熔体温度对真空差压铸造A357合金组织及性能的影响

研究了不同熔体温度对真空差压铸造分级加压凝固A357合金的相对致密度、微观组织及力学性能的影响。结果表明,熔体温度显著影响真空差压铸造分级加压凝固A357合金的补缩效果、微观组织及力学性能。在熔体温度为590℃时进行分级加压凝固A357合金可以获得高的相对致密度,此时有利于形成较强的补缩流碎断初生相使补缩通道畅通,提高致密度,碎断的初生树枝晶将作为新晶核,形成等轴晶,细化了组织,且获得了最佳的综合力学性能。     

铸钢件凝固组织与性能快速预测系统的开发与应用

基于JMatPro软件计算得到铸钢凝固组织与力学性能数据,建立了常用铸钢的凝固组织与力学性能数据库。利用华铸CAE铸造工艺分析系统计算得到的温度场数据,开发了铸钢凝固组织与性能快速预测系统。本研究采用结构变化很大的框架铸钢件作为试验件,采用开发的凝固组织与性能快速预测系统对铸钢框架试验件进行了模拟分析,预测了试验件凝固奥氏体、马氏体、铁素体、贝氏体等的含量和硬度、拉伸强度、屈服强度等力学性能,并通过理论分析以及实际浇注断裂位置两方面分析论证了所开发系统的可靠性。研究表明,开发的铸钢凝固组织与性能快速预测系统,能够较合理地预测出铸钢件凝固过程中相组织(奥氏体、马氏体、贝氏体、铁素体)与力学性能(屈服强度、拉伸强度、硬度)的变化,有助于铸造工艺人员分析并优化铸钢件的凝固补缩系统,对实际铸造生产具有十分重要的指导意义。     

石膏型精铸ZL114A合金薄板缩松的研究

通过对不同铸造工艺条件下石膏型精密铸件显微组织及力学性能进行对比,研究了缩松缺陷对ZL114A合金薄板试样力学性能的影响。结果表明,熔体中氧化夹杂或者双膜缺陷影响缩松的形核,而铝液凝固方式影响缩松的长大。对于Sr变质,由于更多氧化夹杂或氧化膜卷入铝液以及石膏型和合金本身特点(易于形成糊状凝固),即使采用"加压凝固"也很难消除缩松缺陷;对于未变质熔体,铝液中氧化夹杂或氧化膜卷入较少,加之未变质熔体倾向于顺序凝固,缩松缺陷显著减少,但由于针状共晶Si相的影响,试样力学性能有待提高。     

热控凝固工艺对薄壁变截面铸件凝固组织和力学性能的影响

先进航空发动机用机匣等高温合金构件不断向结构复杂化和薄壁轻量化发展,易导致充型困难、组织不均匀和凝固缺陷等问题,对该类铸件的精密铸造技术和工艺控制提出了新的挑战。针对上述问题,文中比较了常规铸造工艺与热控凝固工艺下K4169合金薄壁变截面特征件的充型情况、缩松、组织以及力学性能,并对热控凝固工艺参数进行了探索。结果表明,在常规铸造工艺下,特征件薄壁部位的充型率仅为26%,变截面部位出现了缩松。采用浇注温度为1 360℃的热控凝固工艺可以使铸件薄壁部位的充型面积提高226%,显著减少铸件中的缩松,获得了细小的晶粒组织,平均晶粒尺寸为624μm,二次枝晶间距为116μm,Laves相的数量相对较少。同时,由于低浇注温度的热控凝固工艺有效实现了凝固组织细化和缺陷控制,合金在700℃条件下的抗拉强度提高了7%,伸长率由6%提高至8%。     

Al-20Mg合金高压凝固力学性能研究

将Al-20Mg合金在不同压力下凝固,采用OM,XRD以及拉伸实验对合金凝固后的物相组织及力学性能进行研究.结果表明,随着凝固压力的升高,Mg元素在Al基体中的固溶度提高,当凝固压力为2 GPa时,Al-20Mg合金转变成为过饱和固溶体,其力学性能显著提高,合金的抗拉强度提高到474.8 MPa,是常压凝固之后合金抗拉强度的8.9倍,屈服强度达到232.8 MPa,延伸率也达到11.1%.当凝固压力增加到3 GPa时,合金的屈服强度有所下降,这是由于更高压力下凝固后Mg在固溶体中的均匀分布会降低合金的力学性能.高压凝固后Al-20Mg合金的断裂机制由常压下的解理断裂转变为高压下的韧性断裂.     

