Mn元素对过流冷却过共晶Al-22Si-2Fe-xMn合金显微组织及耐磨性的影响

采用常规铸造和分段式倾斜板过流冷却铸造工艺制备Al-22Si-2Fe-xMn合金，研究表明:过流冷却制备工艺能够改善初生Si形貌及尺寸，但对针状富Fe相作用有限.利用扫描电镜、X射线衍射及透射电镜等手段分析过流冷却条件下Mn元素添加对富Fe相晶体结构的影响，通过摩擦磨损实验研究不同Mn/Fe质量比的过共晶Al-Si合金的硬度及耐磨损性能.结果表明:随着过流冷却铸造过共晶Al-Si合金中Mn/Fe质量比增加，合金中四方结构的长针状富Fe相逐渐减少直至基本消失，当Mn/Fe质量比为0.7时，富Fe相主要为六方结构的块状或鱼骨状α-Al₁₅（Fe，Mn）₃Si₂相，此时，合金耐磨性较未添加Mn元素时有所提升，磨损机制以磨料磨损方式为主.      

脉冲电流对过共晶Fe-C-B合金初生相的影响

研究了脉冲电流对过共晶Fe-C-B合金凝固组织初生相的影响。结果表明,脉冲电流影响过共晶Fe-C-B合金中初生硼化物的形核过程,提高硼化物晶核的形成温度,使过共晶Fe-C-B合金中的初生硼化物提前形核,细化初生硼化物,但不能明显增加硼化物晶核数。在相同的热历程下,脉冲电流不改变试样凝固组织物相组成。     

浇注温度对半固态亚共晶高铬铸铁初生奥氏体的影响

利用倾斜板冷却体法制备了亚共晶高铬铸铁半固态浆料,并且研究了不同浇注温度对半固态亚共晶高铬铸铁初生奥氏体的影响。结果表明,浇注温度低时,合金熔液获得的过冷大,初生奥氏体大量形核,颗粒细小、圆整;随着浇注温度的升高,合金获得的过冷减小,初生奥氏体形核率降低,液相原子扩散能力提高,长大机率增加,初生奥氏体明显长大,且朝枝晶状生长,颗粒尺寸变大、圆整度差、枝晶发达;当浇注温度进一步升高时,液相原子扩散能力再次加强,使得初生奥氏体周围液相的溶质浓度均匀,颗粒生长没有明显的方向性,初生奥氏体颗粒粗大、圆整。     

倾斜板长度对过共晶高铬铸铁半固态组织的影响

用倾斜板冷却体法制备过共晶高铬铸铁浆料,研究倾斜板长度对过共晶高铬铸铁半固态组织的影响.结果表明,倾斜板长度能够影响过共晶高铬铸铁半固态组织,板长小于300 mm时初生碳化物以形核和定向长大为主;300～900 mm时以初生碳化物相互碰撞产生撕裂、折断及尖角熔化而变得细小圆整为主;大于900 mm时以初生碳化物合并粘连为主.板长为900 mm左右时可得到细小、圆整、弥散分布的初生碳化物组织.     

固溶时效对海绵钛/电解钛熔炼TC4钛合金热轧板材组织与性能的影响

以海绵钛和电解钛作为熔炼TC4钛合金的原材料,采用工业化电子束冷床炉(EB炉)熔炼为扁锭并直接进行热轧,随后进行固溶时效处理,研究不同原材料铸锭和固溶时效处理工艺对TC4钛合金板材微观组织与性能的影响规律。结果表明：海绵钛TC4和电解钛TC4钛合金的α →β转变都是一个吸热过程,电解钛TC4钛合金α →β转变温度明显高于海绵钛TC4钛合金。海绵钛TC4钛合金在超过相变点温度进行固溶时效处理后,其组织为魏氏组织,其余固溶时效条件下的组织皆为双态组织。随固溶温度的升高,海绵钛TC4钛合金板材的抗拉强度先增加后降低,延伸率持续降低,而电解钛TC4钛合金板材的抗拉强度随固溶温度的升高而增加,延伸率一直降低。二者均在890℃保温30min固溶与550℃保温3h时效后获得最佳的综合力学性能。与海绵钛TC4钛合金板材相比,电解钛TC4钛合金板材在经过固溶时效处理后,材料的强度、硬度提升更为显著。     

