Mg对反重力铸造ZL116合金组织和性能的影响

通过OM、XRD以及室温拉伸试验等手段,分析了Mg对反重力铸造ZL116合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,随着Mg含量提高,ZL116合金的抗拉强度有所提高,伸长率基本没有变化。反重力铸造方式中差压铸造的ZL116合金力学性能最优,低压铸造次之,调压铸造的力学性能差于重力铸造。随着Mg含量提高,ZL116合金中的强化相Mg2Si含量也随之增加,最终导致ZL116合金抗拉强度提高。     

近液相线电磁半连续铸造6061合金半固态坯料及重熔加热组织与工艺研究

以6061合金为研究对象,采用降低浇铸温度同时施加电磁场的半连续铸造工艺,研究了ZL201合金的凝固组织,并进行了二次加热实验。结果表明:在液相线温度附近施加电磁场,合金组织为均匀、细小非枝晶组织;低过热度浇铸时,临界晶核半径减小,此时在电磁场作用下,降低了熔体的温度梯度,促进了准固相原子团簇在熔体中形成,形核率增大;二次加热时,随着保温温度的升高,组织转变速度加快,保温温度过高,淬火组织粗大,对成形件性能不利;随着保温时间的增加,初生α-Al不断球化,淬火组织也越圆整;在610～630℃下保温15min,所得淬火组织均匀,细小,是理想的重熔组织。     

液相线半连续铸造112Al合金的组织

液相线半连续铸造是 1种先进的半固态浆制备方法。考察了铸造温度、冷却强度及铸造速度对液相线半连续铸造法制备 112铝合金半固态浆料组织的影响。合金熔体在常规铸造温度 (690℃ )下浇注获得的锭坯边部是粗大的枝晶 ,中间部位组织极不均匀 ;在接近液相线温度以上 (60 5℃ )保温 2 0min后浇注的铸造组织较好 ,中心部位和边部组织的差异较小。在液相线温度 (5 88℃ )保温 2 0min后进行半连续铸造获得的锭坯中心和边部组织元均是均匀、细小的近球形组织。降低一次冷却强度、增大二次冷却强度和减小铸造速度均有利于均匀、细小、等轴的半固态组织的形成。结果表明 ,液相线半连续铸造能有效地制备 112Al合金的半固态浆料     

半连续铸造速度对ZL201凝固组织影响的多尺度模拟

用多尺度模拟方法研究了近液相线半连续铸造中的ZL201合金的液/固相变。建立了描述连续铸造过程的温度场模型及相变模型,通过固相率变化将宏观和介观尺度上的模拟耦合起来。利用外推边界条件对ZL201合金在近液相线半连续铸造过程的稳态温度场进行了计算;根据连续铸造特点,提出了用液/固相变区域中元胞的平均过冷度作为形核计算的基本参数。对ZL201合金在铸造速度为1.5~10.0mm/s时的近液相线浇注的凝固组织进行了模拟。计算表明,铸造速度对半固态合金组织的形成有较大影响,当铸造速度在2.0~2.5mm/s时,可获得晶粒大小和分布良好的合金组织。     

半固态A356合金重熔加热过程中的热稳定性

利用电阻炉加热，采用电子显微镜及图象分析仪，研究了近液相线铸造A356铝合金在二次加热过程中的组织变化。结果表明：近液相线铸造铝合金A356在580℃～590℃加热，保温10min，晶粒仍保持细小、近似等轴的组织特点。随着加热温度的升高和保温时间的延长，初生相尺寸增加较小，具有较高的热稳定性。     

7075Al合金液相线半连续铸造组织及形成机理

研究了液相线半连续铸造法制备7075Al合金半固态浆料的组织，合金熔体在常规铸造温度（720℃）下浇注获得的锭坯边部是粗大的枝晶，中间部位组织极不均匀；在接近液相线温度（642℃）保温30min后的铸造组织较好，中心部位和边部组织的差异较小，在液相线温度附近（638℃）保温后进行半连续铸造获得的锭坯中心和边部组织均是均匀、细小的近球形组织。一次冷却强度的降低、二次冷却强度的增大和铸造速度的减小有利于均匀、细小的近球形组织的形成，熔体中大量内生形核和固-液界面成分过冷的降低有利于上述组织的形成，结果表明，液相线半连续铸造是一种有效的半固态浆料的制备方法。     

工艺条件对6061铝合金近液相线铸造微观组织的影响

采用近液相线半连续铸造技术,制备了120 mm×1 600 mm的6061铝合金半固态坯料,考察了铸造温度、铸造速度和冷却强度对铸锭组织的影响.结果表明,合金熔体在常规铸造温度(720 ℃)下获得的铸锭组织是粗大的枝晶,且组织极不均匀;在近液相线温度(657 ℃)下保温后铸造的铸锭组织均匀、细小、近球形.一次冷却强度的降低、二次冷却强度的增大均有利于均匀、细小的近球形组织的形成;铸造速度达到150 mm/min时可以获得细小、均匀、近球形的6061半固态坯料组织.     

