半固态加工的高铜Al-Cu合金性能研究

通过对半固态加工的Al-Cu合金力学性能测试,仔细研究了半固态加工的Al-20%Cu和Al-40%Cu合金的力学性能,得出半固态加工Al-Cu合金的抗拉强度,延伸率和断面收缩率均得到显著提高,可以大量运用在各个领域.同时得出半固态挤压铸造Al-Cu合金的硬度值总体值较高,耐磨性能得到显著提高,在工程运用上硬度和耐磨性能没有问题.     

采用原位反应近液相线铸造法制备Al2O3p/Al-Cu基复合材料

采用原位反应近液相线铸造方法制备含有少量原位Al2O3颗粒的Al-Cu基复合材料,利用光学显微镜观察复合材料的铸态组织,并通过透射电镜观察复合材料中的原位Al2O3颗粒的分布与形貌,研究原位颗粒对近液相线铸造Al-Cu合金铸态组织形成机制的影响.结果发现:原位Al2O3颗粒比较均匀地分布于基体合金中,尺寸分布于1μm范围内,形貌呈多边形.随着原位Al2O3颗粒含量的增加,复合材料的铸态组织逐渐被细化和均匀化;当原位Al2O3颗粒的质量分数达到5.3%时,获得均匀细小的蔷薇状组织.     

近液相线半连续铸造中凝固组织的多尺度模拟

建立了描述连续铸造过程的温度场模型及相变模型,通过固相率变化将宏观和介观尺度上的模拟耦合起来.利用外推边界条件对Al-Cu合金在近液相线半连续铸造过程的稳态温度场进行了计算;根据连续铸造特点,提出了用液/固相变区域中元胞的平均过冷度作为形核计算的基本参数,避免了铸件中心区域的多余形核问题.对Al-(3.5~10)%Cu合金、铸造速度为2.0 mm/s的液相线铸造的凝固组织进行了模拟,并且ZL201合金的模拟结果与实验吻合.计算表明:合金成分对半固态合金组织的形成有较大影响,当合金质量分数在(8~10)%时可获得晶粒大小和分布良好的合金组织.     

振动悬浮铸造对ZA27合金组织及性能的影响

研究了振动悬浮铸造对ZA27合金显微组织、致密度和机械性能的影响。结果表明，单纯振动及单纯悬浮铸造都能明显细化晶粒，提高合金的致密度，改善合金的性能，而将两种方法相结合，效果更好。与普通铸造相比，抗拉强度巩提高了2．63％，延伸率艿提高了2．67％，密度提高了3．46％．     

准晶颗粒增强的Al基复合材料的热膨胀性能

调查研究了 3种准晶合金铸态Al65Cu2 0 Cr15、急冷态Al65Cu2 0 Cr15和铸态Al65Cu2 0 Fe15颗粒增强的铝基复合材料从室温到 5 0 0℃的热膨胀系数 ,结果表明准晶合金颗粒增强的复合材料的热膨胀系数显著低于基体材料纯铝 .且Al-Cu -Cr系准晶合金颗粒增强的铝基复合材料的热膨胀系数比Al-Cu -Fe系低 .通过理论估算 ,准晶合金具有负的热膨胀系数 ,Al-Cu -Cr系准晶合金的热膨胀系数比Al-Cu -Fe系低 .在Al -Cu -Cr系 ,准晶含量越高 ,其热膨胀系数越低     

连续铸造稳态温度场非物理边界条件的确定

建立了描述连续铸造过程的温度场模型,用外推法得出凝固金属在结晶器出口侧的非物理边界条件模型,使稳态温度场的计算精确高效.利用该温度场模型及非物理边界条件模型计算了Al-Cu合金在半连续铸造过程中的稳态温度场,并以此确定的介观温度场作为液固相变模拟的条件,用多尺度计算技术模拟了Al-10%Cu合金在不同浇注温度时的凝固组织,得到了晶粒形貌和分布合理的微观组织.对ZL201合金的近液相线铸造组织的模拟结果与实验吻合.研究表明:该温度场模型及非物理边界条件模型适于稳态连续铸造过程的模拟,并可为金属凝固组织的多尺度模拟提供正确的温度场数据.     

