不同磁场作用下AZ61镁合金的凝固组织

在镁合金的凝固过程中施加低频或静态磁场都能有效细化晶粒,但静磁场的细化效果要优于低频交流磁场,同时随磁场强度的增加,静磁场细化晶粒的效果明显提高;在静磁场条件下,晶界共晶体组织的厚度明显减小,同时在晶内出现了大量细小块状化合物,这有利于提高镁合金的综合性能。     

低频交变磁场下固溶处理对ZK60镁合金组织和性能的影响

对ZK60镁合金凝固过程中有电磁搅拌和无磁场条件下的凝固组织进行对比,利用光学显微镜、显微硬度计、X射线衍射仪和扫描电镜分析固溶处理后的ZK60镁合金析出相。结果表明:低频交变磁场下铸态合金的显微组织主要由初晶Mg基体和非平衡共晶组织(Mg+MgZn+MgZn_2)组成;和无磁条件下的显微组织相比,低频交变磁场下晶界网状共晶组织更加细小,晶粒分布更加均匀。固溶处理有利于第二相粒子的溶解,固溶处理前,低频交变磁场条件下铸态组织与无磁场条件下的铸态组织相比晶粒明显细化,而固溶处理后前者比后者晶粒分布更加均匀;不同固溶处理时间下的硬度曲线均呈单调下降趋势,相同温度下,固溶时间越长,硬度值越小;相同固溶处理制度下,低频交变磁场条件下的试样硬度值低于无磁场条件下的硬度值;低频交变磁场条件下合金的力学性能均高于无磁场条件下的力学性能。     

Ti对ZA4-1合金微观组织和力学性能的影响

用离心铸造在硅橡胶模具中制备ZA4-1合金铸件,借助扫描电镜、金相显微镜和万能试验机研究了不同Ti含量对ZA4-1合金微观组织和力学性能的影响.结果表明,随着Ti含量的增加,晶粒度先减小后增大;当Ti含量为0.08％时,合金组织均匀,晶粒得到明显细化,合金的综合力学性能最好;进一步增加Ti含量达0.2％后,不但没有细化合金晶粒,反而使合金晶粒粗大,晶界有较多的共晶组织析出,且过量的Ti富集在晶界处,形成缺陷,使合金力学性能降低.     

Ni元素和变质剂对亚共晶铝铁合金组织的影响

采用水冷快速冷却铜模制备含铁0.30％～1.55％(质量分数)的亚共晶铝铁合金,用光学显微镜、TEM和EDX分析方法研究了Fe、Ni元素和变质剂对合金组织的影响.结果表明:随着Fe、Ni含量的增加,合金晶界处共晶化合物增多,二次枝晶增多并相互连接成网状,晶界处颗粒状A19FeNi相呈层状分布.当Fe、Ni含量分别增加到1.55％、1.5％时,组织呈层状分布,并含有粗大针状和长针片状初生相.变质剂A1-Ti-B和稀土元素Ce均可显著细化粗大的含铁初生相,消除枝晶组织,但A1-Ti-B对α-Al相晶粒细化效果不明显,而稀土Ce能显著细化α-Al相与共晶组织.     

行波磁场对Cu-Ni-Si-Mg合金组织和性能的影响

研究了在凝固过程中行波磁场对Cu-Ni-Si-Mg合金组织和性能的影响。结果表明,随着磁场电流强度的增加,在晶粒细化的同时,合金的组织形貌逐渐向等轴晶转变,树枝晶在磁场的作用下尺寸不断减小。磁场电流为90 A时晶粒细化效果最好,铸锭几乎全部由细小的等轴晶组成,晶粒尺寸降至(0.5±0.19) mm,相比于未加行波磁场的合金,晶粒细化了约94%。采用透射电子显微镜对显微组织进行观察,并对衍射花样进行标定,发现晶界处的析出相为δ-Ni2Si。在磁场电流为60 A的条件下,合金的拉伸性能最好,与未施加磁场的样品相比,屈服强度提高了41.8%,抗拉强度提高了12.9%,但合金的硬度不受行波磁场影响。本文通过行波磁场细化晶粒,为提高时效强化型铜合金的强度提供了一种可规模化生产的技术。     

