半固态合金流变行为研究进展

论述了半固态合金流变行为的研究方法,指出同轴双筒测试方法更加适合于半固态合金.归纳分析认为,半固态合金流变行为的主要特征是:当固相分数一定时,在等温稳态条件下,表观粘度随剪切速率的增大和冷却速率的降低而下降,即呈假塑性特征;而在等温动态流变条件下,其流变行为则属于胀流型.描述其流变行为的流变模型普遍以五元件机械模型形象地表示.     

熔体混合法细化Al-18Si合金初生Si的研究

探讨了温度诱导不可逆液液结构转变、低温熔体温度、高低温熔体混合比对熔体混合法细化Al-18Si合金初生Si的影响,研究了低温熔体温度、高低温熔体混合比对初生Si细化的作用规律,同时也对高温熔体状态及半固态低温熔体的作用机制进行了分析.结果表明,在选择高温熔体温度为1 150℃(1 h),低温熔体温度为640℃,其混合比例wL∶wH为0.5∶1时,初生Si细化效果最佳,其平均直径可细化到12 μm以下.     

Al-3.5Cu-7Si合金拉伸断裂行为研究

观察了Al—3．5Cu-7Si合金拉伸断裂试样横截面的断裂路径，并结合力学性能试验对该合金的断裂行为进行了研究，总结了该合金中各种相的数量及形态对力学性能的影响。结果表明，除了高铸造气孔率明显降低该合金力学性能外，针状的硅相及由杂质铁产生的针状铁相(FeSiAl5)是导致Al-3．5Cu-7Si合金力学性能下降的主要因素：固溶处理温度偏高造成的局部熔化微区会严重损害其力学性能，而少量未溶解块状θ相(CuAl2)对其力学性能无显著影响。     

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。     

半固态Mg2Si/AM60复合材料的流变特性研究

利用半固态成形技术与原位反应相结合,用机械搅拌实验装置对半固态Mg2Si/AM60浆料进行剪切实验,研究了固相分数、剪切速率和剪切时间等工艺参数对半固态Mg2Si/AM60复合材料流变特性的影响.结果表明,表观粘度随Si含量及固相分数的增加而增加,随剪切速率的增大和剪切时间的延长而降低,剪切时间达到300 s后,其表观粘度不再随剪切时间的延长而继续减小,达到一个稳态值.     

超声波搅拌法制备半固态Al-5Cu合金

采用超声波搅拌法制备半固态Al-5Cu合金,研究了超声波导入时熔体的温度、搅拌时间和超声波输出功率3个重要参数对获得半固态Al-5Cu合金组织形貌的影响.结果表明,在熔体处于610～660 ℃之间导入超声波,随着熔体温度的升高,合金初生晶粒逐渐趋于细小的球状颗粒;当熔体为660 ℃时,随着导入超声波输出功率的增大、搅拌时间的延长,Al-5Cu合金初生相形貌由粗大的枝晶状逐渐转变为细小的球状晶粒.     

Al-6.5%Mg合金的半固态流变铸造及其性能

利用保温电磁搅拌制备半固态浆料,对Al-6.5%Mg合金的半固态流变铸造进行研究。实验中对该合金的常压铸造、液态压铸和半固态压铸所得铸件的显微组织、力学性能和拉伸断口进行分析比较。结果表明,常压铸造得到的Al-6.5%Mg合金组织为粗大的树枝晶,力学性能较低;与常压铸造相比,液态压铸件的树枝晶生长较为规则,枝晶得到细化,同时,液态压铸件的强度和塑性提高明显;半固态压铸的显微组织则为规则的球状晶,与液态压铸相比,半固态压铸件的强度略有提高,表现出更好的塑性。     

新型倾斜板技术半固态铸造Al-20Si合金

采用新型倾斜板技术,通过半固态铸造制备过共晶Al-20Si合金材料,对Si相的尺寸与分布进行了研究。结果表明,新型倾斜板半固态铸造技术可以制备性能优良的Al-20Si合金,对初晶Si组织有很大的改善。在本试验条件下,倾角α=45°,倾斜板长度L=300mm,浇注温度t=630℃,倾斜板在室温条件下可获得细小均匀的初晶Si组织。     

固液混合铸造Al-40Si合金的显微组织和力学性能

采用固液混合铸造的Al-40Si合金组织细小，合金力学性能明显优于传统铸造和半固态加工合金，并且解决了传统铸造Al-40Si合金铸件难以热加工的问题。在本工艺条件下，当添加平均粒度为120μm的粉末且粉末添加量与合金熔体质量比为1时，Al-40Si合金中的初晶硅平均粒度可控制在30μm以下；材料的室温力学性能为：σb=119.6MPa，σ0．2=105MPa，δ=1．43％。     

