摆动振荡对A356铝合金半固态组织的影响

提出一种制备半固态浆料的新方法-摆动振荡法.采用该方法制备了A356铝合金的浆料.结果表明:摆动振荡可有效地防止稳定凝固壳的形成,可制备出组织优良的半固态浆料,其初生α(Al)的等效直径在60 μm以下,形状因子可达0.8以上,特别地,可以大幅度提高浇注温度.     

搅拌条件下二元合金凝固组织的形态演化

采用SCN-5％Water（原子分数）透明模型合金和Sn-15％Pb（质量分数）合金对机械搅拌条件下凝固组织形态演化过程分别进行了实时动态观察和淬火金相组织分析．实验结果表明,在强烈机械搅拌作用下,两类实验合金在凝固过程中最早观察到的初生组织均为球晶组织．从实验上证实了通过适当的搅拌可直接获得球状晶组织;同时,在实验条件范围内,搅拌的进行还可促进球晶组织在相对较高温度下产生．根据凝固界面形态稳定性理论对球晶组织形成机制的分析表明：熔体中初生固相的旋转运动有利于提高液-固界面的稳定性,促进凝固组织保持球状稳定生长．     

Tensile properties of as-deformed 2A50 aluminum alloy in semi-solid state

Tensile properties of as-deformed 2A50 aluminum alloy were investigated in the high temperature solid and semi-solid states. The results show that temperature has almost no effect on the maximum tensile stress between 500 °C and 530 °C, and the maximum tensile stress decreases rapidly when the temperature is above 532 °C. The ductility decreases with increasing temperature and has an obvious fall when the temperature is above solidus temperature. This alloy almost has no ductility above 537 °C, and cannot sustain tensile stress above 550 °C. A brittle temperature range in which this alloy is prone to form microcracks was derived. The relation between microstructure, fraction solid and tensile properties were also investigated by examining the metallograph and fracture surface morphology of tested specimens, which could provide reference for forecasting the microcracks in this alloy occurring in semi-solid processing.     

Analysis of semi-solid response under rapid compression tests using multi-scale modelling and experiments

Simulating semi-solid metal forming requires modelling semi-solid behaviour. However, such modelling is difficult because semi-solid behavior is thixotropic and depends on the liquid-solid spatial distribution within the material. In order to better understand and model relationships between microstructure and behavior, a model based on micromechanical approaches and homogenisation techniques is presented. This model is an extension of a previous model established in a pure viscoplastic framework to account for elasticity. Indeed, experimental load-displacement signals reveal the presence of an elastic-type response in the earlier stages of deformation when semi-solids are loaded under rapid compression. This elastic feature of the behaviour is attributed to the response of the porous solid skeleton saturated by incompressible liquid. A good quantitative agreement is found between the elastic-viscoplastic predicted response and the experimental data. More precisely, the strong initial rising part of the load-displacement curve, the peak load and the subsequent fall in load are well captured. The effect of solid fraction on mechanical response is in qualitative agreement with experiments.     

A356铝合金低过热度浇注的铸造显微组织研究

采用低过热度浇注技术制备半固态A356铝合金，研究了冷却强度、保温时间、浇注温度对铸造显微组织的影响．研究结果表明，在液相线附近，冷却强度大，晶粒细小；随着保温时间的延长，晶粒变大，形状变得圆整，结晶组织均匀；浇注温度越高，晶粒越粗大；铸锭中心部位组织比边缘部位组织粗大，且均匀，球化明显．低过热度浇注可以获得理想的A356铝合金半固态浆料．半固态坯料重熔加热温度为585℃，保温30min，α-Al相逐渐变成球状，此时，晶粒平均等级圆直径为42．6μm，晶粒平均圆度为2．13．     

