ZL205A合金块状偏析相缺陷的研究

以ZL205A合金铸件块状偏析缺陷为研究对象,研究了超声熔体处理、时效处理对块状偏析、显微组织及显微硬度的影响。结果表明,超声处理熔体并不能消除ZL205A合金中的块状偏析,对其尺寸和分布无影响,但对合金组织有一定的细化作用;时效时间对块状偏析相尺寸无影响,但对块状偏析相的显微硬度有影响,其显微硬度随时效时间的增加呈现先提高后减小的趋势,时效4 h时达到峰值硬度165.1 HV;均匀化热处理不能减轻或消除块状偏析。     

ZL205A合金大型铸件带状偏析组织对力学性能的影响

介绍了ZL205A合金大型铸件中的一种宏观带状偏析缺陷的形貌,分析了带状偏析最严重区域的组织对力学性能的影响,观察了试棒断口形貌,并分析了断口处偏析组织的化学成分。研究发现,ZL205A合金带状偏析组织使该区域力学性能降低,造成力学性能低的原因是带状偏析组织中Cu量偏高且聚集在晶界位置,形成了晶间脆性相。     

脉冲超声对ZL205A合金纵向显微硬度的影响

测量和分析了不同脉冲超声功率下ZL205A铝合金在距变幅杆端面不同纵向深度下组织的显微硬度,研究了脉冲超声功率对不同部位显微硬度的影响,并建立了ZL205A合金显微硬度与脉冲超声功率和纵向深度的关系。结果表明,距变幅杆端面相同距离处组织随着脉冲超声功率的提高,其显微硬度先增加后减小。同一脉冲超声功率条件下,随着纵向深度的增加,ZL205A合金显微硬度呈先降后升的趋势,铸件显微硬度最大值出现在600W纵深0mm处,而铸件中部区域为超声施振后显微硬度弱区。     

ZL205A合金偏析缺陷研究

介绍了ZL205A合金大型环体铸件带状偏析、云雾状偏析、线性偏析及白点偏析的宏观形貌、微观结构及化学成分.带状偏析、云雾状偏析、线性偏析组织的化学成分都是Al2Cu共晶,属于共晶偏析;白点偏析组织是富集大比重金属的混合物,属于比重偏析.解决共晶偏析需要从铸造工艺上进行调整,建立合理的凝固顺序;解决白点偏析需要从熔炼工艺上进行调整,减少大片、块重金属的来源,以及防止重金属元素沉降、聚集、长大.     

高强度ZL205A合金大型铸件"白点"偏析研究

对ZL205A合金某大型铸件进行探伤检测,在底片上发现了白色点状偏析组织(以下简称“白点”偏析)。铸造工艺调整以及热处理不能使之减轻或消除。文中对ZL205A合金白点偏析进行研究,测试了偏析组织的力学性能,分析了偏析组织的微观形貌及化学成分,并探讨了其形成机理及防止措施。     

熔模铸造ZL205A铸件偏析形成机理及解决措施

以航空发动机反推装置用预冷器引气段ZL205A合金熔模铸件为研究对象,采用OM、SEM、EDS等手段,研究了ZL205A合金铸件中点状、带状以及线状等不同形貌偏析缺陷的形成规律及机理。结果表明,点状偏析形成主要原因是由于合金中Ti、Zr等原子团簇聚集;而带状及线状偏析主要是由于凝固过程中形成的Al2Cu共晶偏析导致。通过调整合金的熔炼工艺以及铸造工艺,该铸件偏析程度大幅度减轻。     

ZL205A合金元素偏析行为

在ZL205A合金中,Cu和Mn为负偏析元素,Ti、v和Zr为正偏析元素,Al呈现微弱的偏析,合金元素偏析程度由重到轻的顺序为:Cu＞Mn＞V＞Ti＞Zr＞A1;剩余液相的密度随着温度的降低而升高,计算结果表明,温度对液相密度的影响很小,合金元素的偏析对液相密度的影响占主要地位,其中A1、Cu和Mn的偏析导致液相密度增加,而Ti、V和Zr元素的偏析导致剩余液相密度的减小.     

