初始组织特征对充型过程中初生相演变的影响

采用电磁搅拌法制备具有不同微观初始组织特征的半固态合金熔体,利用半固态挤压铸造法铸造螺旋线试样,使用定量金相技术分析试样的初始组织、成形的螺旋线试样不同长度上的初生相微观组织特征参数(固相率、晶粒尺寸和形状因子),研究半固态合金熔体充型过程中初生相组织的演变规律.结果表明:初生固相率在充型的沿程流动过程中变化较小;初生相的晶粒尺寸、形状因子沿充型长度呈现波浪形变化,波峰和波谷出现的位置与充型长度没有明确的关系;充型后初生相晶粒尺寸的变化幅度与充型前半固态合金熔体初生相晶粒尺寸的大小有对应关系.     

成形工艺参数对沿程流动初生固相演变的影响

采用倾斜冷却剪切流变法制备具有不同微观初始组织特征的半固态合金熔体,以半固态挤压铸造螺旋线试样为研究对象,用定量金相技术分析了初始组织、成形的螺旋线试样不同长度上的初生固相微观组织特征参数,研究了充型压力、充型速度对半固态合金熔体充型过程中初生固相组织演变的影响。结果表明,半固态合金熔体在充型压力为20～120MPa、充型速度为0.2～1.2m/s范围内流变充型螺旋线试样时,沿程流动的初生固相率、初生固相晶粒尺寸和形状因子沿充型长度呈现波浪形变化,但变化幅度较小,波峰和波谷出现的位置与充型长度没有明确的关系。     

半固态A356合金流变充型的极限长度

通过对半固态合金流变充型机理分析,推导出可以定量计算半固态A356铝合金在圆管内流变充型极限长度的数学模型,该模型包括了工艺参数和半固态A356合金的自身特性。采用间接挤压铸造阿基米德螺旋线试样的方法对该数学模型进行了实验验证,实验结果表明:理论计算值与实验测定值之间的最大偏差小于8%;该数学模型可以定量分析和估算工艺因素对充型能力的影响,并可预测充型极限长度,这对半固态合金流变成形工艺设计和模具设计都有参考价值。实验和理论计算还表明,充型压力和充型速度是影响半固态合金充型能力的两个主要因素,提高充型压力、一定充型压力下适当减小充型速度都可以提高充型能力。     

低过热度浇注半固态A356合金初生相形貌分形维数的计算

利用低过热度浇注技术制备了半固态A356合金浆料,研究了半固态初生相形貌的分形维数和计算方法.应用MATLAB软件编制了相应的计算程序,对半固态A356合金初生相的形貌图像的计盒维数进行了计算.结果表明,低过热度浇注制备的A356铝合金初生相形貌属于一种分形结构,不同工艺条件下制备的半固态A356合金的初生相形貌有不同的分形维数;应用分形维数的计算结果可研究半固态A356合金初生相的形貌及其组织性能.     

采用蛇形通道制备较大容量A356铝合金半固态浆料(英文)

采用蛇形通道制备较大容量的A356铝合金半固态浆料,对制备的半固态浆料的整体组织和管道冷却能力对组织的影响进行研究。结果表明,采用冷却能力良好的蛇形通道可制备出理想的较大容量半固态A356铝合金浆料。蛇形通道连续通冷却水时,较大容量半固态A356铝合金浆料轴向和径向的组织均由颗粒状的初生相组成,浆料的整体均匀性良好;而未通冷却水的蛇形通道只能在较大容量浆料的心、中部获得颗粒状初生相,靠近浆料的边部区域则主要为树枝状初生相,整个浆料径向的组织不均匀。浇注温度达到680°C,可以解决合金熔体在浇注过程中容易堵塞的问题。     

保温参数对A356铝合金半固态组织的影响

采用自孕育法制备A356铝合金半固态浆料,对比分析了半固态金属型铸造与传统金属型铸造的组织,研究了不同保温时间及保温温度对A356半固态浆料水淬组织的影响。结果表明,A356铝合金采用自孕育法进行半固态流变铸造可获得初生相分布均匀的非枝晶组织;A356半固态浆料在保温3min时初生颗粒的形状因子最接近于1,而且颗粒平均尺寸相对较小,因此,保温3min的组织为较理想的流变成形组织;保温温度的高低直接影响最终浆料固相率的高低。固相率过高(50%以上),初生颗粒的合并现象严重,使组织恶化;固相率过低(15%以下),浆料接近全液态,达不到半固态成形利于补缩的效果。适合A356合金的半固态保温温度为600~610℃。     

