电磁搅拌频率对Pb-Sn过共晶合金凝固组织的影响

对比分析了磁场和电磁搅拌频率对Pb-80%Sn过共晶合金铸锭凝固组织和宏观成分偏析的影响。结果表明:螺旋磁场可在合金熔体的更大区域内形成流动,使熔体内溶质场、温度场分布更均匀。励磁电流一定时,初生相晶粒尺寸随频率的增大而减小,旋转磁场和螺旋磁场在频率分别为13 Hz和10 Hz时对铸锭凝固组织的改善效果最好,晶粒尺寸由无磁场时的247.3μm分别减小到142.5μm、140.6μm,继续增大频率,凝固组织反而出现粗化和不均匀化。旋转磁场和螺旋磁场均在频率为13 Hz时对成分偏析的改善效果最好,由无磁场时的9.71%分别减小到1.14%、0.34%。     

激光快速凝固Al-Mn合金的组织选择规律研究

利用 5k W CO2 激光器对 Al-1 .1 ,3 .2和 5.6wt% Mn合金进行了一系列表面重熔实验 ,并对微观组织形成规律进行了研究。实验结果表明 :重熔区组织较基体组织大大细化 ;Al-3 .2 wt% Mn在所有速度范围内没有明显的共晶生长出现 ,而以α(Al)胞 /枝晶形式生长 ;随着生长速度的增大 ,Al-5.6wt% Mn合金的组织由 Al6Mn枝晶向 α(Al) + Al6Mn共晶、α(Al)胞 /枝晶及完全无偏析固溶体转变 ,三种合金达到绝对稳定的临界速度分别为 4 4 .1 ,1 3 4.6,2 3 0 .1 mm/s,与 M-S理论预言的达到绝对稳定的临界速度相吻合。     

电磁搅拌自生表面复合材料的组织与性能

根据电磁搅拌时定向凝固形成分离共晶的原理，制备了内表面的Ａｌ３Ｎｉ金属间合物、上表面为少量Ａｌ３Ｎｉ与亚共晶组织，而基体为亚共晶组织的自生表面复合材料管状试样，分析了复合层的组织形貌、结合强度、耐腐蚀性能，讨论了分离偏聚物的形成机理。     

快速凝固Mg-Zn-Nd合金的显微组织及性能

本文利用单辊法快速凝固技术制备了Mg-Zn-Nd合金薄带,并借助OEM、XRD、SEM等手段对其组织及性能进行了检测与分析.结果表明:快速凝固技术可显著优化Mg-Zn-Nd合金的组织结构与性能;薄带的凝固组织分为细晶区、柱状晶区、等轴晶区三个区域,保留了铸态凝固组织的特性;快速凝固技术的细晶强化和固溶强化可明显改善Mg-Zn-Nd合金的强度与塑性.本文研究的快速凝固镁合金系目前还未见报道,可为开发新型非平衡凝固条件下的镁合金系提供参考.     

热处理对定向凝固Nb-Ti-Si基超高温合金组织及显微硬度的影响

对以2.5μm/s和50μm/s抽拉速率定向凝固的Nb-Ti-Si基超高温合金试样,分别进行了在1250,1350℃和1400℃保温50h的均匀化热处理。结果表明:均匀化热处理后的组织主要由Nbss,β(Nb,X)5Si3及γ(Nb,X)5Si3相组成,在以2.5μm/s抽拉速率定向凝固的试样中还出现了针状Cr2(Nb,Ti)析出相。随均匀化热处理温度的升高,针状析出相的数量增多;经均匀化热处理后定向凝固试样中的大块六边形硅化物的平直边界和尖锐的棱角逐渐圆润;共晶胞中心的细小硅化物逐渐球化,而共晶胞内板条状的硅化物部分碎化,逐渐变成小岛状。热处理后并没有发生β(Nb,X)5Si3向α(Nb,X)5Si3的晶型转变。同定向凝固态相比较,均匀化热处理后合金的显微硬度显著提高,并且随着均匀化热处理温度的升高,合金及各相的显微硬度先升高后降低,在1350℃/50h热处理后显微硬度值最高。     

