ZL201合金液相线铸造组织与成形性能

研究了近液相线半连续铸造ZL201合金的微观组织及其在二次加热过程中的变化.在液相线温度下半连续铸造的ZL201合金组织为均匀、细小的蔷薇状组织,晶粒的平均等积圆直径为43.6μm,晶粒平均圆度为1.88.经二次加热后,铸造组织逐渐转变为等轴晶.在620℃下加热20min后,晶粒平均等积圆直径为111μm,晶粒平均圆度1.42.在640℃下加热20min后,晶粒平均等积圆直径为108μm,晶粒平均圆度1.58,半固态压铸件硬度可达到116.6HV.结果表明,液相线半连续铸造可以获得理想的半固态坯料.     

ZL201合金的半固态成形组织和力学性能

制备ZL201合金半固态坯料、将其二次加热、触变模锻成形以及成形件热处理,研究了工艺条件对成形件的组织和力学性能的影响.结果表明:采用近液相线半连续铸造技术制备的ZL201合金半固态坯料微观组织为大量细小的等轴晶和少量短程枝晶;在适当的工艺条件(在640℃保温5 min,模具温度250～300℃,留模时间10～15 s)下可触变成形出表面光洁的ZL201合金成形件;经过T5处理后,ZL201合金的抗拉强度达到278 MPa,延伸率达到9%,大大高于压铸成形件的性能,其强化相为CuAl2和TiAl3.由于成形速度高,溶体高速充型,造成成形件气孔率高,使ZL201合金半固态压铸成形的组织致密度不如半固态模锻成形件,这是半固态压铸件强度低、模锻件强度高的主要原因.     

低过热度电磁铸造合金组织与性能

采用电子显微镜、图象分析仪及维氏硬度计,研究了近液相线电磁铸造(NLEMC)、电磁铸造(EMC)、近液相线铸造(NLC)合金浆料的显微组织,并对其流变成形件的硬度进行了测定.结果表明,近液相线电磁铸造(NLEMC)合金浆料的组织为细小、均匀的等轴晶组织,其晶粒平均等积圆直径为32.8μm,其流变成形件的维氏硬度值为122.8Hv,均优于电磁铸造(EMC)和近液相线铸造(NLC)的合金组织与流变成形件的性能.并讨论了NLEMC晶粒细化的机理.     

液相线半连续铸造A356铝合金二次加热合金组织与工艺

采用电子显微镜及图像分析仪，研究了液相线铸造A356铝合金在二次加热过程中的组织变化。结果表明，在固液两相区内，随着加热温度的升高，α相的生长和球化的速度变快。二次加热最佳工艺制度的590℃下保温10min，此时，晶粒平均等级圆直径为38．5μm，晶粒平均圆度为1．92。     

原位TiC_P对近液相线铸造7075铝合金二次加热组织的影响

采用原位反应近液相线铸造方法制备4.4%TiCP/7075铝复合材料,在基体合金的液-固两相区间(477~635℃)的600℃分别保温10、20、40、60 min,水淬固定其半固态组织,应用Image Pro Plus软件测量平均晶粒尺寸,研究原位TiCP对二次加热组织的影响。结果表明,原位TiCP不仅使合金铸态组织直接转变为等轴晶组织,而且在二次加热过程中,对晶粒的长大行为具有明显的抑制作用。在相同的二次加热条件下,TiCP/7075铝复合材料的平均晶粒尺寸比7075基体合金减小了30~40μm,更适合于半固态触变成形。     

AlSi7MgBe合金的半固态挤压成形

对采用近液相线半连续铸造技术制备的AlSiTMgBe合金坯料进行半固态挤压成形,通过组织与性能的分析,研究了AlSi7MgBe合金的半固态挤压成形性.结果表明:用近液相线半连续铸造技术制备的AlSiTMgBe合金坯料具有均匀,细小的蔷薇状组织,在575℃对其二次加热可获得稳定的、适合于半固态触变成形的球化组织,进行半固态挤压成形可获得表面光洁,组织细小,分布均匀的成形件,在540℃固溶5 h然后175℃时效10 h处理,其抗拉强度为325 MPa,伸长率为14.6%,表明具有良好的半固态挤压成形性.     

