电磁搅拌制备ZL12Y铝合金流变半固态浆料的实验及模拟研究

对不同温度及不同搅拌工艺下得到的材料的显微组织的比较，确定了合理的半固态温度和搅拌工艺，即半固态温度为590℃，震荡电流为500A。随后对单个线圈电磁搅拌过程进行建模及电磁场和流速场的耦合模拟得到了电磁场和流速场分布，此结果与电磁搅拌的原理及实验结果相一致。计算出在该温度和工艺下熔体内部的平均流动速度为3．2cm／s，将该结果作为能否得到半固态浆料的判据。     

AZ91D镁合金半固态浆料制备过程中的组织演变

对AZ91D镁合金进行了半固态等温热处理,通过光学显微镜、扫描电镜对其组织进行了研究。结果表明,AZ91D镁合金铸件经过580℃×30min半固态等温热处理后,合金显微组织中β-Mg17Al12相基本熔入基体,枝晶状的铸态组织在等温处理过程中变得细小圆整。     

半固态A356合金重熔加热时初生相的组织演变

利用低过热度浇注技术制备了半固态A356铝合金坯料,研究了半固态温度区间重熔加热时半固态A356铝合金坯料的初生相形貌的转变过程.结果表明,在半固态两相区保温,半固态A356合金的初生相逐渐团球化,该过程随保温温度的升高而加快.半固态A356铝合金晶粒的圆度与保温温度和保温时间的关系不大,但晶粒的尺寸随着保温温度和保温时间的增加而增大.半固态A356合金试样重熔加热最佳工艺制度为583℃下保温30min,其晶粒平均等积圆直径为80μm,晶粒平均圆度为0.83.     

电磁搅拌制备ZL112Y铝合金流变半固态浆料的实验及模拟研究

对不同温度及不同搅拌工艺下得到的材料的显微组织的比较,确定了合理的半固态温度和搅拌工艺,即半固态温度为590oC,震荡电流为500A。随后对单个线圈电磁搅拌过程进行建模及电磁场和流速场的耦合模拟得到了电磁场和流速场分布,此结果与电磁搅拌的原理及实验结果相一致。计算出在该温度和工艺下熔体内部的平均流动速度为3.2cm/s,将该结果作为能否得到半固态浆料的判据。     

浇注温度对合金熔体冷却规律和半固态组织的影响

介绍了一种实验室自主研发的轻合金半固态浆料制备设备——锥桶式流变成形机(TBR),该设备利用刻有凸纹和沟槽的内、外锥桶的相对转动,使合金熔体在凝固过程中受到剧烈的剪切搅拌,从而获得合金半固态浆料.对TBR工艺的传热模型进行了推导,以A356为实验材料得出制备的A356铝合金半固态浆料温度与浇注温度的关系式,同时分析了不同浇注温度下合金熔体的冷却规律和获得的半固态组织形貌.结果表明,适当降低A356合金熔体的浇注温度可以延长初生固相受到的剪切时间和增加剪切次数,从而获得细小、均匀的半固态组织.当浇注温度为640℃时,初生固相平均晶粒尺寸为68μm,形状因子为0.82.     

60Si2Mn弹簧钢半固态浆料的制备研究

研究了60Si2Mn弹簧钢半固态浆料的制备规律，结果表明：在本实验条件下，当搅拌时间为2min时，可以获得尺寸大小为100-300μm、固相率为40％～50％的球状初生奥氏体的半固态浆料，这样的半固态浆料便于从搅拌室底孔中放出；电磁搅拌使60Si2Mn弹簧钢熔体获得均匀的温度场和溶质场，抑制了发达的初生奥氏体枝晶的形成，为球状晶的获得奠定了基础；电磁搅拌引起蔷薇状初生奥氏体枝晶出现强烈的温度起伏和枝晶臂根部熔断是获得球状晶粒最重要的原因。     

近液相线半连续铸造法制备半固态铝合金的研究进展

介绍半固态铝合金的各种制备工艺，分析了近液相线半连续铸造法制备半固态铝合金的现状与发展趋势，探讨半固态初生球状晶形成机理的研究现状，指出近液相线半连续铸造法具有广阔的应用前景。     

稀土细化剂对半固态A356铝合金等温热处理组织的影响

利用低温浇注与晶粒细化法制备了半固态A356铝合金坯料,研究了在细化剂作用下等温热处理工艺条件对其组织的影响规律.研究结果表明,稀土细化剂的加入对试样等温热处理前的铸态组织和热处理后的加热组织都有明显的改善作用,且稀土细化及低温浇注共同作用时,所获得的半固态非枝晶A356铝合金试样等温热处理最佳工艺条件为583℃下保温30 min,此时坯料触变性良好,其晶粒平均圆度达到0.83,晶粒平均等积圆直径达到80μm.     

