钢铁材料矩形坯半固态连铸机研制

针对低过热浇注、结晶器润滑、快速制备半固态浆料、非圆坯料与圆形注口的协调等矩形坯半固态连铸中的特殊问题,采用立式机型,用电磁搅拌与温度控制结合法制得半固态浆料,采用低压渗油终结晶器、连续变截面预结晶器等技术,设计了适用于钢铁材料的半固态连铸机.试用结果表明:采用预结晶器、终结晶器的双结晶器式结构可以方便实现半固态浆料的制备、运输和浇注成形,低压渗油技术可使终结晶器得到有效润滑.     

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。     

AZ91D镁合金半固态浆料制备工艺

采用自行设计制造的半固态镁合金机械搅拌装置,制备了镁合金半固态浆料,研究了搅拌工艺参数对半固态镁合金组织的影响.结果表明:搅拌速率、静置时间和搅拌温度对半固态组织影响很大,搅拌速率在900r/min时,静置时间为5-10 min,搅拌温度在565～575℃时,获得的组织均匀细小;搅拌速率过大,晶粒尺寸反而有所增大;静置时间影响半固态组织中固相晶粒的长大;搅拌温度影响固相率,从而也影响到固相晶粒的圆整度.     

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。     

环缝式电磁搅拌法制备半固态浆料过程电磁场的数值模拟

建立了环缝式电磁搅拌法制备半固态金属浆料系统电磁场的计算模型,采用商用ANSYS软件对制浆系统内电磁场分布进行了数值模拟,分析了电流、频率、坩埚材质、冷却器材质和环缝宽度对磁感应强度的影响规律,并进行了相应的实验验证. 研究结果表明:电磁场模拟结果与实验结果具有较好地一致性,验证了计算模型与软件算法的可行性;系统电磁力主要分布于环缝内,提高了对合金熔体的搅拌强度;在相同的环缝宽度下,磁感应强度随频率的增大而依次减小,随电流的增大而依次增大;同时选用不锈钢坩埚与石墨冷却器可以使环缝内铝合金熔体的磁感应强度获得最大;相同电流和频率条件下,磁感应强度随着环缝宽度减小而逐渐增大;相同搅拌功率条件下,环缝式电磁搅拌法可以获得更加细小均匀的半固态组织,平均晶粒尺寸较普通电磁搅拌法减小31%.     

钢铁材料半固态加工技术的研究进展

半固态加工技术优点突出,已被成功的应用于镁、铝合金件的工业生产,一些研究者已经着手将该技术实验于钢铁材料成形,并取得了一定的进展。文章总结了国内外研究者在半固态加工技术方面取得的理论成果,以及钢铁材料半固态浆料的制备工艺,并在此基础上对钢铁材料半固态加工技术的发展趋势做了展望。     

电磁搅拌技术的国内外发展现状

对最近几年来电磁搅拌技术的发展从电磁搅拌实现方法、数值模拟技术的应用、电磁搅拌对凝固组织及性能的影响等几方面进行了概述，并对电磁搅拌凝固技术的发展趋势进行了预测。     

半固态金属成形工艺的研究现状与发展趋势

半固态金属成形加工技术是近几十年快速发展起来的绿色、先进制造技术.综述了半固态金属材料制备与成形的国内外研究现状,对半固态金属成形技术进行了简单分析、归纳与论述.针对归纳的几种成形方法分别从技术原理、工艺特点与应用现状进行了阐述,最后对其发展前景进行了展望.     

喷射沉积合金的半固态成形的研究现状与发展前景

综述了喷射沉积材料的半固态成形的研究进展,展望喷射沉积材料的半固态成形的发展趋势,分析了喷射沉积材料的半固态成形工艺、半固态变形特征和半固态成形的加热和保温过程中组织演变规律,提出高固相分数的触变成形是喷射沉积材料半固态成形的发展方向.     

