半固态A356合金重熔加热时初生相的组织演变

利用低过热度浇注技术制备了半固态A356铝合金坯料,研究了半固态温度区间重熔加热时半固态A356铝合金坯料的初生相形貌的转变过程.结果表明,在半固态两相区保温,半固态A356合金的初生相逐渐团球化,该过程随保温温度的升高而加快.半固态A356铝合金晶粒的圆度与保温温度和保温时间的关系不大,但晶粒的尺寸随着保温温度和保温时间的增加而增大.半固态A356合金试样重熔加热最佳工艺制度为583℃下保温30min,其晶粒平均等积圆直径为80μm,晶粒平均圆度为0.83.     

半固态A356合金重熔加热时初生相的组织演变

利用低过热度浇注技术制备了半固态A356铝合金坯料,研究了半固态温度区间重熔加热时半固态A356铝合金坯料的初生相形貌的转变过程.结果表明,在半固态两相区保温,半固态A356合金的初生相逐渐团球化,该过程随保温温度的升高而加快.半固态A356铝合金晶粒的圆度与保温温度和保温时间的关系不大,但晶粒的尺寸随着保温温度和保温时间的增加而增大.半固态A356合金试样重熔加热最佳工艺制度为583℃下保温30min,其晶粒平均等积圆直径为80μm,晶粒平均圆度为0.83.     

Ce对A356合金的影响及细化机制的研究

研究了Ce对A356铝合金晶粒细化的效果以及对其力学性能的影响。结果表明:在未添加稀土Ce时,A356铝合金结晶时,其中的初生相α-Al呈现为粗大的树枝状。在添加不同量的稀土Ce时,A356铝合金中的初生相α-Al明显得到细化,树枝状晶转化为等轴晶。在Ce合金添加量为0. 1%时其细化效果最好,α-Al的等效直径和形状因子均达到最优水平,分别为24. 5μm和0. 61;二次枝晶臂间距最小,平均二次枝晶臂间距为14. 63μm;其力学性能也达到最佳,抗拉强度和延伸率分别为165. 89 MPa和3. 5%,合金的硬度为HV 77. 6。添加量超过0. 1%时,其细化效果会随着添加量的增加而逐渐减弱。稀土Ce对于合金晶粒细化比较符合异质形核理论,Al-Ce中间合金中的Al11Ce3和α-Al具有相似的晶体结构,而且晶格常数也能与之相对应。在A356合金液中添加Al-Ce中间合金时,Al11Ce3粒子作为A356合金凝固时的异质形核点从而促进细化。     

电磁搅拌方式和稀土对半固态A356合金凝固组织的影响

通过双向电磁搅拌和稀土元素制备了半固态A356铝合金浆料.利用OM、XRD和SEM研究磁场频率30 Hz搅拌12 s时,无稀土、单一稀土0.5 %Ce（质量分数,下同）、混合稀土0.3 %La+0.2 %Yb以及电磁搅拌方式(单向连续搅拌、双向连续搅拌、双向间歇搅拌)对初生相形貌的影响.结果表明:在控制稀土等同总百分含量下,混合稀土对凝固组织优化程度大于单一稀土和无稀土,初生相平均等积圆直径和形状因子达到36.4 μm、0.82;在此基础上进一步对熔体施加不同搅拌方式处理,试验发现双向连续搅拌作用液态熔体形成了强烈的紊流和惯性冲击,加快了凝固体系的质量传输热量传递,晶粒尺寸和形貌相较于单向连续搅拌、双向间歇搅拌更加细小圆整.      

双向间歇电磁搅拌对半固态A356-Ce合金凝固组织的影响

利用强剪切强对流的双向间歇电磁搅拌技术与低过热度浇注技术复合工艺作用合金熔体,制备了凝固显微组织形貌为晶粒尺寸细小、形态规则圆整的半固态A356-Ce合金铸锭,研究了在磁场作用时间恒定15 s时铝合金熔体施加不同磁场频率、间歇时间对合金中初生α相晶粒尺寸和形貌演变方式的影响规律。结果表明,在合理的试验磁场频率和间歇时间范围内,随着磁场频率和间歇时间增加,初生相的尺寸逐渐细化、圆整度和分布均匀性增大。在磁场频率30 Hz、间歇时间3 s电磁搅拌工艺条件下半固态初生相的晶粒尺寸细化和球化程度达到最佳,组织中初生晶粒均匀分布,初生相的形貌由初始发达粗大的树枝晶向细小圆整的球状非枝晶转变,其平均等积圆直径处于各磁场频率和间歇时间作用下的最小值35.2μm;平均形状因子达到了峰值0.81。采用该复合工艺可制备出满足流变成形需要的优质的流变浆料。     

微量Ce对细化A356合金初生相的作用

利用低过热度浇注技术制备了半固态A356-Ce合金浆料,研究了稀土Ce对半固态A356合金的初生相形貌和尺寸的影响.研究结果表明:含有适量稀土Ce的A356铝合金经低过热度浇注可制备具有颗粒状和蔷薇状初生相的半固态浆料,合金熔体等温温度会影响Ce细化半固态A356合金中初生相的效果.Ce对半固态A356铝合金的初生相细化机理与稀土在铝合金中诱发的共晶反应有关.      

