半固态等温热处理对7075合金组织的影响

研究了半固态等温热处理过程中,7075合金由枝晶组织转变为非枝晶组织的演变机理,并对比了半固态组织和铸态组织相组成的区别.结果表明,非枝晶组织的形成经过分枝特征的消失、晶界的平直化、晶界的弧状化与晶粒的长大3个阶段.其中,分枝特征的消失是由于位于二次枝晶臂的低熔点相熔化:部分液相团聚被包裹于固相颗粒内部;部分由枝晶通道流动至晶界处;另一部分液相与枝晶网格的边界处液相汇合,包裹着小固相颗粒.7075铸态枝晶组织与半固态组织的组成相相同,都是由α-Al,η(MgZn₂)和θ(Al₂Cu)组成.     

SIMA法制备AZ91D镁合金非枝晶组织锭料

研究了利用应变诱发熔体激活法SIMA(Strain-Induced Melt Activation)制备AZ91D镁合金半固态非枝晶时的组织转变过程.实验结果表明具有树枝晶形态的AZ91D合金经20%及30%的预变形后,在半固态升温(540～580 ℃)或保温(570 ℃)过程中,其组织形貌由粗化的等轴晶及短树枝晶依次转变为小块状细晶粒→团块状→球状大晶粒.另外,在等温热处理过程中,试样内部体系寻求能量最低状态也是组织转变的一个不可忽略的因素.与未预变形的合金制备的非枝晶组织相比较,经预变形处理的试样是较好的半固态成型材料.     

内冷搅拌法细化AZ系镁合金半固态浆料初生相的研究

提升镁及其合金强度和室温韧性是扩展镁及其合金应用的关键技术,对镁合金凝固过程半固态处理是改善微观组织、提高产品质量的一个重要工艺途径.因此,本文提出内冷搅拌法制备非枝晶AZ系镁合金半固态浆料,采用快速淬火研究内冷搅拌过程AZ系镁合金半固态浆料初生相演变规律.通过观察金相微观组织发现,在金属熔体与平衡体质量比为3:1、平...     

AlSi7MgBe合金半固态坯料制备及其触变成形

采用近液相线半连续铸造技术制备AlSi7MgBe合金半固态坯料,研究制坯工艺以及二次加热温度和保温时间对半固态浆料微观组织的影响,通过组织与性能分析对AlSi7MgBe合金的半固态触变成形性进行了研究.研究结果表明,AlSi7MgBe合金采用近液相线半连续铸造,坯料具有均匀、细小的蔷薇状组织.当二次加热温度为595℃,保温15 min时,能够得到适合于进行半固态触变成形的球化组织.对近液相线半连续铸造AlSi7MgBe合金坯料进行半固态触变成形,可以获得轮廓清晰、组织致密的成形件,成形件的组织与性能得到改善,与液态模锻工艺相比,硬度提高20%.     

压缩形变大体积镁合金坯料半固态等温组织演变

研究了大体积AZ91D镁合金在SIMA法制备半固态浆料过程中组织的演变规律，并对半固态组织球状化演变的影响因素进行了分析．结果表明：合金在550℃等温处理时，α相在升温阶段就开始由树枝晶向团块状转变，随等温时间的延长再由团块状逐渐演变为多边形状，最后演变为球状晶；若等温时间过长，晶粒会发生合并长大；随着等温温度的升高，组织的球状化速度加快，相同等温时问下晶粒的平均尺寸减小；随着保温时间延长，晶粒圆整度明显改善；增加预形变量将促进半固态等温时枝晶形貌的转变，形变量越大的试样转变为球状晶的速度越快，所需时间越短。     

ZL201合金低频电磁铸造与二次加热的合金组织

采用低频电磁铸造技术制备ZL201合金半固态坯料,研究了电磁场频率以及二次加热温度和保温时间对合金微观组织的影响.结果表明,随着电磁场频率从10 Hz增大到30 Hz,组织的枝晶化趋势逐渐减弱,当电磁场频率为30 Hz时,可以获得均匀、细小的蔷薇状和等轴晶组织.对电磁场频率为30 Hz时铸造的半固态坯料进行二次加热表明,当二次加热温度为630℃,保温20 min后,铸造组织逐渐转变为均匀的近球形组织,具有良好的触变成形性.     

