功率超声对A356半固态初生相尺寸和形貌的影响

采用顶部加载功率超声方法,研究了超声功率的大小、超声的起振温度和超声变幅杆端部的形状对合金半固态初生相尺寸和形貌的影响.通过不同参数条件下所得试样的微观组织分析,得出各个影响因素对合金半固态初生相尺寸细化和形貌球化的影响规律.结果发现,初生相尺寸和形貌随着超声功率的增大而细小和圆整;初生相尺寸和形貌在所选施振温度(620、640、660℃)中,640℃时最佳;变幅杆端部形状的不同将导致不同的试验结果.     

功率超声试验参数对A356半固态组织的影响

为了得到连续的初生相尺寸细小、形貌圆整组织的A356铝合金半固态浆料,利用自制的一套合金熔体超声处理装置,研究了试验参数对合金半固态初生相尺寸和形貌的影响.通过不同参数条件下所得试样的微观组织分析,得出了初生相尺寸和形貌在浇注温度、处理区域距离一定时,随着超声功率的增大更细小和圆整;加载功率大小与浇注温度一定时,处理区域距离越小,获得的初生相组织越圆整,以及不加载功率超声对初生相组织形貌的影响.     

超声功率对Mg-3RE-3Zn-0.7Y合金组织和力学性能的影响（英文）

如果在铸造过程能够细化含有稀土元素的金属间化合物,那么稀土镁合金在耐热应用方面将具有巨大的潜力。研究了半固态制浆过程中不同超声功率的超声振动对Mg-3RE-3Zn-0.7Y合金半固态微观组织以及铸态试样力学性能的影响。试验对液相线以上20~40℃镁合金熔体分别施加超声功率为800 W至1200 W的超声振动,振动时间为90 s,结束超声振动温度为液相线以下10℃左右。结果表明,超声振动可以制备出组织中具有细小圆整的初生α-Mg相的优良半固态浆料,并且经过超声功率为1000 W的超声处理后浆料组织中初生α-Mg晶粒的平均晶粒直径和平均形状系数S F分别为55μm和0.63。此外,1000 W超声处理的铸件试样比未经超声处理的试样抗拉强度提高了25.2%,伸长率提高了93.5%。可见,声空化效应和声流效应使超声振动成为一种制备具有细小圆整初生晶粒镁合金半固态浆料的有效途径。     

超声功率对Mg-3Re-3Zn-0.7Y合金组织和力学性能的影响

如果在铸造过程能够细化含有稀土元素的金属间化合物,那么稀土镁合金在耐热应用方面将具有巨大的潜力。本文研究了半固态制浆过程中不同超声功率的超声振动对Mg-3RE-3Zn-0.7Y合金半固态微观组织以及铸态试样力学性能的影响。试验对液相线以上20~40癈镁合金熔体分别施加超声功率为800W至1200W的超声振动,振动时间为90s,结束超声振动温度为液相线以下10℃左右。结果表明,超声振动可以制备出组织中具有细小圆整的初生α-Mg相的优良半固态浆料,并且经过超声功率为1000W的超声处理后浆料组织中初生α-Mg晶粒的平均晶粒直径和平均形状系数SF分别为55μm和0.63。此外,1000W超声处理的铸件试样比未经超声处理的试样抗拉强度提高了25.2%,伸长率提高了93.5%。可见,声空化效应和声流效应使超声振动成为一种制备具有细小圆整初生晶粒的镁合金半固态浆料的有效途径。     

超声振动制备流变铸造AZ91镁合金浆料的微观组织和性能

研究AZ91镁合金流变铸造的微观组织和力学性能。采用超声振动方法和压铸成型制备镁合金半固态浆料。结果表明：由于超声振动的空化、声流效应,在成核阶段获得细小圆整的初生a-Mg颗粒;随着超声振动时问延长,初生a-Mg颗粒的固相体积分数和平均尺寸增大,但形状系数基本不变,为0．7;在液相线以下温度附近超声振动6min可获得最佳的AZ91镁合金半固态浆料,其压铸后的拉伸强度和伸长率分别是248MPa和7．4％。流变铸造AZ91镁合金的断裂机制是韧性断裂。     

铸轧半固态镁合金组织特点

在试验室半固态铸轧试验设备上，进行了镁合金半固态铸轧试验，发现铸轧对半固态镁合金组织有显著的影响。铸轧前组织中初生固相颗粒形状不规则，有枝晶的痕迹；然而铸轧后组织中初生固相颗粒形状非常圆整，接近球形；铸轧对半固态组织具有圆整化的作用，可能是通过固液两相相对流动、摩擦消除尖角而圆整化，或者固相颗粒翻滚、破碎重叠合并而圆整化两种方式实现的。另外在不同的工艺条件下，半固态铸轧镁合金板带组织在表面和心部有不同的表现，厚板带显微组织会出现偏聚，即表面层是激冷微细等轴晶区，心部是半固态组织；而薄板带组织非常均匀，没有偏聚。     

