熔体温度对AZ31B镁合金铸态组织及力学性能的影响(英文)

采用自制的电阻炉研究熔体温度对AZ31B镁合金凝固组织与拉伸性能的影响。结果表明:在温度低于850℃水冷时,金属型AZ31B镁合金铸锭等轴枝晶的尺寸随着熔体温度的升高呈直线下降,超过850℃后变化不大。组织中第二相呈现出先细化后粗化的变化规律。AZ31B镁合金试样的抗拉强度、伸长率和屈服强度随着熔体温度的提高而先快速增大后略有减小,熔体温度为850℃时试样的抗拉强度达到260MPa,屈服强度达到75.4MPa,伸长率达到27.57%,比熔体温度为750℃时的分别提高了15%、13%和61%。DSC分析表明,升高熔体温度使凝固开始点温度降低,临界晶核半径减小,从而增加了熔体中的过冷度,提高了熔体中非均匀形核率,是镁合金晶粒细化和拉伸性能提高的主要原因。     

熔体过热处理对AZ31镁合金凝固组织的影响

研究750、800、850、900和950℃不同熔体过热处理温度对AZ31镁合金凝固组织的影响规律.利用光学显微组织定量分析经不同温度过热处理所得AZ31镁合金的二次枝晶间距等组织特征差异;开发一种采用能谱分析结果计算Mg、Al和Zn等主要元素在一个枝晶单元内各个特征区域质量分数的方法,用以测评不同过热温度下凝固组织的成分均匀性.结果表明:当过热温度从750℃增加到900℃时,成分偏析减少,铸态组织中二次枝晶间距从13μm减小到9μm,多点随机显微硬度的平均值从36.5 HV增大到42.6 HV;AZ31镁合金较理想的熔体过热处理温度为900℃.     

熔体过热处理对AZ91D镁合金组织与性能的影响

采用自制的电阻炉研究熔体过热温度对AZ91D镁合金凝固组织和力学性能的影响规律。结果表明:AZ91D镁合金的铸态组织随着熔体过热温度的提高由树枝晶形态向等轴晶转变,晶粒尺寸逐渐减小,超过850℃后晶粒尺寸变化不大。AZ91D镁合金的抗拉强度、条件屈服强度和伸长率均随熔体过热温度的提高呈先增大后减小的变化趋势,力学性能在850℃时达到最大值。DSC分析表明,提高熔体温度使凝固开始点温度降低,凝固区间缩小,临界晶核半径减小,增加了熔体中的过冷度,提高了熔体中非均匀形核率,是镁合金晶粒细化的主要原因。熔体过热温度的提高导致共晶温度提高,使共晶相粗大。     

定向凝固AZ31镁合金组织、晶粒取向和力学性能的研究

为了制备大直径定向凝固镁合金铸件,使用自行设计的定向凝固炉制备出直径为85 mm的AZ31镁合金铸锭,对其组织、晶粒取向和不同温度的力学性能进行了研究。结果表明:使用该方法制备的AZ31铸锭组织为与竖直方向基本平行的的柱状枝晶,第二相弥散分布于枝晶间。晶粒生长方向主要为[1012]和[1013]。定向凝固AZ31在150℃时有较低的抗拉强度和较高的伸长率,说明在该温度下定型凝固AZ31有较优良的塑性变形能力。     

AZ31镁合金的凝固冷却速率与二次枝晶间距的定量关系

设计制作了一套可获得不同凝固冷却速率的镁合金熔炼与浇注装置,采用多通道连续温度记录仪,获得了对应不同凝固冷却速率下的AZ31镁合金试样.用定量金相截线法测定了试样的二次枝晶间距,并对不同凝固冷却速率下的组织特征做了简要分析,用数学回归的方法得到了AZ31镁合金的凝固冷却速率与二次枝晶间距的定量关系式.该关系式完全符合以金属凝固理论推导出的凝固速度与枝晶间距的经典关系式.     

