磁场和铸造工艺对Mg_2Si/Al复合材料中Mg_2Si相的影响

研究了脉冲磁场参数和冷却条件对Mg_2Si/Al复合材料中初生Mg_2Si相尺寸、形态及分布的影响。结果表明,在脉冲磁场作用下,初生Mg_2Si相表现为粗化、偏聚及梯度分布。在多数试验条件下,初生Mg_2Si相沿试样心部到边部体积分数总体上逐渐增加,可制备初生Mg_2Si相呈连续变化的梯度材料;当脉冲电压为100V,脉冲频率为10Hz或模具温度为400℃时,试样中心区域基本不含初生Mg_2Si相,Mg_2Si相主要分布在试样边部,可制备表面增强自生梯度复合材料。在0~300V范围内,随着脉冲电压增加,初生Mg_2Si相的尺寸先增大后减小,转折点为200V;当浇注温度在670~760℃范围内或模具温度在200~600℃范围内,随着浇注温度的增加或模具温度的降低,初生Mg_2Si相的尺寸逐渐减小。     

脉冲磁场对Mg-Y-Cu-Zr-Sr合金凝固组织的影响

研究了脉冲磁场作用下长周期结构增强Mg-Y-Cu-Zr-Sr合金凝固组织的变化,研究了不同的脉冲电压、脉冲频率、浇注温度和模具预热温度对合金凝固组织的影响。结果表明,在脉冲磁场作用下,合金的凝固组织显著细化,其初生α-Mg相转变成细小、圆整的近球状或蔷薇状晶体,第二相分布变得均匀。当脉冲电压在0~240V范围内或脉冲频率在1~10Hz范围内,随着脉冲电压或脉冲频率的增加,合金的凝固组织逐渐细化;当浇注温度在660~750℃范围内或铸型预热温度在200~600℃范围内时,随着浇注温度的升高或模具预热温度的降低,合金的凝固组织逐渐细化。     

复合磁场对Mg_(97)Y_2Cu_1合金凝固组织的影响

对比研究了未处理、直流磁场处理、脉冲磁场处理及直流-脉冲复合磁场处理对长周期结构增强Mg97Y2Cu1合金凝固组织的影响,并研究了复合磁场处理条件下不同的脉冲磁感应强度、脉冲频率、模具预热温度及浇注温度下合金的晶粒大小。结果表明,经复合磁场处理后,合金的凝固组织明显改善,其效果好于单一的直流磁场处理或脉冲磁场处理;合金的初生相转变为细小的等轴晶或蔷薇状晶,第二相分布变得均匀和连续,体积分数提高。当脉冲磁感应强度在0~0.25T、脉冲频率在1~10Hz范围内,随着脉冲磁感应强度或脉冲频率的增大,合金的晶粒尺寸逐渐减小。在20~600℃范围内,随着模具预热温度提高,合金的晶粒尺寸先减小后有所增大;在650~750℃范围内,随着浇注温度的提高,合金的晶粒尺寸先增大后减小。     

脉冲磁场对AZ91-0.4Ca镁合金凝固组织的影响

研究了在低压脉冲磁场作用下,脉冲电压、脉冲频率、浇注温度和模具预热温度对AZ91-0.4Ca镁合金凝固组织的影响。结果表明:在0~300 V脉冲电压下,随着电压的升高,合金的初生相逐渐细化;在脉冲频率为0~10 Hz内,随着脉冲频率的增加,合金的初生相先细化后粗化,在脉冲频率为5 Hz时,细化效果最好;经脉冲磁场处理后,合金的初生相随着浇注温度的升高逐渐细化,随着模具预热温度的升高逐渐粗化。     

脉冲磁场-机械振动复合处理细化Al-5%Fe合金凝固组织

以脉冲电压、脉冲频率、模具预热温度及浇注温度为研究因素,对Al-5%Fe合金施加脉冲磁场-机械振动复合处理进行了研究。研究表明,通过控制复合处理参数和凝固条件可有效细化Al-5%Fe合金的凝固组织;A13Fe相由长针状转变为细针状及针点状;在0~250 V范围内,随脉冲电压的增加,A13Fe相呈现先细化后粗化的趋势;在0~5 Hz范围内,随脉冲频率的增加,A13Fe相逐渐细化;模具预热温度对A13Fe相的尺寸无规律性影响,400℃时细化效果最好;在800~890℃范围内,随浇注温度升高,A13Fe相逐渐粗化。     