浇注温度和机械振动对消失模型壳铸造ZL101A合金组织性能的影响

将机械振动施加于消失模型壳铸造ZL101A合金中,研究浇注温度对消失模型壳铸造ZL101A合金凝固组织和力学性能的影响。结果表明,未施加机械振动时,消失模型壳铸造ZL101A合金凝固组织粗大,力学性能偏低;施加机械振动以后,合金凝固组织和力学性能均明显改善。随着浇注温度升高,合金凝固组织形貌发生改善,但过高的浇注温度使得合金凝固组织有粗化的趋势。此外,提高浇注温度使得消失模型壳铸造ZL101A合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率和硬度呈现不同程度的下降,过高的浇注温度会显著削弱合金的力学性能。因此,在消失模型壳铸造ZL101A合金振动凝固过程中,选择合适的浇注温度才能发挥机械振动的最佳效果。     

Si含量对挤压铸造Al-5.0Cu-0.6Mn-0.7Fe合金显微组织和力学性能的影响

采用拉伸性能和硬度测试、光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪等手段研究不同Si含量对挤压铸造Al-5.0Cu-0.6Mn-0.7Fe合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:当挤压压力为0时,随着Si含量的增加,凝固后期形成的富铁相阻止液相补缩,形成缩松组织,导致合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率都下降;当挤压压力为75MPa时,随着Si含量增加,缩松组织消失,虽然细小和分散的α-Al15(Fe Mn)3(Si Cu)2相和Al2Cu相数量增多,但Al6(Fe Mn Cu)相消失,有利于晶界强化和阻止裂纹的扩展,使得合金的抗拉强度和屈服强度增加;虽然富铁相数量的增加使得合金伸长率降低,但挤压铸造工艺减缓了伸长率降低的趋势。当挤压压力为75 MPa和Si含量为1.1%(质量分数)时,合金的综合力学性能最好,其抗拉强度为232 MPa,屈服强度为118 MPa,伸长率为12.4%。     

机械振动对消失模壳型铸造ZL101合金组织与性能的影响

采用散干砂的紧实振动台对ZL101合金消失模壳型铸造的凝固过程施加了机械振动处理,研究了机械振动频率对ZL101合金凝固组织和力学性能的影响,并探讨了机械振动的作用机理。结果表明,随着机械振动频率的增加,ZL101合金中初生相晶粒尺寸和二次枝晶臂间距呈现先减小后增大的趋势,而初生相形状系数则表现为先增加而后减小的趋势;共晶硅长度和共晶硅长宽比呈现先减小而后增加的趋势;ZL101合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率和硬度都呈现为先增加后降低的趋势。在机械振动频率为100 Hz时,ZL101合金的组织细化效果最好,且强度、硬度和伸长率达到最大值。     

汽车用铸造镁合金的组织与力学性能

研究了Sr含量和振动凝固振幅对铸造AM50-Y镁合金组织与力学性能的影响。结果表明,随着振幅的增加,铸态镁合金的晶粒尺寸不断减小,组织中的块状或者条状相逐渐演变为点状弥散分布,合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率逐渐上升,振幅为2.5 mm时达到极大值。随Sr含量增加,振幅为2.5 mm合金的晶粒尺寸比未振动合金要小,抗拉强度、屈服强度和伸长率增大。     

Al-Pb合金的快速定向凝固及其模拟

对Al-Pb合金开展了快速定向凝固实验,并根据实际凝固条件模拟计算了合金的组织演变过程.结果表明,当凝固速度不变时,Pb相粒子尺寸及其分布范围随Pb含量的增加而增大;当合金成分不变时,Pb相粒子尺寸及其分布范围随凝固速度的增加而减小.模拟结果与实验数据吻合较好,展现了快速定向凝固条件下Al-Pb合金的凝固组织形成过程.     