细化剂和冷却速率对Al-Mg-Mn合金凝固组织的影响

细化剂含量和冷却速率对凝固过程具有重要影响.分别加入不同含量的Al-3Ti-B晶粒细化剂,研究其对一种Al-Mg-Mn合金晶粒组织的影响.结果表明,随着晶粒细化剂含量的增加,晶粒愈加细小,在本实验范围内当细化剂含量为0.1%Ti时,组织最为均匀细小.采用连续测温的方法,测定了使用不同铸模时,铸锭的冷却速率,并分析了冷却速率对凝固组织的影响.与使用耐火材料铸模相比,使用石墨铸模时,铸锭的冷却速率提高1～2个数量级,铸态组织得到显著细化,平均晶粒尺寸由138μm细化到35μm.     

La和Y对细化后A356铝合金显微组织的影响

利用金相显微镜和扫描电子显微镜等设备研究了稀土金属La和Y对经AlTiB和AlSr细化后的A356铝合金α-Al枝晶和共晶Si相显微组织的影响及作用机理。研究表明,金属La和Y加入A356铝合金后以AlSiLa或AlSiY的形式存在于α-Al相晶界中。La和Y不仅对A356铝合金共晶硅相具有明显的变质效果,而且对α-Al晶粒有细化作用。其中Y变质共晶硅和细化α-Al晶粒的效果均优于La。     

电脉冲对细化金属凝固组织的影响现状

综合论述了电脉冲在细化金属凝固组织方面的应用和研究状况，从不遇角度对其作用机理做了分析探讨。同时指出电脉冲这一新技术应用前景广阔，但仍需克服多方面的困难，进行更系统和深入的研究。     

熔体搅拌方式对半固态A356-0.5Ce合金凝固组织和力学性能的影响

结合双向间歇电磁搅拌与低过热度浇注复合工艺制备了凝固组织、拉伸性能较为理想的半固态A356-0.5Ce(质量分数)合金铸锭,通过OM分析铝熔体施加不同搅拌方式(无搅拌、30Hz单向连续电磁搅拌以及30Hz双向间歇电磁搅拌)对初生α相晶粒尺寸和形态的影响规律。结果表明,在30 Hz双向间歇电磁搅拌条件下初生晶粒细化球化程度较好,平均等积圆直径为35.9μm,形状因子为0.79。利用SEM研究了3种搅拌方式下合金铸锭的拉伸性能与断口形貌。相较于常规铸造,30Hz单向连续电磁搅拌和30 Hz双向间歇电磁搅拌作用下合金的抗拉强度由125 MPa分别增至143、176 MPa;延伸率由4.2%增至5.4%、7.8%,断裂机制由脆性解理断裂过渡为韧性断裂。     

凝固条件对AlSi7Mg合金半固态加热时组织的影响

利用电阻炉研究了凝固条件对AlSi₇Mg 合金半固态加热时组织的影响.研究表明:电磁搅拌的AlSi₇Mg 合金在589或597℃下保温,在较短的时间内(5~10 min),共晶体即可重熔,α相可转变为球状,而且保温温度越高,试样共晶体重熔和α相球化的过程越快;相比较,未电磁搅拌的细小枝晶的AlSi₇Mg 合金在同样的加热温度下,即使保温60min,也无法获得完全球状α相的半固态组织.     

稀土细化剂对半固态A356铝合金等温热处理组织的影响

利用低温浇注与晶粒细化法制备了半固态A356铝合金坯料,研究了在细化剂作用下等温热处理工艺条件对其组织的影响规律.研究结果表明,稀土细化剂的加入对试样等温热处理前的铸态组织和热处理后的加热组织都有明显的改善作用,且稀土细化及低温浇注共同作用时,所获得的半固态非枝晶A356铝合金试样等温热处理最佳工艺条件为583℃下保温30 min,此时坯料触变性良好,其晶粒平均圆度达到0.83,晶粒平均等积圆直径达到80μm.     