稀土La对半固态A356铝合金凝固组织的影响

利用Al-La稀土中间合金对液态A356铝合金进行了细化处理,并用低温浇注技术制备了半固态A356铝合金浆料,研究了细化处理对所制备半固态A356铝合金的初生α-Al相形貌和尺寸的影响。结果表明,细化处理的A356铝合金经低温浇注可制备具有颗粒状和蔷薇状初生α-Al相的半固态浆料,稀土La可显著改善半固态A356铝合金中初生α-Al相的晶粒尺寸和颗粒形貌。探讨了稀土La对半固态A356铝合金的初生α-Al相细化机理。     

合工艺制备半固态A356铝合金浆料的研究

将晶粒细化处理引入低过热度浇注和弱电磁搅拌技术中,形成了制备半固态合金浆料的复合工艺.应用复合工艺制备了半固态A356铝合金浆料,研究了复合工艺对所制备的半固态初生0相形貌和尺寸的影响.研究结果表明,细化处理的液态A356铝合金经低过热度浇注和弱电磁搅拌可制备具有颗粒状和蔷薇状初生α相的半固态浆料,并且浇注温度可适当提高.与未经细化处理的A356铝合金试样相比,细化处理可显著改善A356铝合金中初生α相的晶粒尺寸和颗粒形貌及其沿铸锭径向上的分布.     

半固态A356铝合金初生相形貌的分形特征

利用低过热度浇注技术制备半固态A356铝合金浆料,应用Matlab编制计算软件以及图像计盒分形维数的计算方法,研究半固态A356铝合金初生相形貌的分形特征.结果表明:所制备的半固态A356铝合金初生相形貌属于一种分形结构;不同工艺条件制备的初生相形貌有不同的分形维数,分形维数大的初生相,其形貌复杂;分形维数小的初生相,其形貌趋于简单;半固态A356合金的凝固过程是一个分形维数变化的过程.     

稀土La对半固态A356铝合金凝固组织的影响

利用Al-La中间合金对A356铝合金进行了细化处理,并用低过热度浇注技术制备了半固态A356铝合金浆料,研究了细化处理对半固态A356铝合金初生α相形貌和尺寸的影响.研究结果表明,细化处理的A356铝合金经低过热度浇注可制备具有颗粒状和蔷薇状初生α相的半固态浆料,稀土La可显著改善半固态A356铝合金中初生α相的晶粒尺寸和颗粒形貌.探讨了稀土La对半固态A356铝合金初生α相的细化机理.     

挤压铸造半固态A356铝合金的组织与力学性能

采用低温铸造方法制备A356铝合金半固态坯料.在200 t立式油压机上用挤压铸造方法将A356铝合金半固态浆料挤压成件.研究挤压铸造件的微观组织、力学性能,并与液态挤压铸造件进行比较.结果表明,A356铝合金半固态挤压铸造件组织由球形及椭圆形α-Al晶粒和α+Si共晶成分组成,且制件充型完整、无宏观缩孔、组织致密.在比压48.7 MPa,浇注温度575℃,保压时间3s条件下成形的半固态挤压铸造件的抗拉强度、屈服强度、伸长率分别达到278 MPa、225 MPa、13.2％,相比于在比压48.7 MPa,保压时间3s,710℃液态挤压铸造件性能分别提高了8.6％、8.2％、24.5％.A356铝合金半固态挤压铸造成形件具有较高的综合力学性能.     

半固态A356压铸件充型与凝固过程的数值模拟

利用ProCAST软件对A356合金半固态压铸件下壳体进行耦合数值模拟。结果表明,在模具温度为220℃,充型温度为590℃、压射速度为5m/s时,半固态浆料充型平稳,温度场分布均匀,减少了缩孔、缩松等缺陷,为A356合金半固态压铸成形工艺的制定和优化提供了依据。采用此工艺参数,生产出合格铸件。在该件上所需部位可以钻螺纹孔,与其他零件装配使用。通过试验,验证了数值模拟优化工艺参数的合理性。     

半固态A356合金的流变压铸充填性与组织分布

试验研究了压射比压和压射速度对半固态A356铝合金流变压铸充填性的影响。试验结果表明：压射比压和试片的壁厚对新型方法制备的半固态A356合金浆料的充填性影响较大，试片壁厚越大，压射比压越大，型腔越容易充满；为了保证充满型腔，对于10mm的试片，压射比压应≥15MPa，而对于5mm的试片，压射比压应≥20MPa。压射速度对半固态L356合金浆料充填性也具有较大的影响，较高的压射速度有利于半固态A356铝合金浆料的充填；为了保证充满型腔，对于10mm，的试片，压射速度应≥0．384m／s，而对于5mm的试片，压射速度应≥1．152m／s。流变压铸试片的组织分布很均匀，利于获得高质量的半固态A356合金压铸件.     

