Mg-6Zn-1Cu-0.3Mn镁合金的半固态组织演变

采用半固态等温热处理法,研究了重熔温度和等温时间对Mg-6Zn-1Cu-0. 3Mn镁合金半固态组织演变的影响。结果表明:在不同温度保温30min或在585℃保温不同时间的球化演变过程中,Mg-6Zn-1Cu-0. 3Mn合金中球状组织的平均尺寸、形状因子均先减小后增大,且固相率明显下降;晶界和亚晶界共同提供了溶质原子的扩散通道和液相相互渗透的路径,晶粒内部的溶质原子Zn、Cu和Mn富集区和枝晶壁搭接处形成了高溶质浓度的小"液池";当保温温度超过585℃或时间超过30 min时,颗粒易于粗化,其粗化符合Ostwald熟化机制。适合Mg-6Zn-1Cu-0. 3Mn合金的半固态等温处理工艺为585℃×30 min,其颗粒平均尺寸、形状因子和固相率分别为29. 91μm、1. 09和47. 55%。     

等温热处理对AZ61稀土镁合金半固态组织的影响

研究了等温热处理对AZ61稀土镁合金半固态组织的影响,结果表明:随着等温热处理温度的升高,铸态合金中的初始枝晶组织演变成了半固态非枝晶组织,经过了粗化、组织分离和球化三个过程。在等温热处理过程中,稀土La的加入阻碍了原子向固相粒子的聚集和固相粒子的合并,抑制了固相粒子的进一步长大,使半固态非枝晶组织更加细小。经过不同保温时间后,不规则的大块状组织开始球化,形成大量的近球形颗粒。但是,随着保温时间的进一步延长,球化的颗粒开始粗化长大且在颗粒内形成了大量的液岛。枝晶组织的球化过程,包括二次枝晶壁消失和Ostwald熟化。     

Mg-7Zn-0.2Ti-xCu镁合金非枝晶组织的演变过程及机理

采用等温热处理法制备了Mg-7Zn-0.2Ti-xCu(x=0、0.5、1.0、1.5,质量分数/%)合金的半固态坯料,探讨了Cu元素及其含量对Mg-7Zn-0.2Ti-xCu合金铸态和半固态组织的影响,同时,研究了等温温度和保温时间对Mg-7Zn-0.2Ti-1Cu合金半固态组织演变的影响并分析了非枝晶组织的形成机理。结果表明：在半固态组织演变过程中,随着等温温度的升高和保温时间的延长,固相颗粒的尺寸和形状因子先减小后增大。铸态组织和溶质原子的扩散行为是影响等温热处理过程中非枝晶组织形貌及其演变的主要因素。当Cu含量为1.0%(质量分数)时,合金铸态组织细小,Cu对非枝晶组织的优化效果最佳。Mg-7Zn-0.2Ti-1Cu合金在600℃下保温30 min时获得的非枝晶组织较为理想,其固相颗粒的平均尺寸、形状因子和固相率分别为43.12μm、1.46和59.77%,满足半固态成形的要求。     

添加Sm对不同尺寸Mg-6Zn-0.4Zr镁合金坯料非枝晶组织演变的影响

采用半固态等温热处理法对添加0%、2%(质量分数)稀土SmΦ10mm和Φ20mm的Mg-6Zn-0.4Zr合金坯料非枝晶组织演变进行研究。结果表明,未添加Sm的两种尺寸合金坯料的半固态组织都存在明显的尺寸效应。从试样的边缘到芯部,固相颗粒尺寸由小逐渐变大,圆整度趋于恶化,液相逐渐减少;此外,随着坯料尺寸增大,由边缘到芯部的半固态组织的差异也增大。添加Sm的两种合金坯料经等温热处理后,固相颗粒的尺寸效应基本消除。固相颗粒尺寸整体变得均匀且细小,同时颗粒圆整度趋于完美,适宜触变成形要求。此外,添加2%的Sm使合金的非枝晶组织演变进程加快。     

