保温参数对A356铝合金半固态组织的影响

采用自孕育法制备A356铝合金半固态浆料,对比分析了半固态金属型铸造与传统金属型铸造的组织,研究了不同保温时间及保温温度对A356半固态浆料水淬组织的影响。结果表明,A356铝合金采用自孕育法进行半固态流变铸造可获得初生相分布均匀的非枝晶组织;A356半固态浆料在保温3min时初生颗粒的形状因子最接近于1,而且颗粒平均尺寸相对较小,因此,保温3min的组织为较理想的流变成形组织;保温温度的高低直接影响最终浆料固相率的高低。固相率过高(50%以上),初生颗粒的合并现象严重,使组织恶化;固相率过低(15%以下),浆料接近全液态,达不到半固态成形利于补缩的效果。适合A356合金的半固态保温温度为600~610℃。     

冷却条件对超声振动法制备AZ91半固态浆料组织的影响(英文)

利用超声振动法制备AZ91合金半固态浆料,在不同温度区间和冷却速率下对熔体进行超声处理,研究冷却条件对AZ91半固态浆料微观组织的影响。结果表明:在形核阶段,熔体在超声振动引发的空化和声流效应作用下,能够获得细小、近球状的初生α-Mg固相颗粒;在固液相线温度区间内,随着超声温度下限的降低,半固态浆料的固相率和固相颗粒的平均尺寸增加;在超声振动过程中,随着冷却速率的提高,半固态浆料的固相率增大,固相颗粒的平均形状因子降低。在本实验条件下,适宜的超声振动温度区间为605°C到595°C或590°C,合适的冷却速率为2~3°C/min。     

A356铝合金半固态浆料在连续冷却、等温保温及随炉冷却过程中的组织演变

采用自孕育法制备A356铝合金半固态浆料,通过光学显微镜、扫描电镜、能谱及电子探针研究浆料在连续冷却、等温保温及随炉冷却过程中的组织及成分变化。结果表明:采用自孕育法能够制备出初生α-Al晶粒细小且分布均匀的非枝晶半固态浆料;浆料在连续冷却过程中,初生α-Al晶粒逐渐长大并圆整,固相体积分数逐渐增大。浆料等温保温初期初生α-Al晶粒逐渐长大并圆整,晶粒长大速率符合D_t~3-D_0~3=Kt动力学方程;过长的保温时间会使晶粒合并而恶化组织。随炉冷却过程中较慢的冷却速率使剩余液相无法独立形核,浆料剩余液相主要通过初生α-Al晶粒稳定生长以及共晶反应而实现凝固;随着随炉冷却时间的延长,Mg完全扩散至晶内,晶内Si含量逐渐增加。     

半固态ZCuSn10铜合金重熔过程中的组织演变

采用拔长为预变形方式的SIMA法制备ZCuSn10铜合金半固态坯料,研究在半固态温度区间重熔加热过程中半固态ZCuSn10铜合金坯料初生相形貌的演变过程。结果表明:在液固两相区间对半固态组织保温,半固态ZCuSn10铜合金坯料初生相逐渐球化。在900℃保温3 min后开始出现液相,且液相率、平均晶粒直径均随着保温时间的增加而增加,液相分数由5 min的23.5%增加至20 min的32.7%,平均晶粒直径由8 min的41.7μm增大至20 min的58μm,形状因子随着保温时间延长先减小后增加,在保温15 min形状因子最小为1.75。     

电磁搅拌过程中镁合金半固态浆料初生相颗粒的团簇行为

利用旋转电磁场搅拌制备AZ91D镁合金半固态浆料,在570~600℃间不同温度下浇注金属型试样,观察和分析不同固相率铸件的微观组织。结果表明:较低固相率(fs≤25%)铸件由α-Mg等轴晶和β-Mg17Al12相组成基体组织,初生固相颗粒以松散的聚团形式分散其中;而在相对较高固相率(36%≤fs≤45%)铸件中,浇注温度降低,初生相颗粒数目的剧增和浆料黏度的增大使得初生相颗粒在电磁搅拌形成的黏性剪切作用下相互间发生摩擦和挤压塑性变形,从而在高温条件下焊合形成紧密的团簇结构,且聚团中初生相颗粒间的晶界表现为低能量的直线型晶界。     

初始组织特征对充型过程中初生相演变的影响

采用电磁搅拌法制备具有不同微观初始组织特征的半固态合金熔体,利用半固态挤压铸造法铸造螺旋线试样,使用定量金相技术分析试样的初始组织、成形的螺旋线试样不同长度上的初生相微观组织特征参数(固相率、晶粒尺寸和形状因子),研究半固态合金熔体充型过程中初生相组织的演变规律.结果表明:初生固相率在充型的沿程流动过程中变化较小;初生相的晶粒尺寸、形状因子沿充型长度呈现波浪形变化,波峰和波谷出现的位置与充型长度没有明确的关系;充型后初生相晶粒尺寸的变化幅度与充型前半固态合金熔体初生相晶粒尺寸的大小有对应关系.     