ZA—27耐磨合金的悬浮铸造

ZA—27合金铸件很容易产生底缩。根据黑色金属中应用的悬浮铸造的作用原理,我们探讨了悬浮铸造对ZA—27合金中存在的比重偏析和底缩、以及对合金组织及性能的影响.结果表明,悬浮铸造可显著降低铸件各部位的密度差,减轻甚至消除底缩.悬浮铸造使合金的枝晶组织细化,冲击韧性提高40％,耐磨性提高了11—13％。     

用加热铸型的司太立合金异形断面铸锭的连续铸造

用加热铸型的司太立合金异形断面铸锭的连续铸造Ｃｏ－Ｃｒ－Ｗ系司太立合金由于硬度大，塑性加工成形非常困难。千叶工业大学和大贩富士公司以从合金熔液直接铸造司太立合金异形断面铸锭为目的，进行了基础性研究。使用由大野笃美开发的加热铸型式连续铸造法进行铸造试验...     

压力铸造对亚共晶Al-11Si-1.8Cu合金的组织细化作用

以亚共晶铸造Al-11Si-1.8Cu合金为研究对象,基于普通重力铸造和高压压力铸造条件下合金的组织分析,研究了压力铸造对亚共晶Al-11Si-1.8Cu合金的组织细化作用,结果表明:与普通重力铸造相比,压力铸造不但能明显细化亚共晶Al-11Si-1.8Cu合金组织中的初生a-Al和共晶Si相,还使合金组织中初生a-Al相的形态由树枝状转变成了球状,并且随着高压压铸压力的增大,初生a-Al相的球状形态越圆整和细小,同时合金组织中共晶Si相的析出也明显受到抑制.     

变质和热处理对过共晶Al-Si类合金组织与性能的影响

对分别由P变质和P-Sr复合双重变质的过共晶Al-Si类合金进行挤压铸造,将这两种铸件在T6处理前后的组织和性能作了试验对比。同时讨论了P变质和热处理对合金中Si相形态的影响,提出了在铸造冷速度较快的条件下,用P变质细化初晶Si,而以热处理粒化共晶Si来改善该类合金性能的工艺方法。     

改善铝硅铸造合金组织与性能研究的若干进展

综述了近年来在改进铝硅铸造合金组织与性能方面有关研究工作的进展，着重探讨了变质处理、晶粒细化和铸后热处理对各类铝硅铸造合金组织与性能的影响，并对今后这一方向的研究与技术发展提出了一些设想。     

高铝锌基合金挤压铸造的组织和性能的研究

研究了高铝锌基合金挤压铸造的组织和性能。挤压铸造显著提高合金的塑性和韧性，延伸率由重力铸造时的１％￣３％提高到１０％￣１８％，冲击强度由重力塑造时的２０￣５０Ｊ／ｃｍ＾２提高到９５￣１３７Ｊ／ｃｍ＾２。与重力铸造相比，合金的组织显著细化，组织中共晶体含量增加，ε相的含量减少。     

脉冲电流频率对Al-Cu合金定向凝固组织演变的影响

采用自行设计的定向凝固装置进行Al-Cu合金定向凝固行为研究,研究Al-5%Cu合金在脉冲电流作用下微观组织的演变特征.结果发现:脉冲电流的导入明显改变了定向凝固的Al-Cu合金凝固组织形态,不同频率的脉冲电流具有不同的影响效果,在100Hz的小频率电流作用下,合金的定向凝固特征加强,枝晶结构不明显,但定向凝固形成的柱状晶半径加大,随着电流频率增大到200Hz,二次枝晶结构开始显现,组织呈现树枝状结构特征,当300Hz电流频率时,组织结构呈现排列整齐的的骨架结构,随着电流频率继续增加到400Hz时,组织变为细小的树枝状结构特征,组织整体比较细小,而且分布较均匀,在500Hz高频率电流作用下,组织又显得粗大,呈现向等轴晶转化趋势.     