Cu对Mg-7Zn-0.6Zr合金流动性的影响

使用流动性模具研究了Cu含量对Mg-7Zn-x Cu-0.6Zr(x=0,1,2,3)合金流动性的影响。用双电偶差热分析法分析了合金凝固过程中的凝固区间和枝晶相干温度等参数,根据TEM鉴别了合金的微观物相,并结合SEM和EPMA观察了合金的显微组织。基于理论预测和流动性实验测试研究了Mg-7Zn-x Cu-0.6Zr(x=0,1,2,3)合金的流动性。结果表明,随着Cu的加入在Mg-7Zn-0.6Zr合金中析出MgZnCu共晶组织,使晶粒细化、凝固区间减小、枝晶相干温度降低、枝晶生长速率降低和合金流动性提高。     

MB15在半固态等温处理中的组织和成分演变

为考查等温处理技术制备半固态成形用MB15镁合金非枝晶锭料的可能性,借助于液淬技术、光学和电子显微分析,研究了MB15镁合金的微观组织和成分演变.结果表明:MB15镁合金在半固态等温热处理过程中能形成晶粒细小、晶粒粗化速度缓慢的球状组织,但其圆整程度低于AZ91D合金.随着温度的升高和保温时间的延长,Zn向晶界扩散速度加快,晶界处的Zn含量逐渐增加,晶内Zr偏析逐渐扩散.冷却时,α-Mg与Zr在晶内富Zn处发生包晶反应,晶界处发生共晶反应和共析反应.     

液相线模锻法制备ZK60-RE镁合金半固态组织演变

给出了液相线模锻法制备ZK60-RE镁合金半固态坯料的实验方法和工艺参数,并研究了该方法制备的ZK60-RE镁合金在半固态等温热处理过程中的微观组织演变.结果表明:利用液相线模锻法可以制备半固态ZK60-RE镁合金坯料,半固态ZK60-RE镁合金坯料在保温时间较短的半固态等温热处理过程中能形成晶粒细小、晶粒粗化速度较为缓慢的球晶组织,晶粒在600℃保温15 min、610℃保温3 min和618℃保温0 min时分别达到最小,最小尺寸分别为35、45、30 μm,能够达到半固态加工实际化生产的较高要求.晶粒在不同的温度下随着保温时间的延长,晶粒的圆整度均逐渐变小,球晶化越来越好.     

流变铸造亚共晶白口铸铁组织结构的演变

利用电磁搅拌方法研究了亚共晶白口铸铁半固态浆料凝固组织的演变。结果表明,在等温搅拌过程中,球形颗粒半固态组织的形成是一种渐变过程,经历了一次枝晶和二次枝晶的分离、枝晶的弯曲和粒化阶段,搅拌温度、激磁电流和搅拌时间三者恰当的配合会导致为理想的球形颗粒组织,由温度降低造成的搅拌力或搅拌速度的突然降低导致颗粒簇聚的现象。在连续冷却过程中,流变铸造组织出现了枝晶断裂迹象,而在等温过程中则较少见。     

等温热处理过程中半固态AZ91D镁合金的组织演变

研究等温热处理对半固态AZ91D镁合金组织的影响。结果表明,随着保温温度的提高和保温时间的延长初生α-Mg相的圆整度提高。在等温热处理过程中,半固态组织经历了组织分离、球化和粗化长大三个过程。半固态组织中的液相由液池、小液池和液相薄膜3部分组成,固相由初生α-Mg相和二次凝固时形成的α-Mg相2部分组成。     