电磁调质A356合金的组织研究

采用低频电磁场对水平连续铸造方法制备A356合金锭坯，通过金相显微镜观察，比较了磁场频率和电流大小对亚共晶区内初生廿灿形貌、晶粒大小的影响，通过扫描电镜分析，确定电磁场对Si在铝中晶内含量的影响。结果表明：与普通电磁铸造比较，低频电磁铸造可以细化晶粒，获得细小的α-Al组织和共晶组织。随着磁场频率降低，晶粒细化更加明显。而电流的增加也可以使晶粒细化，从而获得α-Al非枝晶组织和细小均匀的共晶组织。施加低频电磁场，可以提高Si在铝中的晶内含量，使共晶区域和晶界变窄，且Si的分布更加均匀。     

Ca对AZ91D合金的细化作用

利用金相、扫瞄电镜及热分析等手段研究了添加Ca对AZ91D合金的细化作用,结果表明随着Ca量的增加[w(Ca)≤1.0%],AZ91D合金晶粒的细化趋势明显.其细化机制为Ca在镁合金液中具有很强的偏聚能力,能够在固液界面前沿形成强的溶质过冷层,抑制了初生相的生长,且促进形核;同时随Ca量的增加,晶界处Al2Ca相的析出温度也相应提高,其进一步增强了溶质过冷层的效果,提高了合金晶粒的细化倾向.此外,随Ca添加量的增加,降低了共晶反应程度,细化了共晶组织.     

脉冲磁场对AZ91D镁合金凝固组织的影响

研究了脉冲磁场作用下AZ91D镁合金凝固组织的变化,考察了冷却速度、磁场强度和放电频率对AZ91D镁合金晶粒大小的影响,并对磁场影响凝固组织的机理进行了探讨。试验结果表明:在脉冲磁场的作用下,AZ91D镁合金的凝固组织显著细化,其初生相由发达的树枝晶转变为均匀细小的蔷薇状晶体,共晶网络变得细小且不连续,聚集在晶界上的共晶组织减少;合金的晶粒尺寸随着冷却速度的降低,磁场强度或放电频率的增加而逐渐减小。     

脉冲磁场作用下矩形截面宽厚比对K4169高温合金晶粒细化的影响

研究了脉冲磁场作用下K4169高温合金矩形截面试件的凝固组织以及具有不同宽厚比矩形截面试件的晶粒细化效果,计算模拟了脉冲磁场作用下试件熔体中电磁场和流场的分布情况,并对细化机理进行了分析.实验结果表明,施加脉冲磁场后,K4169高温合金矩形试件的凝固组织得到了不同程度的细化,当试件宽厚比为1时,施加脉冲磁场可以使凝固组织晶粒显著细化;随着试件宽厚比增大,脉冲磁场的晶粒细化效果减弱.计算模拟结果表明,脉冲磁场在熔体中产生周期性的压-拉电磁力,导致熔体产生周期性振荡和呈环流形式的对流.在相同磁感应强度的脉冲磁场作用下,试件宽厚比越接近1,试件内的电磁力和流速越大,有利于模壁晶核游离及枝晶臂破碎,从而使晶粒得到细化.     

低压脉冲磁场对2024铝合金凝固组织的细化

在2024铝合金的凝固过程中施加低压脉冲磁场处理,研究了低压脉冲磁场作用下2024铝合金凝固组织的变化,考察了浇注温度和放电电压对2024铝合金凝固组织中α-Al相形貌和尺寸的影响.结果表明,在低压脉冲磁场的作用下,2024铝合金凝固组织中的初生a-Al相和共晶组织均显著细化.浇注温度越接近液相线温度,初生α-Al的平均晶粒尺寸越小.随着放电电压的升高,初生α-Al的平均晶粒尺寸逐渐减小,当放电电压为250 V时,平均晶粒尺寸达到最小值.     