ZL116合金的半固态触变成形

采用ZL116合金进行了半固态触变成形试验,结果表明,应用半固态触变成形工艺可以获得组织致密、轮廓清晰、充型完整的成形件;成形件的微观组织主要为细小、分布均匀的近球状和蔷薇状非枝晶组织;成形静压力作用所引起的局部组织塑性变形,使成形件的组织与性能得到改善,与液态触变工艺相比,硬度提高20％。     

半固态合金流变铸造的研究进展

总结了30余年来半固态合金流变铸造的研究和应用现状。介绍了传统机械搅拌式流变铸造工艺，由于其所制备的半固态合金浆料保存、输送麻烦，至今没有进入实际应用；评述了射室制备浆料式流变铸造工艺技术，其生产的压铸件经T6处理，力学性能与挤压铸件相当，但伸长率提高很多；介绍单、双螺旋流变射铸工艺，其特点是利用液态合金原料生产成本低，铸件气孔率低，但其所需设备和生产工艺还处在优化阶段；重点介绍了低过热度倾斜板浇注式流变铸造、低过热度浇注和弱机械搅拌式流变铸造的工艺特点和核心思想；分析了半固态合金流变铸造的发展前景。     

ZL111合金低温浇注组织演变

研究了ZL111铝合金在近液相线的温度保温后的组织.结果表明随着保温时间的延长,固相组织逐渐从最初的树枝晶经蔷薇状向颗粒状晶粒转变,在605℃保温40min时,可以得到满足半固态加工要求的细小,均匀的团粒状非枝晶组织.     

半连续铸造组织的多尺度模拟及半固态合金设计

用多尺度模拟方法研究了半连续铸造过程中微观组织的演变,提出了基于微观组织演变模拟的半固态合金设计方法.针对连续铸造过程建立了温度场及相变模型,通过固相率变化将宏观和介观尺度的计算联系起来;用外推法建立的连续铸造出口处的非物理边界条件对稳态温度场的计算精确高效;通过多尺度模拟研究了合金成分、浇注温度和浇注速度对Al-Cu合金凝固组织及成分分布的影响.结果表明:晶粒以枝晶方式生长,不同取向的相邻晶粒相遇时形成Cu合金含量较高的晶界;当Cu合金含量为8.00%时,铸造速度和浇注温度对组织形貌的影响较小,可获得大小和分布均匀的半固态合金组织.对ZL201合金的近液相线铸造组织的模拟结果与试验结果吻合.研究表明多尺度模拟是半固态合金设计及其工艺参数预测的有效方法.     

半连续铸造组织的多尺度模拟及半固态合金设计

用多尺度模拟方法研究了半连续铸造过程中微观组织的演变,提出了基于微观组织演变模拟的半固态合金设计方法。针对连续铸造过程建立了温度场及相变模型,通过固相率变化将宏观和介观尺度的计算联系起来;用外推法建立的连续铸造出口处的非物理边界条件对稳态温度场的计算精确高效;通过多尺度模拟研究了合金成分、浇注温度和浇注速度对Al-Cu合金凝固组织及成分分布的影响。结果表明,晶粒以枝晶方式生长,不同取向的相邻晶粒相遇时形成合金含量较高的晶界;当Cu合金含量在8.0%时,铸造速度和浇注温度对组织形貌的影响较小,可获得大小和分布均匀的半固态合金组织。对ZL201合金的近液相线铸造组织的模拟结果与试验结果吻合。研究表明,多尺度模拟是半固态合金设计及其工艺参数预测的有效方法。     

低频电磁场频率对ZL201合金组织的影响

采用低频电磁铸造技术制备ZL201合金半固态坯料,研究了电磁场频率对合金微观组织的影响.结果表明,随着电磁场频率从10 Hz上升到30 Hz时,粗大枝晶组织被打碎,逐渐转变为分布均匀、细小的、棒状或蔷薇状非枝晶组织.当电磁场频率为30 Hz时,可以获得更加均匀、细小的非枝晶组织,适合于半固态二次加热和触变成形.     

