2024/6061铝合金双金属铸坯热轧行为研究

采用液-液铸造-热轧复合法制备2024/6061铝合金双金属坯,研究了浇注间隙时间为10～20 s及其在轧制温度为450、480℃下的铸造-热轧复合规律。分析了复合界面组织、元素扩散规律及其界面的力学性能。结果表明:在间隙时间为15 s时有利于界面结合,而20 s时界面出现一定缺陷。轧制温度升高能促进界面元素扩散,增强界面复合,Cu元素在15 s时达到最大扩散距离14μm,发生了冶金结合。在靠近6061一侧,复合界面的硬度值有所上升,当浇注间隙时间为15 s、轧制温度为480℃时,复合界面的抗拉强度达到204.7 MPa,伸长率为20.7%。     

浇注温度对液固铸造复合铝锭界面组织与强度的影响

采用液固铸造法制备4343/3003/4343复合锭,研究了浇注温度对复合锭的界面组织和结合强度的影响,讨论了复合锭的界面结合机理。结果表明,在725~750℃下浇注4343/3003/4343复合锭,复合锭的复合界面表现为冶金结合,由Al-Si固溶体层和Si、Mn元素扩散层构成,Al-Si固溶体层厚薄均匀,Si、Mn元素的扩散距离分别为10μm和32μm,复合界面的结合强度高于3003铝合金的抗拉强度。液固铸造4343/3003/4343铝合金复合锭的界面复合机理为:4343铝合金熔体首先在3003铝合金复合锭表面急冷形成Al-Si固溶体,Al-Si固溶体中的Si和3003铝合金中的Mn再相互扩散,形成冶金结合。     

浇注温度对固-液轧制A356/2024板材复合界面的影响

采用固-液轧制法制备A356/2024铝合金层状复合材料,使用SEM和EDS对复合层界面组织及元素分布进行检测,并对复合界面处显微硬度进行测试和XRD物相检测,分析其界面结合强度。结果表明,随着浇注温度提高,板材复合界面处裂纹、气孔等缺陷逐渐消失,A356和2024铝合金溶质元素之间发生了互扩散,界面呈冶金结合并出现过渡区。在浇注温度较低时,界面处元素富集形成Al_2CuMg、CuAl_2金属间化合物等硬脆相。A356到2024铝合金界面处硬度(HV)从61.5突变为123.9,从而在界面处引起脆性;在较高浇注温度下,界面处元素均匀向两侧扩散,不易形成元素堆积,从A356到2024铝合金,硬度(HV)从63.3逐渐上升到104.5,界面结合牢固。     

2A14/A390双金属复合铸造裂解连杆及其热处理工艺研究

采用双金属复合铸造技术将2A14/A390制备成复合铸坯,然后对其进行不同温度和不同时间固溶热处理,分析了双金属复合铸坯金相组织,研究了不同固溶温度与不同固溶时间对双金属复合材料界面硬度分布及拉伸性能的影响。结果表明:铸坯的最佳固溶温度为520℃,最佳固溶时间为4 h,该固溶温度和时间为双金属复合铸造裂解连杆的最佳热处理工艺参数。     

铝合金层状复合材料连铸技术及界面特征

介绍了制备3xxx/4xxx铝合金层状复合方坯、圆坯及管坯的连续铸造技术,使用金相显微镜、电子探针,力学性能测试等手段对不同形状的层状复合铸锭界面进行了系统研究。试验结果表明连续铸造方法可以成功制备不同形状的3xxx/4xxx层状复合铸坯,且界面无气孔、夹杂等缺陷,两种合金之间属于冶金结合。电子探针分析结果表明不同形状3xxx/4xxx铝合金层状复合铸锭的合金溶质元素间发生了相互扩散,形成厚度约为40μm的扩散层。     

Sn变质对AM60/6061液固复合界面组织和性能的影响

研究了铝合金表面处理及Sn对镁合金变质处理对AM60/6061液固复合界面组织性能的影响。结果表明,铝合金表面处理可以有效改善AM60/6061液固复合的润湿性,使镁、铝合金之间形成良好的冶金结合。Sn对镁合金变质处理,可以改善AM60/6061液固复合界面的组织。随着Sn添加量的增大,弥散分布的Mg2Sn相可以有效细化界面组织,复合界面剪切强度明显提高,最大剪切强度达到32.7 MPa。当Sn添加量过大时,界面剪切强度则会下降。     