常规DC铸造和LFEC过程中Al-4.5%Cu合金微观偏析行为分析及数学描述

采用常规DC铸造工艺和LFEC铸造工艺制备了Al-4.5%Cu合金,通过改变凝固条件,研究熔体温度分布和合金铸锭的显微组织,并根据Cu元素的分布计算有效分配系数,以描述铝合金的微观偏析行为。结果表明:Cu元素的分布在电磁场产生的熔体流动作用下变得均匀,从而改善了Cu元素的微观偏析现象。     

高强超声对Mg-Ca合金凝固组织的影响

研制了镁合金熔体功率超声处理设备及附属装置.通过对镁合金熔体进行超声处理和改变熔体状态来研究超声功率、施振时间和施振温度等参数对镁合金微观组织的影响.结果表明,经功率超声处理后,镁合金的凝固组织细小,并随超声功率的增加,镁合金微观组织细化程度提高,但功率提高到一定程度时,组织有粗化的趋势;施振时间和施振温度等处理参数对镁合金凝固组织也有较大影响.同时也表明功率超声对镁合金熔体处理有良好的应用前景.     

ZL205A合金晶界偏析行为研究

利用SEM和XRD研究了ZL205A合金铸件Cu元素晶界偏析。结果表明:结晶过程中Cu元素自发往晶界偏聚,晶界偏析宏观形貌为弯曲条状,曲线条之间相互平行,偏析组织是Al2Cu共晶相,呈枝晶状、网状和散乱碎片状分布在粗化的晶界上;晶界偏析与热裂具有较大相关性。     

大型ZL205A铸件的成分偏析和过烧组织研究

研究了ZL205A大型铸件成分和显微组织。结果表明：ZL205A大型铸件中，Cu元素严重偏析，局部Cu含量超过上限；热处理后，铸件下表面严重偏析区的共晶复熔相呈三角形，复熔相为Cu和Al的氧化物。     

ZL205A合金壳体铸件线性偏析缺陷形成机理研究

在对ZL205A合金壳体铸件探伤时发现,部分铸件有宏观形貌与裂纹相似的线性偏析组织,取样分析发现该偏析组织微观形貌为枝晶状,通过电子探针分析确定其成分为CuAl2。本文根据ZL205A合金壳体铸件线性偏析的特征,分析了CuAl2在晶界、在铸件壁厚过渡处偏析的原因,探讨了CuAl2的偏析结晶机理以及线性偏析的解决措施。     

交变磁场对ZL205A合金块状偏析的影响

采用自制的交变电磁场凝固装置,研究了交变磁场对ZL205A合金块状偏析组织和晶粒尺寸的影响,分析了交变磁场对ZL205A合金块状偏析组织的作用机理。结果表明,交变磁场不仅可以细化晶粒,也可有效减少晶粒内部的块状偏析组织。当励磁电流为5A时,平均晶粒尺寸可降至74.6μm,比未施加磁场时下降了25.37%,ZL205A合金中微量元素的块状偏析缺陷得到明显改善。     

熔体超声处理对Sn-Zn合金组织与性能的影响

通过测试合金导电率、抗拉强度、硬度及观察合金显微组织,研究了超声功率、超声时间以及施振温度3个参数变化对Sn-9Zn合金组织与性能的影响。结果表明,施加超声波后,合金组织细化明显,抗拉强度和硬度提高,而组织细化造成晶界增加,导致合金导电率略微降低。当超声功率、施振温度保持恒定,随着超声时间的增加,合金组织细化明显,抗拉强度、硬度大幅提高,导电率下降;当超声时间、施振温度保持恒定,随着超声功率的提高,合金组织略有细化,抗拉强度、硬度小幅提高,导电率小幅波动;当超声时间、超声功率保持恒定,随着施振温度的升高,抗拉强度、硬度先小幅上升,250℃后逐渐下降。较佳的试验方案为施振温度为250℃、超声波输出功率为700 W、超声时间为45 s。     

行波磁场对ZL205A合金元素分布的影响

将行波磁场作用于ZL205A合金凝固过程中,研究了不同励磁电流强度的行波磁场对ZL205A合金试样中Cu元素分布、凝固组织以及晶粒尺寸的影响。结果表明,对ZL205A合金凝固过程中施加行波磁场,合金中Cu元素分布更均匀,细化相颗粒形成的明显沉积层厚度减小,且随着励磁电流强度的增加沉积层厚度逐渐减小,直至消失。经分析,这是由于行波磁场促进细化相颗粒向试样其他位置移动,避免其在底部沉积,同时提高了试样上部的形核率,减小了试样上部的晶粒尺寸。     

