半固态A356合金重熔加热过程中的热稳定性

利用电阻炉加热，采用电子显微镜及图象分析仪，研究了近液相线铸造A356铝合金在二次加热过程中的组织变化。结果表明：近液相线铸造铝合金A356在580℃～590℃加热，保温10min，晶粒仍保持细小、近似等轴的组织特点。随着加热温度的升高和保温时间的延长，初生相尺寸增加较小，具有较高的热稳定性。     

非枝晶A356合金半固态重熔加热时的组织演变

采用光学显微镜和图相分析仪，研究了用电阻炉对液相线浇铸法制备的半固态A356合金进行二次加热过程中的组织变化。结果表明：在固液两相区内共晶体首先重熔，共晶相中的Si相通过向α相中扩散溶解，其团块状α相逐渐演变成球状；随着加热温度的升高，α相的生长和球化的速度变快；保温温度过高或保温时间过长，试样易发生变形。二次加热最佳工艺为585℃下保温30min，此时，晶粒平均直径为42．6μm，晶粒平均圆度为2．13。     

小热变形半固态A2017合金的二次加热组织与半固态轧制

对单辊搅拌技术制得的A2017半固态材料小热变形后二次加热时的组织演化进行了研究。小热变形后的半固态材料加热到半固态区后可获得细小的球形组织；在加热过程中，由于位错能与界面能的存在以及溶质的扩散使合金发生块状化、再结晶、熔断球化3阶段变化；小变形促进该过程的进行；由于细小球形组织成形性能好、半固态轧材的断裂强度提高了75MPa，延伸率提高了16％。     

半固态铝合金AlSi6Mg2的二次加热工艺研究

针对半固态AlSi6Mg2合金的二次加热，实验优化了线圈和坯料的尺寸，保证了坯料加热过程中各个部位的温度均匀性；制定出单工位感应加热和六工位连续加热的二次加热工艺，在六工位连续操作过程中每个坯料加热11．5min，平均每2．3min提供一个加热完成的坯料，在工艺流程上实现了二次加热和半固态压铸的很好衔接。分析了二次加热过程中的组织演变．最终得到从坯料外形到内部组织都适合于半固态压铸的坯料。     

ZL101合金半固态二次加热

采用半固态合金二次加热，对半固态坯料施加合理的二次加热路径，重新获得适于后续加工的具有近球状固相颗粒均匀分布的半固态组织。采用功率为20kW，频率为30kHz的高频感应加热装置，研究了采用再熔融加热法制备的ZL101半固态合金坯料的二次加热过程。结果表明：为了获得适于最终成形的半固态组织，有必要把半固态坯料二次加热过程分为几个加热速率不同的加热阶段，然后在半固态温度区间某一需要加工温度下进行适度保温。通过实验给出了ZL101合金半固态坯料二次加热条件，并讨论了二次加热条件对半固态组织演化的影响。     

半固态A356合金的瞬态流变行为及半固态压铸研究

采用自行研制的流变装置研究了不同初生相形态半固态A356合金的瞬态流变行为,建立了瞬态流变本构模型;通过设计制造的坯料感应加热系统研究了加热过程中半固态合金的组织演化规律;借助模拟仿真技术确定模具浇注系统和合适的压射条件;对传统压铸机进行改造,生产出高质量的半固态触变成形样件.结果表明,初生相形态和切变机制对半固态合金的瞬态流变行为有显著影响;随合金坯料在液固温区停留时间增加,合金坯料产生组织变化和蠕变,将对后续的成形过程造成影响.     

A380铝合金半固态坯料二次加热工艺及组织演变

研究了近液相线铸造A380铝合金在563、573及583℃保温5~60min的二次加热工艺条件下的组织演变。结果表明,随着保温温度的升高和保温时间的延长,晶粒平均等积圆直径增加,晶粒圆整度降低,温度越高,变化的趋势越快。半固态坯料加热温度为583℃,保温时间为20min时,能够获得较好的二次加热组织。此时,晶粒平均等积圆直径为49.74μm,晶粒平均圆整度为1.75。     