流变处理下ADC12铝合金初生相演变（英文）

采用差式扫描热量法、光学显微镜和扫描电镜研究机械滚筒流变处理下ADC12铝合金的初生相演变。半固态浆料分析表明:合金的固相率随着滚筒转速的提高从0.38增加到0.43,但圆整度从0.45降低到0.38。随着浇注温度从620°C降到580°C,合金固相率和初生相平均颗粒尺寸随着浇注温度的下降而增加,初生相形貌由近球形转变为玫瑰形。在流变压铸条件下,合金中初生相α(Al)颗粒形貌圆整、颗粒细小并分布均匀。在595和605°C之间进行流变压铸可以获得最佳的显微组织。晶粒控制生长理论是ADC12铝合金实现流变处理的理论依据,半固态浆料在压铸成型中服从Mullins-Sekerka准则。     

MSMT法制备Al-6．6Si铝合金半固态浆料保存过程中组织演变的研究

采用分散混合流变制浆技术(MSMT法)制备Al-6.6Si铝合金半固态浆料,主要分析研究了合金浆料保存过程中冷却速率、保存时间时浆料组织的影响规律.实验结果表明,冷却速率越大,浆料组织中初生相越细小,圆整度降低,而且冷却速率过大,初生相界面发生失稳,有向枝晶演变的趋势,降低浆料的流动性;保存时间主要影响浆料组织中初生相的形貌,随着保温时间的延长,初生相的圆整度提高,而且初生相尺寸有所增大.     

60Si2Mn半固态浆料的制备和流变轧制的组织形貌

以弹簧钢（60Si2Mn)为研究对象，采用电磁搅拌的方式制备半固态浆料，研究了搅拌参数对半固态浆料组织形貌的影响；同时对半固态浆料进行了流变轧制，观察和分析了半固态浆料在轧制过程中的组织演变及轧制产品可能存在的组织缺陷。结果表明：在变温连续搅拌条件下，随着搅拌时间的延长，半固态浆料的固相率提高，初生固相颗粒的直径减小，组织更均匀；经过1道次的轧制，半固态浆料中的液相从固相颗粒间挤出，流向轧件的表面，大部分固相集中在轧件的中心，产生宏观偏析现象，提高固相率可减小偏析程度。此外，轧件中还可能出现缩孔、分层组织等缺陷。     

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。     

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%。     

保温时间对过共晶ZL117合金半固态浆料组织的影响

论述了ZL117合金半固态浆料制备后保温时间对浆料性质的影响。试验结果表明，随着保温时间的延长，ZL117合金半固态浆料的固相率变化不大；浆料中初生Si的平均颗粒度呈明显增加的趋势；浆料中的初生相的形状在15mi。内随时间的变化而变得越来越尖锐，15min后随着初生Si的聚集，初生Si的形状变化不是很明显。     

半固态加热工艺对7075合金组织与性能的影响

利用应变诱发熔化激活法(SIMA)制备了7075铝合金半固态坯料。研究了半固态加热温度与保温时间对7075铝合金半固态坯料显微组织及压缩性能的影响。结果表明:半固态等温温度越高,球形率越好,液相率越高,初生α-Al固相颗粒的尺寸呈先降后升的趋势,而坯料的抗压强度则呈与之相反的趋势,等温温度595~610℃时达到理想状态;随着保温时间的延长,初生α-Al固相颗粒的球形率越好,颗粒尺寸逐渐增大,液相率无明显变化,而坯料的抗压强度呈先升高后略微下降的趋势,保温时间15~30 min时达到理想状态;在595℃保温30 min时,获得的7075铝合金半固态坯料的初生固相颗粒均匀、细小、圆整,抗压强度可达426.82 MPa。     

保温时间对A356铝合金半固态组织熟化的影响

采用转棒诱导形核法制备A356铝合金半固态浆料,研究保温时间对半固态浆料组织的影响。结果表明,随着保温时间延长,初生α-Al相等效直径不断增大,但初生α-Al的形状因子先降低后升高,符合Oswald长大机制。在保温1min时初生α-Al相的等效直径最小,约为54μm,形状因子为0.89,单位面积内的颗粒数最多约为175/mm~2;在保温5min时,初生α-Al相形状因子最小,为0.83,其等效直径约为74μm,单位面积内的颗粒数约为130/mm~2;保温20min时,初生α-Al的形状因子最大,为0.97,单位面积内的颗粒数约为70/mm~2。     

