连续冷却条件下半固态AZ91D合金的流变特性

在Couette型同轴双桶流变仪上对半固态AZ91D合金浆料的流变性能以及组织进行了研究,结果表明:连续冷却条件下,半固态AZ91D合金浆料的表观粘度与冷却速率有很大的关系,低冷速下的表观粘度低于高冷速下的表观粘度;连续冷却条件下,半固态AZ91D合金浆料的表观粘度还受剪切速率的影响,随剪切速率的增高,浆料的表观粘度降低;连续搅拌半固态AZ91D合金浆料的组织与冷却速率和剪切速率有关,降低冷却速率和增大剪切速率都有利于固相颗粒的球化.     

半固态AlSi6Mg2铝合金的触变性

利用Couette型同轴圆桶流变仪研究了等温搅拌的半固态AlSi6Mg2铝合金浆料的触变性能。试验结果表明：经过连续冷却和等温搅拌，半固态AlSi6Mg2铝合金浆料的表观粘度逐渐降低，并达到一个稳态值；此时，若停止搅拌并保温静置一段时间，又以某一剪切速率搅拌，半固态AlSi6Mg2铝合金浆料的表观粘度会突然增加，然后再迅速降低，最后达到一个稳态值，呈现出典型的剪切变稀特性；静置时间越长，合金浆料在开始剪切瞬间的表观粘度越大，同时达到稳态所需时间也越长，其稳态表观粘度值也略有提高；等温搅拌过程中突然增加剪切速率，半固态AlSi6Mg2铝合金浆料的表观粘度会突然降低，并逐步达到稳态；当剪切速率突然降低时，合金浆料的表观粘度会突然增加，然后逐步达到稳态。而且，剪切速率突然增加之后达到稳态所需要的时间要比剪切速率突然降低之后达到稳态所需要的时间短得多。     

镁合金半固态变形特性的研究

影响镁合金半固态流变特性的参数为坯料加热温度、应变速率和保温时间.表观粘度随着剪切速率的增加而降低,当剪切速率大于5×10-3s-1时,表观粘度随剪切速率增加变化缓慢,表观粘度随着加热温度的增高逐渐降低,MB15合金晶粒形状和球化速度导致其表观粘度随固相率的变化曲线不同于AZ91D合金,其变化较为缓慢迟钝;表观粘度随保温时间的增加而减少,趋势近似直线.     

搅拌摩擦加工对ZL108合金结构及阻尼性能的影响

采用搅拌摩擦加工(FSP)技术制备出具有细晶结构的ZL108铝合金,并对其微观组织、力学和阻尼性能进行研究。结果发现,ZL108铝合金FSP后,基体中粗大的Si相得到显著细化和均匀化,合金的抗拉强度和伸长率均随着FSP旋转速度的增加而增大。研究还发现,ZL108铝合金内耗值随着温度的升高而增大,当温度高于200℃时,FSP试样中存在大量细小晶界和相界的滑移运动,将外界施加的振动能转化为内能,有利于改善合金的高温阻尼性能,使得FSP试样的阻尼性能明显高于母材,其中FSP旋转速度为300r/min的试样阻尼性能最高;ZL108铝合金的存储模量随着温度的升高而降低,而FSP试样的存储模量高于母材的。     

工艺参数对半固态镁合金表观粘度的影响

通过制备AZ91D镁合金半固态浆料,研究不同剪切速率、固相分数和搅拌时间对半固态镁合金AZ91D表观粘度的影响。结果表明,半固态镁合金表观粘度的大小随固相分数的增加而增加,随剪切速率的增大和剪切时间的延长而降低。在剪切温度570℃左右,其相对应的固相分数fs=0．41时较适合镁合金的半固态流变成形。剪切速率越大,合金浆料到达稳态的时间越短。     

保温时间对过共晶ZL117合金半固态浆料组织的影响

论述了ZL117合金半固态浆料制备后保温时间对浆料性质的影响.试验结果表明:随着保温时间的延长,ZL117合金半固态浆液的固相率变化不大;浆液中初生Si的平均颗粒度呈明显增加的趋势;浆液中的初生相的形状在15 min内随时间的变化而变得越来越尖锐,15 min后随着初生Si的聚集,初生Si的形状变化不大.     