循环热处理对定向凝固Ti-46Al-6Nb合金组织和力学性能的影响（英文）

利用冷坩埚定向凝固技术制备Ti-46Al-6Nb(摩尔分数,%)合金,然后对定向凝固铸锭进行热处理,热处理温度为1330°C,热处理区间在α相单相区。研究热处理前后铸锭显微组织和力学性能的变化。结果表明:铸锭经过热处理后,大的柱状晶转变为等轴晶。随着热处理循环次数的增加,晶粒尺寸减小,这是由于发生了再结晶和小片层的大晶粒与大片层的小晶粒之间的转变。四次循环热处理能够有效地细化晶粒尺寸,使晶粒尺寸从1.33 mm降低到0.59 mm,然而片层间距从0.71μm增加到1.38μm。延长保温时间和增加热处理循环次数能够消除晶粒间和片层间的β偏析相。压缩实验结果表明,对定向凝固铸锭,平行于柱状晶生长方向的压缩强度为1385.09MPa,垂直于柱状晶生长方向的压缩强度为1267.79 MPa;铸造试样的压缩强度为1180.64 MPa,经热处理循环两次后压缩强度提高到1449.75 MPa,热处理循环4次后压缩强度提高到1527.76 MPa。循环热处理后,合金试样的断裂方式为准解理断裂。     

多向锻造对变形镁合金AZ31组织和力学性能的影响

文章采用不同锻造工艺对电磁连铸变形镁合金AZ31铸锭进行了多向锻造研究。结果表明,通过大变形的多向锻造后,变形镁合金AZ31可以得到有效细化,多向锻造有利于变形镁合金发生再结晶,锻造后变形镁合金AZ31最终得到均匀细小的等轴晶组织。工艺3得到最好的综合性能,锻造后变形镁合金AZ31硬度和抗拉强度分别提高了22.5%和33.5%,延伸率也有所提高。多向锻造后,室温拉伸试样的断口形貌出现大量的韧窝,表现为剪切断裂为主的韧性断裂。     

关于添加Al—Ti中间合金促进纯铝铸块凝固组织细化的机理

把含有细化剂的铝熔体浇铸到金属模中,凝固的铸锭组织是等轴晶。把上述铸锭重熔并从铸模底部进行单向凝固时,则形成三种组织:柱状晶、等轴晶(上部和下部)和完全等轴晶。如果把这样的铸锭再重熔并浇铸到金属模中,其凝固组织是等轴晶。只有Al—Ti中间合金中的TiAl_3一次晶粒在铸造中以细粒状存在于熔体中,它们可以促使等轴晶的形成。如果充分搅动熔体,并确保从模壁分离出拉长了的晶粒,则熔体中     

熔体过热对AISI 304不锈钢亚快速凝固薄带组织的影响

采用水冷铜模薄带铸造方法研究了熔体过热对AISI 304不锈钢亚快速凝固薄带组织的影响.结果表明:AISI 304不锈钢亚快速凝固薄带由外层的胞状奥氏体组织、次外层的柱状铁素体枝晶组织和中心的等轴铁素体枝晶组织组成;随着熔体过热度增加,奥氏体胞晶间距和柱状铁素体二次枝晶间距随之增加,残余铁素体含量亦降低.过热度的增加降低了熔体过冷度和冷却速率,造成薄带凝固组织中枝晶间距的增加和残余铁素体含量的降低.     

熔体过热时间对DD3单晶高温合金凝固组织的影响

在定向凝固固/液界面温度梯度及凝固速率保持恒定条件下,研究了熔体过热时间对Ni基DD3单晶高温合金凝固组织的影响.结果表明,当熔体超温处理温度为1640℃,过热时间由30 min增至60 min时,枝晶间距进一步减小,枝间γ′相更加细小且规整,在此温度过热90 min时,将导致凝固组织粗化.当熔体超温处理温度为1780℃,随过热时间由30 min延长至60 min时,枝晶间距与枝间,γ′相都变大,且枝间γ′相不再规整.     

