半固态铝合金钛、硼细化工艺研究

采用钛硼细化工艺,结合低温浇注方法,制备了ZL104铝合金半固态坯料,并将坯料重新加热至半固态温度进行等温处理.实验结果表明:钛硼有效地细化了合金的铸态组织,半固态重熔过程中可获得球形初生α-Al晶粒,浇注温度越低,铸态组织越细,球形初生α-Al晶粒组织越好.     

控制浇注A1-Si合金的半固态铸造

采用控制浇注方法在金属模中浇注A1-7Si-0.35Mg合金,研究浇注温度对材料半固态组织及其半固态成形性能的影响.随着浇注温度的降低(从725 ℃到625 ℃),原始铸造组织从粗大的树枝晶,转变为细小等轴晶,最后变为细小的菊状晶.原始铸造组织随后经部分重熔和580 ℃保温进行组织演化,最后进行半固态成形.采用较高浇注温度制备的坯料只充满一半铸模,并伴有严重的固液分离和其他铸造缺陷.而低浇注温度坯料能实现完全充填,而且无缺陷.半固态铸件的质量主要取决于成形时半固态浆料的组织,而这一组织又是取决于原始铸造组织和随后的重熔热处理.本文重点讨论浇注温度对原始铸造组织,重熔组织演化和最后半固态铸件质量的影响.试验结果表明,对于A1-Si-Mg合金,由625～650 ℃低温浇注形成坯料,加上适当的重熔保温处理,可以得到高质量的半固态铸件.     

稀土La对半固态A356铝合金凝固组织的影响

利用Al-La稀土中间合金对液态A356铝合金进行了细化处理,并用低温浇注技术制备了半固态A356铝合金浆料,研究了细化处理对所制备半固态A356铝合金的初生α-Al相形貌和尺寸的影响。结果表明,细化处理的A356铝合金经低温浇注可制备具有颗粒状和蔷薇状初生α-Al相的半固态浆料,稀土La可显著改善半固态A356铝合金中初生α-Al相的晶粒尺寸和颗粒形貌。探讨了稀土La对半固态A356铝合金的初生α-Al相细化机理。     

用低过热度浇注技术制备半固态ZL101-Sc铝合金

利用低过热度浇注工艺制备了ZL101-Sc铝合金半固态浆料,研究了Sc对半固态合金初生α-Al形貌的影响.采用正交设计方法研究了半固态ZL101-Sc铝合金初生α-Al形貌的影响因素.结果表明,经Sc细化及低过热度浇注(620℃)获得的半固态ZL101初生球晶的最佳工艺条件为保温温度590℃,保温时间200 s,Sc加入量0.6%.此时其晶粒在铸态下的形状因子为0.95,等效圆直径为27.45 μm,其中保温温度是晶粒形貌和尺寸的最主要影响因素,可信度达95%;其次是Sc的加入量和保温时间.     

低过热度浇注ZL101铝合金半固态组织研究

采用低过热度浇注技术制备半固态ZL101铝合金,研究了冷却强度、保温时间、浇注温度对铸造显微组织的影响。研究结果表明,在液相线附近,冷却强度大,晶粒细小;随着保温时间的延长,晶粒变大,形状变得圆整,结晶组织均匀;浇注温度越高,晶粒越粗大;铸锭中心部位组织比边缘部位组织粗大,且均匀,球化明显。低过热度浇注可以获得理想的ZL101铝合金半固态浆料。半固态坯料重熔加热温度为585℃,保温30min,α-Al相逐渐变成球状,此时,晶粒平均等级圆直径为42.6μm,晶粒平均圆度为2.13。     

蛇形通道浇注制备7075铝合金半固态浆料

采用蛇形通道浇注制备7075铝合金半固态浆料,研究了浇注温度、弯道数量和弯道直径对7075铝合金半固态浆料组织的影响.结果表明,当浇注温度为660～675℃时,可以制备出质量较好的7075铝合金半固态浆料,且管道内挂料较少;在相同温度条件下,随着弯道数量增加或弯道直径减小,初生α-Al的平均晶粒尺寸减小、形状因子提高.在制备7075铝合金半固态浆料过程中,合金熔体在具有一定弧度且封闭的蛇形弯道内流动并多次改变流动方向,具有类似“搅拌”功能,使得初生晶核逐渐演变为球形或近球形晶粒.     

稀土铝合金半固态坯料制备的研究

研究了稀土对铝合金微观组织的影响以及制备半同态坯料的工艺.实验表明,加入稀土细化了铝合金晶粒组织.采用斜坡液相线法可制备性能优良的半固态坯料,其重熔组织为细小均匀的等轴球状晶,触变性能较好,重熔工艺简单.研究表明,稀土铝硅合金具有优良的半同态性能和较大的应用价值.     

