A390合金近液相线法处理中初生硅形态的演变

采用A390合金为试验原料,通过改变、控制浇注温度、保温时间和冷却速度,研究了在近液相线区不同温度（620°～695°）、不同保温时间（10min-70min）下获得半固态合金坯料组织的演变规律及变化机理。结果表明：在635°～650°,保温40min～55min,能够得到细小、均匀、圆整的颗粒状初生硅组织。因此,仅通过控制近液相线法铸造的工艺参数便可改善A390合金半固态坯料中初生硅的尺寸和形貌,这是获得半固态坯料的一种简单、高效和低成本的方法。     

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。     

近液相线法制备A390合金显微组织的演变

采用近液相线法制备半固态A390合金,研究了A390合金在液相线温度附近保温时,其凝固组织形态随保温温度和时间的演变规律.结果表明,当保温温度从695℃逐渐降至650℃左右时,A390合金的凝固组织中α-Al相由树枝晶状逐渐演变成蔷薇状晶和近似球状的形态,初生Si相也不断细化且形态趋于圆整;在635～650℃之间保温40～55 min时,能够使A390合金获得细小、均匀的颗粒状初生Si相和较为圆整的α-Al相微观组织.随着冷却速度的提高,保温处理后A390合金凝固组织的初生Si更加细小,α-Al相更加圆整.     

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     

近液相线法铸造非枝晶A356合金组织与成形性能

用近液相线半连续铸造法制备出具有等轴晶粒的半固态A356合金坯料，合适的铸造工艺为铸造温度615℃，保温20min,铸造温度120mm/min，冷却水流量0.086m^3/min，在电阻炉加热的条件下，半固态A356合金坯料的重熔加热温度场均匀，合适的加热温度为580-590℃，在模具温度400-600℃的条件下，触变成形汽车发动机用轴瓦盖热处理后的σ值达到290.2MPa，δ5达到12.9%。     

近液相线半连续铸造A356铝合金显微组织

采用近液相线半连续铸造法制备铸造A356铝合金，获得金属半固态加工要求的细小，等轴的“非枝晶”组织，研究了铸造温度、保温时间及冷却速度对该组织的影响规律。结果表明，在液相线附近，降低铸造温度，有利于减小晶粒尺寸；晶粒平均等积圆直径最小可达42．6μm，初始固相体积分数最多可达98．4％，同一温度下，晶粒尺寸随保温时间的延长而粗化；冷却速度快，晶粒尺寸细小；同一铸锭，其中心部位的组织比边缘部位的组织粗大，且分布均匀、等轴特征明显。     

A356铝合金近液相线半连续铸造工艺试验研究

选用正交试验法，研究了A356铝合金近液相线半连续铸造工艺参数的影响。指出冷却强度是晶粒细化的最主要因素，极差为12．17，可信度达到99％，其次是铸造速度与保温时间。最佳工艺参数为：保温温度625℃，保温时间10min，铸造速度145mm/min，冷却强度0．075m^3／min水流量。其晶粒平均等积圆直径为30．82μm；最小直径9．75μm，最大直径87．62μm。     

6061合金近液相线铸造微观组织的多尺度模拟

建立了描述近液相线半连续铸造过程的温度场模型和微观组织演变模型,通过固相率变化将介观尺度上的Cellu-lar Automaton(CA)计算和宏观尺度上的有限差分耦合起来,实现合金凝固组织演变的多尺度模拟。通过模拟和试验研究了6061合金在不同浇注温度和铸造速度下初生相的演变。结果表明,浇注温度对初生相形貌的影响最大,当浇注温度在液相线附近并且保温一段时间,初生相为理想的近球状组织;6061合金的最佳工艺条件是浇注温度为940K、铸造速度为0.02mm/s、冷却水强度为0.05m3/min,与试验吻合。     

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。     

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。     

Microstructural characteristics of near-liquidus cast AZ91D alloy during semi-solid die casting

