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     

搅拌条件下晶体游离模型探讨

通过对型臂晶体及枝晶臂的力学分析,提出了晶体游离的条件,进而研究了各种游离模型的适用范围。结论认为,型壁晶体及枝晶臂都可能是游离晶的来源。凝固初期,型壁晶体的机械剥离为主,后期则主要是枝晶臂游离。枝晶臂游离随流动系数的不同可以有颈缩－ 熔断和颈缩－ 折断两种模式。无颈缩枝晶臂游离在搅拌条件下也几乎是不可能的。     

微量元素Sb，Te在ZA27合金中的作用

研究了微量元素Ｓｂ，Ｔｅ在ＺＡ２７合金中的作用。结果表明，单纯加入Ｓｂ或Ｔｅ时，均能提高ＺＡ２７合金的抗拉强度值，但塑性指标下降；Ｓｂ，Ｔｅ复合加入时，ＺＡ２７合金显示出了良好的综合性能指标，尤其是延伸率可大幅度提高，远远超过ＡＳＴＭ６６９－８２标准．Ｓｂ和Ｔｅ的作用主要是因为强成分过冷效应使得ＺＡ２７的凝固温度区间缩小，形成细小的花瓣状而不是树枝状初生晶，及减少或消除显微缩松，提高了ＺＡ２７合金的致密度．经Ｓｂ，Ｔｅ复合变质的ＺＡ２７合金，其抗拉强度σ＿ｂ最高可达４３８．１ＭＰａ，延伸率δ最高可达１７．３％．     

SiC_P／ZA22复合材料组织及性能

对采用半固态搅拌法制备的ＳｉＣＰ／ＺＡ２２复合材料的组织和常温、高温力学性能进行了研究，并和ＺＡ２２基体合金作了对比．研究发现：ＳｉＣ颗粒大多分布于晶界，部分ＳｉＣ颗粒和基体界面上有反应物生成，ＳｉＣ可以充当合金初生相形核衬底，分布于晶内并细化枝晶。力学性能与颗粒分布均匀性、界面结合强度密切相关。和ＺＡ２２合金相比，该复合材料弹性模量上升，冲击韧性下降，高温条件下表现出较好的力学稳定性     

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。     

AlSi7Mg枝晶合金半固态加热时的组织演变

利用电阻炉研究了ＡｌＳｉ７Ｍｇ枝晶合金半固态加热时的组织演变。研究表明：在（５８９￣５９７±１）℃下，保温５￣１２０ｍｉｎ，初生α枝晶难以完全转化为球状的α相；在较高的半固态加热温度下，若保温时间过长，试样会存在不同程度的变形。     

凝固条件对AlSi7Mg合金半固态加热时组织的影响

利用电阻炉研究了凝固条件对ＡｌＳｉ７Ｍｇ合金半固态加热时组织的影响。研究表明：电磁搅拌的ＡｌＳｉ７Ｍｇ合金在５８９或５９７℃下保温,在较短的时间内（５￣１０ｍｉｎ）,共晶体即可重熔,α相可转变为球状,而且保温温度越高,试样共晶体重熔和α相球化的过程越快;相比较,未电磁搅拌的细小枝晶的ＡｌＳｉ７Ｍｇ合金在同样的加热温度下,即使保温６０ｍｉｎ,也无法获得完全球状α相的半固态组织。     

基于PF-LBM模型的自然对流影响枝晶生长模拟

基于二元合金枝晶生长的相场模型,建立耦合流场、温度场和溶质场等物理外场的多元合金相场模型,模拟了单晶粒和多晶粒在自然对流作用下的生长,观察了枝晶凝固过程中的枝晶形貌、流场以及溶质场的变化.研究发现:温度梯度和浓度梯度改变引起自然对流,使枝晶整体的对称性遭到破坏,上游枝晶尖端生长受到促进,生长速度大于下游,水平方向枝晶尖端生长速度介于上下游之间,二次枝晶臂生长速度、浓度与一次枝晶臂基本相同,能量起伏和结构起伏使枝晶受到的影响更加明显.此外,随着各向异性强度增加,枝晶尺寸变大,生长速度加快,主枝晶臂变细,内部凹陷变明显,尖端变尖锐,二次枝晶臂间距增大.当单晶粒各向异性强度为0.05时,出现明显的“颈缩”现象,多晶粒在各向异性强度为0.03时,出现明显“颈缩”现象.     

压缩形变大体积镁合金坯料半固态等温组织演变

研究了大体积AZ91D镁合金在SIMA法制备半固态浆料过程中组织的演变规律，并对半固态组织球状化演变的影响因素进行了分析．结果表明：合金在550℃等温处理时，α相在升温阶段就开始由树枝晶向团块状转变，随等温时间的延长再由团块状逐渐演变为多边形状，最后演变为球状晶；若等温时间过长，晶粒会发生合并长大；随着等温温度的升高，组织的球状化速度加快，相同等温时问下晶粒的平均尺寸减小；随着保温时间延长，晶粒圆整度明显改善；增加预形变量将促进半固态等温时枝晶形貌的转变，形变量越大的试样转变为球状晶的速度越快，所需时间越短。     

