工艺参数对7075半固态铸-锻组织均匀性的影响

在半固态模锻过程中,经常会出现液相偏析现象,使零件中出现"弱点"或"弱区",这些"弱点"或"弱区"通常又是潜在的裂纹源和服役条件下失效的起因。为了分析研究半固态模锻液相偏析的影响因素,采用手工搅拌法制备半固态7075合金,利用压力机及杯形实验模具,进行7075半固态铸-锻成形,研究了合金温度、压头预热温度、保持时间等工艺参数对7075半固态铸-锻组织均匀性的影响。结果表明:在一套模具内实现铸造和锻造是可行的;在压头预热温度为400℃,保持时间为2s,成形比压为50MPa的条件下,随着合金温度的增加,杯形件的液相偏析度增加,组织越不均匀,当合金温度为628℃时,杯形件的液相偏析度为14.02%;随着压头预热温度的增加,杯形件的液相偏析度减小,组织越均匀;在合金温度为621℃,成形比压为50MPa,压头预热温度为400℃时,随着保持时间的增加,杯形件的液相偏析度减小,组织越均匀,当保持时间为4s时,杯形件的液相偏析度为2.99%。该结果可为铝合金半固态铸-锻成形工艺的制定和相关研究提供理论参考。     

不同磁场条件对双流铸造7075铝合金组织的影响

成功研制了双流低频电磁半连续铸造铝合金的设备,使用该设备实现7075铝合金连续稳定的铸造,为工业实现多流低频电磁半连续铸造提供实验基础.利用此铸造设备,对比研究双流铸造中不同磁场条件对7075铝合金组织的影响.研究发现:相邻线圈电流方向相反时铸锭宏观组织略微好于线圈电流方向相同时;随着电流强度的增大,晶粒逐渐得到细化,当电流强度大于160 A后,磁场作用基本达到最佳效果;励磁电流频率小于等于10 Hz或者大于等于30 Hz均无法改善合金组织,当励磁电流频率为20 Hz的时候,铸锭晶粒相对细小,分布均匀,且宏观偏析得到了显著抑制.     

液相线半连续铸造7075铝合金半固态组织演变

研究了液相线半连续铸造法生产的7075铝合金半固态浆料二次加热时组织的演变和主要合金元素的分布·结果表明,液相线铸造7075铝合金在相同加热温度下,随着保温时间的延长,晶粒尺寸与球化倾向增大;在相同保温时间下,随着加热温度的升高,晶粒尺寸与球化倾向也增加·加热温度580℃左右,保温时间在15～30min之间,和加热温度600℃左右,保温时间在5～15min之间,可以将半连续铸造锭坯中的蔷薇状和近球状组织转化为球形晶粒,晶粒的平均直径范围为40～55μm,完全适合于半固态加工·液相线铸造7075铝合金二次加热组织中,主要合金元素M...     

铝合金半固态成形性

采用液相线铸造(在液相线温度铸造)和常规铸造的铝合金２６１８和７０７５,在２００ｋＮ材料试验机上采用具有不同模孔(直径１０,２０,３０ｍｍ)的一系列模具进行半固态模锻,以坯料充填高度作为衡量成形性能指标,考察不同变形温度(４９０～６００℃),不同锻压速度(ｖ＝０．１５～０．６ｍｍ／ｓ)和不同锻压力(ｐ＝５８～９７．２ｋＮ)对其半固态成形性的影响,结果表明,液相线铸造铝合金半固态成形性优于传统的固态成形,在液固相温度区间,随着温度的升高,成形性提高,并且在５８０～６００℃成形性均最好·     

原位颗粒含量对半固态7075铝合金组织的影响

制备具有不同原位TiC颗粒含量的喷射沉积7075铝合金,在610℃和620℃进行二次加热并保温30min,淬火固定半固态组织.采用扫描电镜观察其组织,利用平均截线法统计其晶粒尺寸,分析不同颗粒含量对喷射沉积7075铝合金半固态组织的影响规律.结果表明:当TiC颗粒含量达到2.91%(体积分数)时已经产生良好的钉扎效果,使得合金基本保持喷射沉积组织特征,能够满足后续的半固态成形工艺要求;TiC颗粒含量超过2.91%后,晶粒尺寸会进一步减小,但晶界上的颗粒明显增多并呈网状分布;TiC颗粒含量小于2.91%时,局部区域发生晶粒的异常长大现象,使合金组织的均匀化程度下降.     

半固态等温热处理对7075合金组织的影响

研究了半固态等温热处理过程中,7075合金由枝晶组织转变为非枝晶组织的演变机理,并对比了半固态组织和铸态组织相组成的区别.结果表明,非枝晶组织的形成经过分枝特征的消失、晶界的平直化、晶界的弧状化与晶粒的长大3个阶段.其中,分枝特征的消失是由于位于二次枝晶臂的低熔点相熔化:部分液相团聚被包裹于固相颗粒内部;部分由枝晶通道流动至晶界处;另一部分液相与枝晶网格的边界处液相汇合,包裹着小固相颗粒.7075铸态枝晶组织与半固态组织的组成相相同,都是由α-Al,η(MgZn₂)和θ(Al₂Cu)组成.     