Near-liquidus cast ingot was reheated to semi-solid firstly, and then a bracket of motor was prepared by die casting the semi-solid ingot into mould. The microstructural characteristics of AZ91D alloy in these processes were investigated. In the process of near-liquidus casting, primary α-Mg grains tend to be rosette-like because of the increase of plentiful quasi-solid atom clusters in molten alloy with the decrease of pouring temperature. These rosette-like α-Mg grains in ingots fabricated by near-liquidus casting are fused off and refined into near-globular structure owing to the solute diffusion mechanism and the minimum surface energy mechanism during reheating. After semi-solid die-casting, α-Mg grains, located in biscuit, impact and connect with each other; α-Mg grains, located in inner gate, congregate together; while α-Mg grains, located in component, distribute uniformly and become into globularity or strip. Because the inner gate limits the flowing of semi-solid slurry, and the pressure acted on the semi-solid slurry decreases gradually along the filling direction of semi-solid slurry in cavity, microstructural segregation of unmelted α-Mg grains appears along this direction. Shrinkage holes in casting are caused by two different reasons. For biscuit, the shrinkage holes are caused by the blocked access of feeding liquid to the shrinkage zone for the agglomerated unmelted α-Mg grains. For component, the shrinkage holes are caused by the lack of feeding of liquid alloy.     

Microstructures of an AlSi7Mg alloy by near-liquidus casting

Semi-solid ingots of an AlSi7Mg alloy were obtained using the method of near liquidus casting. Their micro- structures exhibit the characteristics of fine, equiaxed, and non-dendrite, which are required for semi-solid forming. The in- fluences of casting temperature, heat preservation time, and cooling rate on the microstructure were also investigated. The results show that in the temperature region near liquidus the grain size becomes small with a decrease in casting temperature. Prolonging the heat preservation time makes grain crassitude at the same temperature. And increasing the cooling rate makes grain fine. The microstructure of the alloy cast with iron mould is finer than that with graphite mould.     

电磁振荡下半连铸Al合金凝固组织的细化机制

在半连铸7075铝合金过程中, 通过同时施加稳恒磁场和交变磁场的方法, 使凝固熔体产生受迫振荡, 研究了电磁振荡的强度和频率对晶粒细化的影响规律. 对电磁振荡作用下, 合金凝固组织的细化机理进行了探讨. 结果表明 电磁振荡法获得的晶粒尺寸要较CREM法所获得的小, 且随着电磁振荡强度增加及频率降低, 铸锭整体组织变得更加细小和均匀.     

Refinement of primary Si grains of A390 alloy slurry through serpentine channel pouring process

In this paper, the serpentine channel pouring process for preparing a semi-solid A390 alloy slurry and refining the primary Si grains of the A390 alloy, was used. The effects of the pouring temperature, the cooling water flow and the number of the curves on the size of the primary Si grains in the semi-solid A390 alloy slurry were investigated. The results show that the pouring temperature, the cooling water flow and the number of the curves have a major effect on the size and the distribution of primary Si grains. Under the experimental condition of the four-curve copper channel whose cooling water flow was 500 L·h-1 and the pouring temperature was 690 oC, the primary Si grains of the semi-solid A390 alloy slurry were refined to the greatest extent and the lath-like grains were changed into granular ones. Additionally, the equivalent grain diameter and the average shape factor of the primary Si grains of the satisfactory semi-solid A390 alloy slurry are 18.6 μm and 0.8, respectively. Further, the refinement mechanism of the primary Si grains through the serpentine channel pouring process was analyzed and discussed. In summary, the primary Si nuclei could be easily precipitated due to the chilling effect of the channel inner wall, thus the primary Si grains were greatly refined. Meanwhile, the subsequent alloy melt fluid also promoted the separation of primary Si grains from the inner wall, further refining the primary Si grains.     

Al-Cu-Mg-Ti合金固液混合近液相线铸造及凝固组织

通过向Al-Cu-Mg合金液中加入经过预处理的快速凝固Al-7％ Ti粉进行固液混合近液相线铸造,制备了不同Ti含量的Al-Cu-Mg-Ti合金.采用扫描电镜分析了合金的铸态晶粒组织和Al3Ti相的形态、尺寸与分布,研究了Al-7％Ti粉预处理工艺对Al-Cu-Mg-Ti合金铸态显微组织的影响,提出了优化的Al-7％Ti合金粉预处理工艺和加入量.结果表明,固液混合近液相线铸造Al-Cu-Mg-Ti合金的晶粒组织明显细化;合金中的Al3Ti相颗粒基本保持在2～ 10μm,与Al-7％ Ti粉中的Al3Ti相颗粒尺寸相当,且弥散均匀分布在铸态组织中.当钛含量超过1.5％时,即当Al-7％ Ti合金粉的加入量超过21.4％时,对合金晶粒组织的细化作用降低,且粗大的针状Al3Ti相明显增多.     

