等温热处理对ZA63镁合金半固态组织演变的影响

采用等温热处理法对ZA63合金在不同的保温温度及保温时间下的半固态组织的演变过程和机理进行了研究。结果表明,通过半固态等温热处理能够制备ZA63非枝晶组织,并获得细小、分布均匀的球状颗粒。非枝晶组织演变经历了粗化、枝晶分离、球化以及晶粒的合并和长大4个过程。ZA63合金半固态触变成形最适合的等温热处理工艺是590℃×20min,平均晶粒尺寸、圆整度和固相率分别为59.16μm、1.5和43%。     

二次重熔工艺对ZA92镁合金半固态浆料固相颗粒的影响

采用自孕育法制备ZA92镁合金半固态坯料,研究了二次重熔温度和时间对ZA92镁合金半固态固相颗粒的影响。结果表明:二次重熔温度升高和重熔时间的延长,合金的固相率减小,平均晶粒尺寸和平均圆整度呈现先减小后增大的变化趋势。当在570~580℃保温30 min或在590℃保温20 min时,可获得理想的半固态浆料固相颗粒,其平均晶粒尺寸、圆整度和固相率分别在83~86μm、1.37~1.59和62.3%~67.8%。晶粒前期以根部熔断和亚晶界分离机制进行分离,后期晶粒的球化、粗化满足LSW理论。     

RAP法制备AlSi7Mg合金半固态坯料研究

采用DSC测试、热镦粗实验、半固态等温处理实验、金相显微镜观察以及Image Pro Plus图像处理软件,研究了等温压缩温度、压缩量和半固态等温处理的温度、保温时间对再结晶重熔(RAP)法制备AlSi7Mg铝合金半固态坯料微观组织的影响.结果表明:等温压缩过程中温度对半固态坯料微观组织的影响不明显,而等温压缩变形量的增大有利于细化半固态坯料微观组织,最优热镦粗参数为温度240℃,变形量40％;半固态等温处理过程中,随保温温度升高,微观组织固相晶粒的尺寸逐渐增大,而随着保温时间延长,半固态组织中固相颗粒的尺寸先缓慢长大再迅速长大然后趋于不变,固相颗粒的圆整度变化较为复杂.通过RAP法制备的AlSi7Mg铝合金半固态坯料平均晶粒尺寸为64～117μm,形状因子为0.76～0.89.低于599℃时,半固态的平均晶粒尺寸的立方粗化线性关系不明显,影响晶粒粗化的机制主要有Ostwald熟化、合并长大、再结晶和熔化;在599℃时,晶粒尺寸的立方粗化线性关系较为明显,此时Ostwald熟化为晶粒粗化的主导机制.     

AZ61合金半固态二次加热工艺及组织演变

研究了应力诱发熔体激活法(SIMA)制备的AZ61镁合金半固态坯料在二次加热时加热温度和保温时间对其组织的影响,研究表明,二次加热初期半固态组织首先熔合合并,随着保温时间延长,晶粒逐渐长大和球化,液相份数增加;保温温度越高,晶粒长大和球化速度加快。在592℃加热、保温20min~40min,可以获得均匀、圆整的半固态组织,晶粒大小为80μm~90μm,液相率为40%~42%。高于597℃时,试样重熔过程中易发生严重变形。     

搅拌工艺参数对SIMA法半固态AZ91D镁合金组织的影响

采用自行设计制造的半固态镁合金机械搅拌装置，制备了镁合金半固态浆料，研究了搅拌工艺参数对半固态镁合金组织的影响。结果表明：镁合金半固态等温搅拌温度在570～580℃，搅拌时间为6～9min时，获得的组织均匀细小。搅拌时间过长，晶粒尺寸反而有所增大。搅拌温度影响固相率，从而也影响到固相晶粒的圆整度。     