半固态合金浆料挤压变形的液相偏析模型

描述了一种轴向挤压的半固态合金浆料的数学模型.半固态合金浆料的固相和液相可以相互邻接,它们的变形行为可以藕合.固相的增稠控制着流体流动行为,由此得到在液相中分布的压力可能会影响固相的增稠和液相的偏析.模型可以用来预测半固态合金试样径向上的液相体积分数的分布情况.     

工艺参数对引晶法制备半固态浆料组织的影响

采用引晶法(Introducing Grain Process,简称IGP)制备半固态金属浆料,研究了工艺参数对半固态A356铝合金浆料组织的影响,讨论了球状初生α(Al)晶粒的形成机制及形貌控制.结果表明:当合金温度为630℃、制备浆料为4 kg时,如果引晶尺寸为10 mm、加入量为3.5%(质量分数)和倾倒温度为611～617℃,半固态浆料中初生α(Al)晶粒的平均直径可达40~75μm,形状因子可达0.82~0.89.如果引晶尺寸为10 mm、倾倒温度为613℃、加入量为2%~4%,初生α(Al)晶粒的平均直径可达45~82μm,形状因子可达0.78~0.88.合金温度和倾倒温度适当降低、或者引晶加入量适当提高,组织越好.当QR=QA、Rh=Rc时,只要倾倒温度适宜就可以制备优质半固态浆料.引晶熔化时产生的枝晶碎块是半固态浆料中初生α(Al)晶粒的直接来源,引晶熔化时形成的温度过冷区也为异质形核提供了有利条件.     

扰流柱参数对半固态AlSi9Mg组织的影响

提出将扰流冷却技术应用于半固态合金制备中,在自制的倾斜冷却装置内安放扰流柱,制备半固态AlSi9Mg合金水淬试样,用定量分析技术分析试样组织,研究扰流柱形状、排列方式和排列间距对半固态AlSi9Mg合金组织的影响.结果表明:扰流柱为水滴形时,制备的半固态AlSi9Mg合金中初生α-Al相较多,组织均匀,边缘轮廓清晰,初生α-Al相为球形或近球形,水淬组织特征为初生固相率53.54%,晶粒尺寸5.59μm,形状因子0.61.扰流柱的排列方式和排列间距对半固态Al-Si9Mg合金组织有较大的影响,叉排优于顺排,理想的排列间距为行间距S=15 mm,列间距L=40 mm.     

半固态AlSi6Mg2铝合金循环剪切变形下的触变行为

在Couette型同轴圆桶流变仪上,采用滞后环工艺研究了半固态AlSi6Mg2铝合金浆料的触变行为.实验结果表明半固态AlSi6Mg2铝合金浆料在循环剪切变形下,静置时间越长、剪切速率到达最大值所用时间越短、固相分数越大、最大剪切速率越大,则合金浆料τ-γ.滞后环所包围区域面积越大,合金浆料的触变性越强.     

流变压铸工艺参数对半固态A356铝合金充填性的影响

研究了半固态A356铝合金浆料的成形温度、压射比压和压射冲头速度对半固态A356铝合金流变压铸充填性的影响.实验结果表明:较高的半固态A356铝合金浆料的成形温度有利于获得良好的充填性.压射比压和压射冲头速度对半固态A356铝合金浆料充填性也具有较大的影响.在本实验条件下,压射冲头速度越大或压射比压越大,充填性越好.试片的壁厚对半固态A356铝合金浆料的充填性影响较大,试片壁厚越大,越容易充填.此外,采用低过热度浇注和弱电磁搅拌技术制备的A356铝合金浆料和流变压铸试片的组织分布很均匀,有利于获得优质的半固态压铸件.     

Preparation and theoretic study of semi-solid Al_2Y/AZ91 magnesium matrix composites slurry by ultrasonic vibration

Semi-solid Al2Y/AZ91 magnesium matrix composites slurry was prepared by ultrasonic vibration, effect of ultrasonic vibration temperature and time on microstructure of semi-solid slurry was investigated. The results showed that with the ultrasonic vibration temperature decreasing the solid volume fraction of semi-solid slurry increased. The best ultrasonic vibration temperature was 600 oC. With the increase of ultrasonic vibration time, the average grain diameter of primary а-Mg particles decreased firstly, then increased, the average shape factor increased gradually and decreased slightly after 90 s, and a few rosette dendrites were observed after 120 s. The best semi-solid slurry with average grain diameter of 75 μm and shape factor of 0.7 were gained after the melt was treated by ultrasonic vibration for about 60 s at near liquidus temperature(600 oC). At last, the microstructure evolution mechanism of semi-solid magnesium matrix composites slurry was analyzed by the theories of thermodynamics and kinetics.     