SIMA法制备半固态材料过程中球状晶粒粗化机制的研究

目的 提高半固态金属坯料的制备效率。方法 针对6061变形铝合金,提出了一种高效率的旋转锻造应变诱发法制备半固态材料的新工艺。通过比较不同半固态等温热处理条件下的微观组织,分析了等温热处理过程中旋转锻造材料微观组织的演变过程和粗化机制,获得了制备半固态6061铝合金材料的合理工艺参数。结果 当旋锻应变量为0.44时,在620~630 ℃保温5 min,晶粒尺寸为48.1~52.8 μm,晶粒形状系数为0.8~0.82;保温温度为620,630,640 ℃下球状晶粒长大速率分别为407.45,841.43,1038.03 μm³/s。结论 球状晶粒的平均晶粒尺寸随着保温时间增加和保温温度的升高而增大,球状晶粒的长大主要受到晶粒的合并长大和Ostwald熟化两种机制的共同作用,并且随着保温时间的增加,Ostwald熟化逐渐起主导作用;并且球状晶粒的粗化速率随着温度的升高而增加。     

超声波搅拌及等温热处理对ZL101合金半固态组织的影响

采用超声波搅拌和等温热处理制备ZL101合金半固态坯料,研究了超声波搅拌处理和等温热处理中等温温度、等温时间等工艺参数对ZL101半固态组织形貌的影响。研究结果表明:超声波搅拌可有效细化和球化组织,消除组织缺陷;适当的等温处理可以明显改善半固态ZL101的凝固组织;当等温温度为590℃、等温时间为30min时,半固态ZL101合金中初生α-Al相细化和球化效果最明显;初生α-Al相的平均等积圆尺寸达到157μm,形状因子达到0.87。     

机械振动和半固态等温热处理对消失模 AZ91 D 组织的影响

研究了不同浇注温度下消失模铸造 AZ91 D 镁合金试样,在振动凝固和“ 振动凝固+ 半固态热处理冶 条件下组织的变化情况。 结果表明,对不同浇注温度下消失模铸造 AZ91 D 镁合金试样实施振动凝固都能细化试样的显微组织,且在浇注温度为 740 ℃ ,振动力为 1 . 5 kN 时细化效果最好;对经振动和不振动凝固的试样进行半固态等温热处理,两者的组织都能得到球化,且随着等温时间的延长,两者的组织都会合并长大,其中半固态等温热处理的较佳工艺为 570 ℃ 下保温 10 min。     

Al-Si合金在凝固过程中颗粒和枝晶组织的演变

通过改变和控制浇注温度、冷却速度和半固态保温时间，研究了亚共晶Al-Si合金在不同凝固条件下初生相形貌的演变。结果表明．浇注温度对初生相形貌的影响最大。当浇注温度在液相线附近，冷却速度为0．3℃／s，并在半固态状态下保温1～5min的条件下，初生相为理想的颗粒状组织。随着浇注温度和冷却速度的提高，初生相由颗粒状向枝晶组织演变。此外，添加晶粒细化剂有利于颗粒组织的形成。在试验的基础上，采用改进的Cellular Automaton(MCA)模型进行计算机数值模拟，研究了Al-Si合金在凝固过程中初生相的演变机制。     

半固态等温热处理制备非枝晶组织合金坯料的研究进展

半固态等温热处理作为一种比较有发展前途的非枝晶组织坯料制备方法,对其展开研究将有助于丰富半固态金属成形理论和加速该技术的工业化应用.在半固态等温热处理制备非枝晶组织舍金坯料已取得研究成果的基础上,回顾了该技术在工艺因素对非枝晶组织形成的影响、非枝晶组织的形成机理和非枝晶组织坯料的压缩变形特性等方面的研究进展,指出了该技术目前在这些方面还存在的问题,并展望了今后的发展方向.     

ZA27合金部分重熔过程中组织的扫描电镜观察

用扫描电镜背散射电子成像技术 ,对经Zr变质处理的ZA2 7合金在半固态温度 46 0℃部分重熔过程中的微观组织进行了观察 ,并对有关组织的成分进行了测定。结果表明 ,随着保温时间的延长 ,晶界处的共晶组织向初生晶内部扩散 ,趋于消失 ,晶粒由铸态时的等轴晶变为粒状晶。当保温 10min时 ,未来得及溶入的共晶组织开始熔化 ,使组织分离为近粒状。到 2 0min时 ,初生晶粒演变为粒径为 40 μm左右的球状颗粒 ,同时 ,晶粒中细小、弥散分布的 η相由外到里逐渐长大 ,并伴有熔化现象     