超声作用下半连铸7050铝合金的偏析行为及形成机制

采用SPECTRO-MAXx立式直读光谱仪和Leica金相显微镜,研究超声功率对半连铸过程中7050铝合金微观组织及溶质Zn元素径向分布的作用规律。结果表明:在超声外场作用下铸锭组织明显细化,混晶减少,溶质Zn元素的径向逆偏析程度减弱,并随着超声功率的增加,晶粒细化程度及宏观偏析的弱化效果更好,溶质Zn元素的偏析比由未加超声时的1.190降低为240 W功率超声作用时的1.086;在超声外场调控下,铝合金熔体偏析弱化的主要原因是由于形核率增加,晶粒细化,两相区液固相相对运动速度减小;液穴变浅,由铸锭收缩导致的富集液相径向流动减弱,是径向偏析程度减弱的另一原因;在半连续铸造过程中,采用超声外场控制液相的流动是弱化铸锭径向宏观偏析的有效手段。     

脉冲电磁场下铝合金半连续铸造技术研究进展

利用脉冲电磁场引起的力效应、热效应及磁势能可显著改善铝合金半连续铸造组织性能,同时,脉冲电磁铸造技术在绿色生产、智能控制等方面紧密契合“低碳冶金”的国家战略要求。综述了脉冲电磁场在铸造晶粒细化、微观结构演变及析出物细化3方面的研究成果,分析了脉冲电磁场特性与材料相变的耦合机制,提出了脉冲电磁场控制凝固、析出相变组织的初步构想,以满足高性能铝合金的质量要求。着重介绍了基于理论指导开发的熔体表面脉冲电磁场技术及其在7XXX(φ203)、6XXX(φ380)、Al-Si(φ120)等多规格半连续铸造的工业实践,脉冲电磁场有望在今后铸造、热处理等多个冶金环节发挥更大作用。     

7075合金液相线半连续铸造与二次加热的合金组织

提出了液相线半连续铸造制备铝合金半固态浆的新工艺,研究了液相线半连续铸造7075合金的微观组织及其在二次加热过程中的变化,在液相线温度下（908K）半连续铸造的7075合金组织为均匀、细小的蔷薇状组织,晶粒平均等积圆直径为29.7um,晶粒平均圆度为1.87。经二次加热后,铸造组织逐渐转变为等轴晶,在849K下加热60min后,晶粒平衡等积圆直径为57.6um,平均圆度为1.49,在869K下加热30min后,晶粒平均等积圆直径为47.2um,平均圆度为1.54。结果表明,液相线半边疆铸造可以获得理想的7075合金半固态浆料。     

过共晶铝硅合金中初晶硅的变质机理探讨

过共晶铝硅合金中的初晶硅由于晶粒粗大并且有尖锐的棱角,严重的削弱了合金的机械性能,通常我们采用变质处理工艺来改善这一现象。目前很多研究表明硅元素变质的机理主要是孪晶凹谷机制。但是研究的对象都集中于亚共晶铝硅合金中的共晶硅。而对于含硅量高的过共晶铝硅合金．目前的研究内容是过共晶铝硅合金中的共晶硅或磷元素变质中的初晶硅的变质机理。对于钠盐变质的过共晶组织中初晶硅的变质机理未见报道．而恰恰初晶硅对过共晶组织性能的影响最深刻。因此实验研究对象锁定为钠盐变质的初晶硅变质机理。并且使用透射电子显微镜．通过标定透射衍射斑点研究硅相的变质机理。结果证明：变质元素的富集和择优吸附对共晶硅和初晶硅都是有效的,但实际上变质元素对两种硅相的变质效果是不同的。