ZL116合金的半固态模锻成形组织与性能

采用300 t压力机,对半固态ZL116合金进行了模锻成形实验.结果表明:半固态模锻成形可以获得组织致密、轮廓清晰、充型完整的成形件;成形件微观组织主要为细小、分布均匀的近球状和蔷薇状非枝晶组织;同时由于成形静压力的作用引起局部组织发生塑性变形,使半固态模锻件的性能明显优于液态模锻件的性能,硬度可达65.7 HB,高于液态模锻件20.5%,为半固态加工技术在战车上的应用奠定了基础.     

GCr15钢淬火组织均匀性的研究

借助金相显微镜和图像分析仪,本文阐述了ＧＣｒ１５钢热处理工艺及原始组织对最终淬火、回火组织均匀性的影响,结果表明,适当的改善热处理工艺和合理的选择原始组织将会使会淬火后组织均匀性增加,诱发碳化析出,提高轴承钢的使用寿命。     

356铝合金液相线半连续铸造组织的研究

研究了液相线半连续铸造条件对356铝合金组织的影响·结果表明,合金熔体在常规铸造温度(720℃)下浇注获得的锭坯边部和中心部位的组织都是粗大的枝晶,极不均匀;在略高于液相线温度(625℃)保温30min后的铸造组织边部是细小枝晶组织,中心部位是均匀的近球形晶粒组织;在液相线温度(615℃)保温后进行半连续铸造获得的锭坯中心和边部组织均是均匀、细小的近球形组织,晶粒的平均等积圆直径为25～35μm,平均圆度为1.75～2·另外,一次冷却强度的降低、二次冷却强度的增大和铸造速度的减小有利于均匀、细小的近球形组织的形成·     

温度对喷射成形7075+TiC铝合金触变成形的影响

采用Gleeble-1500热模拟机,对原位反应喷射成形7075 TiC铝合金进行半固态压缩变形,通过扫描电镜观察其变形后纵横截面的组织,用Imagetool软件及平均截线法统计晶粒尺寸.研究表明,晶粒尺寸随着变形温度的升高而增大,对应580～620℃的变形温度,晶粒尺寸分布范围为10～21 μm;当变形温度为610℃,变形速率为1 s-1时,合金表现出良好的半固态触变成形性能.     

双级时效对1933铝合金锻件组织和性能的影响

采用电导率测试、常温力学性能测试、慢应变速率拉伸、透射电镜和正交试验等手段,研究双级时效对1933铝合金锻件力学性能、抗应力腐蚀性能及微观组织的影响.研究结果表明:与T6态相比,通过合适的双级时效制度(110℃/6 h+160℃/8 h或120℃/12 h+160℃/6 h),锻件的抗拉强度和屈服强度分别下降3.8%和1.0%,电导率却提高了19.5%,抗应力腐蚀性能显著提高.双级时效中第2级时效温度是控制锻件性能的关键因素,通过合理的双级时效制度,机体中的沉淀相细小弥散,晶界上的η相粗大且不连续,使得锻件具有良好的综合性能.     

锻造方式对 Ti--6Al--4V 合金组织及取向分布的影响

在快锻液压机上对 Ti-6Al-4V 合金进行了锻造变形,采用扫描电镜、背散射电子衍射技术以及 X 射线衍射技术研究了不同锻造方式下合金组织及晶粒取向的变化规律。在单向镦拔和换向镦拔两种不同锻造方式下,难变形区、小变形区及大变形区中α相及β相的分布差别不大,组织均匀性基本一致,两种变形方式下锻坯不同区域的应变稍有差别。进一步对不同变形区域形变织构的定量分析可知：在应变较小的边缘区域,变形主要以{0001}基面滑移为主,形成基面织构;在应变较大的内部区域,织构明显转向{112     

等温自由锻温度对7085铝合金组织与性能的影响

通过金相组织观察、扫描电镜分析和室温拉伸力学性能及剥落腐蚀实验,分析探讨等温自由锻温度对7085铝合金显微组织、力学性能和剥落腐蚀的影响.研究结果表明:在370℃和400℃等温自由锻时,合金发生严重再结晶,强度较低,伸长率稍高,剥蚀抗力较差;在420℃锻造时,合金出现大量细小且分布均匀的亚晶粒,抗拉强度、屈服强度、伸长率和剥蚀抗力均较好,分别达到533.2 MPa,495 MPa,13.3％和EA.在450℃锻造时,该合金的晶粒开始长大,强度下降,伸长率稍有升高,剥蚀抗力较差.综合考虑显微组织、强度、塑性和剥落腐蚀等因素,确定420℃为合金等温自由锻最佳锻造温度.     