不同铸型下Al-6.5Mg-0.14Ti-0.12Zr合金的微观组织与力学性能

采用熔模铸造、树脂砂铸造和石膏型铸造等方式成形Al-6.5Mg-0.14Ti-0.12Zr合金,由凝固冷却曲线可知合金凝固温度区间为111.4℃,其中熔模铸造凝固冷速最高,树脂砂铸造次之,石膏型铸造最低。Al-6.5Mg-0.14Ti-0.12Zr合金流动性较佳,可实现不同铸型的完整充型,凝固过程未观察到明显的铸件/铸型界面反应。合金铸态组织主要由α-Al相与Al_3Mg_2相组成,Al_3Mg_2相沿晶界均匀分布,与石膏型铸造相比,树脂砂铸造试样中α-Al相平均尺寸由324μm降至132μm;熔模铸造试样抗拉强度、屈服强度、伸长率与硬度(HV)分别为274.7MPa、136MPa、14.9%与60,经400℃×12h固溶后,本体试样抗拉强度、屈服强度、伸长率与硬度(HV)分别增至322.7MPa、144MPa、31.9%与68.3。铸态断口以沿晶断裂为主,可见少量微观韧窝;经固溶处理后断裂方式以韧性断裂为主,韧窝内可见少量的Al_3Mg_2相、Al_3Ti相与Al_3Zr相颗粒。     

熔模石膏型真空增压铸造技术

论述了熔模石膏型真空增压铸造技术工艺过程和技术原理,介绍了利用该工艺生产的典型复杂、高致密、高气密性铝合金铸件.熔模石膏型真空增压铸造技术具有保证铸件优良的表面质量和高的尺寸精度,并且还具有提高合金的充型能力、改善铸件的内在质量的优点,适合于质量要求严、复杂程度高的铸件,尤其适合高致密、高气密性铝合金铸件.     

冷却速度对AZ80合金力学性能和凝固组织的影响

为了改善AZ80镁合金的凝固组织,提高其力学性能,采用光学显微镜、维氏硬度、极限拉伸强度和压缩屈服强度等试验手段,评价不同冷却速度对AZ80镁合金表面微观形貌和力学性能的影响。结果显示,合金的冷却速度能够显著影响AZ80镁合金凝固组织和力学性能。随着冷却速度的增加,AZ80镁合金的硬度、极限拉伸强度和压缩屈服强度等力学性能随之增加。为了提高AZ80镁合金的力学性能,应该提高AZ80镁合金溶体的冷却速度。     

反重力铸造对高强度铝合金凝固组织影响的研究

采用反重力铸造方法生产高强度铝合金铸件已成为航空、航天领域内获得优质构件的重要途径。研究了反重力铸造对高强度铝合金ZL114A和ZL205A铸件凝固组织的影响。结果表明,合金的凝固组织存在着不同的位置效应,对于ZL114A合金铸件,冷端晶粒尺寸最小,靠近浇口处晶粒尺寸粗大。对于ZL205A合金铸件,随距浇口处距离的减少,枝晶间分布的网格状θ（Al2Cu）相逐渐由粗变细,α（Al）枝晶内分布的黑色点状T（Al12CuMn2）相逐渐减少。分析表明,在反重力铸造补缩压力相同的情况下,合金的凝固温度范围不同是造成凝固组织不同位置效应的主要原因。     