半固态ZnAl27合金挤压成形金相组织研究

对常规ZnAl2 7合金和经机械搅拌得到的半固态ZnAl2 7合金材料进行了挤压成形试验 ,分析了合金在挤压成形后得到的试件的金相组织。结果表明 ,半固态ZnAl2 7合金挤压成形件的组织极为均匀细小。     

半固态金属成形技术的发展现状

主要介绍了半固态金属成形工艺、浆料制备方法等方面的成果与动向。并展望了半固态金属加工技术的前景和意义。     

半固态钢铁材料直接轧制成型技术的工艺研究

自行设计和制造出一套半固态钢铁材料制备与直接轧制装置．采用重直于水平面的布置方式，有空心水冷球墨轧辊等设备条件，可满足半固态钢铁材料直接轧制成型的试验要求，可轧制出所需内部组织和性能的产品．通过试验研究发现，影响半固态浆料流变轧制成型工艺稳定性的因素中，均匀稳定的半固态浆料定量输送技术是直接轧制成型工艺的技术关键．其他一些因素还会直接影响到轧制产品的组织及性能．     

流变压铸工艺参数对半固态A356铝合金充填性的影响

研究了半固态A356铝合金浆料的成形温度、压射比压和压射冲头速度对半固态A356铝合金流变压铸充填性的影响.实验结果表明:较高的半固态A356铝合金浆料的成形温度有利于获得良好的充填性.压射比压和压射冲头速度对半固态A356铝合金浆料充填性也具有较大的影响.在本实验条件下,压射冲头速度越大或压射比压越大,充填性越好.试片的壁厚对半固态A356铝合金浆料的充填性影响较大,试片壁厚越大,越容易充填.此外,采用低过热度浇注和弱电磁搅拌技术制备的A356铝合金浆料和流变压铸试片的组织分布很均匀,有利于获得优质的半固态压铸件.     

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.     

Numerical simulation on the rheo-diecasting of the semi-solid A356 aluminum alloy

The effect of injection pressure, piston velocity, and the forming temperature of semisolid slurry on the filling behavior of the semi-solid A356 aluminum alloy was investigated by simulation methods. The simulation results show that these processing parameters have an important effect on the filling behavior of the semi-solid A356 aluminum alloy. The slurry flows steadily in the cavity when the injection pressure, the piston velocity, and the forming temperature are low, but it is prone to turbulent flow when the injection pressure, the piston velocity, and the forming temperature are much higher. Therefore it is necessary to determine the appropriate processing parameters to get a steady flow of the slurry in the cavity.     

基于ABAQUS的半固态AZ61合金镦粗成形数值模拟

利用ABAQUS有限元软件对半固态AZ61合金坯料的镦粗问题进行了分析,计算了坯料内部的应力和变形,通过用触变成形实验得到的变形力与模拟计算得到的变形力相比较,两者基本吻合,为进一步研究控制半固态AZ61合金镦粗变形方案提供了理论依据。     

6201铝合金管材半固态连续扩展成形实验研究

采用半固态连续扩展成形技术,成功地试制了扩展比为3 52的6201铝合金管材·对其微观组织和力学性能的变化及机理进行了研究·实验表明:出模温度超过510℃时,其组织发生完全再结晶;T6,TA状态半固态连续扩展成形管材的强度随着时效时间的增加呈明显的上升趋势,而延伸率则呈明显的下降趋势·扩展成形工艺的关键在于确保成形终了温度高于520℃,T6状态的管材抗拉强度为299MPa,延伸率为9 4%;TA状态的管材抗拉强度为258MPa,延伸率为12 4%;力学性能演化机理分析表明,采用合适的连续扩展成形工艺与时效处理工艺能保证获得拉伸强度和延伸率匹配最佳的6201母线管材·     

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·     

不同工艺条件对半固态挤压Mg2 Si/Al复合材料组织和性能的影响

采用等温热处理半固态挤压的方法制备Mg2Si/Al复合材料,研究等温热处理温度、保温时间和挤压比压对复合材料组织和布氏硬度的影响.结果表明:经过等温热处理后得到了基体α-Al和Mg2Si增强相双球化的半固态组织,其中,Mg2Si颗粒呈现球化,α-Al呈现规则球形或椭球形.当挤压比压恒定时,Mg2Si/Al复合材料显微组织中α-Al和Mg2Si颗粒的球化随着温度和保温时间的增加而更加明显,同时α-Al的粗化也更加明显;当等温热处理温度和保温时间恒定时,挤压比压对半固态挤压Mg2Si/Al复合材料显微组织的影响不大.硬度测试表明,当挤压比压恒定时,布氏硬度随着等温热处理温度和保温时间的增加呈现先增加后减小的趋势;但当等温热处理温度和保温时间恒定时,随着挤压比压的增加,布氏硬度随之提高.     

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.