7075铝合金锻件表面气泡分析

铝合金制品表面缺陷是造成制品报废的主要原因之一。采用光学显微镜（optical microscopy,OM）、扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)、能谱仪（energy disperse spectroscopy,EDS）等检测设备,对7075铝合金挤压棒材经锻造热处理形成的气泡缺陷进行研究。研究结果表明：7075铝合金锻件表面气泡是表皮分层气泡,而非表面夹杂气泡;由于基材加工过程中存在空腔、分层或裂缝,热处理后的冷却过程中空腔压力增大,导致结合薄弱的晶界形成破坏性裂纹,最终以气泡形式表现出来;轧制、挤压、热处理过程中应注意工艺参数的合理性,适当控制生产工艺与热处理温度,有利于减少或消除表皮分层气泡。     

旋锻对Mo-Ti-Zr合金性能及显微组织的影响

将Mo粉、Ti粉和Zr粉按质量比99.35:0.55:0.10混合,采用冷等静压和1920℃高温烧结制备直径为28mm的Mo-Ti-Zr合金棒材,然后,将合金棒材进行旋锻形变强化后续处理。研究旋锻工艺对Mo-Ti-Zr合金棒材密度、硬度等性能和组织结构变化的影响。研究结果表明:随着变形程度的增加,Mo-Ti-Zr合金棒材的相对密度和硬度逐步提高;在1250℃旋锻,当断面收缩率为33%时,Mo-Ti-Zr合金棒材相对密度提高到98.5%,洛氏硬度(HRB)为92.8。当断面收缩率为19.2%时,Mo-Ti-Zr合金棒材致密化速率最低;烧结态Mo-Ti-Zr合金棒材断口呈现典型的沿晶脆性断裂特征,晶界强度低;在1250℃旋锻,当断面收缩率达到33%时,Mo-Ti-Zr合金棒材转变为穿晶和沿晶的混合型断裂,晶界强度增加;在1380℃旋锻时,晶粒发生合并与长大。     

飞边槽桥部尺寸对模锻成形的影响

通过坯料在模锻型腔中的压挤成形过程 ,模拟开式模锻中飞边槽对金属充满型腔的作用 ,根据“变形金属最薄的部分常常是决定变形力的重要部分”这一观点 ,分析和探讨飞边槽桥部尺寸对模锻成形及变形力的影响 ,提出对高度较小、直径较大的齿轮以及复杂模锻件设计方法的改进 ,以提高该类锻件的模具寿命和生产率。     

原位TiC颗粒细化喷射沉积7075铝合金组织的机理

采用原位反应喷射沉积法制备TiCP/7075(TiCP体积分数为2.91%)铝合金,观察其微观组织. 应用Image Tool软件及平均截线法统计平均晶粒尺寸,并与喷射沉积7075铝合金进行对比. 发现前者的晶粒尺寸比后者减小50%左右,表明原位TiC颗粒对喷射沉积7075铝合金组织具有显著的细化作用. 从形核的属性、速度以及过程的晶体学分析对其细化机理进行了解释.     

铝含量和退火温度对锆铝合金组织性能的影响

为丰富空间结构材料种类,扩大Zr合金的应用范围,利用非自耗电弧炉熔炼了Al含量分别为2%,3%和4%（质量分数）的Zr-Al二元合金,在真空管式炉内分别进行750 ℃和800 ℃保温4 h的退火处理,借助光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜分析合金的微观组织和断口形貌,并进行硬度测定和拉伸试验。结果表明：经750 ℃保温4 h退火处理后,Zr-4Al合金的铸态组织由α-Zr和Zr₂Al转变为α-Zr和塑性更好的Zr₃Al相;在相同热处理条件下,随着Al含量的增加,合金的硬度及抗拉强度升高,延伸率下降;当Al含量相同时,随着热处理温度的升高,合金硬度、抗拉强度及延伸率下降。因此,采用向Zr中添加适量Al元素并辅之热处理的方法,可制备一种新型的Zr-Al合金,为开发新型空间结构材料提供了一种新思路。     

多向锻造道次对Mg-5.21Li-3.00(Al-Si)-2.16Sn-1.90Y-0.93Er合金组织性能的影响

为了提高镁锂合金强度,采用多向锻造制备了一种新型Mg-5.21Li-3.00(Al-Si)-2.16Sn-1.90Y-0.93Er合金,采用光学显微镜、X射线衍射仪与拉伸试验机研究其组织与性能。研究表明：多向锻造可以有效提高该合金的综合力学性能。通过拉伸实验可知,该合金经过9道次多向锻造,极限抗拉强度、屈服强度、伸长率分别为239 MPa、165 MPa、26.2%。经过9道次的多向锻造后实现最佳晶粒细化,9道次下的晶粒尺寸同铸态相比细化了95%。在多向锻造后的该合金中观察到D型和D+C型Portevin-Le Chatelier效应,并讨论了Portevin-Le Chatelier效应与孪晶之间的关系。X射线衍射分析表明,该合金在室温下存在α-Mg相、Al₂Y、AlLi、Mg₂Si和Mg₂Sn金属间化合物。