铸造方法对巴氏合金组织及性能的影响

铸造方法对巴氏合金的力学及磨损性能有显著的影响。通过对合金的金相组织观察、相成分的分析，结合磨损试验以及磨损表面形貌分析，研究铸造方法对合金的组织及性能的影响。分析发现离心浇注能明显的细化晶粒，提高合金的耐磨性与减磨性，与静置浇注的合金相比，其磨损量下降了9．6％。     

Zn—20%Al合金的半固态压缩形变特性研究

研究了温度和应变速率对常规铸造和部分凝固铸造Ｚｎ－２０％Ａｌ金合的半固态压缩形变的影响规律。试验温度和应变速率范围分别为３８０～４３０℃和２．１×１０＾－１×１０＾－４Ｓ＾－１。试验结果表明，金属在半固态时的形变抗力比固态时大幅度降低；部分凝固铸造合金的形变能力优于常规铸造合金；在高温（４３０℃）、低应变速率（８，．４×１０＾－４Ｓ＾－１）条件下，常规铸造合金也能获得较好的极限塑性和低的变形抗力…     

Multi-GPU加速的二元合金定向凝固三维相场模型

基于三维相场模型,使用MPI+CUDA异构协同并行技术,在GPU集群上建立三维合金定向凝固的MultiGPU计算模型,实现了Al-Cu二元合金三维定向凝固的模拟.再现了Al-Cu二元合金三维定向凝固的过程,以及不同取向晶粒间的竞争生长现象.通过与传统CPU串行计算模型相比较,验证了Multi-GPU计算模型的计算效率和加速效果.实现了二元合金定向凝固的加速模拟计算,其加速比最大可达57.7.     

高锡青铜的挤压成形研究

本文分析了铸造青铜 ZQSn6-6-3合金制件的铸造组织,介绍了该合金挤压工艺试验的各种参数,并把挤压件的组织性能和铸造、液态模锻件的组织性能进行了对照比较。     

固液混合铸造ZA12合金的组织研究

采用固液混合铸造技术制备ZA12合金,研究合金熔体过热度、粉末加入量和粉末粒度等工艺参数对固液混合铸造ZA12合金组织的影响,并与金属型铸造、半固态铸造组织进行对比研究.结果表明:固液混合铸造组织相对金属型铸造铸态组织与半固态组织,枝晶完全破碎,初生相组织明显细化并偏向于团球状,且分布较为均匀;工艺参数对合金组织有很大影响,在过热度为40 ℃,粉末加入比例为0.3,粉末粒度为200-400目 (38～74)条件下,合金的组织细小、分布均匀,初生相含量也较低;3种工艺制备的ZA12合金的组织都是由η-Zn相、β-AlZn相及少量α-Al相组成.     

高温浓硫酸泵用新型不锈钢的研究

设计了用于高温浓硫酸泵用新型不锈钢的化学成分，采用金相显微镜、Ｘ射线衍射仪，扫描电镜和多种腐蚀试验方法新型铸造不锈钢的组织、腐蚀形貌和耐蚀性能，试验了钢的机械性能，冶炼工艺，铸造性能与焊接性能，研究结果表明，新型铸造不锈钢具有优良的耐蚀性，较高的强度与良好的塑韧性，具有较好的工艺性能。     

Al-Cu合金在《材料科学基础》教学实践中的应用

通过分析Al-Cu合金不同热处理加工状态下的显微组织形貌,原本只是在<材料工程实践>教学实践环节中应用的Al-Cu合金,在<材料科学基础>课程的理论、实践教学环节中也可以充分借鉴,使其应用得以进行拓展,更有效地提高理论、实践教学的水平.