半固态加工Ti-Cu合金的显微组织和力学行为（英文）

研究触变成形Ti-Cu合金的力学性能。Ti-Cu (25%,27%,29%Cu,质量分数)锭的制备流程为：先进行电弧熔炼,再在950℃均匀化处理24h,然后在900℃热锻,最后在1035℃热处理300 s后以8 mm/s的速度触变成形。结果显示,触变成形合金表现出良好的力学强度,但其在拉伸载荷下的塑性一般,在压缩载荷下的塑性尚可。随着Cu含量的增加,包晶Ti₂Cu相(转变液相区)的体积分数增加,与α+Ti₂Cu相区(转变固相区)相比,其力学强度和塑性更低,导致合金的力学强度和塑性降低。这些结果表明,Ti-Cu合金的力学性能和半固态加工性之间的平衡主要取决于Cu含量。     

Cu含量对Ti-Cu合金半固态可锻性及锻造后力学性能的影响（英文）

通过镦锻试验和模锻实验研究了Ti-Cu系合金半固态锻造行为,并对锻材进行了拉伸试验,讨论了Cu含量对半固态可锻性及力学性能的影响。结果表明:1000°C至1150°C半固态锻造较常规锻造具有较小的顶锻压力;其中,1000°C至1050°C间半固态锻造的Ti-Cu系合金均表现出较好的可锻性,在75%的锻造变形量下无明显缺陷。分析认为,Ti-Cu系列合金中含有较多的低熔点Ti_2Cu相,随着半固态温度升高或Cu含量的增加,材料中的液相含量增加,增加的液相含量对变形起到润滑作用,减少了固相变形引起的应力集中,有效地降低了变形抗力,改善了成形性。力学性能研究表明:半固态锻造Ti-Cu系合金较常规锻造合金强度升高,塑性降低。随着Cu含量的升高,合金的强度明显提升,塑性降低。分析认为:力学性能的变化主要是由于Ti_2Cu相析出含量、形态和分布相关,随着Cu含量和半固态温度的升高,更多Ti_2Cu相在晶内和晶界析出,引起析出强化作用,同时,晶界析出的针状Ti_2Cu相形成了偏析带,降低了合金塑形。     

Cu含量对生物医用Ti-Cu合金抑菌表现及性能的影响

本文研究了Cu含量(2.5%、7%和14%,质量分数)对Ti-Cu合金的抑菌、干磨损、腐蚀和腐蚀磨损行为的影响。结果表明：随Cu含量的增加,Ti-Cu合金对金黄色葡萄球菌的抑菌能力和干磨损条件下的耐磨性增高,而模拟体液环境中的耐蚀性和耐腐蚀磨损性能先增高后降低。Ti-Cu合金优秀的抑菌能力主要表现为铜离子的杀菌作用以及合金的抗细菌黏附作用。在干磨损条件下,高硬度的Ti-14Cu合金具有最低的质量损失和最小的摩擦因数,分别为3.34 mg和0.51。当处于模拟体液环境中时,Ti-7Cu合金表面生成的钝化膜电阻最大达到8.82×105Ω·cm²,且在腐蚀磨损条件下具有最低的质量损失和最小的摩擦因数,分别为2.03 mg和0.47。干磨损机制为磨粒磨损和黏着磨损,腐蚀磨损机制为磨粒磨损和剥层磨损。     

准共晶型ZL109合金半固态锻造成形组织演变特征与力学性能研究

试验研究了ZL109合金在半固态锻造成形过程中（坯料制备,二次重熔和零件成形）的组织演变及成形零件的热处理工艺和力学性能。结果表明：在坯料制备过程中,低过热浇注使坯料微观组织中的共晶硅片细化;在二次重熔时共晶组织熔解,共晶硅片进一步细化和团块化;在半固态锻压成形流动过程中,合金微观组织间发生了摩擦、变形,使得α相球团化,共晶组织细化;半固态锻压零件在热处理过程中,共晶组织中的α相向初生α相聚集成球团状,而共晶组织中的硅颗粒聚集成团块硅相;制备合金坯料的合理低过热浇注温度为566℃,合理的半固态锻造温度为569℃;合金热处理以后伸长率从0％提高到1．42％,比一般铸造方法所得的铸件的塑性明显要高。     

新型AlSi5Cu3Mg合金的半固态成形

通过对AlSi5Cu3Mg合金半固态成形过程三个阶段的实验分析,初步探索了该合金适合半固态成形的工艺参数,并和A356合金做了半固态成形三个阶段的比较.结果表明,AlSi5Cu3Mg非树枝晶坯料和感应加热后的坯料均满足半固态成形的条件,且其压铸件具有较优异的力学性能.     