电磁搅拌对铝合金材料微观组织的影响及其理论研究探讨

从电磁搅拌对铝合金材料微观组织的影响及其理论研究等方面做一综述,其中包括电磁搅拌器的工作原理,电磁搅拌的优点等,主要研究电磁搅拌工艺与铝合金微观组织的关系,分析不同搅拌工艺条件下铝合金微观组织的变化,阐明EMS工艺对铝合金微观组织的影响,初步探讨铝合金的制备工艺。     

搅拌摩擦加工对过共晶Al-Si-Fe合金组织及性能的影响

对过共晶Al-Si-Fe合金进行了搅拌摩擦加工(FSP),研究了不同FSP转速和道次对过共晶铝硅合金强度和组织的影响。其中,选择搅拌转速分别为750r/min、1050r/min和1500r/min,搅拌道次分别为1道、2道、3道。结果表明,合金经过FSP加工后,硅、含铁相等硬质第二相颗粒强烈细化,但随着搅拌转速的提高,硬质相颗粒细化效果变差,第二相颗粒平均粒径由11.7μm变为15.5μm。随着搅拌道次的增加,细化效果越发显著,第二相颗粒的平均粒径由11.7μm变为8.9μm。FSP加工后材料抗拉强度和延伸率较铸态大幅度提高。当搅拌转速为750r/min、道次为3时,材料的拉伸强度和延伸率分别由铸态的48MPa、0.43%提高到150MPa、2.97%。因此,经FSP后过共晶铝硅合金组织和力学性能得到极大改善。     

搅拌摩擦加工对Al-Si-Fe合金组织和性能的影响

为改善再生铝中富铁相形态,提高其合金性能,本文采用搅拌摩擦加工对Al-Si-Fe合金进行了研究。利用金相显微镜、扫描电镜、万能拉伸试验机、显微硬度计及图形分析仪等研究了加工速度对Al-Si-Fe合金组织和性能的影响。研究结果表明:搅拌摩擦加工后,第二相形态由针状、棒状向细小且均匀分布的球状、粒状和短棒状转变,前进侧热机械影响区组织得到一定程度的细化且具有明显的取向,而返回侧热机械影响区的组织则保持铸态形貌特征的组成。加工中心区的富铁相和共晶硅平均长度较基材分别降低了86.5%、37.4%,而圆整度则分别提高了7.8倍和2.1倍以上,富铁相细化效果优于共晶硅;随着加工速度的提高,富铁相的平均长度逐渐增大,而圆整度则逐渐降低;但加工速度对共晶硅的平均长度影响较小,但圆整度逐渐降低。加工区的抗拉强度、屈服强度大幅降低,最高降幅达55.4%,而伸长率最大可提高6.8倍。随着加工速度的提高,其抗拉强度、屈服强度有所提高,伸长率则逐渐降低,最大降幅达到19.3%。搅拌摩擦加工后,Al-Si-Fe合金晶粒细化,材料性能提升。     

新型抗燃气腐蚀长寿定向凝固合金显微组织对机械性能的影响

新研制的抗燃气腐蚀长寿命定向凝固合金的机械性能与Ｒｅｎｅ８０，ＩＮ－３７８（Ｍ３８），ＤＳ－Ｒｅｎｅ８０等合金进行了比较，从成分，γ′相碳化物，硼化物，晶粒结构，偏析及缺陷等方面阐述了显微镜组织对机械性能的影响。     

线性电磁搅拌对K417高温合金母合金锭质量的影响

为了提高高温合金母合金锭的质量,本文提出了在高温合金真空熔铸过程中,施加线性电磁搅拌的真空电磁铸造新技术。使用电子探针和光学显微镜,研究了在真空熔铸的凝固过程,施加工频线性电磁搅拌对K417高温合金母合金锭质量的影响。实验结果表明:在K417高温合金真空熔铸的凝固过程中施加140A的工频线性电磁搅拌,能够细化高温合金母合金锭的等轴晶组织、增加高温合金母合金锭的断面等轴晶比例、大幅减轻枝晶偏析的程度并能将高温合金母合金锭的中心缩松缩孔比率从54%降低到35%,从而使高温合金母合金锭的质量得到明显改善。     

