熔体温度处理工艺对A319合金组织和性能的影响

研究了熔体温度处理工艺对A319合金凝固组织的影响,通过对冷却速度和混合熔体停留时间的考察,发现不同的冷却速度对经过和不经过熔体温度处理的凝固组织初生枝晶尺寸作用不大,但对凝固组织中的晶间化合物相的析出有很大影响。研究结果表明,熔体温度处理工艺有利于抑制晶间化合物的析出,促进组织的均匀性,随着混合熔体停留时间的延长,试样的拉伸性能表现出由低到高,再由高到低的变化规律,从原子团族的角度分析了熔体温度处理工艺对凝固组织的作用机制。     

熔体温度与Sr变质对Al-20Si合金中Si相的影响

研究了熔体温度处理工艺(包括熔体混合及熔体过热处理)与Sr变质对Al-20Si合金中Si相形态的影响.结果表明,在试验条件下,单纯Sr变质对Al-20Si中的初晶Si细化作用较弱,对共晶Si变质效果不明显.经Sr变质的Al-10Si低温熔体与高温Al-30Si熔体按1∶1混合后,Al-20Si熔体中的形核核心数量增加,初晶Si明显细化;在熔体混合的基础上,对熔体进行过热处理,当熔体温度过热至1 000℃时,初晶Si平均尺寸可细化至14 μm,共晶Si也由未变质前的长针状变为短纤维状.     

熔体温度处理及变质对Al-20%Si合金凝固组织的影响

采用熔体温度处理(包括熔体混合及过热处理)工艺研究Al-20%Si(质量分数)合金凝固组织,并结合化学变质法进一步细化初生硅相。结果表明,当熔体经混合后过热至900℃时,初生硅的尺寸约为34μm;添加变质剂后再进行熔体混合可以使Al-20%Si中的初生硅相进一步细化,特别是在Al-10%Si和Al-30%Si中分别添加0.2%Al-5Ti-C-3Ce和0.4%Cu-10%P后,再进行熔体过热处理,合金中的初生硅呈小块状弥散分布,且尺寸在10μm以下,材料基体呈现出典型的复合材料特征。熔体温度处理与添加化学变质剂方法对初生硅相有显著的多重变质细化作用;在熔体混合时α(Al)的重新熔化和熔体化学键的重组,增大了合金液在凝固时的过冷度,使初生硅相得到细化;对混合熔体再进行过热处理时,混合熔体中的Si相发生熔断、增殖,从而使合金中初生硅相得到进一步细化。添加细化剂或变质剂会明显增强熔体温度处理对Al-Si合金中初生硅的细化效果。     

熔体温度处理对不同成分铝合金凝固组织和性能的影响

运用熔体温度处理工艺 ,研究了A35 6铝合金中Cu ,Fe ,Mg成分的变化对凝固组织及性能的影响。组织观察和性能测试结果表明 ,熔体温度处理工艺能够明显抑制富Cu、富Mg、富Fe等金属间化合物相的析出 ,改善和减小了富Cu、富Mg、富Fe相析出形貌和尺寸 ,显著地提高合金力学性能。用团簇理论分析和解释了有关的实验现象和结果。     

亚共晶Al-Si合金熔体温度处理工艺参数研究

研究了生产中广泛运用的亚共晶Al-Si合金在熔体温度处理中高低温熔体温度、混合后熔体冷却速度、停留时间等工艺参数对合金组织、性能的影响。发现熔体温度处理工艺对亚共晶Al-Si合金铸件凝固组织有比较好的细化效果，并可显著提高材料性能。     

压射速度对压铸Al-20%Si合金组织与性能的影响

基于液态压铸技术,研究了压射速度对Al-20%Si合金显微组织与性能的影响,同时利用扫描电子显微镜(SEM)对其拉伸断口形貌进行分析。结果表明:随着压射速度的增大,试样的抗拉强度、伸长率和冲击韧度先增大而后减小,硬度总的趋势是降低的,但硬度值变化不大。合金的断裂方式为解理断裂。在实验条件下,增压压力16MPa、模具温度150℃、浇注温度720℃、压射速度2.5m/s时,压铸Al-20%Si合金的力学性能较优,其力学性能可以达到:σb=280MPa、δ5=4.83%、Ak=25.56 J/cm2、硬度=80.6HBS。     

压射速度对压铸Al-10%Si合金组织与性能的影响

基于液态压铸技术,研究了压射速度对Al-10%Si合金组织与性能的影响,同时利用扫描电子显微镜(SEM)对其拉伸断口形貌进行分析.实验结果表明:随着压射速度的增大,试样的抗拉强度、伸长率和硬度先增加而后减小,而晶粒尺寸先减小而后增大;随着压射速度的增大,合金的断裂方式仍然属韧窝型韧性断裂.在本实验条件下,压射比压16MPa、模具温度150℃、浇注温度720℃、压射速度2.5m/s时,压铸Al-10%Si合金的力学性能较优,其力学性能可以达到σb=233MPa,δ5=8.57%,HBS=57.9.     