AZ91D镁合金铸态组织三维重构

通过连续切片技术获得AZ91D镁合金两块区域各80张金相照片,对所得图片进行去除污渍、二次化、旋转对齐等初步处理后,分别使用ImageJ和Mimics软件重构其三维组织,了解其组织结构特点。从重构后的AZ91D镁合金三维组织形貌可以看出,初生相α-Mg含量较高,其他相含量相对较低,测量结果与试验基本符合。     

电磁搅拌参数对半固态AZ91D镁合金组织的影响

利用自制的电磁搅拌装置和淬火技术,主要研究了电磁搅拌频率为50Hz下的搅拌参数对连续冷却条件下AZ91D镁合金组织的影响规律.在本试验条件下,当电磁搅拌频率小于50 Hz时,随着电磁搅拌频率的升高,半固态AZ91D镁合金浆料或坯料组织中的球状初生α-Mg越来越多,其形态更加圆整、分布更趋均匀;当电磁搅拌频率达到或高于50 Hz时,半固态AZ91D镁合金浆料或坯料的组织比较理想.当电磁搅拌功率增大时,半固态AZ91D镁合金熔体中的蔷薇状初生α-Mg会受到更加强烈的附加温度起伏,促使蔷薇状初生α-Mg枝晶臂根部的熔断,形成越来越多的球状初生α-Mg,而且初生α-Mg越来越圆整.在电磁搅拌制备半固态AZ91D镁合金浆料或坯料时,较低的冷却速率有利获得较理想的半固态组织.     

电磁搅拌参数对半固态AZ91D镁合金组织的影响

利用自制的电磁搅拌装置和淬火技术,主要研究了电磁搅拌频率为50Hz下的搅拌参数对连续冷却条件下AZ91D镁合金组织的影响规律.在该试验条件下,当电磁搅拌频率小于50Hz时,随着电磁搅拌频率的升高,半固态AZ91D镁合金浆料或坯料组织中的球状初生α-Mg越来越多,其形态更加圆整,分布更趋均匀;当电磁搅拌频率达到或高于50Hz时,半固态AZ91D镁合金浆料或坯料的组织比较理想.当电磁搅拌功率增大时,半固态AZ91D镁合金熔体中的蔷薇状初生α-Mg会受到更加强烈的附加温度起伏,促使蔷薇状初生α-Mg枝晶臂根部的熔断,形成越来越多的球状初生α-Mg,而且初生α-Mg越来越圆整.在电磁搅拌制备半固态AZ91D镁合金浆料或坯料时,较低的冷却速率有利于获得较理想的半固态组织.     

工艺参数对气泡搅拌法制备AZ91D镁合金半固态浆料显微组织的影响（英文）

采用气泡搅拌法制备AZ91D镁合金半固态浆料,研究工艺参数变化,包括气体流量、冷却速率和搅拌结束温度,对AZ91D镁合金半固态浆料显微组织的影响规律。结果表明:随着气体流量从0升高至5L/min,α-Mg初生相平均颗粒尺寸从119.1μm降至77.2μm,而平均形状因子从0.1升高至0.596,气泡搅拌中非枝晶初生相来自于枝晶破碎和熔体形核;随着冷却速率从3.6℃/min升高至14.6℃/min,α-Mg初生相平均颗粒尺寸从105.0μm降至68.1μm,而平均形状因子在冷却速率为9.1℃/min时达到最高,过高或过低的冷却速率都会导致初生相的枝晶生长;搅拌结束温度从590℃升至595℃对最终的AZ91D镁合金半固态浆料显微组织无明显影响,这是因为半固态浆料中已经形成了足够数量的初生相。     

低压脉冲电场参数对半固态AZ91D镁合金初生相的影响

研究了低压脉冲电场作用下半固态AZ91D镁合金的制备,考察了脉冲电压、放电电容、处理时间及放电周期对半固态合金组织的影响.研究结果表明:利用低压脉冲放电可以制备出初生相为球状或近球状晶体的半固态AZ91D镁合金.半固态合金的初生相颗粒大小和圆度系数随着放电电容、脉冲电压和处理时间的增加而逐渐减小;但当放电电压达到400V时,其值略有增加.随着放电周期的增加,半固态合金的初生相颗粒大小和圆度系数逐渐增加.当放电周期为6 s,放电电容为18 800μF,脉冲电压为300V,处理时间为20min时,半固态合金的初生相颗粒尺寸最为细小,形态最为圆整,适合于半固态成形.     

电磁搅拌对镁合金半固态组织的影响及机理

研究了电磁搅拌工艺对镁合金半固态组织的影响及机理.结果表明:电磁搅拌改变了合金的形核和生长条件,使镁合金AZ91D初生相由枝晶状变为球团状.研究还表明:搅拌引起的枝晶熟化、机械碰撞冲刷作用以及合并生长是镁合金半固态组织形成的主要机制.     

超声振动对过共晶Al-Si合金半固态浆料凝固组织的影响

研究超声振动制备过共晶Al-Si合金半固态浆料中工艺参数对半固态浆料组织的影响规律.利用A390铝合金熔体,超声振动至液固相线温度区内制浆,研究超声振动时间、振动后保温及空振比等不同条件下半固态浆料的组织变化.结果表明:超声振动后初晶Si可细化到20 μm左右:浆料在保温过程中,初晶Si粒以8μm/min的平均速度快速长大,2 min内初生Si晶粒仍保持较好的圆整度;2 min后初生Si晶粒慢慢恶化;在1℃/min的冷却速度下,在0.5～10 min的振动时间范围内,初生Si以小于2.5 μm/min的速度缓慢长大;当超声振动的空振比为0.5时,初生晶粒的细化效果最好.     