电磁搅拌作用下CoCrMo合金熔模铸件凝固细晶研究

目的 研究电磁搅拌对CoCrMo合金熔模铸件晶粒尺寸的影响,解决熔模铸造CoCrMo合金铸件晶粒粗大的问题。方法 将CoCrMo合金熔化后,在其凝固过程中分别施加不同工艺参数的电磁搅拌,并对其凝固后的组织进行表征分析。同时,采用有限元法对电磁搅拌在金属熔体中的电磁场和流场进行数值模拟。结果 在不同的电磁搅拌参数下,CoCrMo合金铸件凝固组织出现了不同程度的细晶效果,浇道处的细晶效果优于铸件试棒处的。铸件试棒处的晶粒尺寸最小能控制在1 mm以下,等轴晶率最高能提升至31%。数值模拟结果表明,在电磁搅拌过程中,铸件试棒的磁场、电流和洛伦兹力都呈周期性变化,铸件试棒内部的流速随搅拌时间的延长而增大,最后趋于稳定。结论 电磁搅拌对CoCrMo合金的凝固组织产生了明显的细化效果,促进了柱状晶向等轴晶转变。电磁搅拌的时间越长,铸件凝固组织的细化效果越好,铸件厚大部位的细晶效果越显著。结合实验结果和数值模拟结果发现,在电磁搅拌过程中,熔体流动引发枝晶断裂是晶粒细化的主要原因,而电磁场促进异质形核为次要原因。     

电磁搅拌与浇注温度对半固态A356铝合金中微量稀土细化初生相的影响

在不同浇注温度和电磁搅拌制度下制备了A356铝合金半固态浆料,研究了微量稀土下浇注温度、电磁搅拌频率和时间对半固态A356铝合金初生相形貌及力学性能的影响。结果表明,通过优化半固态制浆工艺条件减少稀土的加入量是可行的,实验表明稀土微量化的合适工艺方案是:浇注温度为630℃,电磁搅拌频率为30Hz,搅拌时间为8s。此时,加入量为0.3%的稀土La细化效果和常规加入量为0.4%La的低过热度浇注的相当,其力学性能也基本相同。     

超声波搅拌及等温热处理对ZL101合金半固态组织的影响

采用超声波搅拌和等温热处理制备ZL101合金半固态坯料,研究了超声波搅拌处理和等温热处理中等温温度、等温时间等工艺参数对ZL101半固态组织形貌的影响。研究结果表明:超声波搅拌可有效细化和球化组织,消除组织缺陷;适当的等温处理可以明显改善半固态ZL101的凝固组织;当等温温度为590℃、等温时间为30min时,半固态ZL101合金中初生α-Al相细化和球化效果最明显;初生α-Al相的平均等积圆尺寸达到157μm,形状因子达到0.87。     

电磁振荡频率对半连铸7075Al合金微观组织的影响

采用同时施加一个稳恒磁场和一个交变磁场的方法，在半连铸7075铝合金过程中，使凝固熔体产生受迫振荡。实验研究了电磁振荡的频率对晶粒细化的影响规律，结果表明电磁振荡法获得的晶粒尺寸比CREM法的小，且随着电磁振荡频率降低，铸锭整体组织变得更加细小和均匀。并对电磁振荡作用下，合金凝固组织的细化机理进行了探讨。     

多主元合金AlCrMnNiCuFex组织与性能研究

利用真空管式高温炉和真空电弧炉制得AlCrMnNiCuFex(x=0,0.5,1.0,1.5,2.0)多主元合金试样,并对其组织、耐蚀性和硬度进行研究。分析表明:AlCrMnNiCuFe2.0的组织最简单,组成相数远低于平衡相率所预期的相数。AlCrMnNiCuFe的晶内有纳米级颗粒析出。x由0增加到2.0,AlCrMnNiCuFex合金的硬度逐渐升高。由真空电弧炉熔炼所得铸态AlCrMnNiCuFe的晶粒比真空管式高温炉条件下所得的AlCrMnNiCuFe晶粒更细小,硬度也远高于后者。AlCrMnNiCuFe的耐蚀性优于AlCrMnNiCu。在非等摩尔比的AlCrMnNiCuFex合金系中,x越大,合金耐蚀性越好;AlCrMnNiCuFe2.0合金组织在600℃以下稳定。     