振动对消失模铸造ZL101合金组织与性能的影响

对比分析了无振动和振动条件下试样壁厚对ZL101合金组织与性能的影响,并分析了其作用机理。结果表明,随着试样壁厚的增加,无振动和振动条件下ZL101合金的晶粒尺寸均不断增大,相对而言,同一壁厚的振动条件下的ZL101合金中初生α-Al相更加细小、均匀,形状更加圆整;相较于无振动,同样壁厚的振动条件下的ZL101合金的晶粒尺寸和二次枝晶臂间距更小,而初生相形状系数相对较大;随着试样壁厚增加,振动条件下ZL101合金的抗拉强度、屈服强度、硬度和伸长率都表现为逐渐降低的趋势,但相对于未振动的ZL101合金,同样壁厚的经振动处理的合金试样的抗拉强度、屈服强度、硬度和伸长率都有大幅度提升。     

保温条件下过共晶Al-Si合金半固态浆料的组织演变

研究了保温时间和保温温度对电磁搅拌ZL117合金半固态浆料稳定性的影响.试验结果表明：半固态浆料中初生Si的颗粒直径随着保温时间的延长而逐渐增大,但在前15 min内增长速度比较缓慢,15 min后增长较快;随着保温温度的升高而缓慢增大;初生Si的形状系数随着保温时间的延长而变得越来越大,但也在前15 min内变化较为缓慢,15 min后变大速度突然加快;初生Si的形状系数在620 ℃下保温时最小,在610～620 ℃之间随着保温温度的升高而缓慢变小;在620～650 ℃之间随着保温温度的升高而逐渐增加.     

低过热度浇注SiC_p/Gr/ZL101复合材料组织与性能研究

采用半固态搅拌、低过热度重力浇注的方法制备了SiCp/Gr颗粒复合增强ZL101铝基复合材料。通过显微组织观察、拉伸试验以及阻尼性能测试,研究了不同体积分数SiCp/Gr对铝基复合材料性能的影响。结果表明,通过半固态搅拌、低过热度重力铸造法,使ZL101合金中的初生相α-Al由枝晶形态变为蔷薇状,晶粒明显细化。随着SiCp体积分数的增加,复合材料的抗拉强度先升高后降低,伸长率逐渐下降,复合材料的最高抗拉强度达到191MPa,比ZL101合金提高了32%。SiCp与Gr的加入改善了ZL101合金的阻尼性能,复合材料的内耗值Q-1明显高于基体合金,并且随着SiCp体积分数的增加,复合材料内耗值Q-1逐渐提高。     

半固态ZL101合金触变成形的本构关系

对半固态ZL101合金坯料进行等温压缩实验,研究变形温度、应变速率对半固态ZL101合金流动应力的影响。结果表明,半固态ZL101合金的流动应力随着变形温度的升高而降低,随着应变速率的增大而增大。DOE实验表明,应变速率对材料的流动应力影响较大。采用遗传算法对半固态等温压缩实验数据进行拟合,得到ZL101合金的本构关系,并将其导入到有限元程序中进行计算,模拟结果与实验结果基本吻合。     

半固态AZ91D镁合金的触变性

利用Couette型同轴双桶流变仪，对等温搅拌和重熔加热的半固态AZ91D镁合金浆料的触变性能进行了研究．实验结果表明：经过连续降温和等温搅拌，半固态浆料的表观粘度逐渐降低，并达到一个稳态值；此时，若停止搅拌剪切，并经过某一时段的等温静置，再次在某一剪切速率下搅拌时，半固态浆料的表观粘度会突然升高，然后再迅速降低，最后到达一个稳态值，呈现出典型的剪切变稀特性；延长静置时间、或增加固相分数、或降低剪切速率，再次剪切搅拌时，半固态浆料到达稳态表观粘度的时间随之增长，同时稳态表观粘度值也相应增大；重熔加热后的半固态浆料的稳态表观粘度比相同固相分数的等温搅拌的半固态浆料的稳态表观粘度低；随重熔加热保温时间的延长，半固态浆料的稳态表观粘度逐渐降低，当稳态表观粘度达到最低值后，随重熔加热保温时间的延长，稳态表观粘度又逐渐增大．     

半固态废弃铝硅合金的稳态流变性能的研究

利用同轴双筒流变仪研究了以废旧铝料为原料的半固态铝硅合金浆料的稳态流变性能.结果表明,半固态铝硅合金浆料的稳态表观黏度随固相分数的增加而增加,但随剪切速率的增大而减小,并得出稳态表观黏度的公式来描述固相率、剪切速率对稳态表观黏度的影响.     

Thixotropic behavior of semi-solid AZ91D magnesium alloy

The thixotropie behavior of semi-solid AZ91D slurry was studied through a Couette type viseometer.The results show that the apparent viscosity of semi-solid AZ91D magnesium alloy slurry increases after being isothermally held, but the apparent viscosity quickly falls down to a steady state value after being stirred again and it takes on a sharp shear-thinning behavior. With the same shearing rate and the rest time increasing, the steady apparent viscosity increases because of the agglomeration of the solid particles, and the time required for the slurry to reach the steady state also becomes longer. If the solid fraction increases, it takes longer time for the slurry to reach the steady apparent viscosity with the same shearing rate and the same rest time. If the solid fraction and the rest time are the same, but the shearing rate rises, it takes shorter time for the slurry to reach the steady apparent viscosity and the final steady apparent viscosity also decreases.     