A356合金近液相线半固态铸造非枝晶组织与模锻成形性能

采用近液相线铸造技术制备出具有等轴晶粒的半固态A356合金坯料,合适的铸造工艺为铸造温度615℃、铸造速度160mm/min、液面深度220mm、冷却水流量0.1m3/min;在电阻炉加热的条件下,半固态A356合金坯料的重熔加热温度场均匀,合适的加热制度为保温温度585℃,保温时间10min。在模具温度为300℃~500℃条件下,触变模锻成形了汽车轮毂件,经T6热处理后的抗拉强度为215.65MPa,延伸率为14.45%,硬度为78.66HV,该研究结果对半固态加工技术在汽车零部件生产领域的应用有积极意义。     

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。     

半固态7075 +1.7TiC铝合金二次加热工艺的研究

在不同的二次加热温度和保温时间条件下,对喷射沉积7075+1.7%(体积分数)TiC铝合金的二次加热工艺进行研究.采用扫描电镜观察合金的二次加热组织,利用平均截线法统计晶粒尺寸.结果表明,在580℃进行二次加热时其晶粒长大非常缓慢,温度提高到600℃后,晶粒长大速度有所提高.在580℃和600℃分别保温60min后,合金对应的平均晶粒尺寸为14μm 和20μm.二次加热温度超过610℃后晶粒长大速度显著提高,并出现明显的局部重熔现象.对应620℃保温30min的平均晶粒尺寸53μm.说明在上述条件下得到的半固态坯料仍保持细小等轴晶组织的特征,能够满足后续的触变成形工艺对合金组织的要求.     

Al_2O_(3P)/Al-Cu复合材料的二次加热组织演变

采用原位反应近液相线铸造方法制备Al2O3P/Al-Cu复合材料,对其进行二次加热,研究晶粒的形貌演变和长大规律。用光学显微镜观察组织结构,应用Image Pro Plus软件测量并统计出平均晶粒尺寸及合金液相体积分数,并与理论计算数值进行比较。结果表明,在590℃保温10~60 min后,不含Al2O3颗粒的Al-6.8%Cu基体合金平均晶粒尺寸为89~132μm,液相体积分数为14%~26.8%,而3.6 wt%Al2O3P/Al-6.8%Cu复合材料的平均晶粒尺寸为73~107μm,液相体积分数为11.6%~20.9%。说明Al2O3颗粒在合金的二次加热过程中对晶粒长大行为及液相体积分数的增长均有明显的抑制作用,从而为优化半固态组织提供了一种新思路。     

Microstructural Evolution of 6061 Alloy during Isothermal Heat Treatment

The semi-solid billet of 6061 aluminum alloy was prepared by the near-liquidus semi-continuous casting(LSC) with rosette or near-spheroide grains.The pre-deformation processing was applied before partial remelting to further improve the microstructure and properties of the semi-solid alloy.The effects of different processing parameters,such as holding temperature and holding time,on the semisolid microstructures during partial remelting have been investigated.It was found that the optimal partial remelting parameters should be 630℃ and 10-15 min for 6061 alloy cold rolled with 60% reduction in height of pre-deformation.The coarsening rates were anasysed by Lifshitz-Slyozov-Wagner(LSW) theory.The pre-deformed 6061 alloy exhibits lower coarsening rate constants than that of the as-cast one,and also lower than other alloys processed by different method found in previous literature.It is because the coarsening rate is associated with the initial microstructure and composition of the alloy.The secondary phases in the alloy inhibit the migration of the liquid film grain boundaries.The microstructure obtained by using the combination of near-liquidus semicontinuous casting and pre-deformation treatment is better than that without pre-deformation processing,which demonstrates that the used method is promising for fabricating high quality semi-solid alloys.     

电磁搅拌对半固态AZ91D镁合金组织的影响

研究了电磁搅拌参数对连续冷却条件下AZ91D镁合金组织的影响.结果表明:当电磁搅拌的频率达到或高于50 Hz时,半固态AZ91D镁合金浆料或坯料组织中的球状初生固相越来越多,越来越圆整;在电磁搅拌频率为200 Hz和冷却速率较低的条件下,搅拌的功率越大,半固态AZ91D镁合金组织中的球状初生固相越多,晶粒也越细小.在电磁搅拌条件下,AZ91D镁合金熔体的激烈流动导致较为均匀的温度场和溶质场、更加剧烈的温度起伏,促进了半固态AZ91D镁合金球状组织的形成.半固态重熔加热使半固态AZ91D镁合金坯料初生固相的形态发生进一步的球化.     

