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...     

稀土镁合金近非平衡液相线铸造研究

近非平衡液相线铸造方法是测量熔体非平衡凝固过程的冷却曲线,确定其非平衡液相线温度,并在此温度附近进行铸造的工艺方法,为实质意义上的近液相线铸造.采用该方法对ZK60稀土系列镁合金进行了研究,结果表明,近非平衡液相线铸造工艺可获得细小均匀的非枝晶结构,是镁合金半固态制浆的有效方法;不同合金元素对以ZK60为基体的合金的非平衡液相线和近液相线铸造组织都有明显影响,Ag,Y,Nd等元素有利于避免浆料中晶内液相的出现,其中混合稀土最有利于初生晶粒的圆整化,而Nd则造成初生晶粒的不均匀,Ag和Y的添加尽管初生晶粒圆整程度不如Nd,但有较均匀的晶粒和较好的枝晶退化效果.     

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.     

基于半固态等温处理制备非枝晶镁合金的研究进展

在半固态成形技术中,主要关注的是针对半固态浆料或坯料在制备过程中的成形机理的研究。与其他方法相比半固态等温热处理法更具较好的发展前途,通过对金属坯料的等温热处理,合金由枝晶向球状组织转变,准备坯料提供给接下来半固态触变成形的工序;在半固态成形前的二次加热过程中,枝晶完成转化,因而在半固态金属浆料中获得具有细小化的球形或非枝晶组织是它的关键和基础。文章在非枝晶组织形成机理梳理的基础上,综合考察半固态等温热处理前合金原始组织、等温处理的温度、等温处理的时间、加热方式和加热速率这些重要的因素,对比分析对非枝晶组织镁合金组织的形成情况,用以寻找合适的参数来确定优化工艺。     

60Si2Mn半固态非枝晶组织特征与触变性能

利用自制高熔点半固态试样制备装置,对60Si2Mn半固态试样非枝晶组织以及影响因素进行了试验研究.结果表明:60Si2Mn半固态显微组织结构的特点为近球形先析出相均匀分布于残余液相.搅拌工艺制度、搅拌功率与搅拌时间对凝固初生相形态影响显著.采取降温搅拌方式,较大搅拌功率和搅拌时间,初生组织得到了充分的细化和均匀的球化.60Si2Mn非枝晶组织形态是影响剪切变稀触变性能的主要因素.     

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·     

强磁场下Cu-25%Ag合金的凝固行为

研究了强磁场对Cu-25%Ag(质量分数)合金凝固组织的影响,分析了不同磁场条件对合金凝固组织的作用机理.研究发现,均恒磁场和梯度磁场对合金的凝固组织有重要影响,改变了富Cu枝晶形貌和尺寸,无磁场条件下初生富Cu枝晶分布不均匀,一次枝晶比较长且粗大,枝晶主要以柱状枝晶为主;在12 T磁场条件下,富Cu枝晶分布比较均匀,一次枝晶变短、粗化,枝晶主要以胞状枝晶为主;在负梯度磁场条件下,富Cu枝晶分布不均匀,在试样下部,树枝晶减少,以小平面方式生长的粗大胞晶为主.通过实验研究表明,利用均恒强磁场控制Cu-Ag合金凝固组织,细化晶粒、减小偏析是具有可行性的.     

冷却速率对AZ91D镁合金半固态组织制备的影响

：研究了不同冷却速率(金属型、湿砂型和干砂型)对AZ91D镁合金半固态组织制备的影响．结果表明：增加冷却速率有利于初始凝固组织中存在的非平衡组织的分散细化．原始组织中的非平衡共晶组织在加热过程中大部分扩散溶解而溶入基体中,剩余部分在加热过程中首先熔化．冷却速率越大的试样在熔化过程中更容易发生二次枝晶臂之间的合并．提出了半固态熔化过程可分为成分均匀化、共晶熔化和部分初生相的熔化和球化三个阶段,不同熔化阶段时,控制性因素不同．熔化后的半固态组织中固态颗粒的尺寸和形貌主要与初始组织的形貌、加热过程中非平衡组织的溶解速度及加热速度有关。     

浇注温度对合金熔体冷却规律和半固态组织的影响

介绍了一种实验室自主研发的轻合金半固态浆料制备设备--锥桶式流变成形机(TBR),该设备利用刻有凸纹和沟槽的内、外锥桶的相对转动,使合金熔体在凝固过程中受到剧烈的剪切搅拌,从而获得合金半固态浆料.对TBR工艺的传热模型进行了推导,以A356为实验材料得出制备的A356铝合金半固态浆料温度与浇注温度的关系式,同时分析了不同浇注温度下合金熔体的冷却规律和获得的半固态组织形貌.结果表明,适当降低A356合金熔体的浇注温度可以延长初生固相受到的剪切时间和增加剪切次数,从而获得细小、均匀的半固态组织.当浇注温度为640℃时,初生固相平均晶粒尺寸为68μm,形状因子为0.82.     