半固态条件下丁二腈-水合金的稳态流变行为

采用Searle型同轴双筒剪切流变仪考察了由类金属丁二腈(SCN)和水配制的SCN-5at.%Wat.透明合金在半固态条件下的稳态流变行为。SCN-5at.%Wat.合金的稳态表观粘度表现出类似半固态金属浆料的剪切稀化现象。当冷却速率较高时,SCN-5at.%Wat.合金的稳态表观粘度随初始剪切速率的提高而减小;而当冷却速率较低时,其随初始剪切速率的提高略有增大。当初始剪切速率较低时,SCN-5at.%Wat.合金的稳态表观粘度随冷却速率的提高而增大;而当初始剪切速率较高时,其随冷却速率的提高,在较高的终了温度下表现为减小,在较低的终了温度下反而略有增大。另外,在较低初始剪切速率和较高冷却速率下,SCN-5at.%Wat.合金的稳态表观粘度总体较高。     

Rheological behavior of semi-solid 7075 duminum alloy at steady state

The further application of semi-solid processing lies in the in-depth fundamental study like rheological behavior. In this research, the apparent viscosity of the semi-solid slurry of 7075 alloy was measured using a Couette type viscometer. The effects of solid fraction and shearing rate on the apparent viscosity of this alloy were investigated under different processing conditions. It can be seen that the apparent viscosity increases with an increase in the solid fraction from 10% to 50% （temperature 620 ℃ to 630 ℃） at steady state. When the solid fraction was fixed, the apparent viscosity can be decreased by altering the shearing rate from 61.235 s-1 to 489.88 s-1 at steady state. An empirical equation that shows the effects of solid fraction and shearing rate on the apparent viscosity is fitted： ηα = [0.871 - 0.00849. γ0.74924]. exp（3.7311, fs） . The microstructure of quenched samples was examined to understand the alloy＇s rheological behavior.     

半固态金属流变仪的研制

根据同轴圆筒旋转法粘度测量原理自行研制了1台半固态金属流变仪，并通过测量甘油的粘度来检验流变仪的测量精度。在3个不同温度下测得的甘油绝对粘度值与标准值接近。用该台流变仪研究半固态A356铝合金的流变特性表明：半固态浆料稳态表观粘度随着剪切速率的增大而下降，且浆料温度越低，伪塑性越明显；当固相率小于10％时，在高剪切速率下浆料呈现出牛顿流体的特征；在连续冷却条件下，半固态浆料的表观粘度随着温度的降低而先缓慢后迅速增大，冷却速度显著影响半固态合金的表观粘度。     

半固态A356铝合金流变特性研究

用自行研制的同轴圆柱旋转流变仪对半固态A356铝合金浆料的流变特性及组织演变进行研究.结果表明:等温剪切时,浆料稳态表观粘度随着剪切速率的增大而下降,半固态A356铝合金具有明显的触变性.在连续冷却条件下,半固态浆料的表观粘度随着温度的降低而先缓慢后迅速增大,冷却速度显著影响半固态A356铝合金的表观粘度,降低冷却速度,由于搅拌充分而导致表观粘度明显下降.显微结构分析也可以反映出剪切速率、温度和冷却速度对表观粘度的影响规律.     

半固态A356铝合金的稳态流变性能

采用Couette型同轴双筒流变仪对半固态A356铝合金的等温稳态表观粘度进行了测试．结果表明；半固态A356合金的稳态表观粘度（ηa）随着固相分数（fs）的增加而增加，但随剪切速率（γ）的增大而减小，当，fs达到某一临界值之后，ηa迅速增加．可用方程ηa=2．79exp（6．27fa）γ^-0.7描述fs，γ对ηa的影响．     

连续冷却条件下半固态AZ91D镁合金组织及流变特性

在自行设计的Couette型同轴双桶流变仪上对半固态AZ91D镁合金浆料的流变性能以及组织进行了研究。结果表明，连续冷却条件下，连续搅拌半固态AZ91D镁合金浆料的表面粘度随固相分数的增大先缓慢而后迅速增大。此外，冷却速率和剪切速率也都显著影响半固态AZ91D镁合金浆料的表面粘度，降低冷却速率和增大剪切速率，都将导致表观粘度下降，显微组织观察表明，降低冷却速率和增大剪切速率都有利于固相颗粒形态向非枝晶形态转变，从而导致表观粘度的降低。