电磁场对5052铝合金铸轧板材组织性能的影响

在传统铸轧过程中施加静磁场和交变振荡电磁场,生产5052铝合金板材,并主要通过显微观察,研究了铸轧工艺对板材的显微组织的影响.结果表明:在浇铸温度为690℃下,同传统工艺板材相比,施加静磁场(025T)生产的5052铝合金板材枝晶生长受到抑制,显微组织得到细化并分布均匀化,但晶粒大小不均匀;采用025T磁场和450A的交变电流生产时,产生电磁振荡效应,中心组织为均匀的等轴晶.交变振荡电磁场铸轧使整个板材等轴化效果最好.屈服强度和抗拉强度分别为122和235MPa,板材性能最优.     

Al-5Ti-0.2C细化剂对7085铝合金形核及过冷度的影响

在7085铝合金凝固过程中添加不同质量分数的Al-5Ti-0.2C细化剂,对比其铸锭凝固组织,并用DSC测定其凝固过程熔体过冷度,探讨Al-5Ti-0.2C细化剂对铝熔体形核与过冷度的影响。研究结果表明:Al-5Ti-0.2C细化剂能够明显细化晶粒,当细化剂质量分数为0.5%时细化效果最好;细化剂质量分数的差异对DSC曲线中的熔化曲线影响较小,而凝固曲线有明显差异;在凝固过程中增大细化剂质量分数,铝熔体形核过冷度与最大过冷度都呈递减趋势,当细化剂质量分数超过0.5%时,过冷度不再有明显递减趋势;Ti C颗粒是铝熔体异质形核的核心,凝固过程中Ti C颗粒的发生团聚,从而增大形核基底颗粒粒度,减小润湿角与临界形核能,最终减小熔体中形核所需过冷度。     

Al-Ti-B在Al-Si合金中的晶粒细化行为的研究进展

Al-Ti-B是目前Al合金中应用最为广泛的晶粒细化剂,其晶粒细化行为受到细化剂组织状态、细化工艺、合金成分等因素的影响;尤其是应用于Al-Si系合金时,毒化效应的存在削弱了细化效果,成为制约Al-Si合金晶粒细化效果的重大瓶颈。总结了Al-Ti-B在Al-Si合金中晶粒细化的研究进展,重点阐述了毒化效应的影响及其作用机制,归纳了外加超声能量场对细化行为的影响作用,最后展望了未来的研究方向。     

Al-Ti-B中间合金生产方法及发展趋势

阐述了各种铝及铝合金铸锭晶粒细化的方法,得出Al-Ti-B中间合金是目前工业生产条件下,在铝熔体中添加细化剂进行细化铸锭的晶粒中最经济有效的方法.在过去50多年里,国内外科研工作者对铝钛硼的晶粒细化进行了广泛而又深入的研究,开发出了氟盐反应法、纯钛颗粒法、氧化物法、电解法、铝热还原法和自蔓延高温合成法等多种铝钛硼中间合金的制备方法和半连续铸造挤压法、连续铸轧法和连续铸挤法等多种线材成型方式.通过分析铝钛硼各种制备方法和线材成型方式的优缺点,得出通过氟盐反应法和连续铸轧法生产的铝钛硼中间合金线材,具有制备工艺简单、生产成本低、产品质量稳定、细化效果显著等优点;另外发展新型制备工艺和新型Al-Ti-B中间合金细化剂,是其一个重要的发展方向.     

Ca对变形Mg-9Li-2Zn合金显微组织和机械性能的影响

实验熔制了Mg-9%Li-2%Zn(质量分数)合金并研究了添加质量分数为0.1%~0.5%的Ca对合金的影响.合金板材具有良好的冷加工性能,室温下可以轧成2 mm厚的薄板.研究了微量元素Ca对板材显微组织和机械性能的影响.室温下对板材进行拉伸测试,结果表明添加元素Ca能够提高合金的机械性能,当添加质量分数为0.1%的Ca时,板材的抗拉强度和延伸率分别提高了19%和6%,随着Ca含量的增加,强度略有提高而延伸率下降.通过显微观察可知,Ca对显微组织有细化作用,其中含Ca 0.1%时效果最明显.通过分析结果可知Ca在晶界处的吸附致使显微组织细化,进而影响了板材的机械性能.     

磷的表面逆偏析对铸轧低碳钢力学性能的影响

通过组织分析探讨了铸轧薄带中磷的表面逆偏析的形成,通过力学性能测试研究了磷的表面逆偏析对铸轧低碳钢力学性能的影响.结果表明,铸轧薄带经冷轧和退火处理后磷在薄带表面形成一均匀的富磷层,当磷质量分数超过0.15%时,常规薄带的延伸率开始急剧下降,而磷质量分数为0.26%的铸轧薄带的延伸率保持在30%左右,即铸轧工艺能够将带钢的容磷能力提高大约0.1%;铸轧薄带韧脆转变温度(DBTT)均比相同磷含量的常规薄带低.     