等温热处理对ZC61-0.3Cr镁合金半固态组织演变的影响

研究等温热处理温度和保温时间对ZC61-0.3Cr镁合金半固态组织演变的影响。结果表明:在等温热处理过程中,ZC61-0.3Cr合金中的原始树枝晶组织能够转变为半固态非枝晶组织,得到均匀、圆整的球状颗粒。随着保温温度的升高,合金中的原始树枝晶组织经过初始粗化、组织分离和球化演变成半固态非枝晶组织;随着保温时间的延长,晶界处的(α-Mg+MgZn2+CuMgZn)共晶组织优先熔化,合金中的大块状组织逐渐演变为球状组织;但是,保温温度过高或保温时间过长,都会引起球状颗粒的粗化长大。在粗化长大过程中,合并长大机制和Ostwald熟化机制同时存在,共同影响固相颗粒的形貌和尺寸大小。ZC61-0.3Cr镁合金半固态成形所需的最佳工艺条件为(585℃, 30 min);此条件下,其颗粒平均尺寸、形状因子和固相率分别为43μm、1.4和51%。     

等温时间对自孕育法制备Mg-9Zn-2Al镁合金半固态浆料的影响

采用自孕育法在线制备Mg-9Zn-2Al镁合金半固态浆料,研究了等温温度为585℃时,等温时间对Mg-9Zn-2Al镁合金半固态组织演变的影响.结果表明,随着保温时间的延长,晶粒先球化而后恶化,并且不断长大,保温4～8 min时,其晶粒较好,尺寸为65～72 μm,圆整度在1.2～1.3之间.在此过程中,组织的演变主要经历高熔质点相的析出及较小过冷度下的瞬态形核、镁原子堆积促使初生相的长大和α相的合并长大三个阶段.     

等温处理对挤压态AZ80A镁合金半固态组织的影响

采用应变诱发熔化激活法(SIMA)工艺制备了AZ80A镁合金半固态坯料,研究了保温温度和保温时间对半固态组织的影响。结果表明:随着保温温度的升高和保温时间的增加,AZ80A镁合金的平均晶粒尺寸与液相率都呈上升趋势,形状因子呈先增大后减小的趋势。半固态组织由α-Mg晶粒、Al、Zn元素富集形成的晶界处液相和晶内“小液池”组成,其组织演变分为初始晶粒合并长大,晶粒球化、彼此分离,最终合并粗化3个阶段。采用该种方法制备AZ80A镁合金半固态坯料时合适的保温温度为550 ℃、保温时间为45 min,此时半固态组织的平均晶粒尺寸、形状因子和液相率分别为89 μm、0.795和26.7%。     

Al-4Cu-Mg合金半固态重熔时的组织演变

文章研究了Al-4Cu-Mg合金半固态重熔过程中加热温度和保温时间对微观组织形貌和α晶粒尺寸的影响,并对组织演化机制进行了探讨。实验结果表明,当加热温度较低或保温时间较短时,晶粒尺寸小且均匀性差。由于液相分数少,α晶粒之间粘连严重。随着加热温度的升高或保温时间的延长,α晶粒发生了长大和圆整化。对于Al-4Cu-Mg合金来说,合适的半固态重熔参数为:加热温度为540℃~580℃;保温时间小于10min。在半固态重熔过程中,α晶粒的合并长大和Ostwald长大是其微观组织演化的主要机制,两种晶粒长大机制在重熔过程中所起的作用受液相体积分数的影响。     

AM60镁合金制浆过程中保温参数对其半固态组织的影响

采用自行开发的自孕育制浆技术制备AM60镁合金半固态浆料,研究浆料在坩埚内储存过程中温度和时间对其微观组织的影响规律。结果表明,相对于常规浇注,自孕育浇注合金显微组织中晶粒密度增大,尺寸减小,呈蔷薇状和不规则颗粒状均匀分布;浆料在预热至595℃的坩埚中静置时,随着时间延长,晶粒尺寸不断增大,形貌趋于圆整,液相率增大;储存时间从0.5 min延长至10 min,晶粒尺寸和液相率分别增大219%和152%;在相同储存时间下,随着温度提高,浆料中晶粒尺寸、圆整度均减小,液相率提高。半固态浆料在储存过程中晶粒分离和熟化同时进行,前者在初期占主导,随着时间延长,合并长大成为颗粒形貌演变的主要方式。     