铸铁纤维复合摩阻材料的摩擦性能研究

高强度铸铁以振动切削法制成纤维 ,替代石棉纤维与树脂等复合形成摩阻材料。在常温和变温条件下对这种材料的摩擦性能进行了多组试验 ,找出了铸铁纤维、粘合剂和其它组元的组成比例对摩擦性能的影响关系。通过试验确认 ,铸铁纤维复合摩阻材料的摩擦系数和磨损率指标能够达到车辆、工程机械的离合器、制动器的使用要求 ,并优于传统的石棉增强摩阻材料。     

触变挤压铜合金力学性能研究

采用触变挤压工艺成形ZCuSn10P1铜合金轴套零件,通过单向拉伸实验和硬度实验研究了触变挤压铜合金的抗拉强度、延伸率、布氏硬度和显微硬度,利用扫描电镜观测了断口形貌并分析了断裂方式,分析了成形比压对触变挤压铜合金力学性能的影响规律。结果表明,抗拉强度随成形比压增加而先增加后降低。延伸率随成形比压增加而不断减小。成形比压与抗拉强度和延伸率的函数关系分别为抛物线和幂指数。触变挤压铜合金拉伸断裂方式为沿晶断裂和韧性断裂的混合型断裂。布氏硬度随成形比压增加而先增加后降低。相同工艺条件时,液相显微硬度值最高,固液界面次之,固相最低。固相、固液界面和液相的显微硬度均随成形比压增加而先增加后降低。触变挤压铜合金综合力学性能要高于常规铸造,较佳工艺参数为成形比压250 MPa、挤压速率15 mm/s,其抗拉强度、延伸率和布氏硬度分别为387 MPa、2.8%、128 HBW。     

转棒诱导形核对Al-25%Si合金凝固组织的影响

采用转棒诱导形核对过共晶Al-25%Si合金熔体进行处理获得半固态坯料,研究转棒转速对坯料组织的影响,并结合熔体在转棒表面的运动状态,分析转棒诱导形核细化凝固组织的机理。结果表明,转棒转速为500~600 r/min条件下,熔体能够最大程度地铺展于棒的表面,在棒表面很快获得铺展面积最大、厚度最小的熔体薄膜。在棒的激冷作用下,整体薄膜迅速获得过冷并促使其内部初生硅同时快速并大量形核,单位面积初生硅颗粒个数较铸态和其它转速条件下显著增加,初生硅平均尺寸从常规铸态的250~300μm细化至27μm左右。初生硅大量形核后,剩余液相后续凝固过程发生离异共晶反应形成针片状硅,没有出现典型的片层状共晶组织,同时片状硅得到一定程度细化。转棒诱导形核能够获得细小初生硅和针片状硅均匀弥散分布于α-Al基体的半固态组织。     

高铬铸铁半固态挤压件组织差异性分析

采用过流冷却体式流变挤压成形工艺制备高铬铸铁半固态挤压件,对挤压件内部组织差异进行了分析。结果表明,由于凹模中熔体内部存在温度梯度,从而使制备的高铬铸铁半固态挤压件顶部、中部、底部组织存在明显的差异。顶部组织中部分先共晶枝晶状奥氏体或较粗大的杆状M7C3碳化物经过流冷却体时得以保留,受凸模激冷没有发生长大和相变。中部和底部的组织中枝晶状奥氏体或杆状M7C3碳化物经过流冷却体时发生蔷薇化、球化或折断、破碎、磨圆,因在凹模中凝固时间较长,先共晶相和剩余液相发生相变并有长大现象。比较而言,中部组织中先共晶相的转变产物或先共晶相较底部凝固时间更长,长大更明显。     

脉冲电流参数对过共晶高铬铸铁近液相线熔化后凝固组织的影响

对过共晶高铬铸铁近液相线溶化后的凝固过程进行脉冲电流处理,研究了脉冲电流参数（脉冲电压和频率）对凝固组织的影响.发现脉冲频率和电压的增大都有助于过共晶高铬铸铁凝固组织中碳化物的细化和粒化.脉冲频率的增大促进大量细小颗粒状初生碳化物的析出,离异共晶现象变得更加明显,层片状共晶碳化物减少.脉冲电压的增加促进初生碳化物细化和粒化,片状共晶碳化物变短.过高的电压也促进离异共晶,导致更多的初生碳化物的形成.