ZL101铝合金机械振动制浆工艺参数的研究

利用自行研制的机械振动装置成功制备了ZL101铝合金半固态浆料。研究了保温温度、浇注温度这两个参数对浆料质量的影响。研究表明,保温温度越低,固相率越高;保温温度升高,半固态浆料的显微组织较为圆整,但是晶粒的平均直径有所增大。浇注温度较低,制备的ZL101半固态浆料中的初生α-Al晶粒较圆整,尺寸细小,最终固相率也相对较高。合适的保温温度为595～605℃左右,浇注温度为635～660℃左右。     

工艺参数对气泡搅拌法制备AZ91D镁合金半固态浆料显微组织的影响（英文）

采用气泡搅拌法制备AZ91D镁合金半固态浆料,研究工艺参数变化,包括气体流量、冷却速率和搅拌结束温度,对AZ91D镁合金半固态浆料显微组织的影响规律。结果表明:随着气体流量从0升高至5L/min,α-Mg初生相平均颗粒尺寸从119.1μm降至77.2μm,而平均形状因子从0.1升高至0.596,气泡搅拌中非枝晶初生相来自于枝晶破碎和熔体形核;随着冷却速率从3.6℃/min升高至14.6℃/min,α-Mg初生相平均颗粒尺寸从105.0μm降至68.1μm,而平均形状因子在冷却速率为9.1℃/min时达到最高,过高或过低的冷却速率都会导致初生相的枝晶生长;搅拌结束温度从590℃升至595℃对最终的AZ91D镁合金半固态浆料显微组织无明显影响,这是因为半固态浆料中已经形成了足够数量的初生相。     

半固态ZL101合金初生相在固液区间等温保温时形貌演变

研究了半固态ZL101铝合金初生相在固液相区等温保温下初生相形貌的演变,探讨了工艺参数对ZL101铝合金初生相在固液相区等温保温的影响。结果表明,在不同的保温温度下,随着保温温度的降低,ZL101铝合金的初生相形貌逐渐变好,尺寸变小;在相同的保温温度和不同的保温时间下,随着保温时间的延长,其初生相形貌逐渐圆整,颗粒尺寸仍较细小;浇注温度对初生相形貌及等温时的转变影响较大。获得了低过热度浇注制备半固态ZL101铝合金浆料合适的工艺参数。     

半固态7075铝合金浆料温度均匀化处理过程中的组织演化规律

采用ICSPC法制备半固态7075铝合金浆料,再结合温度均匀化处理,使浆料组织相对均匀并获得可控的固相率,以适合后续的流变压铸。主要研究温度均匀化处理过程中冷却速率对初生α（Al）组织演化规律的影响。结果表明,随着冷却速率的降低,半固态浆料中的初生α（Al）趋向于近球状方式生长,其组织的均匀性也相对提高。这可能是由于冷却速度的降低有利于半固态浆料剩余液相中各部分温度及成分的一致性,而这种一致性则是形成均匀球状晶的关键。然而,过低的冷却速度将会显著延长晶粒的生长时间,导致晶粒过分粗大和更多的晶粒合并,因而出现部分异常长大的晶粒,并导致形状因子的轻微下降。     

等温处理工艺对触变压铸Al-30Si合金组织和力学性能的影响

研究了等温处理工艺对触变压铸Al-30Si合金(加入1wt％的磷盐变质处理)组织和力学性能的影响.结果表明,触变压铸组织中,初生硅的形貌较为圆整,针状的共晶硅消失.在高压下快速冷却,αAl来不及长大,颗粒大小分布是弥散的;在固相率较高共晶组织未全部熔化时,组织中的αAl以固相保留,形态为球状或近球状.在620℃,抗拉强度随保温时间的延长而增加.保温时间从80min增加到120min时抗拉强度从206MPa增大到220MPa,布氏硬度从92 HB减小到84 HB;在同一保温时间(100 min)时,保温温度升高,抗拉强度先增大后减小,最大值为213MPa(620℃).保温时间的增加或保温温度的升高,布氏硬度都呈现出减小的趋势.     

保温时间对过共晶ZL117合金半固态浆料组织的影响

论述了ZL117合金半固态浆料制备后保温时间对浆料性质的影响.试验结果表明:随着保温时间的延长,ZL117合金半固态浆液的固相率变化不大;浆液中初生Si的平均颗粒度呈明显增加的趋势;浆液中的初生相的形状在15 min内随时间的变化而变得越来越尖锐,15 min后随着初生Si的聚集,初生Si的形状变化不大.