Ti14合金半固态变形组织及力学性能

以新型阻燃Ti14合金(α+Ti2Cu)为研究对象,分别进行常规固态锻造(950 ℃)和半固态锻造(1000 ℃),对比研究合金半固态变形的组织和拉伸性能,并讨论可能引发组织和拉伸性能变化的原因.结果表明:半固态锻造过程未发生动态再结晶,使得室温组织晶粒粗大,液相Ti2Cu在压力作用下沿晶界分布,形成了偏析,粗化了晶界,改变了晶界的结构;晶界结构的变化诱发了晶界的硬化效应,使得室温拉伸的强度升高,塑性降低.     

Cu粉粒径对W-40Cu合金伪半固态挤压铸造件性能的影响

采用粒径为10、25、40 μm的金属Cu粉与平均粒度为3 μm的W粉,通过伪半固态触变挤压铸造制备了W-40Cu 合金筒形件.结果表明,在加热温度为1 350℃、挤压力为500 MPa的条件下,减小Cu粉粒径有利于触变挤压铸造成形件力学性能的提高;Cu粉粒径越细,成形件导电性能越好.     

铝合金半固态成形工艺及力学性能的研究现状

新型的成形技术——半固态成形技术(SSM)是一种近终成形(Near-net-shape)的成形工艺。和传统的成形工艺相比，具有一系列突出的优点：成形温度低；成形件力学性能好，较好的综合了固态金属模锻与液态压铸成形的优点。阐述了铝合金半固态成形技术的主要工艺方法及工艺参数与传统的液态压铸成形的差异，并阐述了半固态成形件在不同状态下的力学性能。     

Cu含量对Al-Mg-Si合金显微组织及力学性能的影响

采用显微组织分析、拉伸性能测试和X射线衍射等手段,研究了Cu含量(0. 2wt%、0. 4wt%、0. 6wt%)对Al-Mg-Si合金不同处理态下的显微组织和力学性能的影响。结果表明,Cu含量的增加可以显著改善Al-Mg-Si合金的力学性能。热轧态时,合金内部有一些破碎的残留相,Cu含量为0. 6wt%的合金的抗拉强度最高为183 MPa;合金经固溶时效处理后,析出大量强化相粒子,并且随着Cu含量的增加,强化相粒子增多,少量的Al_2Cu相、Mg_2Si和Al_2Cu Mg相会参与合金的时效硬化作用,合金的抗拉强度随之提高,Cu含量为0. 6wt%的合金的抗拉强度相比Cu含量为0. 2wt%的合金提高了13. 8%;在冷轧态下,Cu含量为0. 6wt%的合金的抗拉强度达到416 MPa,比Cu含量为0. 2wt%的合金的抗拉强度提升了18. 5%,3种合金的断后伸长率均在4%～5%范围内。     

半固态触变模锻7A04合金的力学性能

采用2000 kN压力机,对半固态7A04合金进行了触变模锻实验.结果表明:半固态触变模锻成形可以获得组织致密、轮廓清晰、充型完整的成形件;半固态触变模锻件的微观组织和力学性能与坯料的制备方法有关,采用SIMA法所获得的成形件的微观组织为晶粒细小、均匀的再结晶组织,因此其组织致密,在拉伸过程中部分晶粒发生塑性变形,断口中多处出现撕裂棱,其力学性能明显好于挤压态坯料;在加热温度为600℃、保温时间为10 min时SIMA坯料模锻件的伸长率和抗拉强度最高,接近于热挤压态棒料的力学性能,优于同等条件下挤压态合金的半固态模锻成形件,其抗拉强度和伸长率分别提高11.8％和78.5％.     