超声波对AlTiC细化剂的活化机理研究

采用AlTiC作为7050铝合金的细化剂,并在铸造中引入高频超声波,通过比较不同试样表面微观组织的晶粒尺寸以及试样中Ti和C元素的分布等特征,研究超声波对AlTiC细化剂细晶效果的影响及其作用机理.研究结果表明:施加高频超声波能够加速TiAl3相的溶解,提高TiC粒子团与铝溶液的润湿性;粗大晶粒的内部存在一个或多个Ti原子偏聚区;而细小晶粒中Ti原子的偏聚则集中在晶界上,其晶内保持着一个相对较低的质量分数;施加高频超声波能够抑制TiC粒子团间的融合,减小Ti原子偏聚区的面积以及质量分数,进而提高TiC粒子团的形核能力,使所得的金属凝固组织更为细小、均匀.     

超声波辅助铸轧AZ31镁合金板带的实验研究

将超声波导入杆安装在水平式双辊铸轧机的凝固前沿,进行超声波镁板带的铸轧试验.对超声波铸轧镁板带和普通铸轧镁板带进行金相对比观察表明:普通铸轧镁板带枝晶网胞比较发达,组织不均匀,晶粒平均尺寸(直径)在50～60μm之间;而在镁铸轧过程中施加超声波能够使镁板带组织更加均匀,晶粒细化,晶粒平均尺寸(直径)在20～30μm之间.对镁板带的力学性能测试证实,超声波处理使铸轧镁板带的抗拉强度、屈服强度和延伸率比普通铸轧镁板带的分别提高了22.85%,49.78%和123.06%.     

添加Al-Ti-B中间合金对ZnAl4合金显微组织及性能的影响

利用OM(光学显微镜)、SEM(扫描电镜)、拉伸测试等方法,研究了Al-Ti-B中间合金对ZnAl_4合金显微组织及力学性能的影响,研究表明:ZnAl_4合金中加入Al-Ti-B能够细化合金显微组织,抑制粗大的β-Zn枝晶析出,扩大共晶组织区域面积,同时析出α-Al相,随着Al-Ti-B合金添加量的增加,实验合金力学性能得到改善,本实验研究中,添加0.48%的Al-Ti-B对改善实验合金力学性能最为有效。     

电磁/超声能场对1060铝合金铸轧板组织性能的影响

在电磁和超声能场下铸轧出1060铝合金热带坯,并对其进行冷轧和退火实验,研究退火温度对复合能场铸轧板微观组织和力学性能的影响,并与相同条件下未施加电磁/超声外场的铸轧样品进行对比。研究结果表明:随着退火温度的增加,2种铸轧板的加工组织逐渐消失,再结晶组织不断增多,晶粒尺寸由小变大,其中复合能场铸轧板具有更低的再结晶开始温度,比未施加电磁/超声外场的铸轧板低50℃左右;复合能场铸轧板在各退火温度下的抗拉强度σb和伸长率δ均高于相同条件下的未施加电磁/超声外场样品,各向异性指数(IPA)明显小于未施加外场的铸轧板;随着退火温度的增加,2种铸轧铝板的制耳率出现先下降后增大的变化趋势,其中复合能场铸轧板经325℃退火后,出现沿0°,45°和90°方向的制耳,制耳率仅为1.7%,而未施加电磁/超声外场铸轧板出现45°方向的制耳,制耳率为3.7%。     

低频电磁热顶铸造7050铝合金的表面质量和组织

在传统热顶铸造基础上,开发了一种新的热顶铸造结晶器,并在铸造过程中施加了低频电磁场,得出了稳定铸造φ500 mm 7050高强铝合金铸锭的工艺条件;当电磁场频率为15 Hz、磁场强度为10000 At时,铸造出了表面光滑的铸锭.采用偏光显微镜(Leica DMI)观察试样,分析试样的微观组织.实验结果表明:铸造过程中施加低频电磁场能提高铸锭的表面质量,细化铸锭的内部组织,以及抑制铸锭内部裂纹的产生.总结了低频电磁铸造改善表面质量和细化组织的原因以及低频电磁场对液穴形状的影响.     

低频磁场对水平连铸2024铝合金微观组织的影响

研究了低频电磁水平连铸铝合金铸锭与普通水平连续铸造铝合金铸锭的铸态组织和宏观偏析情况.采用低频电磁水平连续铸造技术和普通水平连续铸造技术生产了2024变形铝合金铸锭,铸锭规格为40 mm×200 mm扁锭.对两种铸造方法得到的铝合金铸锭分别取样进行光学显微组织分析,并分别在横截面上取样进行化学分析.实验结果表明,低频电磁场可以显著地改善铸锭的微观组织,使铸锭的微观组织得到明显细化;低频电磁场还可以减少Cu元素在横截面上的宏观偏析,使Cu元素在横截面上的分布更加均匀.     