搅拌工艺参数对半固态AZ91镁合金晶粒密度的影响

在等温稳态条件下，对半固态AZ91合金浆料的晶粒密度进行了研究：在相同的剪切速率下搅拌，温度越低，固态镁合金晶粒密度越大；在相同温度条件下搅拌，随着剪切速率的增加，晶粒密度逐渐增加，当增加到一定值时，晶粒密度达到最大值，随后随着剪切速率的增加，晶粒密度减小，即随着剪切速率的变化，存在一个最佳剪切速率，使得晶粒密度最大。分析了搅拌时间对晶粒密度的影响，说明半固态浆料的搅拌时间不宜过长。同时还进行了在金属型中成形与水淬的半固态镁合金试样晶粒密度的比较，并得到了相似的规律。该结果为半固态AZ91合金压铸过程的数值模拟及进一步的试验研究提供了有用的数据。     

金属的复合成形技术及其发展

引入了“复合成形技术”的概念，并对其现状及发展进行了阐述。如现代的科学越来越相互交叉、渗透，出现许多边缘学科、交叉学科一样，材料成形技术也逐渐突破原有铸、锻、焊等技术相互独立的格局，相互融合、渗透，“复合成形技术”的产生是技术发展的必然结果。这种技术的复合已经不仅限于材料“成形”的范围，也延伸到材料制备技术与成形技术的融合。可以说，“复合成形技术”是成形技术领域的一种创新，是将两种或两种以上的传统成形技术在时问、空间或物态上进行集约化组合而形成的一种全新概念的技术，有广阔的技术发展和应用空间。     

Mg-5.5Zn-2Gd-0.6Zr合金的简化SIMA法等温半固态组织粗化规律

研究了简化应变诱发激活(SIMA)工艺条件下Mg-5.5Zn-2Gd-0.6Zr挤压态镁合金在不同等温温度(600,610和620℃)和不同等温时间条件下的微观组织演变规律。结果表明,在相同等温温度条件下,α(Mg)晶粒直径与等温时间之间符合关系式3 30d?d?Kt,粗化速率常数K随等温温度的升高而增大;实验合金的粗化机制符合Monson-Whitton等提出的改进的液膜迁移理论模型。分析发现,实验合金的纵向组织α(Mg)晶粒粗化速率大于其横向组织α(Mg)晶粒粗化速率,这是简化SIMA法工艺在制备半固态触变浆料时存在组织不均匀现象的根本原因。     

Effect of Temperature on Segregation and Deformation Mechanism of α+Ti2Cu Alloy during Semi-Solid Forging

以新型阻燃钛合金Ti14 (α＋Ti2Cu)为对象,研究了合金在不同温度半固态锻造过程中的偏析和偏聚现象及由此导致的变形机制的变化。结果表明,半固态温度影响液相含量和分布,随着温度的升高液相在晶界由不连续分布转变为连续分布析出,并最终形成了网状结构分布。锻造过程中由于液相和应力的共同作用出现了宏观偏析现象,液相在压力作用下的流动在晶界处产生了宏观液相/固相分离现象,靠近试样中心固相离子集中;这种现象导致了锻造过程中变形机制的变化,中心区仍旧是固相粒子的塑性变形为主变形机制,靠近试样外边缘主变形机制转变为固相粒子的相对滑移,通过唯象模型对其过程进行讨论     

半固态等温处理Mg-Zn-Y合金微观组织演变

研究了挤压Mg-2Zn-x Y(x=0.5,1,2,at%)合金在半固态等温处理过程中的微观组织演变规律。结果表明:3种Mg-2Zn-x Y合金中,挤压Mg-2Zn-1Y合金中α-Mg基体晶粒尺寸最小,挤压Mg-2Zn-2Y合金中出现了大量的孪晶;当半固态等温时间为10 min时,随着等温温度的升高,Mg-2Zn-x Y合金中α-Mg固相晶粒均逐渐趋于球化,且α-Mg固相颗粒逐渐分离,晶界处的液相和晶内液池体积分数均明显增加;随着580℃等温时间的延长(≤30 min),Mg-2Zn-0.5Y合金微观组织演变以Ostwald熟化机制为主,而Mg-2Zn-1Y和Mg-2Zn-2Y合金微观组织演变过程中Ostwald熟化机制和固相颗粒熔化机制同时起主导作用。