熔体处理温度对K424高温合金凝固组织和性能的影响

研究了不同熔体处理温度对K424镍基铸造高温合金凝固组织和力学性能的影响。结果表明,随着熔体处理温度的升高,MC型碳化物不断细化,分布更加弥散均匀,晶粒尺寸和二次枝晶间距减小,微观偏析得到改善;当熔体处理温度达到1 600℃以上时,合金的拉伸塑性和持久性能显著提高;但是熔体处理温度过高会加剧坩埚反应,导致1 650℃时氧含量明显增加,合金的拉伸强度和持久寿命出现下降趋势。     

铸造工艺对WE54镁合金显微组织和力学性能的影响

对比研究了金属型铸造和树脂砂铸造WE54合金的显微组织和力学性能。结果表明,金属型铸造和树脂砂铸造WE54合金具有相似的铸态组织,但是由于冷却速度较慢,树脂砂铸造WE54合金的显微组织更加粗大,铸态组织中第二相的含量较少。金属型铸造的力学性能优于树脂砂铸造WE54合金,两者在峰值时效(T6)状态下的抗拉强度分别为327 MPa和261 MPa,屈服强度分别为234 MPa和209 MPa。造成树脂砂铸造WE54合金强度较低的主要原因是晶粒尺寸更为粗大。此外,树脂砂铸造合金中存在的缩松缺陷也使得合金的抗拉强度降低。     

凝固压差对真空差压铸造ZL114A合金微观组织及高温蠕变性能的影响

采用真空差压铸造技术在不同凝固压差下制备ZL114A合金试样,通过金相、扫描电镜、高温蠕变性能测试等技术考察凝固压差对真空差压铸造ZL114A合金初生相组织、共晶硅形貌和高温蠕变性能的影响。结果表明:随着凝固压差的增大,合金的初生相组织得到明显细化,由粗大的树枝晶转变为细小的等轴晶,共晶硅形貌也由粗大的针状向短棒或颗粒状转变;同时ZL114A合金的高温蠕变性能得到显著改善;当凝固压差为90 kPa时,其蠕变时间达到100 h后合金试样仍未见断裂,此时试样的变形量仅为0.21%。     

电磁场对真空差压铸造ZL205A合金补缩特性研究

采用交变磁场辅助真空差压铸造技术制备了ZL205A合金试样,通过表征合金试样致密度,分析凝固压力、交变磁场及交变磁场-真空差压协同场对ZL205A合金凝固补缩行为的影响。结果表明,相同交变磁场作用下,试样的致密度随凝固压力增大而增大;而在相同的凝固压力下,试样的致密度随交变磁感应强度增加而先增大后减小;交变磁场-真空差压协同场对金属液的搅拌、振荡和挤渗作用,改变了铸件的凝固补缩行为,细化晶粒,提高铸件的致密度。当励磁电流强度为10A,凝固压力为350kPa时,交变磁场与真空差压的协同作用效果最好。     

真空铜模吸铸高Nb-TiAl合金快速凝固显微组织演化及凝固路径

采用真空铜模吸铸技术制备了尺寸为Φ5 mm×90 mm的Ti-45A1-8.SNb-(W,B,Y)(at.％)合金棒状试样,研究了急冷快速凝固显微组织演化及凝固路径.结果 表明:基于Ti-A1-8.5Nb三元合金系的变温截面图与铸态凝固组织特征,该铸态合金凝固路径是单一β相凝固,初生相为β相,其主要相组成为α2相、γ相...     

定向凝固制备的网球拍用新型镁合金的组织性能研究

采用定向凝固技术,进行了网球拍用新型镁合金Mg-8Al-1Zn-0.5Zr-0.15Y的制备,并进行了显微组织、物相组成、力学性能和耐腐蚀性能的测试与分析。结果表明,定向凝固技术的采用可显著提高合金的力学性能和耐腐蚀性能;与常规铸造相比,定向凝固制备出的该新型镁合金的抗拉强度增加31.5%、屈服强度增加36.3%、伸长率增加100.7%,中性盐雾腐蚀240 h后的质量损失率减小104.4%。