剪切低温浇注式半固态浆料制备工艺

半固态浆料直接成形的关键技术之一是如何快速获得与触变成形中重熔加热后相近的半固态组织.根据晶粒游离理论,开发了剪切低温浇注式半固态浆料制备工艺,利用具有特殊热交换条件的转动输送管增强熔体凝固初期的散热和搅拌混合程度,使合金在凝固初期形成快速冷却和较强对流的复合作用,快速散去合金熔体的过热,控制合金熔体的形核与生长.铸造铝合金与锻造铝合金的试验表明,剪切低温浇注工艺可高效地制备优质半固态浆料/坯料,用于浆料直接成形/坯料触变成形.     

倒锥形通道浇注制备半固态7075铝合金浆料

采用倒锥形通道浇注方法制备了半固态7075铝合金浆料.试验结果表明,当浇注温度为660～690℃、通道内壁锥度在2°～6°之间时,采用锥形通道浇注方法可以制备出较高品质的半固态7075铝合金浆料,且通道内挂料较少;当通道内壁锥度一定时,随着浇注温度降低,初生α -Al的平均晶粒尺寸减小、形状因子提高;当浇注温度一定时,随着通道内壁锥度的增大,初生α -Al的平均晶粒尺寸减小、形状因子提高;在倒锥形通道浇注制备半固态7075铝合金浆料过程中,通道内壁的大量形核和晶粒游离及收集坩埚中的晶粒熟化是获得细小球状初生α-Al晶粒的主要原因.     

稀土铝合金的发展

1 引言近年来,采用稀土金属作为有色金属合金的有效添加剂引起人们很大的兴趣。据报道,稀土金属能够细化铝合金的组织并改善其机械性能和机加工性能。还有人把稀土添加剂用作Al—Si合金的变质剂。Sharan及其合作者在这方面做了大量研究与开发工作,所得到的结论在此按时间的先后顺序进行讨论。 1.1 用稀土添加剂作铝及铝合金的晶粒细化剂 Sharan和Anantharaman研究了混合稀土添加剂对纯铝和两种铸造合金(122和218合金)性能的影响。添加2     

Preparation and mechanical properties of SiC／2024 composite by semisolid casting

A SiC/2024 composite was made by semisolid casting.The wetting between SiC and Al matrix is improved by treating SiC particles at a high temperature,coating K2ZrF6,and adding Mg to the Al melt,An effective way to remove the gas around SiC particles was also found.Microstructures were observed under optical microscope(OM) and scanning electron microscopy(SEM).The results show that SiC particles and Al matrix are well bonded and no gaps or cavities around the particles are observed.SiC particles distribute homogeneously in the Al matrix.The existence of SiC particles results in the increase of wear resistance and strength.     

半固态连铸工艺参数设计

提出了半固态连铸的主要工艺参数设计原则浇注温度为浇入制浆室后的熔体温度恰好等于液相线的温度;制浆室预热温度保证熔体浇入后,其界面温度不小于停止流动的临界温度,不大于熔体的初始温度;开拉时间在保证开拉时引锭不滑脱的前提下越短越好;拉坯速度既保证金属熔体通过制浆室的时间不小于非技晶球状组织的形成时间,又要保证熔体在通过结晶器的时间内能够形成不小于安全厚度的凝固层.     

Numerical simulation of semisolid continuous casting process

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＳｅｍｉｓｏｌｉｄｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｃａｓｔｉｎｇ(ＳＣＣ)ｉｓｓｔｉｌｌｉｎｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｓｔａｇｅｉｎＣｈｉｎａ[1～ 3] .Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ ,ｍａｎｙｐｒｏｂｌｅｍｓａｒｅｎｅｅｄｅｄｔｏｂｅｅｘｐｌｏｒｅｄｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｌｙ .Ａｍｏｎｇｔｈｅｍ ,ｔｈｅｂｒｅａｋａｇｅａｎｄｂｒｅａｋｏｕｔａｒｅｔｈｅｋｅｙｂｌｏｃｋｓｔｏｌｉｍｉｔｔｈｅｉｎｄｕｓｔｒｉａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓ.Ｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｃｏ…     

半固态连铸过程的滞留层尺寸预测

通过对凝固层的受力分析，提出了滞留层初期尺寸的预测模型及定量计算方法，并据此分析了各工艺因素的影响趋势。结果表明，在通常范围内增加结晶器直径或减小其长度，提高凝固系数或提高结晶器内的纵向温度梯度，减小拉坯速度、降低制浆室高度、改善结晶器润滑，都可以提高初期裂口的形成位置，减小滞留尺寸，进而有利于提高半固态连铸过程的稳定性，验证实验表明，这一预测模型的误差在５％－１０％范围内。     

