强制风冷在大型铸钢件砂芯上的应用

通过活动横梁铸件简化模型研究了冷铁、自然风冷和强制风冷对厚壁回转体大型铸钢件凝固时间和砂芯温度场的影响。砂芯采用强制风冷铸件凝固时间最短,而采用冷铁不能缩短铸件凝固时间。通过对比不同冷却条件砂芯的温度场发现无强制冷却砂芯和冷铁砂芯分别在13 h和12 h出现热饱和现象,随后砂芯中心到铸件的温度梯度转为负值,砂芯向铸件输送热量;而砂芯采用自然风冷和强制风冷时从砂芯中心到铸件建立了正的温度梯度,能有效吸收铸件凝固期间释放的热量而改善其冷却条件;强制风冷对流换热系数高,冷却作用明显。对活动横梁铸件原始工艺改进,砂芯采用强制风冷;模拟结果与原始工艺相比缩孔位置上移,表明冒口补缩能力增强;同时砂芯实测温度场与模拟温度场相吻合,验证了模拟结果的可行性,由于砂芯在高温热作用下的时间短,经改进工艺所生产的活动横梁铸件中心孔表面无机械粘砂。     

非晶合金与羟基磷灰石复合材料的研究

利用渗流铸造法制备了直径为6mm的vit106非晶合金与羟基磷灰石(HA)的复合材料,分别采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)分析了铸态合金的组织形貌和相组成.实验结果表明,铸态合金由非晶组织和HA组成,二者均匀分布,界面结合良好.力学性能实验表明,复合材料的压缩断裂强度为250MPa,最大塑性变形量达到了65%.与目前钛合舷金/20%(体积分数)HA复合材料相比,强度得到了提高;与块体非晶合金多孔材料相比,在相近的强度指标下,具有更高的塑性.由于HA与非晶合金都具有良好的生物相容性,因此这种复合材料在生物移植材料上具有一定应用前景.     

超高强度铸造镁合金的研究

根据非晶合金成分特点设计了Mg80Zn16-xCa4Cux(x=2、4、6)合金.采用铜模制备了直径为2 mm的试样.分别采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、力学性能试验装置研究了合金的组织形貌、相组成和铸态的压缩性能,并对断口形貌进行了分析.采用阿基米德法测量了合金的密度,并计算出了比强度.Mg80Zn16-xCa4Cux(x=2、4、6)合金的压缩强度分别为574.5、678.6、616.7 MPa,屈服强度分别是449.7、300.8、389.8 MPa,塑性变形量分别为1.1%、4.6%、4.0%.其中合金Mg80Zn12Ca4Cu4是目前所报道的强度和塑性最高的不含稀土的Mg合金成分.     

Sr对Mg-7Al-2Ca-2Si-0.8Zn-0.4Mn铸造合金热裂倾向性的影响

为了考察Sr对Mg-7Al-2Ca-2Si-0.8Zn-0.4Mn铸造合金热裂倾向性的影响,利用等长度金属型制备了含Sr分别为0、0.5％、1.0％和1.5％四组,每组八个尺寸的圆柱试样,采用热裂棒临界直径尺寸和热裂敏感系数评价合金的热裂倾向性.借助光学显微镜(OM),扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDX)分析合金的组织、热裂行为和相成分.结果表明,Sr的添加改善了合金的流动性,细化了合金的组织.在Sr含量为1.0％时,热裂棒临界直径尺寸和热裂敏感系数均最低,同时α-Mg枝晶的断裂面积为零,共晶相的断裂面积为100％.共晶相在裂纹形成过程中,具有向裂纹富集的趋势,形成了可以填充裂纹缝隙的能力,从而使合金的热裂倾向性降低.试棒在热裂倾向较低时,对应较高的拉伸强度.