电磁搅拌方式对A356铝合金凝固组织形貌分形维数的影响

利用分形几何中的分形维数定量表征了铝熔体经低过热度浇注和电磁搅拌作用下半固态合金浆料中初生相的尺寸细化和球化程度.通过OM、Matlab软件平台编制计盒维数法计算程序,研究半固态初生相α-Al形貌的分形特征和电磁搅拌方式对其形貌分形维数变化规律的影响.结果表明,合金的凝固组织具有分形特征,可通过分形维数对初生相尺寸细化和球化程度进行定量表征.初生相的形貌分形维数随搅拌方式由无搅拌、单向连续搅拌过渡到双向连续搅拌时,呈逐渐减小的变化规律,是一个降维的过程.在双向连续搅拌作用下初生相的分形维数最小,晶粒细化球化程度达到最佳     

铁基二元合金凝固细化中溶质的生长抑制作用

生长抑制作用是指在合金凝固过程中,由于溶质原子在固相和液相中重新分配而造成溶质原子在固-液界面的富集或贫化,从而使固相生长速度减小,晶粒细化的现象。生长抑制参数(β值)综合考虑了溶质本身、溶质含量和凝固条件的影响,是一个新的定量描述溶质生长抑制作用的参数。针对铁基二元合金,通过计算典型的稀有金属Ti,Zr,V,Nb,稀土元素La,Ce,Y及非金属C,N,Si,B溶质的β值,探讨了铁基二元合金中溶质的生长抑制作用。结果表明,所考查的溶质中,生长抑制参数β值由大到小的顺序依次为:BCNYCeLaTiZrNbSiV,溶质的生长抑制作用由大到小也是这个顺序。理论上可以推断,对于钢的凝固细化,B的生长抑制作用贡献最大;当溶质的量足够时,N,Ti,Zr也可以发挥较好的生长抑制作用。     

深过冷对Nd-Fe-B-Si合金凝固组织的影响

在悬浮熔炼装置上采用玻璃包熔的净化处理工艺,可使Nd-Fe-B-Si合金熔体获得凝固前的深过冷,实验结果表明:随着过冷度的增加,枝晶形态由树枝晶向胞晶转变,并且是突发性的;该合金获得最大无量纲过冷度θ≥0.3。用X射线衍射分析表明;在深过冷Nd-Fe-B-Si合金的凝固组织中存在着亚稳相。     

Ce对Fe-Ni膨胀合金凝固组织的影响

Ce对Fe-Ni膨胀合金凝固组织的影响研究结果表明:经Ce处理后,Fe-Ni膨胀合金中形成了大量的高熔点Ce₂O₃包芯Al₂O₃复合物,尺寸约为2μm.错配度理论计算表明,Ce₂O₃的某些低指数面与Fe-Ni膨胀合金的低指数面具有7.1%的较低错配度,因此Ce₂O₃作为非均匀形核核心使膨胀合金凝固组织由完全的柱状晶变为完全的等轴晶组织.Ce在凝固组织的等轴晶晶界上以Ce₂O₃、Ce₂O₂S和CeS形式存在,具有阻止晶粒长大的作用.     

流变压铸工艺参数对半固态A356铝合金充填性的影响

研究了半固态A356铝合金浆料的成形温度、压射比压和压射冲头速度对半固态A356铝合金流变压铸充填性的影响.实验结果表明:较高的半固态A356铝合金浆料的成形温度有利于获得良好的充填性.压射比压和压射冲头速度对半固态A356铝合金浆料充填性也具有较大的影响.在本实验条件下,压射冲头速度越大或压射比压越大,充填性越好.试片的壁厚对半固态A356铝合金浆料的充填性影响较大,试片壁厚越大,越容易充填.此外,采用低过热度浇注和弱电磁搅拌技术制备的A356铝合金浆料和流变压铸试片的组织分布很均匀,有利于获得优质的半固态压铸件.     

筒体温度对微熔铸半固态熔体A356晶粒形貌的影响

研究了筒体温度对微熔铸半固态熔体铝合金A356晶粒形貌的影响。结果表明, 在适当的温度范围内, 配合一定的搅拌速度, 能形成组织均匀、晶粒细小的A356半固态熔体。当筒体温度为620℃, 搅拌速度为800r·min-1时, 可制备出优质的A356半固态熔体, α-Al晶粒的平均尺寸为54μm, 形状因子为0.66, 熔体样品的显微硬度为HV 82.97。     

Al-Ti-B对A356铝合金组织和性能的影响

利用Al-5Ti-1B直接变质和细化A356铝合金原铝液,然后观察金相显微组织和测试抗拉强度、延伸率。通过对比变质与未变质的组织性能,分析了Al-5Ti-1B的变质效果,当添加0.65%Al-5Ti-1B时,组织得到明显细化,综合力学性能好。