脉冲磁场对Al-20Si合金中初生Si的影响

研究了不同脉冲电压和脉冲频率对Al-20Si合金中初生Si分布和形态的影响。结果表明,在脉冲磁场的作用下,初生Si主要表现为偏聚和粗化,为梯度材料的制备提供了可能;当脉冲电压为80V时,初生Si有所粗化且偏聚,其大量集中在边部,心部几乎不含初生Si;当脉冲电压为160V时,初生Si进一步粗化且有所团聚,但整体上分布趋于均匀化;当脉冲电压增加至240V时,初生Si团聚和粗化现象有所减弱,且其分布也较均匀。当脉冲频率变化较小时(1~5Hz),初生Si的分布和形态不会随脉冲频率的增加而改变;当脉冲频率增加到10Hz时,初生Si出现了偏聚和粗化的现象。     

脉冲磁场对AZ31镁合金组织及压缩性能的影响

研究了在AZ31变形镁合金熔体凝固过程中施加脉冲磁场对其组织及压缩性能的影响。在设定的浇注温度下,考察了脉冲电压、脉冲频率及模具温度对合金的初生相形貌和晶粒尺寸的影响。结果表明,脉冲磁场可有效细化AZ31镁合金的组织;脉冲电压在0~300V范围内,脉冲频率在1~10Hz时,随着脉冲电压或脉冲频率的增加,合金的平均晶粒尺寸逐渐减小,初生相由发达的树枝晶退化成等轴晶和蔷薇晶。当模具温度在20~600℃时,AZ31镁合金的凝固组织出现先细化后粗化现象,拐点值为200℃;与常规铸造工艺相比,脉冲磁场对合金的压缩性能有明显影响,当脉冲电压为300V,脉冲频率为5Hz,浇注温度为720℃,模具温度为200℃时,合金的抗压强度达到340.87 MPa,抗压强度提高了71.40%,压缩率提高了75.14%。     

脉冲磁场与变质处理对20Mg2Si/Al复合材料中初生Mg2Si相的影响

对比研究了未处理、脉冲磁场处理及脉冲磁场-变质剂复合处理对20Mg2Si/Al复合材料中初生Mg2Si相形貌和分布的影响,同时研究了复合处理条件下,不同磁场电压和频率对初生Mg2Si相的影响。结果表明,磁场处理和复合处理条件下,Mg2Si相尺寸均有所减小;试样从心部到边部,Mg2Si相体积分数逐渐增加,呈梯度分布,但复合处理后,Mg2Si相的梯度分布效果减弱。当磁场电压在0~300V范围内或磁场频率在1~10Hz范围内,随着磁场电压或频率增加,Mg2Si相的尺寸均先增加后减小,转折点分别为200V和5Hz,其梯度分布效果总体上逐渐减弱。试样耐磨性和硬度的变化规律与Mg2Si相的体积分数基本保持一致。     

脉冲磁场对SiC_P/AZ91D复合材料凝固组织的影响

研究了不同的脉冲电压、频率及模具预热温度对SiCP/AZ91D复合材料凝固组织的影响。结果表明,通过控制脉冲磁场参数和模具预热温度,可以有效改变SiC颗粒在合金凝固组织中的分布;在0~200V范围内,随着脉冲电压的增加,SiC颗粒逐渐分散均匀,但是当电压升高到250V时,SiC颗粒有团聚的趋势;在0~5Hz范围内,随着脉冲频率的增加,SiC颗粒分布逐渐均匀;在室温到600℃范围内,在磁场处理条件下,随着模具温度的升高,SiC颗粒分布逐渐均匀。     

低压脉冲磁场下制备半固态AZ91D-3Ca镁合金的研究

研究了低压脉冲磁场下半固态AZ91D-3Ca镁合金的制备,考察了磁场作用下模具预热温度和浇注温度对合金初生相形貌的影响。结果表明,通过控制合金的冷却速度,利用低压脉冲磁场可以制备出初生相为蔷薇状晶体的半固态AZ91D-3Ca镁合金坯料;在低压脉冲磁场的作用下,随着模具预热温度的升高或浇注温度的降低,初生枝晶逐渐退化;低压脉冲磁场只有在较高的模具预热温度和较低的浇注温度下才能使初生相发生蔷薇化转变。     