Stability condition of semisolid continuous casting process

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｓｅｍｉｓｏｌｉｄｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｃａｓｔｉｎｇ ,ＳＳＣＣｆｏｒｓｈｏｒｔ,ｉｓａｎｅｗ ｐｒｏｃｅｓｓｗｉｔｈｌｏｗｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎａｎｄｈｉｇｈｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙｔｏ ｐｒｏｄｕｃｅｈｉｇｈ ｑｕａｌｉｔｙｂｉｌｌｅｔｆｏｒｓｅｍｉｓｏｌｉｄａｌｌｏｙｓｆｏｒｍｉｎｇ .Ｈｏｗｅｖｅｒ ,ｔｈｅｂｒｅａｋｏｕｔａｎｄｂｒｅａｋａｇｅｏｆｔｅｎｏｃｃｕｒｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｂｅｃａｕｓｅｏｆｌａｃｋｉｎｇｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈ…     

Rheologic behaviors of A356 aluminum alloy billet produced by semisolid continuous casting process

The experiments for rheologic behaviors of semisolid continuous casting billets of A356 alloy in semisolid state had been carried out with a multifunctional rheometer. The results show that the deformation rate increases with loading time, the maximum strain reaches to 120％ (which is one time larger than that of traditional mold casting billet) and the strain can be rapidly eliminated to 10％ after unloading. Moreover, there is a critic stress for billet deformation even in semisolid state, which is named as critic shear stress. This stress increases with the decreasing of heating time. The theologic behaviors can be expressed by five elements mechanical model (H_2- [N_1|H_2]-[N_2|S]) and can be modified with the increasing of heating time.     

两相区铸造AZ91D半固态坯料的部分重熔工艺与组织演变

对在两相区铸造进行半固态制浆所得AZ91D镁合金坯料的部分重熔工艺条件及组织演变进行了研究. 结果表明 AZ91D镁合金在两相区温度(585 ℃)静置30 min且在水冷铁模中浇注的两相区铸造半固态坯料, 在575 ℃下保温30～45 min进行部分重熔时, 其组织具有固相颗粒球化程度高、颗粒细小且粒度均匀、有效液相体积分数高等特点; 坯料组织演变初始化阶段、球化阶段和集聚合并长大等3阶段部分相互重叠. 对特定原始半固态坯料, 改变部分重熔温度, 可缩短重叠区, 扩大球化区, 实现坯料重熔进程及组织形态的优化, 从而增加工艺可控性和提高坯料的触变性.     

Efficient fabrication of semisolid nondendritic Al alloy slurry with high quality

Subjecting a normal mechanical vibration to a cooling slope plate,is a proposed method for preparing semisolid nondendritic slurry,named shear-vibration coupling sub-rapid solidification(SCS).Taking Al-8Si alloy as model material,the temperature field and distribution field of solid or liquid phase during SCS were simulated using COMSOL Multiphysics software to primarily choose the optimal processing parameters.Subsequently,the slurries were prepared with the parameters selected according to the simulation results and the microstructures of the slurries were experimentally investigated.Results indicate that the simulation results could provide a basis for roughly choosing the processing parameters,although the calculated solid fractions are always higher than the experimental ones.The processing parameters affect the primary grain size,shape factor and solid fraction mainly through altering the contact duration of melt on the plate,and thus affecting the cooling effect on the melt,nucleation rate,and grain dissociation and proliferation.Experiments with optimized processing parameters show that the primary grains in the slurry have an average size of about 32μm and shape factor of 1.38,and are quite uniform,even at the highest pouring rate of 2.81 kg·s^-1,the size and shape factor are about 46μm and 1.7,respectively,which implies that the proposed SCS is a promising technology for efficient fabrication of high-quality Al slurry available for engineering applications.     

热处理对稀土5Cr钢组织及析出相的影响

以稀土5Cr钢为对象,研究了热处理工艺(870、900、930 ℃保温50 min水淬,670、690、710 ℃保温90 min回火)对其组织及第二相析出行为的影响。结果表明,试验钢经870 ℃淬火后,组织未完全奥氏体化;随着淬火温度的升高,试验钢完全奥氏体化,原始奥氏体平均晶粒尺寸从900 ℃的13.49 μm增大到930 ℃的15.01 μm,且组织均匀性明显下降。合适的淬火温度为900 ℃。在670~710 ℃回火后,组织分布为回火屈氏体、回火屈氏体+回火索氏体、回火索氏体。回火后第二相为分布在基体上的Cr₇C₃碳化物及在界面聚集的Cr₂₃C₆碳化物。随着回火温度的升高,Cr₂₃C₆碳化物比例逐渐增加。为避免回火过程中M₂₃C₆型碳化物的聚集和粗化,合适的回火温度为690 ℃。