机械振动对消失模壳型铸造ZL101合金组织与性能的影响

采用散干砂的紧实振动台对ZL101合金消失模壳型铸造的凝固过程施加了机械振动处理,研究了机械振动频率对ZL101合金凝固组织和力学性能的影响,并探讨了机械振动的作用机理。结果表明,随着机械振动频率的增加,ZL101合金中初生相晶粒尺寸和二次枝晶臂间距呈现先减小后增大的趋势,而初生相形状系数则表现为先增加而后减小的趋势;共晶硅长度和共晶硅长宽比呈现先减小而后增加的趋势;ZL101合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率和硬度都呈现为先增加后降低的趋势。在机械振动频率为100 Hz时,ZL101合金的组织细化效果最好,且强度、硬度和伸长率达到最大值。     

机械振动对ZL101消失模铸造组织及性能的影响

将自制变频三维振动台应用于ZL101铝合金消失模铸造中,研究了不同频率、不同振动方向的机械低频振动对ZL101组织及性能的影响.试验结果表明,在ZL101铝合金消失模铸造凝固过程中进行机械振动能有效细化铸件组织,降低针孔率,提高铸件抗拉强度和伸长率.对比分析表明,振动频率为20～60 Hz且采用垂直方向振动时,铸件的组织较好,抗拉强度和伸长率可达180 MPa和2.7%.     

振动对消失模铸造ZL101合金组织与性能的影响

对比分析了无振动和振动条件下试样壁厚对ZL101合金组织与性能的影响,并分析了其作用机理。结果表明,随着试样壁厚的增加,无振动和振动条件下ZL101合金的晶粒尺寸均不断增大,相对而言,同一壁厚的振动条件下的ZL101合金中初生α-Al相更加细小、均匀,形状更加圆整;相较于无振动,同样壁厚的振动条件下的ZL101合金的晶粒尺寸和二次枝晶臂间距更小,而初生相形状系数相对较大;随着试样壁厚增加,振动条件下ZL101合金的抗拉强度、屈服强度、硬度和伸长率都表现为逐渐降低的趋势,但相对于未振动的ZL101合金,同样壁厚的经振动处理的合金试样的抗拉强度、屈服强度、硬度和伸长率都有大幅度提升。     

浇注温度和机械振动对消失模铸造镁合金组织和力学性能的影响

研究结果表明:低的浇注温度有利于细化AZ91D消失模铸件试样的晶粒和提高其力学性能,但低于740℃时晶粒细化程度和力学性能相差不大;机械振动能明显细化不同浇注温度下的消失模AZ91D晶粒,且在740℃温度下细化程度最好;机械振动能大幅提高AZ91D消失模铸件试样的力学性能,其中抗拉强度和断后伸长率相比于铸态的,分别提高了23.2%和20.8%。     

变质温度对ZL114A合金组织和性能的影响

采用K2ZrF6作为变质剂对ZL114A合金进行变质处理,研究了变质温度对ZL114A合金的显微组织和拉伸性能的影响。结果表明,随着变质温度提高,变质效果先升高后降低,当变质温度为725℃时,变质效果最佳。此时,α-Al相大致呈等轴状,且晶粒尺寸较小,共晶Si多为细纤维状或短棒状,合金的屈服强度、抗拉强度和伸长率在铸态下分别为151MPa、176 MPa和4.3%,经T6热处理后分别提高到251 MPa、300 MPa和5.0%。     

化学成分和浇注温度对7A04合金铸造性能的影响

采用水平直棒流动性金属型模具、临界长度法热裂模具、Tatur Test锥形模具分析研究了Mg、Zn、Cu、Ti合金元素和浇注温度对7A04合金铸造性能影响。结果表明：Mg含量提高后,合金流动指数降低、收缩率变大,Mg含量增加到1.01%时,热裂倾向增加,Mg含量继续增加到2.64%,热裂倾向变小;Zn含量提高后,流动性指数增加,收缩率变小,热烈倾向减小;Cu含量提高后,流动指数大幅提高,收缩率增加,热裂倾向减小;Ti含量提高后,流动指数和收缩率均有所提高,热烈倾向明显减小,当Ti含量由0.131%增加到0.20%时,铸造性能变化幅度减小。温度为720℃时,是热裂指数变化转折点。     