磁场强度对Ti-1023合金凝固组织和Fe偏析的影响

研究了工业化制备的超大规格Ti-1023合金铸锭在不同磁场强度下的纵向凝固组织和Fe元素成分分布,并对其影响进行了探讨。结果表明：当磁场强度为10Gs和30Gs时,铸锭组织主要由粗大柱状晶,竹节状的小柱状晶和等轴晶组成;当磁场搅拌强度为20Gs时,凝固组织转变为由底部粗大柱状晶和细小等轴晶组成。Ti-1023合金铸锭中Fe元素在不同磁场强度下遵循正偏析规律,沿铸锭长度方向Fe元素含量从底部到顶部逐渐增加,沿径向从边缘到中心逐渐增加。随着磁场强度从10Gs增加到30Gs,合金元素Fe的宏观偏析率先减小后增大。     

熔体过热处理对Al-4.7%Cu合金定向凝固组织的影响

分别在750、850、950和1050℃下，研究熔体过热处理对Al-4．7％Cu（质量分数）合金定向凝固组织的影响，利用综合热分析仪测定Al-4．7％Cu合金熔体结构特征及变化过程。结果表明：经过950℃和1050℃过热处理的一次枝晶间距比在750℃常规过热直接定向凝固的分别减小了31．2％和36．2％；随着熔体过热时间的延长，一次枝晶间距减小，组织越来越细密；但随着低温保持时间的延长，一次枝晶间距增大，组织越来越粗大，表明熔体高温处理对定向凝固组织形态的影响逐渐衰退；熔体过热处理对Al-4．7％Cu合金定向凝固组织有显著影响的原因在于熔体过热处理改变了熔体结构状态。     

TB9钛合金棒材组织遗传效应与性能

以TB9钛合金为研究对象，对比分析了TB9铸锭不同部位在热加工过程中的组织差异，揭示了TB9钛合金棒材的组织遗传效应及其对性能的影响。结果表明，TB9钛合金铸锭可以分为底部沿轴向的柱状晶区，芯部的等轴晶区，边部与轴向呈45°的柱状晶区。其中铸锭底部的柱状晶具有较强的<100>织构，在随后的锻造和热轧过程中，<100>织构的柱状晶难以破碎，具有很强的遗传性，致使最终棒材尾部残留粗大的柱状晶结构，时效后抗拉强度仅为987 MPa。铸锭芯部等轴晶区没有明显的择优取向，最终制备的棒材晶粒细小，组织均匀，棒材的性能优良，抗拉强度可达1290 MPa。     

低压脉冲磁场半连续铸造AZ80合金组织及力学性能（英文）

研究低压脉冲磁场对半连续铸造AZ80镁合金凝固组织及性能的影响。结果表明:低压脉冲磁场半连续铸造AZ80合金凝固组织发生了明显的细化,枝晶形貌由粗大的枝晶变为细小的蔷薇状。AZ80半连续铸锭的变形能力大大提升,相比未施加脉冲磁场制备的AZ80半连续铸锭,其心部变形后塑性提高了80%以上。     

熔速对IN718合金真空自耗铸锭组织的影响

以IN718合金#x03D5;508 mm真空自耗铸锭为研究对象,采用光学显微镜和扫描电镜等研究了低、中和高3种熔速下其低倍、高倍的组织特征。结果表明:不同熔速铸锭两侧枝晶生长方式基本相同,边缘均是细密的柱状枝晶;随着熔速升高熔池明显加深,铸锭两侧对称性变差,柱状晶生长方向与轴向的角度增大,铸锭中心部位组织由柱状晶向等轴晶转化;随熔速升高铸锭中心和R/2部位的二次枝晶间距略有增大,中心部位二次枝晶间距稍大于R/2部位;高熔速的中心和R/2部位二次枝晶干变得粗大,甚至出现互相熔合的现象;不同熔速对铸锭中Laves相析出数量影响不大;而在同一熔速下铸锭Laves相析出数量中心部位多于R/2部位,明显高于边缘部位。     