半固态挤压铸造铜合金组织和力学性能研究

以半固态ZCuSn10P1铜合金为研究对象,自主设计了1套1模4件挤压模具并进行了半固态挤压铸造成形实验,研究了成形比压和挤压速率对半固态ZCuSn10P1铜合金挤压铸造组织和性能的影响规律。结果表明:当成形比压由180 MPa增加到250 MPa时,半固态铜合金平均晶粒直径逐渐减小,由89.25μm减小至77.96μm,液相率由36.7%减少至22.3%,抗拉强度由318 MPa增加至387 MPa,提高了21.70%,延伸率由4.2%降至2.8%;当挤压速率由11 mm/s增加至15 mm/s时,固相晶粒圆整度由1.54减小至1.32,此时抗拉强度由368 MPa增加至387 MPa,提高了5.16%,延伸率由3.3%降低至2.8%。     

热处理温度对半固态挤压锡青铜组织性能的影响

以半固态挤压ZCuSn10P1锡青铜为研究对象,采用光学显微镜、扫描电镜、显微硬度仪、布氏硬度计、拉伸试验机研究了热处理温度对半固态挤压锡青铜微观组织和力学性能的影响规律。结果表明:热处理对半固态挤压锡青铜强度、硬度和组织影响较大。当热处理温度由250℃升高至650℃时,锡青铜抗拉强度先增加后降低,延伸率增加;布氏硬度先增加后降低;固相和固液界面显微硬度增加,液相显微硬度降低;固相平均晶粒尺寸增加,但热处理温度650℃时组织已不是球状而变成蔷薇状。随温度增加,固相中Sn和P元素增加,元素偏析减弱。综合性能较佳的热处理工艺为350℃保温120 min,此时锡青铜抗拉强度为402 MPa,延伸率为4.5%,布氏硬度为1360 MPa,与热处理前相比分别提高了3.88%,60.71%,6.25%。     

Effect of Si, Cu and Fe on mechanical properties of cast semi-solid 206 alloys

The development of a modified 206 alloy whose composition was optimized to minimize hot tearing during semi-solid forming was reported. The effect of varying silicon, copper and iron contents was investigated using a design of experiment (DOE) approach. Semi-solid slurries were prepared using the SEED process and injected into a high pressure die casting press. The hot tearing sensitivity results were reported for different alloy variants. The microstructure evolution during the semi-solid preparation was presented along with actual die cast components. The effects of silicon, copper and iron on mechanical properties in the T7 condition were also analyzed. Beyond the benefit of reducing hot tearing, it is shown that the tensile and fatigue properties remain compatible with the automotive industry requirements.     

半固态触变反挤压锡青铜的组织演变和力学性能

对CuSn10P1铜合金进行半固态触变反挤压成形试验。研究冷轧变形量、等温温度及等温时间对CuSn10P1铜合金的微观组织演变和力学性能的影响规律。结果表明：半固态触变反挤压能够有效地改善铜合金半固态成形件中的液相偏聚现象,冷轧变形量及等温处理工艺对半固态触变反挤压锡青铜微观组织和力学性能影响较大。随冷轧变形量的增加,平均晶粒尺寸先减小后增大,成形件的抗拉强度先升高后降低。随等温温度的升高和等温时间的延长,晶粒尺寸逐渐增大,成形件的抗拉强度先升高后降低。当冷轧变形量30%、等温温度900℃、等温时间20 min时,半固态触变反挤压CuSn10P1铜合金成形件的组织和性能较好且各部位均匀。     

半固态固溶及时效对Mn-Cu合金组织和性能的影响

采用真空感应熔炼法制备Mn65-Cu23.75-Zn3-A13-Ni3-Fe2-Ce0.05(at％)合金.对该合金进行轧制处理,然后进行均匀化退火.分别在850℃和950～1050℃对合金进行普通固溶及半固态固溶处理,随后在430℃时效0～16h.研究半固态固溶温度及时效时间对Mn-Cu合金组织、阻尼性能和力学性能的...     

Cu和Mg含量对Al-Cu-Mg-Ag合金组织与性能的影响

通过力学试验及透射电镜研究了不同Cu和Mg含量对Al-Cu-Mg-Ag合金室温、高温力学性能以及显微组织的影响.结果表明,提高Cu和Mg的含量可以提高合金在室温及高温条件下的屈服强度和抗拉强度,但伸长率下降.透射电子显微分析表明,增加Cu和Mg的含量将提高时效过程中强化相的形核密度与体积分数,从而提高合金的强度.     