稀土La对ZL101A合金组织及性能的影响

在ZL101A合金中加入不同量La，研究了其微观／宏观组织和热处理后的性能。实验结果表明。在金属型铸造条件下，加入质量分数为0．6％左右的La对ZL101A合金具有最好的变质效果，共晶硅全部变为细小点状。稀土La的加入可将合金晶粒尺寸由未变质时的3mm细化到1mm。共晶硅变质以及晶粒细化主要是由于加入的La富集在共晶硅前沿，阻碍了共晶硅长大。合金抗拉强度和伸长率随着La的增加而提高，但La超过一定量后合金抗拉强度和伸长率均会有不同程度的降低。     

金属型中温度梯度和浇注温度对ZL205A合金充型和组织性能的影响

浇注温度和温度梯度是控制材料凝固行为的重要因素,研究了不同温度梯度下浇注温度对ZL205A合金组织和性能的影响。结果表明,随着浇注温度的升高,θ相由连续分布的条状转变为颗粒状,对基体的割裂减少,且总体残余量减少,分布也变得相对均匀规则。由壁厚差引起的温度梯度对θ相形貌和径向成分梯度产生一定影响,降低温度梯度能促进Cu原子在基体中的固溶度,从而增加固溶强化效果。合金的充型能力随浇注温度的升高(680~740℃)呈现出先增加后降低的趋势,随壁厚的增加(5~25 mm)而持续增加。当壁厚为8~10 mm时,合金的抗拉强度随浇注温度基本呈线性变化;而壁厚为12~18 mm时,抗拉强度在205 MPa左右波动。在同一浇注温度下,壁厚(8~18 mm)对该合金的铸态力学性能的影响不太明显。     

浇注前停留、搅拌对铸造ZL102合金组织和性能的影响

研究了浇注前停留时间、搅拌对ZL102合金铸造组织和性能的影响.结果表明:搅拌和浇注前停留使初生Si的形态由粗大的多角形或板块状变为小块状或枝晶;共晶Si的形态由粗大的针状或片状变为细小的针状或纤维状,且针变短;合金液组织分布更均匀,枝晶基体得到细化.ZL102铸造试样的布氏硬度是直接浇注的试样最低,搅拌后停留2min最高,比前者提高17.5％.ZL102铸造试样的磨损性能为停留3min最好,搅拌后浇注和直接浇注及搅拌后停留试样的耐磨性能基本一致,对磨损能改善一点.     

机械振动对ZL205合金铸造裂纹的影响

在ZL205合金凝固过程中施加了一定的机械振动,采用正交实验法研究了机械振动频率、振动幅度、细杆直径和起振温度对合金显微裂纹的影响。结果表明,四种机械振动工艺参数中,对热裂纹影响从大至小的顺序为:细杆直径>振动频率>起振温度>振动幅度;当ZL205合金的机械振动频率为15 Hz、机械振动频率为0.4 mm、细杆直径为30 mm、起振温度为640℃时,可以获得热裂纹倾向最小的合金铸件。     

自孕育流变铸造对ZL101合金组织的影响

采用新型自孕育流变铸造法,研究了自孕育流变铸造法及熔体处理温度对ZL101合金组织的影响。结果表明,自孕育流变铸造能有效细化组织,晶粒尺寸主要分布在25～49μm范围内,平均等效圆直径为37μm。熔体处理温度为710℃时孕育剂加入量为5%,导流器倾斜角为45°时达到最好细化效果。经分析认为,孕育剂的加入促进了初生α-Al相的形核,而导流器的剪切和激冷作用促使树枝晶破碎形成新的形核质点,两方面的作用使金属凝固时存在大量的晶核,从而细化了组织。     

振幅对消失模-熔模铸造ZL101A合金组织和性能的影响

将机械振动应用于消失模-熔模铸造ZL101A合金的凝固过程,探讨了振幅对消失模-熔模铸造ZL101A铝合金凝固组织和力学性能的影响。结果表明,未振动时,α-Al初生相和共晶Si分别呈粗大树枝晶和长杆状,其性能较低。施加机械振动后,随着振幅增大,组织和力学性能改善效果显著。当振幅为1.0mm时,α-Al初生相呈细小等轴状,共晶Si为细小的短杆状均匀分布。相比未振动时,初生相的晶粒尺寸和二次枝晶臂间距分别减小了39%和19%,形状系数提高了262%;共晶Si的长度、宽度和长宽比分别减小了45%、6%和42%;合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率和硬度分别提高了35%、21%、60%和9%。     