Microstructure refinement of AZ31 alloy solidified with pulsed magnetic field

The effects of a pulsed magnetic field on the solidified microstructure of an AZ31 magnesium alloy were investigated. The experimental results show that the remarkable microstructural refinement is achieved when the pulsed magnetic field is applied to the solidification of the AZ31 alloy. The average grain size of the as-cast microstructure of the AZ31 alloy is refined to 107 μm. By quenching the AZ31 alloy, the different primary α-Mg microstructures are preserved during the course of solidification. The microstructure evolution reveals that the primary α-Mg generates and grows in globular shape with pulsed magnetic field, contrast with the dendritic shape without pulsed magnetic field. The pulsed magnetic field causes melt convection during solidification, which makes the temperature of the whole melt homogenized, and produces an undercooling zone in front of the liquid/solid interface, which makes the nucleation rate increased and big dendrites prohibited. In addition, the Joule heat effect induced in the melt also strengthens the grain refinement effect and spheroidization of dendrite arms.     

磁场参数对AZ31焊接接头组织和性能的影响

对5 mm厚的AZ31镁板进行GTAW焊接的过程中,外加纵向交流磁场.通过对接头力学性能和显微组织分析,研究磁场参数对AZ31焊接接头组织和性能的影响规律,并墩磁场作用机理进行研究.结果表明,外加纵向磁场通过旋转电弧对熔池进行搅拌,改变晶粒结晶过程,使焊缝中晶粒组织得到细化,进而使焊接接头的抗拉强度和硬度等性能得到改善,同时磁场的电磁搅拌作用可以净化熔池中液态镁合金(使杂质球化并弥散分布),促进气泡上浮,降低镁合金焊接热裂纹敏感性,抑制热裂纹产生.     

磁场电流对镁合金焊接接头疲劳性能的影响

对5 mm厚的AZ31镁合金板进行GTAW焊过程中,施加纵向交流磁场,在施焊过程中调节磁场参数对试样进行疲劳试验.采用扫描电子显微镜及光学金相显微镜对疲劳试样的断口和显微组织进行分析,研究磁场电流对AZ31镁合金接头组织和力学性能的影响规律,并对磁场作用机理进行探究.结果表明,外加纵向磁场可以促使电弧旋转对熔池进行搅拌...     

Nd对AZ31镁合金微观组织与力学性能的影响

研究了Nd对AZ31镁合金微观组织和力学性能的影响.结果表明:Nd在AZ31合金中的吸收率达95%,Nd加入AZ31合金中形成了Al2Nd和Mg12Nd金属间化合物,Nd使合金的平均晶粒尺寸减小,力学性能提高.含Nd的AZ31合金铸态抗拉强度、屈服强度和伸长率值分别为245 Mpa、171 Mpa和9%.     

Microstructure formation and grain refinement of Mg-based alloys by electromagnetic vibration technique

The microstructure formation and grains refinement of two Mg-based alloys, i.e. AZ31 and AZ91D, were reported using an electromagnetic vibration （EMV） technique. These two alloys were solidified at various vibration frequencies and the microstructures were observed. The average size of grains was quantitatively measured as a function of vibration frequencies. Moreover, the grain size distribution was outlined versus number fraction. A novel model was proposed to account for the microstructure formation and grain refinement when considering the significant difference of the electrical resistivity properties of the solid and the liquid during EMV processing in the semisolid state. The remarkable difference originates uncoupled movement between the mobile solid and the sluggish liquid, which can activate melt flow. The microstructure evolution can be well explained when the fluid flow intensity versus vibration frequency is taken into account. Moreover, the influence of the static magnetic field on texture formation is also considered, which plays an important role at higher vibration frequencies.     