预退火温度对半固态铜合金坯料组织演变和力学性能的影响

将铸态CuSn10P1铜合金先预退火处理,随后采用冷轧等温处理应变诱导熔化激活法(CRITSIMA)制备成半固态坯料。采用金相显微镜、配置能谱仪的扫描电子显微镜、X射线衍射仪、电子探针和布氏硬度计,研究预退火温度对半固态铜合金坯料的组织演变及力学性能的影响。结果表明：随着预退火温度升高,半固态铜合金坯料的平均晶粒尺寸增加,晶粒形状因子和液相率均降低;随着预退火温度升高,α-Cu相中固溶更多的Sn元素,减弱了Sn元素偏析,晶间脆硬相δ相含量减少,布氏硬度逐渐减小。在半固态铜合金坯料中检测到新相Cu_13.7Sn的存在,这与晶间Sn元素的高度偏析有关。600 ℃预退火2 h制备的半固态铜合金坯料显微组织晶粒均匀细小,力学性能较好,其平均晶粒尺寸为68.34μm、晶粒形状因子为0.78、α-Cu基体中Sn元素固溶度为4.21wt%,布氏硬度为128 HBW。     

Microstructure and mechanical properties of hypereutectic Al-Fe alloys prepared by semi-solid formation

The effects of alloying elements, electromagnetic stirring, reheating and semi-solid formation on the microstructure and mechanical properties of Al-Fe alloys prepared by semi-solid formation were studied. It was found that alloying elements and electromagnetic stirring can alter the morphology and growth mode of the iron-rich phase in Al-Fe alloys; and effectively refine the primary Al3Fe phase. In contrast to the microstructure obtained in conventional casting, the Al3Fe phase becomes thin short rod-like instead of thick needle-like; and the dendritic grain structure almost disappears in the semi-solid formation. The Al3Fe phase can be further refined through being dissolved or fused during subsequent reheating. It was also found that the larger extrusion ratio of semi-solid formation causes a greater crushing effect and therefore the Al3Fe phase is more refined and has more uniform distribution. Moreover, Al-Fe alloys prepared by semi-solid formation exhibit excellent mechanical properties at both room and high temperatures.     

Microstructure characteristics and mechanical properties of rheoformed wrought aluminum alloy 2024

The microstructure characteristics and mechanical properties of 2024 wrought aluminum alloy produced by a new rheoforming technique under as-cast and optimized heat treatment conditions were investigated. The present rheoforming combined the independently developed rheocasting process, named as LSPSF (low superheat pouring with a shear field) process, and the existing squeeze casting process. The experimental results show that LSPSF can be used to prepare sound semi-solid slurry within 25s to fully meet the production rate of squeeze casting. The primary α (Al) presents in mean equivalent diameter of 69μm and shape factor of 0.76, and features zero-entrapped eutectics. Compared with conventional squeeze casting, the present LSPSF rheoforming can improve the microstructures and mechanical properties. An optimized heat treatment results in substantial reduction of microsegregation and significant improvement of mechanical properties, such as yield strength of 321MPa, ultimate tensile strength of 428MPa and elongation of 12%.     

等温热处理工艺对AZ91D镁合金半固态组织演变和成形性的影响

研究了等温热处理温度和保温时间等工艺参数对AZ91D镁合金半固态组织演变和成形性的影响。结果表明 ,半固态等温热处理可以将普通金属型铸造的AZ91D镁合金锭中的枝晶组织转变为球形晶粒组织 ,其演变过程为 :在升温过程中晶界处部分γ相先发生溶解 ,随着温度的升高 ,剩余的γ相开始熔化 ,继而δ相也发生熔化 ,并在等温处理中逐渐演变为球状 ;保温温度越高 ,半固态重熔和δ相演变过程越快 ,保温温度过高或保温时间过长 ,试样易发生变形 ,同时 ,球状晶粒也容易趋于长大。AZ91D镁合金半固态成形所需的最佳工艺条件为加热温度 5 70℃左右 ,保温时间 2 5～ 35min ;或加热温度 5 80℃左右 ,保温时间 15～ 2 0min。