电磁搅拌对半固态钢铁组织的影响

研究电磁搅拌对半固态铸铁初生奥氏体和弹簧钢态组织的作用,研究表明：铸铁在凝固过程中,经过短时间的电磁搅拌,粗大的初生奥氏体枝晶就可以被破碎细化,而且随着搅拌功率的加大,初生奥氏体更加球状化或非枝晶化;经过电磁搅拌,引起铸铁熔体的强烈流动和温度起伏,加速了初生奥氏体枝晶二次臂的熔断和一次臂的缩短,最终使树枝状初生奥氏体转变为球状的初生奥氏体。研究还表明,电磁搅拌可以明显细化弹簧钢的柱状枝晶,代之以细     

Refinement of primary Si grains in Al–20%Si alloy slurry through serpentine channel pouring process

In this study, a serpentine channel pouring process was used to prepare the semi-solid Al–20%Si alloy slurry and refine primary Si grains in the alloy. The effects of the pouring temperature, number of curves in the serpentine channel, and material of the serpentine channel on the size of primary Si grains in the semi-solid Al–20%Si alloy slurry were investigated. The results showed that the pouring temperature, number of the curves, and material of the channel strongly affected the size and distribution of the primary Si grains. The pouring temperature exerted the strongest effect, followed by the number of the curves and then the material of the channel. Under experimental conditions of a four-curve copper channel and a pouring temperature of 701℃, primary Si grains in the semi-solid Al–20%Si alloy slurry were refined to the greatest extent, and the lath-like grains were changed into granular grains. Moreover, the equivalent grain diameter and the average shape coefficient of primary Si grains in the satisfactory semi-solid Al–20%Si alloy slurry were 24.4 μm and 0.89, respectively. Finally, the refinement mechanism and distribution rule of primary Si grains in the slurry prepared through the serpentine channel pouring process were analyzed and discussed.     

Preparation of semi-solid aluminum alloy slurry poured through a water-cooled serpentine channel

A water-cooled serpentine channel pouring process was invented to produce semi-solid A356 aluminum alloy slurry for rheocasting, and the effects of pouring temperature and circulating cooling water flux on the microstructure of the slurry were investigated. The results show that at the pouring temperature of 640-680℃ and the circulating cooling water flux of 0.9 m3/h, the semi-solid A356 aluminum alloy slurry with spherical primary α(Al) grains can be obtained, whose shape factors are between 0.78 and 0.86 and the grain diameter can reach 48-68 μm. When the pouring temperatures are at 660-680℃, only a very thin solidified shell remains inside the serpentine channel and can be removed easily. When the serpentine channel is cooled with circulating water, the microstructure of the semi-solid slurry can be improved, and the serpentine channel is quickly cooled to room temperature after the completion of one pouring. In terms of the productivity of the special equipment, the water-cooled serpentine channel is economical and efficient.     

浇注温度对AlSi7Mg合金显微组织的影响

研究了不同的烧注温度对铸造AlSi7Mg合金凝固组织的影响。实验表明：当浇注湿度接近液相线温度时,AlSi7Mg合金中的初生α－Al凝固成球状或粒状,晶粒细小,分布均匀;获得球状或粒状AlSi7Mg合金半固态坯料的最佳浇注温度为615℃;在接近液相线温度下浇注,较快的合金溶体冷却速度、浇注引起的合金溶体流动和大范围的同时凝固促使AlSi7Mg合金形成球状或粒状的初生α－Al组织。     

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%.     

AZ91D镁合金组织细化及其对部分重熔半固态组织的影响

通过对熔体进行高强度剪切处理,研究了其对AZ91D镁合金的组织细化作用,获得了不同的铸锭组织,并研究了铸锭初始组织对二次加热后组织的影响.结果表明,熔体高强度剪切处理具有显著的晶粒细化作用,在650℃对熔体高强度剪切处理后,AZ91D镁合金铸锭平均晶粒尺寸由500μm降到170μm.降低熔体处理温度至605℃,组织得到进一步细化,平均晶粒尺寸约为60μm.原始组织大小对二次加热后组织的大小、液相分布具有重要的影响.熔体高强度剪切处理对AZ91D镁合金铸锭的晶粒细化作用在二次加热后能够基本保留下来.在相同的加热条件下,均匀细小的原始组织有利于获得更高的有效液相分数和更趋于球形的晶粒组织.     

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。     

Grain boundary characteristics and tensile properties of Ti14 alloy after semi-solid deformation

The microstructure and room-temperature tensile properties of Ti14, a new α+Ti₂Cu alloy, were investigated after conventional forging at 950℃ and semi-solid forging at 1000 and 1050℃, respectively. Results show that coarse grains and grain boundaries are obtained in the semi-solid alloys. The coarse grain boundaries are attributed to Ti₂Cu phase precipitations occurred on the grain boundaries during the solidification. It is found that more Ti₂Cu phase precipitates on the grain boundaries at a higher semi-solid forging temperature, which forms precipitated zones and coarsens the grain boundaries. Tensile tests exhibit high strength and low ductility for the semi-solid forged alloys, especially after forging at 1000℃. Fracture analysis reveals the evidence of ductile failure mechanisms for the conventional forged alloy and cleavage fracture mechanisms for the alloy after semi-solid forging at 1050℃.     

冷却槽结构对自孕育法制备2024变形铝合金半固态浆料的影响

采用一种新的自孕育法制备2024变形铝合金半固态浆料,研究冷却槽结构对2024变形铝合金水淬组织和铸态组织的影响.结果表明:随着冷却槽股效的增加,冷却槽对合金的冷却能力增强,组织变得细小、均匀.4流股冷却槽的冷却和混流效果好,制备的晶粒最为细小,约为31.2 μm.合金熔体在孕育剂的激冷作用下,瞬间产生大量晶核,并在流...