低压脉冲磁场下制备半固态AZ91D-3Ca镁合金的研究

研究了低压脉冲磁场下半固态AZ91D-3Ca镁合金的制备,考察了磁场作用下模具预热温度和浇注温度对合金初生相形貌的影响。结果表明,通过控制合金的冷却速度,利用低压脉冲磁场可以制备出初生相为蔷薇状晶体的半固态AZ91D-3Ca镁合金坯料;在低压脉冲磁场的作用下,随着模具预热温度的升高或浇注温度的降低,初生枝晶逐渐退化;低压脉冲磁场只有在较高的模具预热温度和较低的浇注温度下才能使初生相发生蔷薇化转变。     

铸型冷却速度对半固态镁合金浆料凝固组织的影响

采用不同直径型腔的铜质和铁质两种金属型,研究了铸型冷却速度对双螺杆机械搅拌法制备的半固态镁合金浆料凝固组织的影响.结果表明,随着铸型冷却速度的降低,半固态浆料的固相率升高,初生α-Mg相晶粒平均尺寸增大.采用铁质重力金属型不能制备直径大于φ25mm的半固态镁合金坯料,半固态浆料必须采用压铸或挤压成形的方法才能为触变成形工艺提供优质的半固态坯料.     

电磁搅拌下半固态AZ91D镁合金的组织形成

利用电磁搅拌装置、合金熔体淬火方法和EBSD位相显微分析技术,在不同的搅拌功率下,研究了电磁搅拌对半固态AZ91D镁合金微观组织的作用.结果表明,在电磁搅拌条件下凝固,AZ91D镁合金组织中的初生α-Mg得到明显细化,初生α-Mg转变为细小的蔷薇状或球状,EBSD检测表明这些球状初生α-Mg晶粒在空间上大多属于不同的晶粒;电磁搅拌功率是重要的制备参数,搅拌功率越大,半固态AZ91D镁合金组织中的蔷薇状初生α-Mg越少,而球状初生α-Mg越多,晶粒也越细小;在电磁搅拌条件下,AZ91D镁合金熔体的激烈流动导致了较为均匀的温度场和溶质场,也导致了更加剧烈的温度起伏,这些现象导致了半固态AZ91D镁合金组织的形成.     

AZ91D镁合金在半固态等温热处理中的组织演变

研究了未变质处理和变质处理的AZ91D镁合金在半固态等温热处理过程中的组织演变,并对其组织演变机理进行了探讨。结果表明：AZ91D镁合金在液－固相区570℃等温处理时,未变质处理的δ相由粗大的树枝晶演变为大块状,随后δ相发生熔化分离,并在半固态等温过程中演变为球状,产生相最小尺寸可达50－80μm;变质处理的初生δ相由等轴晶演变为小块状,随后进一步熔化分离为更细小的斑块,接着逐渐演变为球状组织,初生相最小尺寸可达20－60μm。等温处理时间过长时,两种组织都会发生合并长大。     

AZ91D镁合金成形组织的研究

研究了AZ91D镁合金液态金属型、液态砂型、液态压铸成形、半固态流变压铸成形及其T6热处理后的组织特点。结果表明，半固态流变压铸成形组织中初生α相细小、圆整、分布较均匀，平均粒径为35-50μm，消除了其它成形组织中的树枝晶结构，同时生产验证该组织具有很好的薄壁件充填成形性能。     

直流电流作用下AZ91D镁合金半固态等温处理过程中的组织演变

考察了直流电流密度、等温温度及等温时间对AZ91D镁合金半固态组织的影响,对电流影响组织演变的机理进行了探讨．实验结果表明：当等温温度和等温时间一定时,随着电流密度的增加,初生相变得圆整,初生相的尺寸有所减小．但电流密度过高时,初生相尺寸有所增加．直流电流可以加速半固态等温处理的组织演化过程,明显改善枝晶球化效果．直流电流增加扩散激活能,增大溶质原子的扩散系数,促进溶质原子的扩散,从而加速半固态等温过程的组织演化;直流电流作用下的电迁移效应、Joule热效应和Peltier效应都将促进枝晶的熔断和球化．     

半固态挤压铸造镁合金坯料组织与性能研究

采用双螺杆机械搅拌法制备半固态镁合金浆料，研究了半固态挤压铸造成形坯料不同部位的组织与性能。结果表明，坯料组织中初生α相呈现不规则的多边形或蔷薇状结构，其晶粒平均直径为45～65／μm。坯料边缘和中心部位的组织结构明显不同，边缘处的组织更细小。半固态挤压铸造成形工艺在提高铸件致密度的同时，也提高了铸件的硬度，与液态挤压铸造成形试样相比，其密度提高了0．33％，硬度提高了7．91％。