,影响GIS产品整体质量。本文结合GIS铝合金铸件开发试验及工程应用案例,对铸造铝合金含缺陷的断口、组织结构、强度进行分析与研究。结果表明:缩松和冷隔是诱发产品漏气和断裂的主要原因,尤其是海绵状缩松和大尺寸冷隔,极易造成应力集中,导致强度大幅度下降。缩松缺陷面积对抗拉强度的影响曲线可以分三个区域:快速下降区、平缓区和快速下降区,同时随缩松缺陷面积增大,伸长率呈线性下降趋势。局部弥散分布的芝麻状气孔(针孔)对铝合金壳体气密性和强度基本没有影响,通过应力(应变)电测试验进一步表明在水压试验的升降压过程中气孔对应力变化影响很小,铸件整体强度能够满足使用要求。     

铝合金车轮内轮缘伸长率性能研究

内轮缘伸长率性能是衡量铸造铝合金车轮品质的重要指标,也是铝合金车轮的技术攻关难点,内轮缘伸长率主要受此部位微观缩松和二次枝晶间距的影响。运用模拟分析软件对多种铸造条件下的内轮缘区域微观缩松情况和二次枝晶间距进行理论研究和DOE分析。结果表明:内轮缘是整个铝合金车轮上比较容易产生微观缩松的区域,同时也是二次枝晶间距数值相对较小的区域;铸造条件调整对内轮缘区域的微观缩松和二次枝晶间距影响往往是相反的,在解决实际问题时只有辨别影响其伸长率性能的主要影响因素,才能找到有效地调整措施。     

不同比压下流变挤压铸造ZL111铝合金的性能与组织

采用流变间接挤压铸造技术,研究了ZL111铝合金制动泵缸体的成形工艺。通过金相组织观察、拉伸试验、断口分析以及TEM分析等手段,研究了压射比压对铝合金制动泵缸体组织和性能的影响。结果表明,压射比压的增加,消除了铸件因补缩不足而产生的缩松;当压射比压由80MPa增加至95MPa,铸件的显微组织得到了细化,晶粒的平均尺寸由149μm减少至99μm,铸件的抗拉强度和伸长率分别达到了371 MPa和3.17%。     

热处理对SP700钛合金板材组织及力学性能的影响

通过调整SP700钛合金板材的热处理制度,获得了不同组织形态的SP700钛合金板材,研究了不同组织形态对SP700钛合金板材的力学性能、断裂韧性等性能的影响。结果表明,随着退火温度的升高,SP700钛合金板材的显微组织依次为等轴组织、双态组织、片层组织;板材的横纵向室温抗拉强度和屈服强度升高,400℃高温抗拉强度升高,断裂韧性升高;当退火温度从770℃升高到870℃,室温伸长率和高温伸长率变化不大,当退火温度从870℃升高到930℃时,伸长率迅速降低;双态组织具有良好的综合力学性能。试样断口的SEM图表明:770℃和870℃退火的试样为延性断裂断口,930℃退火的试样为脆性断裂断口。     

硅含量对耐热球墨铸铁显微组织和力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、电子万能拉伸试验机测试分析手段,研究硅含量对耐热球墨铸铁显微组织和室温、高温力学性能的影响规律。试验结果表明,随着硅含量的增加,石墨圆整度逐渐下降,硅含量(质量分数,下同)达到3.8%时,基体中开始出现碎块状石墨,球化级别为3级。随着硅含量从2.8%增加至4.8%,珠光体含量从51.06%减少至8.65%。随着硅含量的增加,室温抗拉强度先上升后下降,伸长率逐渐下降,当硅含量为3.8%时,抗拉强度为726 MPa,伸长率为1.6%。随着硅含量的增加,高温抗拉强度逐渐上升,伸长率逐渐下降,当硅含量为4.8%时,抗拉强度为532 MPa,伸长率为6%。室温拉伸断口出现大量的解理面和河流花样,表现形式为脆性断裂。高温拉伸断口出现韧窝和撕裂棱,拉伸断口表现形式为韧-脆混合型断裂。     

共晶硅形貌对ZL114A合金拉伸断裂机制的影响

利用扫描电镜金相观察,研究Al-10%Sr变质剂对ZL114A合金中共晶Si形貌的影响。对金属型铸造的ZL114A合金进行T6处理,并对其拉伸性能、断口形貌及拉伸断口纵剖面进行测试与分析。结果表明,Sr变质能够明显提高ZL114A-T6合金的抗拉强度和伸长率,当添加0.03%Sr时,抗拉强度和伸长率分别从230 MPa和1%上升到最大值310 MPa和8%。未变质时ZL114A-T6合金拉伸断裂模式为穿晶断裂;经Sr元素变质处理后,合金拉伸断裂模式为沿晶断裂。     

高压强对Mg-Zn-Y-Zr合金凝固组织及性能的影响

采用挤压铸造方法探讨了高压强作用下Mg-6Zn-1.4Y-0.6Zr(ZW61)合金的凝固组织及性能变化。结果表明:当凝固压强从0 MPa逐渐增高至800 MPa时,ZW61合金组织被大幅度细化,缩松减少。随着挤压压强增大,平均晶粒尺寸及第二相准晶I相的体积分数不断减小。由于组织细化及零件的致密化,增高压强导致力学性能特别是伸长率显著提高。当挤压压强为800 MPa时,ZW61合金的铸态抗拉强度和伸长率分别为243 MPa和18.7%,比重力铸造时的分别提高35%和118%。     

热变形对共晶铝硅合金铸件组织和性能的影响

对共晶铝硅合金铸造试样实施热塑性变形,考察了变形工艺对其组织和性能的影响规律。研究表明,热变形可以球化共晶硅颗粒,焊合缩孔、缩松,从而使合金铸态下的抗拉强度由205MPa提高到260MPa,伸长率由3·2%提高到10%;合金热处理后的抗拉强度由292MPa提高到397·4MPa,伸长率由0·5%提高到6·5%;分别提高36·1%和1200%