含铒A356合金半固态浆料的制备

采用添加稀土元素铒(Er)变质处理和弱电磁搅拌制备了A356合金的半固态成形浆料。利用微观组织观察、扫描电镜、透射电镜与能谱分析等手段,对制得试样的微观组织进行了研究,并对其形貌演变机理做了分析讨论。结果表明,微量(0.05%)Er元素添加到合金中,可使合金的初生α-Al晶粒从蔷薇花状变成细小的球状。在625℃时对含Er的合金液进行适当的弱电磁搅拌,可以进一步细化合金晶粒,制得半固态成形所需的浆料。     

A2017半固态合金二次加热工艺及组织演化机制

相同加热温度条件下,随着保温时间的延长,晶粒逐渐长大和球化,液相分数增加;提高二次加热温度,晶粒长大和球化速度加快.在620～625℃加热,保温40～60min,可获得由均匀球形晶粒悬浮于液相组成的半固态组织,晶粒大小为70～90μm,液相率为40%～45%.而常规铸造枝晶A2017合金坯料二次加热后仍然保留粗大的枝晶网络结构.半固态合金锭坯二次加热初期晶粒的熔合合并是晶粒长大的主要方式,相界面能的升高和相界面表面张力是组织演化的主要驱动力.     

中间合金及其状态对A356合金半固态浆料组织的影响

通过实验分析了采用A356合金粉末、纯铝粉末、Al-5Ti-B合金粉末和Al-5Ti—B变形合金进行细化处理对A356合金半固态浆料组织的影响。结果表明，在“熔体处理＋双向电磁搅拌”复合制备技术中，加入约0．15％、平均粒度为100μm的Al-5Ti-B合金粉末进行晶粒细化，可在1min左右制备出形状因子大于0．8、晶粒半径为80μm（空冷）A356合金半固态浆料；加入10％-15％的微米级纯铝粉末可取得与Al-5Ti-B变形合金相当的细化效果；而采用平均粒度为100μm的A356合金粉末进行固液混合铸造，不适合于A356合金半固态浆料的快速制备。     

半固态A356合金的流变压铸充填性与组织分布

试验研究了压射比压和压射速度对半固态A356铝合金流变压铸充填性的影响。试验结果表明：压射比压和试片的壁厚对新型方法制备的半固态A356合金浆料的充填性影响较大，试片壁厚越大，压射比压越大，型腔越容易充满；为了保证充满型腔，对于10mm的试片，压射比压应≥15MPa，而对于5mm的试片，压射比压应≥20MPa。压射速度对半固态L356合金浆料充填性也具有较大的影响，较高的压射速度有利于半固态A356铝合金浆料的充填；为了保证充满型腔，对于10mm，的试片，压射速度应≥0．384m／s，而对于5mm的试片，压射速度应≥1．152m／s。流变压铸试片的组织分布很均匀，利于获得高质量的半固态A356合金压铸件.     

A356铝合金半固态成形坯料二次加热工艺的优化

使用多工位电磁感应旋转加热装置对A356圆棒料进行重熔加热。选用不同的加热功率和工位,得到不同的非树枝晶组织,借助晶粒参数(如晶粒平均大小、形状系数、固相率等)对得到的显微组织进行研究,选出综合指标最优的加热工艺,再对该工艺加热的坯料压铸成阶梯试样。通过对阶梯试样性能分析,验证了该工艺的合理性和优越性。结合凝固理论,分析了坯料二次加热的演变规律。     

6061铝合金半固态坯料二次加热工艺及组织演变

针对近液相线半连续铸造技术制备的6061铝合金半固态坯料,在不同加热温度及保温时间下进行二次加热,采用光学显微镜及图像分析仪考察试样的微观形貌及尺寸特征,结合差热分析的方法研究加热过程中的液相形成、组织演变及晶粒长大过程。结果表明,二次加热温度及保温时间共同影响着微观组织演变过程,随着加热温度升高及保温时间延长,晶粒逐渐球化并长大。加热温度越高,组织演变速度越快;保温时间越长,晶粒球化并长大越明显。有效地控制二次加热温度及保温时间,能够获得均匀、圆整且相对细小的半固态组织。     

稀土Er对半固态成形A356合金组织及性能的影响

采用添加稀土元素Er变质处理制备了A356半固态合金,通过对含Er元素A356半固态合金成形铸件的组织观察及硬度测试,研究稀土Er对半固态成形的A356合金组织及性能的影响.结果指出,合金中添加0.1%的Er可以明显的细化合金组织,使初生α-Al由树技晶向细小胞状晶和球状晶转变,同时,添加少量Er可以很好的变质细化共晶硅相,使板块状的共晶硅细化,从而使半固态合金的力学性能得到增强.     