电脉冲处理时间对Al-18%Si合金凝固组织的影响

研究了Al-18％Si合金液在较高过热度时,连续电脉冲作用下凝固组织的变化规律。结果表明,Al-18％Si过共晶合金凝固组织以初晶硅数量为标志,经电脉冲处理后呈周期性变化,变化的特征时间约为120s。初晶硅数量较多时,共晶相较少;初晶硅数量较少时,出现大面积的共晶区,同时初晶硅局部偏聚。分析表明,电脉冲处理首先对Al-Si熔体的液态结构产生影响,从而使其凝固后的组织发生改变。     

低温熔体获得方式对熔体温度处理效果的影响

利用熔体温度处理工艺研究了A3 5 6铝合金低温熔体的不同获得方式对其凝固组织的影响 ,用直接炉内保温和机械搅拌 2种方式改变低温熔体的结构 ,以获得理想的凝固组织。实验结果表明 ,熔体温度处理过程中 ,对低温熔体机械搅拌可以明显改善混合后熔体的组织形貌 ,使组织形貌由树枝晶转变为等轴晶 ;在搅拌基础上选取较低的低温熔体温度 ,能够得到很好的凝固组织。     

对3种典型铝硅合金熔体温度处理的对比分析

对3种典型成分的铝硅合金(Al-20%Si、Al-12%Si和Al-7%Si)进行了熔体温度处理凝固组织变化规律的比较研究.结果表明: 在Al-12%Si共晶合金熔体处理组织中存在α枝晶与初晶硅共存以及α枝晶在一定处理条件下可以完全消失的现象; 3种成分Al-Si合金的α枝晶及初晶硅的形态尺寸随过热温度、静置时间增加出现周期性的变化规律, 出现最小尺寸的温度、时间并不完全一致; 熔体温度处理对Al-7%Si中枝晶大小、形态等有一定影响, 但细化效果不明显.在铝硅合金中, 硅原子微观有序团簇和铝有序偏聚原子团簇可能存在于不同的温度区间, 铝有序偏聚原子团簇存在的温度区间更靠近温度轴, 硅原子微观有序团簇具有比铝有序偏聚原子团簇更强的结合能.     

熔体温度对高硅铝合金中化合物相的影响

采用扫描电镜和X射线衍射等方法研究了熔体温度处理对高硅铝合金中化合物相的影响。结果发现,向Al-25%Si合金中加入0.4%~1.2%Mg、Ni、Mn和Cu等合金化元素后,会产生AlMgSiNiMn和AlSiCuNi(Mn)两种化合物相。对合金液进行过热处理,可细化AlMgSiNiMn相,但不能细化AlSiCuNi(Mn)相。AlSiCuNi(Mn)相的横向尺寸随熔体温度的升高而明显增大。AlSiCuNi(Mn)相的原子组成与熔体的温度有关,当熔体温度不低于950℃时,此化合物相中会有Mn出现。将过热合金熔体与温度稍高于合金熔点的熔体相混合,对高硅铝合金中化合物相尺寸的影响比合金液的过热处理大得多,它可使合金中AlMgSiNiMn相和AlSiCuNi(Mn)相从棱角分明的片状和长条状,变为棱角不分明的颗粒状和棒状,并使其尺寸从30~40μm减小到了5~10μm。     

机械搅拌工艺对Al-25%Si合金半固态组织演变的影响

讨论了冷却至固液两相区内开始搅拌与连续冷却搅拌工艺对半固态Al-25%Si合金组织演变的影响.结果表明,机械搅拌可以破碎在合金液中析出的、生长到一定尺寸的初晶硅;破碎后的初晶硅粒子仍可以发生聚集现象;从初晶硅析出时开始施加机械搅拌将影响其形核和生长动力学,可使初晶硅各向异性生长受到抑制,且会使初晶硅粒子边角钝化.     