搅拌磁场强度对Ti-1023合金凝固组织和Fe偏析的影响

研究了工业化制备的超大规格Ti-1023合金铸锭在不同搅拌磁场强度下的纵向凝固组织和Fe元素分布。结果表明:当磁场强度为0.001和0.003 T时,铸锭组织主要由粗大柱状晶,竹节状的小柱状晶和等轴晶组成;当搅拌磁场强度为0.002 T时,凝固组织转变为由粗大柱状晶和细小等轴晶组成。Ti-1023合金铸锭中Fe元素在不同磁场强度下遵循正偏析规律,沿铸锭长度方向Fe元素含量从底部到顶部逐渐增加,沿径向从边缘到中心逐渐增加。随着磁场强度从0.001 T增加到0.003 T,合金元素Fe的宏观偏析率呈现先减小后增大的趋势。     

AZ61合金FSP试样室温拉伸力学性能

对AZ61镁合金进行了搅拌摩擦加工(FSP),利用拉伸实验机,在室温下对FSP试样进行了拉伸实验。研究表明,对4道次FSP试样实施3%的压缩变形,可显著提高AZ61镁合金的室温力学性能。对于平行于FSP进给方向截取的试样,4道次FSP可将极限抗拉强度从母材的190 MPa提升到327 MPa,伸长率也从母材的13%提高到了18%,屈服应力提升不明显;对于垂直于FSP进给方向截取的试样,4道次FSP可有效提升AZ61镁合金的极限抗拉强度;沿着搅拌头轴线方向对FSP试样施加3%的压缩变形,可分别将材料的屈服应力和极限抗拉强度由母材的140 MPa和190 MPa提升至178 MPa和362 MPa。     

保温时间及结晶条件对AZ91D组织和性能的影响

研究了熔炼及结晶条件对AZ91D合金组织和力学能的影响。结果表明，熔体保温时间对铸锭重熔后金属型试样的金相形貌没有影响。铸锭重熔后金属型试样的晶粒尺寸随着保温时间的延长先减小后增加，导致试样抗拉强度和伸长率的先提高后降低。熔体的结晶条件会影响合金的凝固方式。平衡结晶条件下AZ91D组织由基体和γ相（Mg17Al12）组成，在非平衡结晶条件下组织中将出现离异共晶。     

定向凝固AZ31镁合金晶粒取向及力学性能研究

采用自行设计的定向凝固装置制备了AZ31镁合金铸件,通过金相观察、XRD分析和室温压缩试验,研究定向凝固工艺对AZ31镁合金晶粒取向和常温力学性能的影响。结果表明:定向凝固制备的AZ31镁合金铸件具有柱状晶组织,第二相呈球状弥散分布于晶粒内部。由于温度梯度的影响,晶体规律性地定向生长,呈现较明显的[1010]择优取向。该铸件在常温力学性能和塑性成形性能上表现出各向异性的特点。     

强磁场对Cu-25Ag合金凝固、拉拔组织及导电性能的影响

在有无磁场条件下进行Cu-25Ag(%,质量分数,下同)合金凝固实验,并对铸锭进行冷拉拔处理,系统的研究强磁场对Cu-25Ag合金凝固组织、拉拔组织以及复合材料电导率的影响。发现有无磁场条件下合金凝固组织和拉拔组织都有所不同。无磁场条件下初生Cu一次枝晶较长,以柱状枝晶方式生长,在试样顶部,枝晶生长方向沿弧形径向;在试样中部,生长方向与试样轴向夹角约45°;试样下部,生长方向与试样轴向夹角约90°。另外,共晶组织壁厚较薄,两相分布不均匀,片层间距较大。强磁场条件下初生Cu一次枝晶变短,以胞状枝晶方式生长,在试样顶部,枝晶生长方向沿弧形径向,试样中部和下部,枝晶生长方向与试样轴向夹角约90°。共晶组织壁厚较大,两相分布比较均匀,片层间距较小。冷拉拔后,共晶网状结构被拉长、变细,形成纤维结构,无磁场条件试样中共晶纤维厚度和间距较小,强磁场试样中共晶纤维厚度和间距较大。随着纤维组织厚度不断减小,试样的电导率降低,并且相同变形量下有无磁场条件的试样电导率有所差别。对强磁场下合金凝固组织及拉拔组织影响机理进行了探讨,并分析了纤维组织对复合材料电导率的影响机制。