非晶Fe粉掺杂Al-12Si合金的高温压缩变形行为

为提高Al-12Si合金的热变形抗力,并探索非晶Fe粉掺杂对Al-12Si合金热压缩行为的影响和掺杂非晶Fe粉热压缩中的晶化温度等,采用连续挤压技术制备了掺杂10wt%非晶Fe粉与不掺杂非晶Fe粉的Al-12Si合金试样,对试样进行了不同温度和应变速率下的热压缩试验,分析了试样在热压缩中的组织转变,以及采用双曲正弦关系构建了试样的热流变应力方程。结果表明:非晶Fe掺杂试样在450 ℃及以下的热压缩时,Fe维持非晶态,500 ℃时,则已发生晶化;掺杂10wt%非晶Fe粉使Al-12Si合金的热抗变形能力显著提高,其热压缩激活能Q=211.29 kJ/mol,比未掺杂非晶Fe粉的Al-12Si合金试样高40.78 kJ/mol,且热压缩过程中存在动态回复和动态再结晶;利用双曲正弦关系构建试样的热流变应力方程为ε·=4.42×10¹⁴[sinh(0.016 6σ)]^6.13exp(-211 290/RT),线性回归系数高达0.99,即可为非晶Fe粉掺杂试样的热加工提供一定的理论指导。     

剪切速率增稠半固态合金浆料的流变力学模型

半固态合金浆料的本质特性依靠宏观因素。这些因素控制着材料的流变行为。它们又可转化为内变量和外变量,内变量包括固相颗粒的团块化程度、流体粘度、颗粒尺寸、颗粒形貌和颗粒尺寸的分析,外变量包括和剪切速度。在原来的简单模型上,根据半固态合金浆料的不同特性,得出不同条件下的新模型。     

超声场中金属半固态浆料组织的演化

采用亚共晶ZL101铝合金,研究了不同超声波导入条件下半固态浆料组织演化过程.结果表明,导入超声波时的温度对浆料初生晶粒的形貌影响明显.从640℃开始导入超声波,初生晶粒保持以近球状形式生长;熔体降温至610℃(固相率达0.1后)再导入超声波,初生晶粒逐渐由枝晶向非枝晶转化,120 s后初生晶粒粒状化;冷却至600℃(固相率近0.25后)再导入超声波,最终组织为粒状晶和枝晶混合组织.最后对超声场中半固态浆料组织演化机理进行了分析讨论.     

锻造工艺对Ti-6.5Al-1Mo-1V-2Zr合金大规格棒材的组织与性能的影响

研究三种锻造工艺条件下 Ti?6.5Al?1Mo?1V?2Zr 合金大规格棒材的力学性能、微观组织和拉伸断口。结果表明：采用拔长方式在β区高温和低温分别进行开坯锻造和成品锻造,获得的棒材的组织为粗大的魏氏组织,力学性能特别是塑性差,室温拉伸断口为脆性断口;采用镦拔方式在β区高温进行开坯锻造,再采用拔长方式在α+β区进行成品锻造,获得棒材的组织为双态组织,具有最佳的综合力学性能,室温拉伸断口为塑性断口。要获得合格的 Ti?6.5Al?1Mo?1V?2Zr 棒材,关键是开在坯锻造阶段进行充分镦拔以破碎铸锭原始组织,并在成品锻造阶段控制锻造温度和变形量。     

新工艺制备A356铝合金半固态浆料及其流变压铸组织和性能

将新开发的分流汇合浇道(DCR)半固态浆料制备工艺与压铸技术结合,实现A356铝合金流变压铸成形.结合数值模拟与实验,探讨DCR工艺制备半固态浆料机理;研究DCR流变压铸和传统压铸A356铝合金的显微组织和力学性能.结果表明,DCR工艺可以制备内部含有大量初生α-Al晶粒且其平均尺寸为49μm、形状因子为0.81的高品...     