脉冲磁场对ZA27合金凝固组织和力学性能的影响

研究了不同脉冲参数和冷却条件对ZA27合金凝固组织和力学性能的影响。结果表明,通过控制脉冲磁场参数和冷却条件,能明显改善ZA27合金的凝固组织,合金的力学性能也得到提高。在0~300V范围内,随脉冲电压升高,合金初生相由粗大的枝晶逐渐转变为细小的球状或蔷薇状晶,抗压强度也逐渐提高,其最高抗压强度较未处理时提高39.6%;在1~10Hz范围内,合金初生相随脉冲频率的提高而逐渐细化,其抗压强度逐渐提高;当浇注温度在490~580℃范围内或模具预热温度在10~400℃范围内提高时,合金的初生相均先细化后粗化,转折点分别为520℃和200℃,合金的抗压强度总体上逐渐提高。     

脉冲磁场下Al-5Fe合金凝固组织的细化

通过自行研制的脉冲磁场装置,研究了不同的脉冲磁感应强度、浇注温度及模具预热温度对Al-5Fe合金凝固组织的影响.结果表明,通过控制脉冲磁场参数和合金的凝固条件,可以有效细化Al-5Fe合金的凝固组织,Al3Fe相由粗大的长条状转变为细小的针状;在0～210 V范围内,随着脉冲电压的增加,Al3Fe相逐渐细化;在800～890℃范围内,随着浇注温度的提高,磁场作用下Al3Fe相先细化后有所粗化,当浇注温度为860℃时,Al3Fe相的细化效果最好;在200～800℃范围内,经过磁场处理合金的凝固组织随着模具温度的升高逐渐细化.     

机械振动对Al-Fe合金凝固组织的影响

在Al-5%Fe合金凝固过程中施加机械振动,研究了机械振动参数(如振幅、振动频率)、模具预热温度及浇注温度对其凝固组织的影响。结果表明,通过控制机械振动参数和凝固条件可有效细化Al-5%Fe合金的凝固组织,A13Fe相由粗大的长针状转变为细针状或短杆状;随着振幅和振动频率的升高,合金的凝固组织逐渐细化,且振幅细化效果优于振动频率;在200~800℃范围内,凝固组织随模具预热温度的升高逐渐粗化;在800~890℃范围内,随浇注温度升高,A13Fe组织先细化后又粗化,830℃时细化效果最好。     

脉冲磁场下制备半固态铝铜合金坯料的研究

采用脉冲磁场技术制备了半固态Al-4.5Cu合金坯料,考察了冷却速度和脉冲频率对半固态坯料初生α-Al相形貌和尺寸的影响.结果表明,利用脉冲磁场处理可以制备出初生α-A1相为细小的近球状颗粒的半固态Al-4.5Cu合金坯料.初生α -Al相平均晶粒尺寸和平均形状系数分别随着冷却速度的减小和脉冲频率的增加而相应的减小和增加.但当冷却速度减小到20℃/min,脉冲频率增大到10 Hz时,半固态组织有所粗化.当冷却速度为40℃/min,脉冲频率为6 Hz时,半固态Al-4.5Cu合金坯料初生α-Al相平均晶粒尺寸最小,形貌最为圆整,适合于半固态成形.     

低压脉冲磁场对纯Al凝固组织和缩孔的影响

研究了不同的脉冲磁场电压、脉冲频率及铸型预热温度对纯铝凝固组织和缩孔的影响.研究结果表明:低压脉冲磁场可使纯铝晶粒细化,等轴晶比例增加,缩孔深度减小;随着脉冲电压、脉冲频率或铸型预热温度的增加,纯铝的等轴晶比例逐渐增大,但当铸型预热温度达到700℃时,等轴晶比例略有减小;同时纯铝的中心缩孔深度逐渐减小,但当脉冲频率超过2.5Hz或铸型预热温度超过500℃时,中心凸起代替中心缩孔.     

低过热度浇注弱电磁搅拌对半固态Al-30Si组织的影响

对低过热度浇注弱电磁搅拌制备Al-30Si过共晶合金半固态浆料过程中浇注温度、搅拌功率、搅拌时间等工艺参数与浆料组织间的影响规律进行了研究.结果表明,低过热度浇注弱电磁搅拌技术可以制备较理想的半固态Al-30Si合金浆料.与常规铸造相比,初生Si最小晶粒尺寸由16μm减小到了7μm,最大晶粒尺寸由296μm减小到了23μm,平均晶粒尺寸由138.80μm减小到了11.49μm;初生Si的分布更加均匀,形状更加圆整;浇注温度、搅拌功率和搅拌时间主要影响初生Si形貌、分布和尺寸变化.     