水冷铜模对添加Mn和Zr的6061铝合金微观组织及力学性能的影响

研究了水冷铜模铸造对添加Mn和Zr元素的6061铝合金的微观组织及力学性能的影响。利用金相显微镜、扫描电镜和EDS能谱,分析合金的微观组织;结合X射线衍射分析及Vegard定律,估算铸态及均匀化处理后Mg、Si和Mn元素在合金中的固溶度;通过拉伸试验测试含Mn和Zr的6061铝合金力学性能。结果表明:水冷铜模亚快速凝固铸造降低了溶质元素Mg、Si、Mn在铸态合金中的偏析,减少了合金的均匀化处理时间;Mn和Zr元素的添加,使晶粒细化明显;水冷铜模使铸态析出相由骨骼状和条状的β铁相转变为颗粒状的α铁相,均匀化处理后主要以颗粒状的α-Al_8(MnFe)_2Si和α-Al_8(MnFeCr)_2Si相存在。采用水冷铜模铸造的含Mn和Zr的6061铝合金,其拉伸性能得到明显改善。经均匀化处理后其抗拉强度达到286 MPa、屈服强度127 MPa,延伸率17.84%。     

灰铸铁/碳钢的复合铸造界面的研究

灰铸铁/碳钢双金属复合铸造的界面组织特征对结合性能产生重要影响。利用光学显微镜观察了双金属复合界面组织特征,利用显微硬度计测量了双金属复合界面的硬度。结果表明:灰铸铁和碳钢形成了良好的冶金结合,复合界面形成了不同组织的融合层和扩散层。界面处平衡温度高于液相线的温度是形成不同组织的关键。     

Al/Zn双金属复合板的界面研究

采用复合铸造制备了A356/Zn双金属复合板。通过改变两种合金的浇注顺序和A356铝合金浇注温度来改变复合板界面组织和过渡区厚度。通过对复合界面进行SEM+EDS分析,研究了A356/Zn双金属复合板界面组织的形成机制。结果表明,当A356铝合金浇注温度为660℃时,界面实现了良好的冶金结合,形成了发达的树枝晶,过渡区厚度约为2mm,结合界面根据生成相的不同可以分为3个区域;当A356铝合金的浇注温度为620℃时,中间区域的树枝晶有明显减小甚至消失,过渡区的厚度减小到约1mm。     

挤压复合铸造7075/6061双金属铸锭的界面组织与性能

采用挤压复合铸造工艺制备出具有“半固态组织/枝晶组织”分布特征的7075/6061包覆型双金属复合铸锭,并对复合铸锭界面处的组织及硬度进行了分析。结果表明,界面结合良好,为冶金结合,无杂质和氧化皮存在。界面处组织过渡平缓,7075铝合金固相颗粒呈一定规律性分布;除Zn元素浓度呈明显梯度变化外,其它合金元素分布较均匀。界面大部分由较细小等轴晶组成,且有大量合金元素沉积在晶界处,致使界面处硬度高于两侧金属,硬度最高达63.3 HRB。     

机械振动对双金属复合铸造行为的影响

通过铸造方式制备高铬铸铁-合金钢双金属复合组织,观察机械振动对双金属复合界面的影响。利用光学显微镜、扫描电子显微镜观察界面金相组织,以及扫描Fe、Cr元素在界面过渡区域分布情况;利用显微硬度计测量界面两侧硬度变化;通过拉伸和冲击试验测量界面结合力学性能。合适的振动频率能有效的改善铸造品质,提高元素扩散效率,高铬铸铁与合金钢实现良好的冶金结合。     

感应加热钢／铝双金属界面的研究

双金属复合铸件外层采用铸造铝合金,内层选取碳素结构铜,采用型内感应加热工艺进行复合。造型时内层钢套预先放置在砂型中,复合时将包含有钢套的砂型整体放入到感应圈内采用中频感应原理对钢套进行预热,达到预定温度后浇注并继续进行加热,复合层将基体钢套包覆后停止加热。所得到的双金属复合铸件结合界面为完全冶金结合。复合层组织为连续分布FeAl3与Fe2Al5中间化合物。界面结合强度为76．4MPa。     

半连续铸造法制备AA4045/AA3003铝合金包覆铸锭的界面组织和性能（英文）

采用直接水冷半连续铸造法制备AA4045/AA3003铝合金包覆铸锭,对合金界面组织、温度分布、成分分布及力学性能进行研究。结果表明,包覆铸锭界面清晰平直,无气孔、夹杂等缺陷,界面处合金元素在596~632℃范围内发生扩散,形成平均厚度的10μm的扩散层。从AA4045铝合金一侧向AA3003铝合金一侧,Si元素含量下降,Mn元素含量上升。包覆铸锭试样的抗拉强度为103.7 MPa,断口位于AA3003合金侧,界面抗剪切强度为91.1 MPa,说明两种合金通过合金元素的互扩散实现了冶金结合。     

型内感应加热铝-钢双金属复合界面的研究

双金属复合铸件外圈采用铸造铝合金，内圈选取碳素结构钢，采用型内感应加热工艺进行复合。造型时内层钢套预先放置在砂型中，复合时将包含有钢套的砂型整体放人到感应圈内采用中频感应原理对钢套进行预热，达到预定温度后浇注并继续进行加热，复合层将基体钢套包覆后停止加热。所得到的双金属复合铸件结合界面为完全冶金结合，复合层组织为连续分布FeAl3与Fe2Al5中间化合物，界面结合强度为76．4MPa。     