电磁铸造对Al–Si12.6%共晶合金微观组织的影响

目的 了解外加耦合场作用下Al–Si合金的微观组织演变情况。方法 利用外磁场加强凝固过程中熔体的流动,从而获得合金中各相的形态、分布和取向等,利用扫描电子显微分析技术(SEM)和电子背散射衍射分析技术(EBSD)研究电磁场对Al–Si12.6%共晶合金微观组织的影响规律。结果 在磁场作用下,铸件的组织均匀性增加,初生铝和共晶硅的尺寸均减小,并且随着磁场强度的增大,共晶硅的含量和尺寸呈减小趋势,其形态趋于等轴状,共晶硅附近各铝枝晶之间的外延生长关系消失,相互独立形核和长大。结论研究成果可以为电磁铸造对Al–Si系共晶合金微观组织研究提供一定的参考。     

Ni、Si元素配比对Cu-Cr-Zr合金组织与性能的影响

在Cu-Cr-Zr合金中添加Ni、Si元素,制备Cu-0.6Cr-0.15Zr、Cu-2.8Ni-0.7Si-0.6Cr-0.15Zr(w(Ni)/w(Si)=4∶1)、Cu-2.8Ni-0.9Si-0.6Cr-0.15Zr(w(Ni)/w(Si)4∶1)、Cu-2.8Ni-0.56Si-0.6Cr-0.15Zr(w(Ni)/w(Si)4∶1)共4种合金。研究了Ni、Si元素及其配比对合金组织及性能的影响。结果表明:Ni、Si元素细化了合金组织,增强了合金高温力学性能。合金时效初期先析出CrSi2化合物,时效后期析出相颗粒主要有CrSi2、Ni2Si、ZrCrSi2,形态为长条形、椭圆形及圆盘状。时效处理后,与Cu-0.6Cr-0.15Zr合金相比,加入Ni、Si元素后合金硬度从131HV上升到240HV以上;导电率从88%IACS左右降到40%IACS左右。Ni、Si元素配比对导电率的峰值影响有限,在4%IACS~9%IACS;对硬度峰值的影响在20HV~30HV之间。     

锰、铜含量对锌铝合金组织与性能的影响

研究了不同含量的锰和铜对锌铝合金的组织与力学性能的影响。结果表明：锰和铜含量较低时,对合金的力学性能无显著影响;随着锰和铜含量的升高,合金的硬度大幅提高,冲击韧度基本不变。     

电磁搅拌对富Ce混合稀土合金化AZ91D组织结构的影响

用光学显微镜、扫描电镜、电子耗散能谱和X射线衍射仪研究了电磁搅拌对富Ce混合稀土(MM)合金化AZ91D镁合金组织和结构的影响。结果表明,随富Ce混合稀土加入量的增加,初生相细化,β相(Mg17Al12)的相对量降低,尺寸减小,由连续网状向分离的球粒状转变。形成的Al11MM3化合物数量增多,由主要以短棒状在晶内和晶界分布向大的针状在晶界分布过渡,甚至在晶界成簇聚集。强电磁搅拌作用下,随等温搅拌温度降低,初生相尺寸变小,其形貌由球粒状加少量的玫瑰状向类球状和多边形演变;Al11MM3以类球状和细小的针状分布于晶粒和液相中。富Ce混合稀土可显著细化晶粒,改善β相的形貌和分布,降低体积分数;改变富Ce混合稀土含量可控制Al11MM3化合物的形貌和分布。电磁搅拌可同时使初生相和第二相Al11MM3细化和球粒化。