机械振动对消失模型壳铸造镁合金充型能力的影响

在AZ91D镁合金消失模型壳铸造的浇注过程中施加垂直方向的机械振动,研究了不同的振动频率和振幅对消失模型壳铸造充型能力的影响,并在不同浇注温度下与未振动条件进行了对比分析。通过对不同参数下获得的AZ91D试样的长度和面积进行分析,探讨了机械振动对消失模型壳铸造镁合金充型能力的影响。结果表明,浇注温度不同的镁合金在机械振动下相比于未振动时充型能力得到显著提高,且浇注温度越低,充型能力的提高幅度越大。在浇注温度为690℃时,充型长度提高了75.6%,充型面积提高了82.3%。随着振动频率和振幅的增加,AZ91D镁合金的充型能力逐渐提高,当振动频率为100Hz,振幅为1.0mm时,消失模型壳铸造AZ91D镁合金的充型能力较为理想。     

控制浇注温度制备的半固态ZL101合金的非枝晶组织

采用控制浇注温度制备半固态ZL101合金,研究了不同的浇注温度对铸造显微组织的影响.结果表明,在680℃浇注时,形成粗大的枝晶组织;在625℃浇注时,获得的显微组织有部分枝晶存在;在615℃浇注时,可获得均匀、近球形的理想的半固态非枝晶组织;而在605℃浇注时,会形成较大晶粒的非枝晶组织.另外,探讨了非枝晶组织的形成机理.     

机械振动对Al-Si合金铸造组织与性能影响

为了克服铸造Al-Si合金在常规铸造工艺下容易出现气孔、疏松等铸造缺陷的问题,研究了机械振动工艺参数对铸造Al-Si合金组织和常温拉伸力学性能的影响,并分析了机械振动的作用机理。结果表明,随着机械振动频率的增加,Al-Si合金的抗拉强度和断后伸长率出现先增加而后降低的趋势,在机械振动频率为30 Hz时取得最大值,继续增加机械振动频率反而会使得合金的抗拉强度和断后伸长率降低;在机械振幅为0.3 mm时Al-Si合金取得了最高的强度和塑性,继续增加振幅会使得合金的强度和塑性降低;适宜机械振动参数为:机械振动频率为30 Hz、机械振动幅度0.3 mm、振动方向为0°。     

低压铸造对ZL101A合金力学性能的改善

ZL101A是航空工业中最为广泛应用的热处理型铸造铝合金,但在生产实际中力学性能常常不能满足航空标准的要求.试验比较了重力铸造和低压铸造对ZL101A铝合金的力学性能和微观组织.结果表明,在相同的熔铸工艺和热处理条件下,低压铸造试样的强度,特别是伸长率得到大幅度提高.     

热处理对铸造ZL102合金组织和性能的影响

对ZL102合金的热处理工艺参数进行优化,采用力学性能检测、组织观察等方法对铝合金的性能和强化机制进行了研究.结果表明:该成分铝合金的最佳热处理工艺为:540℃×5h固溶+200℃×5h时效;经上述工艺热处理后,合金的布氏硬度为93.7 HB,抗拉强度为221.65MPa.     

机械振动对ZL205A合金低压铸造凝固补缩的影响

在ZL205A合金低压铸造铸型上施加水平方向的振动,研究了振动对ZL205A铸件缩松的分布规律。结果表明,振动可以有效地提高铸件的补缩效率,随着振幅的增加,缩松的分布减少,随着频率的升高,缩松的分布也减少。     

铸造方法对ZL205A合金砂型铸造组织的影响

通过对比试验研究了铸造方法对ZL205A合金的砂型铸态组织的影响。结果表明,对于低压铸造,由于合金在压力下凝固,相对于重力铸造,晶粒尺寸得到不同程度的细化,铸件显微缩松明显减少,致密度显著提高。此外,通过试验也可看出,铸态合金晶粒对激冷作用敏感,冷却速率大,铸态晶粒细小。对于常规铸件,由于凝固后期冷却速率较慢,α-Al基体中有θ-Al2Cu相呈片状析出,因而,对ZL205A合金铸件强度有影响。     

变质处理对ZL101合金性能的影响

研究了稀土La及其La+Sr复合变质对ZL101合金共晶硅形状的影响。分析了变质剂加入量对ZL101合金组织和性能的影响。研究结果表明,金属型铸造时,加入0.5wt%La或者采用0.05%Sr+0.45%La的复合变质都能达到最佳的变质效果。两者相比,复合变质的晶粒比加入同等量的0.5%La时的晶粒更加细小。加入变质剂使得合金的晶粒尺寸,由4mm(未变质)减小到约1mm(变质后)。简单分析了ZL101合金的变质机理。