大塑性变形的AM60镁合金半固态等温处理研究

为了制备晶粒细小且球化程度高的的AM60镁合金半固态坯料,对铸态和等径道角挤压态的AM60镁合金半固态等温处理过程进行了研究.借助金相显微镜对AM60镁合金铸坯和等径道角挤压后的铸坯在半固态等温处理中的微观组织演变进行了观察.研究结果表明:对于AM60镁合金,直接等温处理获得的半固坯晶粒很粗大,其平均晶粒尺寸都在100μm以上,晶粒球化效果不理想,很难获得合格的半固态坯;新SIMA法是一种非常理想制备AM60镁合金半固态坯的方法,利用该方法制备的AM60半固态坯的微观组织晶粒十分细小,平均晶粒尺寸在8～22μm,晶粒球化程度高;随着保温时间的延长,新SIMA法制备的AM60半固态坯的微观组织出现长大现象;随着等温处理温度的升高,固相晶粒的平均尺寸先增加后减小,晶粒球化程度越来越高.     

热处理工艺对Mg-3Zn-0.6Zr合金组织和性能的影响

本工作采用的热处理工艺分为均匀化处理及固溶处理,通过金相显微镜、扫描电镜、能谱分析、X射线衍射分析、压缩试验和硬度测量等多种实验方法,研究Mg-3Zn-0.6Zr合金铸态和热处理态的组织及性能。研究发现,均匀化处理后,铸态合金晶粒细化,抗压强度提高到338.3 MPa;固溶处理后,铸态合金中的MgZn第二相逐渐溶解到α-Mg基体中,抗压强度提高到431.1 MPa。最后,确定了最佳热处理工艺为:固溶处理温度400℃,保温8h,水冷。     

Fe-C-Cr-V合金体系中球状VC颗粒原位生成及长大过程

采用原位反应铸造法制备了球状VC_P增强Fe-C-Cr-V合金基复合材料。利用金相显微镜、扫描电子显微镜和X射线能谱分析对该复合材料的微观组织进行观察。结果表明:在含V 7%的Fe-C-Cr-V合金熔体中,熔炼温度1680℃时VC开始形成,在1750℃左右可以得到比较理想的球状VC颗粒;保温时间短,VC球化不明显,保温时间过长,球状VC颗粒易长大;保温时间控制在5min,可得到理想的弥散分布的球状VC颗粒;向合金熔体中加入稀土或球化剂可以促进VC的球化。对合金体系中球状碳化物的形成机理也进行了探讨。     

ZA27合金部分重熔过程中组织的扫描电镜观察

用扫描电镜背散射电子成像技术，对经Zr变质处理的ZA27合金在半固态温度460℃部分重熔过程中的微观组织进行了观察，并对有关组织的成分进行了测定。结果表明，随着保温时间的延长，晶界处的共晶组织向初生晶内部扩散，趋于消失，晶粒由铸态时的等轴晶变为粒状晶。当保温10min时，未来得及溶入的共晶组织开始熔化，使组织分离为近粒状。到20min时，初生晶粒演变为粒径为40μm左右的球状颗粒，同时，晶粒中细小、弥散分布的η相由外到里逐渐长大，并伴有熔化现象。     

一种具有球晶组织的半固态Zn-Al合金钎料

通过熔炼、浇注以及等温热处理的方法制备了具有球晶组织的Zn-Al合金,并采用重熔实验、等温压缩实验和振动辅助半固态钎焊实验研究了半固态Zn-Al合金的固相率与温度的关系、压缩变形行为以及作为钎料的可钎焊性。结果表明:半固态Zn-Al合金在压缩变形时,具有较强的抗变形能力;作为钎料,在钎焊过程中其固相率能控制在(64±5)%范围内,所得钎焊接头中仅在钎缝边缘处界面上有少许氧化膜残留,而其他区域界面上的氧化膜都被彻底去除。