添加微量Y对ZL205A合金组织和性能的影响

采用OM、SEM和XRD研究了添加微量稀土元素Y对ZL205A合金的流动性及T6热处理前后的微观组织和力学性能的影响,并检测了合金的流动性。结果表明,当Y质量分数达到0.2%和0.3%时,合金的晶粒细化效果相对较好,随着Y含量的增加,θ相从沿着晶界的网状分布逐渐向局部团聚,合金的抗拉强度和屈服强度降低;微量Y会使ZL205A合金的流动性降低;Y质量分数为0.3%的ZL205A合金在T6处理后,合金的抗拉强度和延伸率均大幅度提高;热处理能够降低合金中的成分偏析并能够改善材料的组织形态,促使合金具有相对较好的综合力学性能;添加微量Y以后,晶界上的难熔化合物Al Cu Y促使晶粒内部的θ相数量减少,是造成合金力学性能降低的重要原因。     

超声振动对Zn-55Al-1.6Si合金凝固组织的影响

研究了超声振动工艺参数对Zn-55Al-1.6Si合金凝固组织的影响.结果表明,Zn-55Al-1.6Si合金熔体经过超声振动处理后,凝固组织发生了显著变化.随着超声功率增大,初生α相由粗大的树枝晶变为细小圆整的蔷薇状;超声功率增至200 W后,继续增大施振功率,细化效果没有明显变化.在超声功率一定的条件下,施振温度区间对凝固组织也有影响.当超声终止温度在液相线以下时,初生α相变为各向同性的蔷薇状及近球状,且超声终止温度越低,组织越细小圆整.施振功率为200 W左右、施振温度区间为620～540℃时,是较为理想的超声细化处理工艺,此时粗大的枝晶状α-Al骨架变为细小球状.     

超声处理对重熔半连铸ZL205A铝合金组织与性能影响

在720℃下对半连铸制备的ZL205A铝合金铸锭采用不同的超声处理,通过调整超声作用时间(2、4、6、8、10min)及超声功率(0、100、120、140、160、180、200W)设计3组试验,研究不同超声场参数对铸锭凝固组织影响的作用机理,并确定试验中的最优超声工艺参数组合。结果表明,超声波作用于ZL205A铝合金熔体能促进共晶组织分布均匀化,显著细化晶粒尺寸,提高铸锭的综合力学性能;超声波能有效细化金属间化合物,促进金属间化合物的形成及均匀分布,提高形核率,这是超声作用改善铸锭品质的主要机理;当超声功率一定时,超声作用时间为10min时最佳;当超声作用时间一定时,超声功率为160W时最佳。试验可知,超声作用时间为10min及超声功率为160W时,合金的性能最理想。     

晶粒细化工艺对ZL205A合金偏析缺陷的影响

采用金相显微镜(OM)和ProCAST软件,研究了晶粒细化工艺对ZL205A合金偏析缺陷的影响。结果表明,通过优化Al-5Ti-B中间合金添加工艺(两步添加),可增强合金的晶粒细化效果,提高其流动性、力学性能、抗热裂能力以及铸造性能;在凝固末期,ZL205A合金会形成晶间搭桥,加强了晶间结合力,而晶粒细化有利于增大晶粒之间的接触面积,扩大晶间搭桥面积,有效提升晶间的结合力,使合金热裂倾向降低,因此减少ZL205A合金的偏析缺陷。     

ZL205A铝合金线状偏析的形成机理及判据(英文)

采用实验和数值模拟方法,对ZL205A铝合金筒形壳体铸件在低压铸造时出现的线状偏析的形成机理及预测模型进行研究。利用数值模拟技术对该铸件在凝固期间的传热进行分析,通过大量实际低压铸造获得ZL205A合金铸件中产生的线状偏析信息、铸件低压铸造过程的温度场以及线状偏析形成部位凝固参数的变化规律,提出了ZL205A合金低压铸造过程线状偏析的形成机理和判据。研究表明,ZL205A合金铸件的线状偏析是由于铸件在凝固后期,浇注系统尚能进行补缩,此时铸件局部形成热裂,高浓度的溶质在补缩压力的作用下对该热裂填充而最终在该部位形成线状偏析。根据分析得出形成机理,得到消除线状偏析的工艺控制方法。采用线状偏析判据对其它铸件的线状偏析进行模拟预测,预测结果与实际浇注结果的对比表明,该判据能够较为准确地预测ZL205A合金筒形壳体铸件的线状偏析位置。