部分凝固Al-10％Cu合金在缓慢冷却过程中固相组织的演变

研究了部分凝固A1-10%Cu合金缓慢冷却时固相组织的变化,发现固相演变规律是:等轴树状晶颗粒-它的粗化与长大一颗粒间的聚集与合并生长一晶粒的球状化。     

机械搅拌对Al及Al-Cu合金铸锭组织和宏观偏析的影响

研究表明,机械搅拌驱使液态金属作圆周运动,提高了凝固前沿的温度梯度,降低了凝固速度,缩短了柱状晶区宽度,扩大了等轴晶区并细化了等轴晶,同时还促使柱状晶发生倾斜,缩短了一次,二次枝晶间距,并形成了特有的宏观偏析,这种偏析特征与流体流动规律,溶质密度密切相关。     

强磁场对半无限Al/Cu固液扩散偶凝固组织的影响

采用半无限Al/Cu扩散偶法,对磁场下Al-Cu合金凝固组织进行研究.结果表明:由于沿扩散方向Cu原子分数逐渐减小,凝固时,沿凝固方向依次生成α-Al胞/枝状晶等组织、Al-Al2Cu共晶组织和Al2Cu过共晶组织;在不同磁感应强度下(0～12 T),各组织发生了明显变化,胞状晶消失,枝晶粗化并发生偏转;共晶组织层间距与磁感应强度呈非线性关系,组织被扭曲;过共晶组织界面形貌变平整;Cu原子扩散距离缩短.利用XRD对α-Al枝晶区进行衍射分析,发现磁场下α-Al(100)晶面峰值强度变弱,(111)晶面变强.理论分析认为,强磁场对熔体流动的抑制作用和磁场下晶体的磁各向异性是导致上述现象的主要原因...     

ZA-27合金半固态电磁等温搅拌实验研究

研究电磁搅拌下合金在等温搅拌制度下初生相的演变过程和机理。结果表明：搅拌强度、固相体积分数的搅拌时间对控制合金斗固态浆料初生相的形态和分布有重要影响，获得的半固态搅拌试样的力学性能与经变质处理的结果相近。     

电场调控下合金凝固过程枝晶形貌演变同步辐射原位成像

由于金属合金的不透明性, 研究者们无法实时捕捉到金属合金凝固过程中枝晶生长的动态行为, 也无法直接观察到电流对枝晶生长行为的动态调控过程. 采用同步辐射X 射线成像技术, 实时观察到了电流对枝晶生长形貌演变的动态调控过程. 成像结果表明, 直流电流能够显著抑制枝晶生长, 并促使枝晶尖端变平,随着电流增加, 枝晶尖端发生分裂现象, 这归因于枝晶尖端的电流拥挤以及溶质富集. 脉冲电流能够显著细化枝晶臂间距并影响其凝固进程, 主要原因是周期性的脉冲电流对液固界面产生了循环的热冲击和振荡扰动所致.     

强烈机械搅拌对Al－Cu10％合金结晶方式的影响

分析了强烈机械搅拌作用对Ａｌ－Ｃｕ１０％合金结晶组织的影响。指出强烈机械搅拌作用下形成的粗大玫瑰状组织和无分枝的颗粒状晶体是由于强烈机械搅拌作用导致液固界面前方形成很薄的溶质原子富集层，使得晶体平面生长，并在生长过程中分枝以粘合方式粗化的结果。     

多元合金等温凝固相场法模拟

利用由二元合金相场模型扩展获得的多元合金相场模型,以Fe-C-P合金为例,研究界面厚度对枝晶生长的影响.结果表明,随着界面厚度的减小,枝晶生长速度增大,界面推进速度提高,主枝晶臂变细,二次枝晶臂越发达,固液界面溶质扩散层的厚度减小,界面前沿溶质分配系数增大,而界面前沿溶质偏析程度也相应增大;相反,随着界面厚度的增加枝晶尖端生长速度逐渐减小,并呈收敛的趋势.     

二元合金非等温凝固枝晶生长的数值模拟

采用相场方法对二元合金的非等温凝固进行二维数值模拟.以Ni-Cu合金为例,研究了在不同热扩散系数和不同溶质梯度系数下枝晶的生长以及二元合金的溶质分布.研究结果表明,随着热扩散率的增大,包围等轴晶的热扩散层增厚,抑制了侧向分支的生长,从而使侧向分支生长不发达;其次,热扩散率的增大,使得溶质场扩散层也明显增厚,溶质截留现象不明显,但在溶质场界面前沿产生明显溶质偏析;当溶质梯度系数增大时,相场形貌厚度并不产生影响,但溶质场扩散厚度却显著增加,而溶质偏析程度得以降低.     

5052/6005A异种铝合金激光填丝焊接头组织与力学性能研究

对铝合金6005A与5052进行异种铝合金激光填丝焊,研究了焊接接头的微观组织及力学性能,并对接头断口微观特征进行了分析。结果表明,焊缝中心为等轴晶与树枝晶,铝合金6005A侧熔合线附近存在清晰柱状晶,铝合金5052侧熔合线较为模糊。拉伸时在铝合金6005A侧热影响区断裂。焊接件焊接接头的平均抗拉强度为197.9 MPa,达到铝合金6005A母材抗拉强度的83%。断裂特征为韧性断裂,接头弯曲性能良好。