喷射沉积Al-10Si合金的力学性能

采用喷射沉积和热挤压方法制备Al-10Si合金,实验研究了合金力学性能。结果表明,喷射沉积和热挤压,可以使Al-10Si合金获得2～4μm均匀分布的共晶Si,极大改善了合金的塑性(δ5=25.2%)。合金试样的轴向拉伸断口呈现大量的细小韧窝,断口上少有Si出现,裂纹主要沿铝基体扩展。合金的屈服强度和极限强度分别为148 MPa和197.5 MPa。     

熔体过热处理对含1.1%Ni的Al-11%Si合金中Zr、Ti、Mg和RE作用的影响

对Al-11Si-1.1Ni-0.2Fe合金采用过热处理,考察了过热处理对强化元素Zr、Ti、Mg和变质元素RE对合金所起的作用的影响.试验结果证明,1 050℃的过热处理能够极大地细化合金中共晶硅使之成为颗粒状,使合金的抗拉强度和伸长率得到很大程度的提高;同样是经过1 050℃的过热处理,看不出Zr、Ti对合金的细化作用,也看不出RE对共晶硅的变质作用;但Mg的强化非常显著,加入Mg以后能使合金的铸态抗拉强度提高14.4%,过热处理态抗拉强度提高100%.     

细化变质对亚共晶Al-Si合金熔体结构的影响

在分析二元亚共晶Al-Si合金熔体结构,以及Al、Si、Ti、Sr等主要组元物性特点的基础上,利用电子理论论述了细化和变质对亚共晶Al-Si合金熔体结构的影响。细化和变质过程可归结为活性元素Ti、Sr分别与熔剂Al原子和溶质Si原子之间的电子交换,从不同角度提高了熔体结构的均匀性,不仅改善合金熔体结构,而且相互抑制衰退。     

熔体互混对Al-16%Si过共晶铝硅合金初生Si相形态的影响

采用两种不同熔炼工艺对Al-16%Si过共晶合金进行对比试验,金相组织表明,其中高低温两种熔体互混后Al-16%Si过共晶合金中初生Si相均得到明显细化,经力学性能检测,互混合金在750℃的浇注条件下Al-16%Si合金强韧性最好.分析认为质量不同、成分不同的两种熔体互混导致温度和成分的不均匀性是使Al-16%Si合金初生Si细化的主要因为.     

Effects of Post-Weld Heat Treatment on Microstructure and Mechanical Properties of Al-12.7Si-0.7Mg Alloy Welded Joints by GMAW

In this study, 3-mm-thick hot-extruded plates of A1-12.7Si-0.7Mg alloy were used to fabricate the joints welded by gas metal arc welding. Effects of the post-weld heat treatment include solid solution treatment, water quenching, and artificial aging treatment on the microstructure, and mechanical properties of the weld joints have been investigated. Results showed that the welded joints after solid solution and artificial aging exhibited the increases in yield strength of 166 MPa and ultimate tensile strength of 148 MPa, respectively. Based on the microstructural observations, the associated mechanisms were discussed.     

熔体过热温度对Al-4.7%Cu合金定向凝固组织和性能的影响

在温度梯度和抽拉速率一定的条件下,研究熔体过热温度Ts对Al-4.7%Cu合金定向凝固组织及力学性能的影响,利用综合热分析仪测定Al-4.7%Cu合金熔体结构特征及变化过程。试验结果表明:熔体过热温度对Al-4.7%Cu合金定向凝固组织及力学性能有显著影响,经过1 050℃过热处理的一次枝晶间距1λ比在750℃无过热直接定向凝固的减小了35%左右,抗拉强度提高了近30%,伸长率提高了近40%;熔体过热处理改变了熔体的结构状态,从而影响了最终组织及性能;通过熔体过热处理的Al-4.7%Cu合金,其富Cu相明显减少,断口韧窝数量显著增加。     

A1－4．87％Si合金准固态流变性能研究

用自行研制的合金准固流变性能测试装置实测了Ａｌ－４．８７％Ｓｉ合金准固态温度下的流变曲线，由此建立了该合金的流变物理模型和应力－应变本构方程。根据实验结果，计算了该合金的流变特性本数位。并对结果进行了讨论和分析。     

熔体混合处理对ZA27合金组织和性能的影响

采用正交试验设计方法研究了熔体混合处理对ZA27合金组织与性能的影响.结果表明熔体混合处理能够明显提高ZA27合金力学性能,细化合金铸态组织.当高温熔体温度为720℃,低温熔体温度为500℃时,ZA27合金综合力学性能最好,可使ZA27合金中的α相由粗大树枝状变为细小花瓣状结构.处理后的合金硬度为HB 122.5,比未处理的提高10.7％;冲击韧性为18.5 J/cm2,比未处理的提高63.5％.