挤压铸造ZL5012合金的研究

ZL5012合金(Al-Zn-Mg-Fe)挤压铸件有好的表面质量和致密的组织结构,经热处理后,能获得高的机械性能,σb=490～530MP_a,δ=3～5%。此外,该合金还有固溶处理温度范围宽的特点。因此,用该合金能经济方便地挤压铸造生产优质铸件。     

近液相线半连续铸造过程中A390合金初生硅的形成机理

采用近液相线半连续铸造技术制备A390合金坯料,对铸锭显微组织进行金相观察,采用图像分析软件Image-ProPlus计算晶粒尺寸,研究浇注温度从高于液相线(650℃)100℃至10℃范围内变化对A390合金初生硅尺寸形貌的影响。结果表明:近液相线半连续铸造时,较低的浇注温度以及较均匀的温度场有利于均匀形核,同时减小熔体中Si的浓度梯度,从而消除Si原子聚集成团的条件,抑制初生硅的生长;因此,仅控制近液相线半连续铸造的工艺参数即可改善A390合金半固态坯料中初生硅尺寸形貌,这是制备过共晶铝硅合金半固态坯料的简单、可行、高效和低成本的方法。     

ZL105合金挤压铸造工艺研究

以ZL102、纯铝、铜板、镁块为原材料熔配成ZL105合金.采用正交试验方法研究ZL105合金挤压铸造工艺参数对成型件力学性能和显微组织的影响.结果表明,挤压铸造工艺参数对合金强度影响的程度大小依次为:合金浇注温度、保压时间、比压;对塑性影响最大的是合金浇注温度.合金浇注温度是对铸件的性能和显微组织影响最为显著的因素.金属型铸件热处理后的抗拉强度为225.0 MPa,挤压铸件热处理后的抗拉强度平均达到249.8 MPa,抗拉强度较金属型增加了11.0％.     

控制浇注温度制备的半固态ZL101合金的非枝晶组织

采用控制浇注温度制备半固态ZL101合金,研究了不同的浇注温度对铸造显微组织的影响.结果表明,在680℃浇注时,形成粗大的枝晶组织;在625℃浇注时,获得的显微组织有部分枝晶存在;在615℃浇注时,可获得均匀、近球形的理想的半固态非枝晶组织;而在605℃浇注时,会形成较大晶粒的非枝晶组织.另外,探讨了非枝晶组织的形成机理.     

砂型铸造ZL205A合金组织与力学性能的研究

研究了砂型铸造ZL205A合金在铸态和热处理(T6)态下合金的显微组织和力学性能。结果表明：铸态ZL205A合金基体相为α(M)固溶体，枝晶间和晶界上有α(M)、θ(Al2Cu)相和Cd相的共晶组织。晶界处存在θ和T(Sl2CuMn2)相的混合组织。另外，还有少量的灰色块状ZrAl3相、条状Al3Ti相分布在α固溶体上。合金中添加的少量Ti、V、Zr和B等元素，可有效地细化晶粒。T6固溶处理时，θ相和Cd相溶入α固溶体中，二次T相呈弥散小质点析出，组织中还存在片状Al3Ti的偏析物和未完全溶解残留在晶界上的Al2Cu相。合金(T6)抗拉强度随温度的升高呈下降的趋势，合金在不同温度下均为延展性断裂，韧性非常好。     

自孕育流变铸造对ZL101合金组织的影响

采用新型自孕育流变铸造法,研究了自孕育流变铸造法及熔体处理温度对ZL101合金组织的影响。结果表明,自孕育流变铸造能有效细化组织,晶粒尺寸主要分布在25～49μm范围内,平均等效圆直径为37μm。熔体处理温度为710℃时孕育剂加入量为5%,导流器倾斜角为45°时达到最好细化效果。经分析认为,孕育剂的加入促进了初生α-Al相的形核,而导流器的剪切和激冷作用促使树枝晶破碎形成新的形核质点,两方面的作用使金属凝固时存在大量的晶核,从而细化了组织。     

A356.2合金半固态坯料的复合制备工艺

通过近液相线浇注、等径角挤压和半固态保温处理复合工艺制备了A356.2合金半固态坯料。利用金相显微镜和金相分析系统测量各工艺参数下制得半固态坯料的等积圆直径和形状系数,并对测量结果进行分析。结果表明,该复合工艺可以制备性能优良的A356.2合金半固态坯料,平均晶粒尺寸在57.4～87.2μm之间,形状系数在0.74～0.91之间;近液相线浇注可以获得呈蔷薇状和团状的晶粒细小坯料,等径角挤压使晶粒发生了明显的变形和破碎,累积了大的变形能,保温处理过程中晶粒逐步向近球状和球状转变,同时晶粒尺寸增大。