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·     

辊套材料的导磁性对铸轧区磁感应强度的影响

采用对比实验考察在新型材料辊套和合金钢辊套下铸轧区磁感应强度的差异;根据电磁场理论,研究上述2种辊套材料对铸轧区磁场的衰减和屏蔽效应.研究结果表明:合金钢辊套的相对磁导率为300,是新型辊套材料的300倍;合金钢辊套对磁场既具有衰减作用又具有聚磁效应,衰减作用使铸轧区的磁感应强度减小,聚磁效应使磁感应强度增大;合金钢辊套对磁场的聚磁效应比对磁场的衰减作用强,使铸轧区的磁感应强度增大5%左右.新型材料辊套对磁场只有衰减作用,使铸轧区的磁感应强度降低5%左右.当电磁感应器的励磁电流为10 A、励磁频率为13 Hz时,在合金钢辊套下比在新型材料辊套下铸轧区的磁感应强度大10%左右.从磁场利用的角度考虑,在电磁场快速铸轧技术中使用合金钢辊套比使用新型材料辊套更好.     

新型Mg-Li-Al-Mn-Si-Ca合金的显微组织和力学性能

向Mg-Li合金中添加微量元素Al,Mn,Ca和Si,研究了合金的显微组织与力学性能.室温下合金具有良好的加工性能,能够轧制成薄板.通过金相观察可知,添加元素能够细化组织中的α相,并生成颗粒状及细条状物质,通过SEM和EDX分析可知,其为不同添加元素之间形成的化合物.室温下拉伸测试结果表明,合金具有较高的强度和延伸率,随着不同元素的逐步添加,合金强度不断提高,最终σ0.2可以提高17.06%,σb可以提高13.16%,而延伸率有所降低,但仍具有较高值,这是添加元素强化的结果.     

低频电磁铸造7050铝合金的组织与性能

采用新型低频电磁铸造技术制备了7050铝合金120 mm铸锭,研究了低频电磁场对铸锭组织和性能的影响.并对比研究了常规DC铸造和低频电磁铸造铸锭挤压和热处理后的组织与性能.结果表明,低频电磁铸造显著细化晶粒组织,并使组织分布均匀,改善铸锭的铸态力学性能.固溶并时效处理后,常规DC铸锭挤压棒材抗拉强度达到676.5 MPa,延伸率达到11.2%;低频电磁铸锭挤压棒材抗拉强度略有提高,达到677.5 MPa,延伸率提高较大,达到13.2%.低频电磁铸造对7050铝合金挤压棒材最终抗拉强度影响不大,但能够显著提高延伸率.     

ZLD11铝合金晶粒细化分析

以ZLD11铝合金为研究对象,通过添加Sr来改变ZLD11铝合金的晶粒度,以达到细化晶粒的目的.介绍了ZLD11铝合金中元素的性质及作用,ZLD11铝合金的熔炼方法.以AlSr合金的形式加入熔体中,按照Sr的加入量占成品合金的0.04%,0.06%,0.08%以及0.10%来改变ZLD11铝合金的晶粒度,通过观察金相照片和测定晶粒度,来寻求合理的Sr的加入量,结果表明:采用X金属模铸造和用AlSr作为变质剂可以使ZLD11的晶粒细化,当Sr的加入量为0.08%时,细化晶粒效果最好.     

Effects of low-frequency electromagnetic field on the surface quality of 7050 aluminum alloy ingots during the hot-top casting process

To improve the quality of 7050 aluminum alloy ingots, low-frequency electromagnetic (LFE) field was applied during the conventional hot-top casting process. Macrostructures and microstructures of the ingots by the conventional and LFE hot-top casting processes were studied. The experimental results show that when the LFE field is turn off during the hot-top casting process, cold folding appears, and the as-cast structure becomes very coarse. Additionally, the thickness of the shell zone is much thinner during the low-frequency electromagnetic hot-top casting process than that during the conventional hot-top casting process. Some reasons for low-frequency electromagnetic field improving the surface quality, refining the structure of the ingot, and minimizing the thickness of the shell zone have been studied.     

复合锭直接水冷半连续铸造过程的研究

在传统结晶器中安装了冷却板,采用直接水冷半连续铸造法实现了用于生产钎焊板的铝合金复合锭的实验室制备,并对半连续铸造过程及工艺进行研究,主要研究了铸造过程中接触面附近温度场分布、复合锭接触面两侧的宏观形貌、微观组织及成分分布、硬度分布.结果表明:在冷却板的作用下接触面附近形成了一层具有一定厚度的半固态层,从而保证复合铸造过程的顺利实现,复合锭中两种铝合金接触面结合较好,且为一种冶金结合,接触面两侧的成分分布和硬度分布有较好的对应关系.