浇注温度和Ni涂层对消失模铸造Al/Mg双金属界面组织的影响

采用等离子喷涂工艺在A356铝合金表面制备Ni涂层,并使用消失模铸造固-液复合Al/Mg双金属,通过扫描电镜、能谱仪等手段,研究不同浇注温度和Ni涂层对消失模铸造Al/Mg双金属组织的影响。结果表明,在相同工艺条件下,含Ni涂层的Al/Mg双金属界面厚度比不含Ni涂层的显著变薄,界面相组成也发生改变。浇注温度对含Ni涂层Al/Mg双金属的界面组织与成分也有影响,界面层厚度随浇注温度升高而增加,当浇注温度为730℃时能够获得较优良的界面组织。     

铅包锡双金属气压充芯连铸复合界面研究

选用低熔点的铅和锡为材料,采用"气压充芯连铸"工艺,制备出外层铅直径为12 mm,内层锡直径为8 mm的铅包锡双金属复合棒坯.设计了铅液浇注温度、连铸速度和充气压力的三因素、三水平的正交试验,对影响双金属连铸坯复合界面的因素进行了原理性研究,得出了最佳的工艺参数组合.结果表明:当铅液浇注温度为375℃,连铸速度为10 mm/min,充气压力为0.03 MPa时,连铸坯复合界面过渡层明显,表面质量良好,包覆层厚度均匀,实现了冶金结合.     

液-液复合制备灰铸铁-球墨铸铁双材料铸件的工艺研究

针对双液双金属复合铸造存在两种金属液混冲的问题,在复合界面处设置金属阻流网。通过灰铸铁-球墨铸铁双铁液浇注试验,研究了阻流网及相关因素对两种液体浇注时对流和扩散的影响,并研究了两种铸铁复合区组织及其与阻流网的结合。结果表明:设置阻流网能有效阻止两种金属液的混冲,在一定的浇注条件下,可把两种液态金属的对流、扩散区域控制在网孔附近;低碳钢材料的阻流网与铸铁之间形成冶金结合,阻流网的组织因铸铁中的碳向其扩散而改变;灰铸铁-球墨铸铁双材料之间由灰铸铁、球墨铸铁及阻流网三者冶金结合在一起。     

半固态改性6061铝合金流变压铸试样组织及力学性能

采用石墨质蛇形通道浇注复合流变压铸工艺进行半固态改性6061铝合金流变压铸成形。对比分析了传统液态压铸和流变压铸的改性6061铝合金试样的显微组织;研究了Si含量对半固态改性6061铝合金流变压铸试样组织及力学性能的影响。结果表明,相比于传统液态压铸,半固态改性6061铝合金流变压铸试样组织中的初生α-Al晶粒明显细化和球化,由粗大的枝晶演变为细小的球状晶或近球状晶。增加Si含量可以有效细化试样组织中的初生α-Al晶粒,并提升流变压铸试样的力学性能,当Si含量由0.6%增加至2.6%时,初生α-Al的平均晶粒直径由58μm左右逐渐减小至31μm左右,抗拉强度由（107±4） MPa逐渐增加至（209±14） MPa,伸长率由2.2%±0.3%逐渐增加至5.5%±0.5%。     

铝─钢双金属复合铸件研制

用钢套铸接表面预电镀纯金属、浸Ａｌ－Ｓｉ基合金后立即浇注的方法制造了“钢套内表面浇注铝合金”结构形式的铝钢双金属铸件。优化了双金属铸件铸造工艺、热处理工艺；研究了钢套铸接表面金属预镀层和双金属界面附近的合金元素对双金属铸件铸态及热处理后界面过渡层裂纹和抗剪强度的影响。获得的双金属铸件铸态界面过渡层厚度为０．００７～０．０１８ｍｍ，界面剪切强度为５０～９４ＭＰａ，热处理后界面过渡层增厚，界面剪切强度明显下降。给出了最佳铸造工艺和热处理工艺     

直接水冷半连续铸造制备4045/3004/4045铝合金三层复合锭

采用直接水冷半连续铸造法制备 4045/3004/4045 铝合金三层复合锭坯。考察复合界面附近的温度场分布,并研究复合界面的宏观形貌、微观组织及界面两侧的成分分布。结果表明,在冷却板的作用下,界面附近形成一层具有一定厚度的半固态层,从而保证半连续铸造过程制备复合锭坯的顺利实现。两种合金在界面处较好地冶金结合在一起。界面力学性能测试结果表明,复合界面的抗拉强度和剪切强度分别为 105 和 88 MPa,这进一步证明了复合界面的结合是一种冶金结合。