半固态镁合金制浆工艺与组织特征

采用自行设计制造的半固态镁合金机械搅拌装置,制备镁合金半固态浆料,研究了搅拌工艺参数对半固态镁合金组织的影响。结果表明,搅拌速率、静置时间和搅拌温度对半固态组织影响很大,搅拌速率在1 000 r/min时,静置时间为5～10 min,搅拌温度在560～580℃时,获得的组织均匀细小。搅拌速率过大,晶粒尺寸反而有所增大;静置时间影响半固态组织中固相晶粒的长大;搅拌温度影响固相率,从而也影响到固相晶粒的圆整度。     

半固态2A12铝合金部分重熔组织的演变

对低压脉冲磁场技术制备的2A12铝合金半固态坯料进行部分重熔,利用光学显微镜和图像分析仪等,对半固态坯料部分重熔微观组织的演变进行了研究.结果表明,随着加热温度的提高或保温时间的延长,坯料的平均晶粒尺寸增大,重熔液相增加,晶粒的圆整度提高.最佳的部分重熔工艺参数如下:加热温度为620℃左右,保温时间为20～40 min.形成初生α-Al晶粒为均匀的近球形颗粒,平均晶粒尺寸为116～120 μm,液相率在40％左右,适合于半固态触变成形.组织演化机制分析表明,部分重熔的初期阶段,重熔液相较少,晶粒主要通过凝并快速长大;随加热温度的升高和保温时间的延长,重熔液相增加,晶粒主要通过原子扩散慢速长大并发生球化.     

重熔保温时间对ZCuSn10铜合金半固态组织的影响

采用冷轧与重熔的应变诱导熔化激活法制备了ZCuSn10铜合金半固态坯料,分析了重熔过程中保温时间对ZCuSn10铜合金半固态坯料微观组织的影响。结果表明,通过二道次轧制得到变形量为17%的试样,截取试样进行910℃保温重熔处理。随着保温时间延长,合金的平均晶粒直径增大,保温时间从10min延长至25min时,平均晶粒直径由70.6μm增大至88.0μm,晶粒形状因子则随保温时间的延长先增加再减小,保温25 min时达到最低值为2.18,液相率为27.80%,此时获得的半固态组织球化效果好,晶粒圆整度较好,晶粒尺寸和液相比较均匀。     

高稀土Mg-Gd合金半固态等温处理过程中微观组织演变

针对稀土Gd含量较高的镁合金开展了半固态等温处理研究。结果表明,温度及保温时间对该合金半固态微观组织球化效果的影响作用明显。随着温度提高,Mg-Gd合金中的固相颗粒含量先增大后减小,主要是由于晶粒的长大趋势、晶界液相增多、晶粒内部液相相互连通分割等作用的结果,而晶粒的球化效果随着温度的增加及时间的延长而提高,其圆整度系数约为1.1。     

自孕育法制备ZA27合金半固态浆料水淬组织

采用自孕育法制备了ZA27合金半固态浆料,研究了不同熔体处理温度、等温保温温度和等温保温时间对ZA27合金半固态浆料水淬组织的影响。结果表明,自孕育法制备半固态浆料,其形核包括两个阶段,能够有效细化ZA27合金的晶粒,获得细小的蔷薇状等轴晶。在等温保温球化过程中,随等温保温时间的延长,平均晶粒尺寸不断增加,形状因子先减小后增大。适合ZA27合金半固态浆料的等温保温温度为470℃,等温保温时间为3min,平均晶粒尺寸为60.02μm。     

冷变形对LC9铝合金等温转变半固态组织的影响

对冷变形金属进行等温加热转变制备半固态LC9铝合金坯料，并对其工艺过程及组织演变进行了研究，讨论了变形量、加热温度和保温时间等工艺参数对LC9铝合金组织的影响。结果表明，对冷变形金属采用等温处理，可获得均匀、细小的半固态坯料，很好地满足半固态制坯的要求；增加变形量使组织中的液相比例明显增加，晶粒尺寸变小；提高加热温度或延长保温时间有利于晶粒粒化，但是过高的温度和保温时间，会加快晶粒长大，促使晶粒粗化。     