EFFECT OF Cu ON MICROSTRUCTURE AND PROPERTIES OF Al-Li ALLOYS

The aging precipitation structure and the properties of Al-Li-Cu-Zr alloys with 3 differentCu/Li ratios have been studied.Experimental results show that the aging hardening of thealloys consists of two steps:The first is strengthened by δ′-phase(δ′+T_1 phase in alloyNo.3),and the second by δ′+T_1 phase(δ′+T_1+θ′phase in alloy No.3).The plate of T_1-phasecan absorb the Li atoms from δ′ particles when the plate bumped into δ′-phase,and therefore,these δ′ phase particles become smaller and gradually disappear.The strength and hardnessincrease with the increase of Cu/Li ratio and cuases a decrease in plasticity.The crack modewould change from transgranular to intergranular.This is due to the precipitation of the equi-librium phases contained Cu at grain boundaries.     

液—固温区A356合金剪切速率阶梯变化的瞬态流变行为

采用自制的流变装置进行瞬态流变实验，研究了A356合金剪切速率阶梯变化对液-固温区不同初生α相形态瞬态流变行为的影响，初始剪切速率为367.3s^-1，剪切速率阶梯变化值分别为：50.2,83.7,118.6,141.8和195.3s^-1，结果表明，剪切速率由较低值向初始值阶梯变化时，剪切应力首先出现瞬时峰值。并且随着剪切过程的进行剪切应力逐渐降低至稳定态，对实验结果进行曲线拟合，得出剪切应力与时间的瞬态流变经验方程式：T-Ts=T△p^e^-kt，以及方程参数与半固态合金初生α相形态和剪切速率的关系。     

水中硫化物对Cu合金、碳钢的加速腐蚀作用及硫化物的去除研究

用失重法、表面分析法研究了水中硫化物对HSn70-1 As、B30、20^#钢的腐蚀行为，认为水中硫化物对HSn70-1 As、B30、20^#钢有加速腐蚀作用，HSn70-1 As发生的是脱Zn腐蚀，20^#钢发生的是均匀腐蚀；通过实验室小型除S^2-试验，探讨了工业硫酸亚铁和工业聚合硫酸铁的除S^2-原理和除S^2-效果，得到了实验室用工业硫酸亚铁和工业聚合硫酸铁除S^2-的最佳加药量。动态模拟除S^2-试验结果表明，工业硫酸亚铁除S^2-效果好、速度快。     

水中硫化物对Cu合金、碳钢的加速腐蚀作用及硫化物的去除研究

用失重法、表面分析法研究了水中硫化物对HSn70-1+As、B30、20#钢的腐蚀行为，认为水中硫化物对HSn70-1+As、B30、20#钢有加速腐蚀作用，HSn70-1+As发生的是脱Zn腐蚀，20#钢发生的是均匀腐蚀；通过实验室小型除S2-试验，探讨了工业硫酸亚铁和工业聚合硫酸铁的除S2-原理和除S2-效果，得到了实验室用工业硫酸亚铁和工业聚合硫酸铁除S2-的最佳加药量.动态模拟除S2-试验结果表明，工业硫酸亚铁除S2-效果好、速度快.     

热循环温度对Ti-6Al-4V合金组织和力学性能的影响

对上限温度为500、650、800℃高温短时热循环200次后的Ti-6Al-4V合金室温力学性能和组织进行了研究。结果表明:循环温度对合金强度影响较为明显,循环温度的升高使合金抗拉强度降低;分析认为:温度高于650℃,实验合金组织中β相逐渐分解碎化,β相含量减少和α晶粒逐渐长大是强度降低的主要原因。     

Ti- 6Al-4V/hydroxyapatite composite coatings prepared by thermal spray techniques

The poor mechanical properties of hydroxyapatite (HA) can be enhanced by forming a composite with a bioinert and mechanically strong metal alloy such as Ti-6A1-4V. Biomedical composites composed of titanium alloys and HA can offer concomitant bioactive properties as well as good mechanical strength and toughness. This paper describes an attempt to improve coating mechanical properties by forming a composite composed of HA and Ti-6A1-4V. Several compositions (20, 33, and 80 wt % HA) were prepared. Subsequent examination of the plasma-sprayed coatings revealed alternating HA-rich and titanium-rich lamella microstructures. The HA-rich regions appeared porous as a result of poor interparticle adhesion, with the 80 wt% HA coatings having the highest porosity. Mechanical property analysis showed the 20 wt% HA coating to have the highest storage modulus (∼60 GPa). This coating also had the highest bond strength (≥20 MPa max). The coatings tended to exhibit increased bond strength at thicknesses less than or equal to 60 μm. The excellent bond strength of the Ti-6A1-4V/HA composite is caused by the superior interfacial bond between the Ti-6Al-4V-rich splats and the substrate. The encouraging development of this composite raises the possibility of its use as a bond coat for plasma-sprayed HA on titanium-alloy implants.