The indirect ultrasonic vibration process for rheo-squeeze casting of A356 aluminum alloy

The semisolid slurry of A356 Al alloy was prepared by indirect ultrasonic vibration (IUV) method and then formed by direct squeeze casting (SC). The effects of squeeze pressure and T6 heat treatment on the microstructure and mechanical properties of rheo-squeeze casting (RSC) A356 Al alloy were investigated. The results indicate that with the increase of squeeze pressure, the average diameter of primary α-Al particles decreased, while the densities and mechanical properties of the samples increased. The effect of T6 heat treatment on the mechanical properties is more significant in RSC samples than in conventional SC samples. The tensile strength and elongation of T6 heat treated RSC samples under 100 MPa pressure are 338 MPa and 8%, respectively.     

Effects of processing parameters on microstructure of semi-solid magnesium alloy

In this paper, the effects of pouring temperature of magnesium melt, preheating temperature of the barrel of the screw mixer, and shear rate on the solidified microstructures of semi-solid slurry were investigated by a mechanical stirring semi-solid process. The appropriate processing parameters of slurry preparation were obtained, and the mold filling ability of semi-solid slurry for thin-walled casting was examined. Results indicate that the solid volume fraction of non-dendritic microstructure increases with a decrease in pouring temperature of magnesium melt and the barrel preheating temperature of the screw mixer. Also the grain size of primary α-phase is reduced. Furthermore, the solid volume fraction of semi-solid nondendritic structure decreases with an increase of shear rate. The fine and round granular microstructure with 30～50 μm in size of semi-solid AZ91D magnesium alloy was presented. Finally, a 1.0 mm thin-walled casting with a clear contour and good soundness was successfully made by semi-solid rheo-diecasting.     

热处理对半固态A356铝合金挤压铸件组织与性能的影响

将低温浇注制备的半固态A356铝合金坯料加热至半固态浇注、挤压成形。采用正交试验法研究了固溶、时效对半固态A356铝合金挤压铸件组织与力学性能的影响。结果表明,时效时间对抗拉强度、屈服强度、伸长率影响最大,且都是随着时效时间增长先上升后下降;试验6获得较好的综合力学性能,其抗拉强度、屈服强度、伸长率分别为340 MPa、325 MPa、9.56%。     

Rheo-squeeze casting of semi-solid A356 aluminum alloy slurry

The effect of pouring temperature, electromagnetic stirring power and holding process on semi-solid A356 aluminum alloy slurry was investigated, then the slurry was squeeze-cast. The results show that when the pouring temperatures are properly above the liquidus line, for example 630-650 °C, the slurry with spherical primary α(Al) grains can be prepared under the stirring power of 1.27 kW. The slurry is then homogeneously held for a short time, and the primary α(Al) grains are further ripened and distributed evenly in the slurry. The results of the rheo-squeezed casting experiments show that the injection specific pressure has a great effect on the filling ability of the semi-solid A356 aluminum alloy slurry, and the higher the injection specific pressure is, the better the ability for the slurry to fill the mould cavity is. When the injection specific pressure is equal to or above 34 MPa, the whole and compact rheo-squeezed castings can be obtained. The microstructure of the castings indicates that the shape, size and numbers of the primary α(Al) grains in different parts of the castings are highly consistent. After being held at 535 °C for 5 h and then aged at 155 °C for 12 h, the ultimate strength of the rheo-squeezed castings can reach 300-320 MPa, the yield strength 230-255 MPa, and the elongation 11%-15%.     

超声半固态流变挤压成形Al-20Si-2Cu-0.4Mg-1Ni合金的组织特征(英文)

通过超声振动半固态流变挤压铸造工艺制造汽车空调压缩机铝硅合金斜盘零件,研究合金的组织特征。发现在Al20Si2Cu0.4Mg1Ni合金的组织中,除了通常具有的初晶Si和α(Al)+β-Si共晶相之外,还有非平衡α(Al)颗粒或枝晶。挤压铸造过程中的较快的冷却速度而非压力是非平衡α(Al)相形成的主要原因。在半固态浆料的制备过程中,超声振动的声压作用能促进非平衡α(Al)相在共晶温度以上生成,并生长为非枝晶颗粒。超声处理的过共晶AlSi合金中的非平衡α(Al)相由共晶温度以上生成的圆形α(Al)晶粒和少量共晶温度以下生成的细小α(Al)枝晶构成。由于超声振动的作用使α(Al)基体中的Si的固溶度增加,并使初晶Si的形成温度降低,组织中初晶Si颗粒的体积分数显著降低。流变挤压斜盘中的初晶Si颗粒的平均直径和体积率分别为24.3μm和11.1%。