半固态等温处理对Cu-Ca合金组织的影响

通过对比Cu-Ca合金铸态组织,研究了半固态等温处理主要工艺参数对半固态Cu-Ca合金组织的影响,得出了其半固态组织的演变规律。结果表明,在半固态等温处理工艺参数中,影响组织的主要参数为等温温度和保温时间。在一定选择范围内,随着等温温度的升高和保温时间的延长,组织将发生由树枝晶组织到非枝晶组织的一系列转变。研究发现,保温温度为957～967℃,等温时间为45～60min时,合金的球化效果最好,圆整度最高。     

SIMA法工艺参数对6061铝合金半固态组织和性能的影响

以15 mm的6061商业铝合金板材为原材料,采用室温镦粗为预变性方式的SIMA(应变诱导熔体激活)法制备了6061合金半固态坯料,研究了变形量和热处理工艺对半固态组织演变和性能的影响。结果表明,镦粗变形可使6061初始板材中的晶粒被打碎而细化,并储存变形能,而随变形量增加,半固态组织中固相颗粒尺寸减少、圆整度更好,当达到临界变形量33.3%后组织变化不大。提高热处理温度可以促使液相比例提高和加快晶粒圆整化进程,但也使晶粒尺寸长大的速度更快。随热处理时间延长,晶粒尺寸先减小后增大并逐渐圆整化。热处理后,6061半固态坯料的室温屈服强度比初始与墩粗后的板材低,但是伸长率得到明显提升,且屈服强度随着热处理时间的延长急剧下降。6061合金半固态坯料的最优SIMA法制备工艺参数是:变形量为33.3%,等温热处理温度为620℃,保温时间为45 min。     

高固相率MB15镁合金半固态压缩力学行为研究

通过MB15镁合金半固态等温压缩试验,研究了高固相率半固态材料的力学行为,提出了触变强度是高固相率半固态金属在稳态变形过程中的触变点的应力,即半固态金属固体骨架所能承受的最大正应力,并分析了加热温度、应变速率、保温时间、固相晶粒大小、晶粒圆整度及材料本身的强度等因素对半固态触变强度的影响,提出了触变强度的存在条件.结果表明,半固态触变强度随着加热温度的升高、应变速率的降低及保温时间的延长而降低,随着固相晶粒的减小、晶粒圆整度的增加及材料本身强度的增加而增加,当半固态材料内部的固相颗粒相互连结形成固体骨架时,存在触变强度.     

Mg-7Zn-0.3Mn-xCu镁合金半固态组织演变

本文研究了Cu含量、重熔温度及等温时间对Mg-7Zn-0.3Mn镁合金半固态组织演变的影响。结果表明:Mg-7Zn-0.3Mn-1Cu合金的铸态组织由白色α-Mg基体和黑色共晶组织(α-Mg+Mg_4Zn_7+MgZn_2+CuMnZn)组成。在等温热处理过程中,Cu有加速非枝晶颗粒分离和球化的作用,且Cu含量(质量分数)为1.0%时效果最佳;Mg-7Zn-0.3Mn-1Cu镁合金通过适当提高保温温度或延长保温时间,能够得到细小且分布均匀的球状颗粒。然而当保温温度超过585℃或保温时间超过20 min时,半固态颗粒则会粗化长大。这种粗化长大现象是在合并长大机制与Ostwald熟化机制共同作用下产生的。在整个等温热处理过程中,半固态组织演变主要经历了初始粗化、组织分离、球化和最后粗化四个阶段。Mg-7Zn-0.3Mn-1Cu镁合金的最佳等温热处理工艺参数为保温温度585℃和保温时间20 min,其非枝晶颗粒的平均尺寸、形状因子和固相率分别为38.85μm、1.39和53.38%。