蛇形通道制备半固态A380铝合金浆料组织的演变

采用石墨质蛇形通道制备半固态A380铝合金浆料,并研究浆料制备过程中浆料组织的演变. 结果显示,合金熔体在蛇形通道内发生一次凝固,在其通道内壁的激冷和异质形核作用下形成大量的初生自由晶,半固态浆料的剩余液相在收集坩埚内发生二次凝固形成二次非枝晶. 初生晶粒的游离模型表明一部分初生自由晶直接生长为球晶,其他部分则成长为枝晶,枝晶在"自搅拌"的作用下发生缩颈和熔断,通过"自旋转"在蛇形通道内得到初步球化和熟化. 二次凝固形成的二次非枝晶在收集坩埚内得到初步球化和熟化,同时初生晶粒在收集坩埚内得到进一步球化、熟化和均匀分布.     

近液相线半连续铸造非枝晶A-356合金半固态触变成形

采用电子显微镜、扫描电镜及电子拉伸机,研究了液相线半连续铸造法制备的A356合金半固态浆料的组织,重熔加热的合金组织,经触变成形及固溶时效处理后的组织与性能·结果表明,触变成形并经热处理后的A356合金,析出相为Al3Si,AlSi等化合物,其性能得到显著提高·经触变成形得到的汽车用轴瓦盖毛坯,其σb值达到2812MPa,δ5达到138%,此结果为用近液相线半连续铸造法制备非枝晶A356合金触变成形的深入研究奠定了基础·     

杯形件半固态模锻充型过程模拟及实验验证

半固态模锻生产过程中,合金坯料的充型过程对制件的成形及性能有较大影响。应用DEFORM软件,对6061合金杯形件半固态模锻进行数值模拟,研究了半固态合金坯料温度、压头预热温度、压头速度对充型过程及速度场的影响。结果表明:半固态合金坯料温度为620℃、压头预热温度为200℃,压头下压速度为40 mm/s时,半固态合金坯料的充型过程是沿着整个型腔充填,以"全壁厚"的形态向前推进,充型过程平稳;半固态合金坯料温度为620℃,压头速度为20 mm/s时,随着压头预热温度的提高,半固态合金坯料的充型过程有所平稳;随着半固态合金坯料温度的提高,充型过程变得不平稳;充型过程中的速度场对半固态合金成型件的组织均匀性有较大影响。     

浇注温度对AZ31镁合金连续流变挤压成形组织的影响

研究了不同浇注温度、辊靴型腔中不同位置的AZ31镁合金组织.结果表明,浇注温度高于750℃时,半固态区减小,工作辊对半固态区枝晶的剪切时间变短,枝晶破碎不充分,得不到优质的半固态金属浆料;浇注温度低于730℃时,固相区变大,半固态区部分枝晶未得到充分剪切就进入了固相区,固相区的枝晶更是难以断裂,因此得不到理想的半固态组织;随着固相区的增加,合金变形更加困难,设备工作压力增加,使用寿命降低;AZ31镁合金连续流变挤压最佳浇注温度为730～750℃.     

半固态ZL201合金的重熔加热合金组织

采用电子显微镜及图像分析仪,系统研究了近液相线铸造ZL201合金在二次加热过程中的组织演变·结果表明:ZL201铝合金半固态坯料在620～630℃保温5～10min,能够获得适用于半固态成形的触变组织,此时,晶粒平均等积圆直径为43 8μm,晶粒平均圆度为1 87·近液相线半连续铸造可以获得理想的ZL201合金半固态坯料·     

半固态ZL116合金挤压成形与显微组织

采用电子显微镜、卧式挤压机及电子拉伸机,研究了ZL116合金近液相线铸造的铸态显微组织,进行了触变挤压成形实验,测试了成形件的力学性能.结果表明:用近液相线半连续铸造法可以制备出具有蔷薇状组织的ZL116合金半固态坯料,当在575℃进行二次加热时,有大量细小、分布均匀的硅颗粒出现,有利于合金的半固态成形;利用800 T卧式挤压机,触变挤压飞机用的合金支架,热处理后抗拉强度Rm值达320 MPa,断后伸长率A达到11.4%.     