脉冲磁场-机械振动复合作用下K4169高温合金凝固组织的细化

对比研究了未处理、脉冲磁场处理、机械振动处理和脉冲磁场-机械振动复合处理对K4169高温合金凝固组织和力学性能的影响,并考察了复合处理条件下不同的脉冲电压、脉冲频率及浇注温度时合金的初生相形貌。结果表明:经脉冲磁场-机械振动复合处理后,合金的晶粒尺寸由4.5 mm细化至0.98 mm,断面等轴晶比例由36%提高至96%,且细化效果均好于单一的脉冲磁场处理或机械振动处理,同时合金的抗拉强度和延伸率较常规铸造条件下分别提高了49.2%,37.3%。随着脉冲电压或脉冲频率增加,合金的初生相逐渐退化,由发达的树枝晶变成细小的等轴晶或蔷薇状晶体。在1380~1530℃范围内,随浇注温度的提高,复合处理后合金的初生相不断细化。     

脉冲-交流磁场对AZ31镁合金组织及力学性能的影响

采用无磁场的常规铸造处理、施加脉冲磁场、施加交流磁场、施加脉冲-交流复合磁场4种工艺处理方式对AZ31镁合金凝固组织和力学性能的影响进行了分析,另外在施加复合磁场中考察了3种不同工艺参数:脉冲电压、脉冲频率及模具温度对合金的初生相形貌和晶粒尺寸的影响。结果表明,与交流磁场处理或脉冲磁场处理相比,复合磁场处理细化效果最好。经复合磁场处理后,合金的初生相由发达的树枝晶转变为细小的等轴晶,平均晶粒尺寸从3.5 mm减小到0.93mm,断面等轴晶的比例由55.8%提高到97%;复合磁场中随着脉冲电压(0~300V)或脉冲频率(1~10 Hz)增加,初生相由不完整的树枝晶逐渐退化为细小的等轴晶或蔷薇状晶;随模具温度从20℃增加至600℃,复合磁场处理后合金的晶粒尺寸先增大后减小然后再增大,200℃时晶粒尺寸最小。3种磁场处理方式中,复合磁场处理对合金的力学性能提高最明显,与常规铸造相比,合金的抗拉强度与伸长率分别提高了35.8%和25.6%。     

低压脉冲磁场对2024铝合金凝固组织的细化

在2024铝合金的凝固过程中施加低压脉冲磁场处理,研究了低压脉冲磁场作用下2024铝合金凝固组织的变化,考察了浇注温度和放电电压对2024铝合金凝固组织中α-Al相形貌和尺寸的影响.结果表明,在低压脉冲磁场的作用下,2024铝合金凝固组织中的初生a-Al相和共晶组织均显著细化.浇注温度越接近液相线温度,初生α-Al的平均晶粒尺寸越小.随着放电电压的升高,初生α-Al的平均晶粒尺寸逐渐减小,当放电电压为250 V时,平均晶粒尺寸达到最小值.     

脉冲磁场对Al-12.6Si-1Cu合金组织的影响

研究了脉冲磁场下不同的磁场强度和脉冲频率对Al-12.6Si-1Cu合金初生Si和共晶Si组织的影响。在脉冲磁场强度不变的情况下,研究了脉冲频率对共晶Al-Si合金初生Si组织及共晶Si组织的影响。结果表明,随着脉冲频率由0.5Hz增加到2Hz,Al-12.6Si-1Cu合金中初生Si组织和共晶Si组织明显得到细化;当脉冲磁场频率由2Hz继续增加到5Hz时,Al-12.6Si-1Cu合金中初生Si组织和共晶Si组织反而变得粗大。在脉冲磁场的频率为2 Hz的前提下,改变脉冲磁场的强度,结果发现,随着脉冲磁场的强度从5×104 A/m增加到4×105 A/m,Al-12.6Si-1Cu合金中初生Si组织和共晶Si组织得到细化;当脉冲磁场强度由4×105 A/m增加到7×105 A/m时,Al-12.6Si-1Cu合金中初生Si组织和共晶Si组织变得粗大。磁场强度的变化对初生Si及共晶Si影响大于脉冲频率的影响。