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.     

Effect of Pouring Process on the Microstructures of Semi-Solid AlSi7Mg Alloy

The effect of different pouring temperatures and different pouring heights, the distance between the mouth of the pouring ladle and the top of the mold, on the microstructure of AlSi7Mg alloy have been researched in the paper. When the pouring temperature is close to the liquidus temperature, the primary α-Al in 'the billets of AlSi7Mg alloy solidified into spherical and nodular fine grains distributed homogeneously. The optimum pouring temperature for semi-solid AlSi7Mg billet with spherical or nodular primary α-Al is 615℃. At the same pouring temperature, the higher the pouring ladle, the more easily the spherical and nodular primary alpha -Al obtained in the semi-solid AlSi7Mg billet. When the pouring temperature is close to the liquidus temperature and the pouring ladle is relatively high, it is the great cooling rate, the flow of the molten allay caused by pouring and the large simultaneous solidification region induced by the near liquidus temperature, that promote the formation of spherical or nodular primary α-Al.     

原位反应液相线铸造半固态铝合金的晶粒长大行为

采用原位反应液相线铸造方法制备含有少量原位TiC颗粒的7075铝合金,在其固液两相区进行二次加热保温实验,淬火固定其半固态组织后,通过扫描电镜观察合金的晶粒长大行为,并利用平均截线法测量晶粒尺寸,研究原位颗粒对晶粒长大行为的影响.结果发现,原位TiC颗粒不仅对合金的铸态组织产生细化和球化作用,而且在合金的二次加热过程中对晶粒长大行为具有明显的抑制作用,从而对优化半固态组织提供了一种有效的方法.     

半固态触变挤压对ZA27合金组织和力学性能的影响

通过与常规铸造方法的比较,研究半固态触变挤压对ZA27合金变质、热处理组织和力学性能的影响。结果表明:半固态挤压态合金的密度较铸态合金提高了3%,合金经Sc变质或者半固态挤压都获得了细小而均匀的近似球状组织,而Sc变质结合半固态挤压的球状组织具有最高的圆整度;经T6热处理的半固态挤压合金由细小的初生α相和共析(α+η)组织组成,说明半固态挤压可促进ε相溶解、减少三元共晶(β+η+ε)组织的含量。力学性能测试表明,ZA27合金经半固态挤压+Sc变质+T6热处理后其抗拉强度,伸长率和布氏硬度分别达到586.01MPa,17.57%及171HB。     

半固态ZL201合金本构关系研究

采用Gleeble 3800热模拟试验机对液相线铸造获得的ZL201合金半固态坯料进行了不同工艺参数下的热模拟试验,并进行了变形抗力本构方程拟合,以此为基础根据Stefan方程确定了幂律模型中的表观粘度等参数.采用商用仿真软件ANYCASTING对汽车发动机支架进行了触变压铸过程数值模拟分析,获得了ZL201合金的半固态充填流动特征响应.结果表明:半固态表观粘度随剪切速率增大而下降,在充型过程中呈现剪切变稀的触变成形特点,半固态浆料将以层流方式充填型腔,可获得充型完好的半固态压铸零件.     

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。     

Al-Cu-Mg-Ag合金与ZL205A合金性能与微观组织对比

采用半连续铸造法分别制备了Al-Cu-Mg-Ag合金与ZL205A合金。对两种铝合金的流动性能、室温及高温拉伸性能、拉伸断口形貌、晶间腐蚀性能和微观组织进行了对比分析。结果表明:浇铸温度为720℃和740℃时,Al-Cu-Mg-Ag合金的流动性能均优于ZL205A合金的。室温、150℃、200℃、250℃下,Al-Cu-Mg-Ag合金的强度均高于ZL205A合金的,且随着温度的升高,其强度降低的幅度要明显低于ZL205A合金的,两种材料的室温伸长率基本相当。Al-Cu-Mg-Ag合金的晶间腐蚀深度在182～246 μm之间,优于ZL205A合金的274～337 μm。Al-Cu-Mg-Ag合金无析出带的宽度要窄于ZL205A合金的。