外加磁场对AZ31镁合金焊接接头组织性能的影响

在对5mm厚的AZ31镁合金板进行GTAW焊接的过程中,外加纵向交流磁场,研究了磁场对焊接接头的力学性能和显微组织的影响,并探讨了磁场的作用机理。结果表明:外加纵向磁场通过旋转电弧对熔池进行搅拌,不仅可以细化晶粒,使焊接接头的抗拉强度、硬度得到改善,还可以净化熔池中液态镁合金(使杂质球化并弥散分布),此外磁场的引入还可降低镁合金焊接热裂纹的敏感性,抑制热裂纹的产生。     

Microstructure refinement of AZ91D alloy solidified with pulsed magnetic field

The effects of pulsed magnetic field on the solidified microstructure of an AZ91D magnesium alloy were investigated. The experimental results show that the remarkable microstructural refinement is achieved when the pulsed magnetic field is applied in the solidification of AZ91D alloy. The average grain size of the as-cast microstructure of AZ91D alloy is refined to 104 μm. Besides the grain refinement, the morphology of the primary α-Mg is changed from dendritic to rosette, then to globular shape with changing the parameters of the pulsed magnetic field. The pulsed magnetic field causes melt convection during solidification, which makes the temperature of the whole melt homogenized, and produces an undercooling zone in front of the liquid/solid interface by the magnetic pressure, which makes the nucleation rate increased and big dendrites prohibited. In addition, primary α-Mg dendrites break into fine crystals, resulting in a refined solidification structure of the AZ91D alloy. The Joule heat effect induced in the melt also strengthens the grain refinement effect and spheroidization of dendrite arms.     

AZ31镁合金组织形态的磁场控制

在AZ31镁合佥的TIC焊过程中施加不同类型的磁场,采用光学电镜和SEM观测焊接接头的组织性能,研究磁场类型对镁合金组织性能的影响规律.实验结果表明:外加磁场通过电磁作用改变熔池和电弧的传质、传热过程,进而改变焊缝组织的结晶过程,从而使得晶粒细化,成分均匀,净化杂质,抑制热裂纹的产生.     

碱热处理对搅拌摩擦加工AZ31镁合金耐腐蚀性能的影响

对AZ31镁合金进行搅拌摩擦加工(Friction stir processing,FSP),并对母材(Basal material, BM)和FSP试样进行碱热处理(Alkali heat treatment,AHT),研究了AHT对搅拌摩擦加工后AZ31镁合金微观组织和耐腐蚀性能的影响。结果表明,FSP可以显著细化晶粒,平均晶粒尺寸由BM的12.8 μm细化至FSP后的3.1 μm,高角度晶界比例从BM的75.9%降低至FSP后的45.3%,晶界亚结构增多。AHT使材料表面形成致密的MgO和Al₂O₃混合涂层,有效地提高了AZ31镁合金的耐浸泡腐蚀性能。     

高锶含量AZ31镁合金的铸态组织及含锶相(英文)

研究不同Sr含量(0,0.3%,2.5%和5.0%,质量分数)的AZ31镁合金的铸态组织及含锶相。结果表明:在AZ31镁合金中添加Sr后,枝晶/晶粒尺寸变小,并且在0~5.0%的范围内,随着Sr含量的增加,枝晶细化且形态出现钝化现象,位于晶界/枝晶界的合金相分布更加弥散。添加0.3%Sr后,β-Mg17Al12相从未添加Sr的AZ31合金中的连续、不规则条状转变为不连续、不规则条状和/或细小颗粒状。在添加2.5%Sr和5.0%Sr的合金中发现了一些层片状共晶相,且后者的层片间距更加小。较高含量的Sr添加到AZ31镁合金中可以形成一种新的共晶和/或离异共晶三元Mg11Al5Zn4相,在添加2.5%Sr和5.0%Sr的合金中发现了Mg17Sr2相和Mg2Sr相。