电磁场作用下半固态ZL201合金显微组织特征

利用电磁场对合金熔体的搅拌或振荡作用,研究了交流电磁场作用下的ZL201铝合金半固态流变浆料组织·结果表明,交流电磁场对ZL201铝合金显微组织有显著的细化作用,在液相线温度(650℃)附近,电磁场作用下的流变浆料组织为细小的近球形晶粒,优于不加电磁场的浆料组织,适用于半固态成形·交流电磁场所引起的熔体强制对流,使处于强烈温度起伏条件下的初生枝晶二次臂机械断裂或根部熔断,这是结晶核心增加,组织细化的原因·     

电磁搅拌工艺参数对半固态AZ91D 镁合金组织的影响

研究了电磁搅拌工艺参数对半固态AZ91D合金组织的影响规律。结果表明：电磁搅拌条件下半固态AZ91D合金组织的固相颗粒为蔷薇状或粒状α—Mg，随电磁搅拌功率的增大，蔷薇状形态逐渐消失，固相颗粒形态趋于粒状和圆整；在实验范围内，随电磁搅拌电源频率的增大，半固态AZ91D合金组织中固相颗粒形态越来越圆整。这主要是由于电磁搅拌条件下半固态AZ91D合金组织的形成机理是以枝晶臂熔断为主，而在高频率下的电磁搅拌过程中，在搅拌室产生的集肤效应使得表面和中心出现宏观温度差，从而加强了固相颗粒随流场运动时的温度起伏，最终加速了枝晶的熔断。     

A356铝合金半固态成形的数值模拟

利用ANSYS有限元模拟软件,通过对温度场与速度场的耦合数值模拟,分析了触变成形过程中充型温度对A356合金半固态浆料流动及温度分布的影响.模拟结果表明:当充型温度为590℃,压射速度为5 m/s时,半固态浆料充型平稳,没有形成喷溅和卷气现象,温度分布没有明显的热节区域形成,半固态浆料成形效果最理想,有利于获得充型完整、轮廓清晰、内部组织致密的半固态成形件.通过实验对数值模拟所获得的工艺参数进行了验证.     

6061合金电磁半连续铸锭与二次加热组织研究

用电磁半连续铸造技术制备6061合金半固态坯料,并在不同的保温温度和保温时间下进行二次加热实验,观察铸锭及二次加热坯料的微观组织,研究保温温度和保温时间对二次加热淬火组织的影响.结果表明:6061合金可以通过电磁半连续铸造获得具有细小、均匀、非枝晶组织的铸锭;二次加热过程中,随着保温温度的升高,组织转变速度加快;保温温度过高,淬火组织粗大,对成形件性能不利;随着保温时间的增加,初生α-Al不断球化,淬火组织也越圆整,但晶粒长大明显;在610~630℃下保温10~15 min,所得淬火组织均匀,晶粒细小,是理想的成形组织.     

原位TiC颗粒对喷射成形铝合金组织的影响

利用熔铸-原位反应喷射成形技术制备7075 TiC(2．9l％，体积分数)铝合金半固态坯料，将合金加热到固液两相区不同温度，保温不同时间，淬火固定其半固态组织。采用扫描电镜观察其组织，应用Image Tool软件及截线法统计晶粒尺寸。研究表明，原位TiC颗粒不仅细化喷射成形组织，而且在二次加热保温过程中有效地阻碍晶界的移动，抑制了显微组织的粗化过程，在600℃保温60min后合金平均晶粒尺寸仍小于30μm，表现出良好的钉扎效应。     

AlSi7Mg枝晶合金半固态加热时的组织演变

利用电阻炉研究了ＡｌＳｉ７Ｍｇ枝晶合金半固态加热时的组织演变。研究表明：在（５８９￣５９７±１）℃下，保温５￣１２０ｍｉｎ，初生α枝晶难以完全转化为球状的α相；在较高的半固态加热温度下，若保温时间过长，试样会存在不同程度的变形。     

ZL116合金的半固态模锻成形组织与性能

采用300 t压力机,对半固态ZL116合金进行了模锻成形实验.结果表明:半固态模锻成形可以获得组织致密、轮廓清晰、充型完整的成形件;成形件微观组织主要为细小、分布均匀的近球状和蔷薇状非枝晶组织;同时由于成形静压力的作用引起局部组织发生塑性变形,使半固态模锻件的性能明显优于液态模锻件的性能,硬度可达65.7 HB,高于液态模锻件20.5%,为半固态加工技术在战车上的应用奠定了基础.     

半固态金属成形技术的发展及应用现状

从半固态成形技术的背景、半固态金属浆料的制备、半固态金属的成形工艺等方面论述了半固态金属成形技术的发展及研究现状,并叙述了我国及发达国家半固态金属成形技术的应用现状。介绍了半固态金属浆料的制备方法(如机械搅拌法、电磁搅拌法、应变诱发熔体激活法、粉末冶金法等)、半固态金属的成形工艺方法(如半固态塑性加工:半固态锻造、半固态挤压和半固态轧制等;半固态压铸:流变铸造和触变铸造),并概述了各种成形工艺方法的基本原理及所加工产品的范围。