A356铝合金半固态流变压铸件力学性能的研究

采用自主研发的锥桶式流变成形机(TBR),进行了流变压铸工艺正交试验,研究了浇注温度、剪切速率及剪切温度对A356铝合金半固态流变压铸力学性能的影响规律,并确定了最佳的参数,使A356流变压铸件获得最优的力学性能。结果表明,影响抗拉强度的主要因素是浇注温度,影响伸长率的主要因素是剪切温度。TBR流变压铸工艺生产A356铝合金压铸件的最优工艺参数:浇注温度为655℃,剪切速度为5000s-1,剪切温度为600℃,在此工艺条件下,制备的半固态成形件力学性能为:σb=271MPa,δ=7.3%。     

浇注温度和细化剂对半固态A356合金组织的影响

采用低温铸造和晶粒细化复合工艺制备A356合金半固态坯料,研究了浇注温度和细化剂(Al-5Ti-1B)添加量对半固态坯料组织的影响。结果表明,随着浇注温度从715℃降到635℃,α-Al晶粒形貌从树枝晶向蔷薇状形态再到等轴晶组织变化,浇注温度越低,晶粒越细小圆整。当浇注温度降到615℃时,晶粒开始出现粗化和不均匀。在相同温度下,随着晶粒细化剂添加量的增加,晶粒更加细小,但细化效果随着添加量的增加变得不明显。当浇注温度低于635℃时添加细化剂,晶粒尺寸和形貌无明显变化。低过热度浇注和晶粒细化复合工艺制备A356合金半固态坯料的最佳工艺条件是:浇注温度为635~655℃,细化剂添加量为0.1%~0.2%。     

半固态A356合金浆料的新型制备技术

采用直管浇注法制备了半固态A356铝合金浆料,获得了金属半固态加工要求的细小、球状的“非枝晶”组织,并分析了浇注高度和浇注温度对组织形成过程的影响。实验结果表明：直管在该工艺中起到了增加形核的作用;合适的浇注高度和低温浇注有利于形核;随着浇注高度的提高,初生-αAl晶粒逐渐从蔷薇状向球状和颗粒状转变,晶粒形貌也逐渐变好;随着浇注温度的降低,初生-αAl晶粒向球状或颗粒状转变,分布均匀,圆整度好。在本实验条件下,最佳的浇注高度为430 mm;合适的浇注温度为630～615℃。所得浆料从中心到边缘经历了一个从球状向破碎蔷薇状、再向枝晶状组织转变的过程。     

单管强冷法制坯工艺对A356合金半固态坯料组织的影响

研究了管式分散强冷技术中单管强冷制坯工艺对A356铝合金坯料组织的影响.结果表明,当冷却水流量为180 L/h,浇注温度为640～650 ℃时,所得坯料的晶粒形状接近于球状,晶粒也较细小,满足半固态成形技术对坯料晶粒组织的要求.     

半固态A356铝合金流变浆料的制备技术研究

利用行波电磁搅拌和低过热度浇注复合制备工艺成功地制备了A356半固态流变浆料。研究了浇注温度、搅拌功率和搅拌时间对A356铝合金的半固态浆料的影响。研究表明,该工艺可制备出符合流变成形所需的A356铝合金半固态浆料,浇注温度在液相线附近,搅拌功率越大,搅拌时间大于6s制备的A356半固态流变浆料中的初生α-Al越圆整,尺寸越细小。最佳工艺参数:搅拌温度为630℃,搅拌功率为1.2kW,搅拌时间为6s。     

半固态A356合金静态剪切流变性能的初步研究

采用改进的静态拉伸试验方法,在不同温度和载荷下,对发达枝晶和不同退化程度的枝晶组织的静态流变性能加以测试和比较,发现在同一温度、同样载荷下退化枝晶的流变性能明显优于发达枝晶,其形变临界切应力小于发达枝晶;退化枝晶流变性能对温度的敏感性高于发达枝晶。