超声铸造7050铝合金的微观组织和宏观偏析规律

采用不同功率超声对铝熔体进行处理,研究超声场对7050铝合金凝固组织和宏观偏析的影响规律.结果表明:超声振动产生的空化效应和声流效应影响熔体的凝固过程,合理功率的超声能有效细化晶粒、优化组织及改善宏观溶质分布.当超声功率达到170 W时,铸锭径向宏观偏析的弱化效果最好,Zn、Mg和Cu的偏析指数分别为0.0593、0.0565和0.0319;超声功率超过170 W,溶质元素在中心区域富集量显著提高,宏观偏析程度增大.     

稀土元素Y对粉末冶金2A12铝合金组织和力学性能的影响

在铝合金粉末中添加质量分数为0、0.2%、0.4%及0.6%的稀土元素Y,利用粉末冶金法制备2A12铝合金。通过金相组织观察、X射线衍射分析、扫描电子显微形貌表征、能谱分析及力学性能测试等手段,研究了稀土元素Y对粉末冶金2A12铝合金组织和性能的影响,总结了Y在铝合金中的分布特征。结果表明,当稀土元素Y的质量分数为0.2%时,2A12铝合金抗拉强度最高,塑性最好;添加Y可以抑制铝合金晶粒在烧结过程中的长大;稀土元素Y主要以YAl相、Cu₂Y相和YAl₂相的形式分布在基体晶界处,少量Y固溶在铝基体中。     

置氢Ti-6Al-4V合金组织演变与超塑性能

应用高温拉伸实验研究了氢对Ti-6Al-4V合金超塑变形行为的影响,借助于OM、SEM、TEM和XRD等分析手段,分析了氢对钛合金组织演变的影响.结果表明:氢可促进合金中β相数量的增加,氢质量分数达到0.2%时合金出现马氏体组织,并随着氢含量的增加而逐渐粗化;适量的氢可以改善钛合金超塑变形行为,如降低流动应力和超塑变形温度、提高应变速率敏感指数m值;Ti-6Al-4V合金加入质量分数0.1%的氢,其峰值流动应力降低53%,变形温度降低约60℃,且由于氢的加入,使得超塑变形后的位错密度减少,说明氢促进了位错的运动.     

连续柱状晶BFe10-1-1合金管材无模拉拔过程中组织演变

在拉拔速度O.6-0.9mm·s^-1、变形温度750-900℃条件下,对具有连续柱状晶组织的BFe10-1-1合金管材进行了无模拉拔成形,研究了变形后的微观组织,探讨了其组织演变规律及机理.在本文工艺参数范围内,晶界平直的连续柱状晶组织BFe10-1-1合金管材在无模拉拔成形后微观组织演变为锯齿形晶界的连续柱状晶组织.随拉拔速度和变形温度的增加,锯齿的齿深不断加大.位错易在接近晶界的区域塞积并跃出晶界,导致在晶界处出现滑移台阶,形成锯齿形晶界;在滑移变形的同时,粗大的连续柱状晶开始转动,加剧了锯齿化的程度.高的热激活能和变形储存能未能及时释放是BFe10-1-1合金保持连续柱状晶组织的根本原因.     

料浆法制备NiCrW基高温合金Al-Si涂层的微观结构与性能

航空发动机涡轮叶片在使用时需加以涂层防护,以提高基体合金的抗高温氧化性能。本研究采用料浆渗铝的制备工艺,以CaCl₂作为活化剂,在NiCrW基高温合金表面制备Al-Si涂层。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)对涂层试样的表面和截面进行分析。结果表明,聚乙烯醇水溶液可作为料浆法制备渗铝/铝硅涂层的有效黏结剂;高温扩散的温度和时间显著影响渗铝涂层的厚度。渗剂成分为5%Si+30%Al(质量分数),制备得到的共渗涂层由外而内依次为富Al层、NiAl层和含Si过渡层三部分,涂层致密无明显缺陷,厚度约为57μm。10%Si+25%Al、15%Si+20%Al与20%Si+15%Al共渗涂层由外而内分为富Al层、富Ni层和含Si过渡层三层。Si元素主要以含Si的沉积相形式存在于含Si过渡层中,少量沉积于外层。而Si的少量添加能明显影响Al、Ni元素的扩散过程,从而减小涂层厚度,并由单一NiAl相向富Al、富Ni的镍铝相转变。