激光增材制造不锈钢的凝固组织及调控方法研究进展

激光增材制造技术成形的制件具有自由度大、精度高、质量和性能好等优势,随着该技术的日益发展,其在不锈钢材料领域取得了显著的进展。激光增材制造技术成形不锈钢通常呈现出与传统制备工艺显著不同的非平衡凝固组织,表现出复杂的结构特征,而这些特征决定了合金的性能和应用。介绍了激光熔化沉积和选区激光熔化两种激光增材制造技术,选择典型的316L不锈钢及17-4PH不锈钢,综述了激光增材制造不锈钢凝固组织特征的研究现状,重点关注典型多尺度、层次性的组织结构（包括晶粒、宏观缺陷、熔池组织、胞状亚结构、氧化物夹杂等）。系统分析了激光增材制造不锈钢的组织调控方法,包括调整工艺参数、改变工艺环境及热处理等方式,通过组织调控能够影响晶粒的生长及熔池反应,进一步改善其内部微观组织,如形成间隙固溶体或颗粒夹杂物、细化晶粒及消除孔隙等,同时能促进不同相的析出和转变。通过合理地调控凝固组织,能够显著改善不锈钢的组织及机械性能。最后,对激光增材制造不锈钢的未来发展进行了展望。     

ZL104铝合金等离子表面重熔处理

通过对ZL104铝合金表面进行高能束等离子表面改性处理,获得了铝合金表面重熔层组织.采用SEM、EDS、显微硬度等测试方法,对处理后的ZL104铝合金微观结构和硬度进行了研究.结果表明,经过等离子重熔后,铝合金表面重熔层由两部分组成:底部靠近基体界面处的组织为定向生长的胞状晶,顶部为自由生长的胞状晶.表面重熔层晶粒明显细化,晶粒尺寸细化至基体材料的1/10左右,且重熔层的α-Al固熔体中的硅含量呈过饱和状态,重熔层的显微硬度相对于基体材料提高了HV 30～50.     

Microstructure evolution of Al-Si semi-solid slurry by gas bubble stirring method

A novel technique of introducing gas bubble stirring during solidification was studied to prepare Al-Si semi-solid slurry. The microstructure evolution of the slurry during slow cooling process after stirring was investigated. The effects of the solidification rate on the microstructure of the semi-solid slurry were investigated under three different solidification conditions. The results show that fine non-dendritic slurry can be obtained using the gas bubble stirring method. Ripening and coarsening of primary Al grains are observed during the slow cooling process, and at last coarsened eutectic Si appears. Primary Al grains with different sizes and eutectic Si are obtained, corresponding to three different solidification rates.     

镁合金真空低压消失模铸造新技术

介绍了一种新的铸造技术--真空低压消失模铸造的工作原理.建立了其在充型过程中的物理模型与数学模型,分析了其铸造工艺的特点及影响因素,以及在铸造高精度、复杂镁合金铸件方面的优势.作为压力铸造、低压铸造的补充,真空低压消失模铸造新技术在铸造高质量和高精度的镁合金铸件中具有广泛的应用前景,另外还可用于铸造高精度、复杂的铝合金铸件.展示了用该新技术铸造成形的复杂的电机壳体、排气管等镁合金铸件.     

准晶增强Mg-0.6%Zr合金的力学与阻尼性能

在Mg-0.6%Zr高阻尼合金中加入质量比为5的Zn与Y元素,通过普通铸造方法向其中引入Mg-Zn-Y系准晶进行强化,并在此基础上研究准晶增强Mg-0.6%Zr合金的力学和阻尼性能。结果表明:Mg-5xZn-xY-0.6%Zr合金中生成一定含量的I-Mg3YZn6准晶相,I相的生成能大幅度提高Mg-0.6%Zr合金的力学性能;常温下Mg-5xZn-xY-0.6%Zr合金的阻尼行为可由G L位错模型解释,高温下界面阻尼机制启动,合金的阻尼值急剧升高;I相等准晶颗粒对晶界有钉扎作用,导致高温下Mg-4.5%Zn-0.9%Y-0.6%Zr等合金的阻尼性能不如Mg-0.6%Zr合金的。     

镁合金真空低压消失模铸造的技术特征与实践

介绍了镁合金在真空低压消失模铸造下的技术特征。研究表明：真空低压消失模铸造的流动性受充型气体的流量与压力、浇注温度、涂层厚度、泡沫密度、真空度等多方面的因素影响；在低充型速度和低真空度的条件下，液态镁合金在真空低压消失模铸造过程中的充型形貌均呈现以内浇道为中心的拱形层状推进流动，如充型速度加快金属液流动前沿拱形形貌更加突出。而真空度增加会出现明显的“附壁效应”；与重力消失模铸造比较，真空低压消失模铸造镁合金铸件凝固更呈现“同时凝固”特征；由于快速充型、压力下凝固，镁合金真空低压消失模铸造零件的铸态抗拉强度（σh=180．8MPa）、屈服强度（σ0.2=113．2MPa）、伸长率（δ=4．4％），高于重力消失模铸造、树脂砂空型铸造的铸态性能，达到了金属型铸造的铸态性能，经热处理达到了压铸镁合金的性能范围。浇注实践表明，真空低压消失模铸造对液态镁合金，具有良好的抗氧化保护能力、优良的浇注充型性能和力学性能，可铸造出高精度的、薄壁复杂的镁合金消失模铸件，是一种极有潜力和优势的镁（铝）合金精密铸造技术。     

薄壁铝合金铸件真空差压铸造工艺的研究

介绍了用于薄壁铝合金铸件的真空差压铸造工艺。该工艺具有装置简单、充型速度平稳可调、充型能力好、铸件质量高的特点。对该工艺作了深入研究 ,论述了其基本原理。结果表明该工艺的压力时间曲线具有优良的线性关系 ,与传统的重力铸造和真空吸铸相比具有优异的充型性能 ,非常适用于薄壁铝合金铸件的生产     

高质量低成本改性水玻璃粘结剂及其应用

本文介绍了一种高质量、低成本的改性水玻璃粘结剂的性能及其应用情况,它既可用于酯硬化自硬水玻璃砂工艺、也可用于CO2硬化水玻璃砂工艺.生产实践表明,该新型改性水玻璃采用酯硬化水玻璃砂工艺时的水玻璃加入量为1.8%～2.8%,采用CO2硬化水玻璃砂工艺时水玻璃加入量为3.5%～4.5%,而销售价格仅为目前其它商品改性水玻璃的2/3左右,为新一代改性水玻璃砂工艺的推广应用展示了广阔的前景.     

热处理对消失模铸造镁合金组织及力学性能的影响

对不同热处理工艺条件下消失模铸态镁合金的组织、力学性能进行了系统的研究,结果表明,高温时效沉淀在晶内及晶界处以连续形式析出,而在低温时效时沉淀以不连续形式在晶界形成,并具有糖浆状.经过热处理后合金的综合力学性能有较大幅度的提高,其中高温时效对提高强度及加工硬化率尤为有利.还通过硬度、电阻率测量分别研究了固溶、时效过程动力学.由于原子扩散速度随温度的升高而增大,高温时效(380℃)的硬度峰仅过10 h即出现,而在低温时效(150℃)时经过24 h仍未达到硬度峰.     

长条对称型消失模铸件的收缩不均性分析

通过对“特殊横壁”铸件的试验测试发现，长条对称型消失模铸件，如采用不同的浇注方案，其铸件的收缩率相差较大，采用水平卧式浇注，铸件对称的两边收缩率基本相同，而采用垂直立式浇注，铸件对称的上下收缩率相差较大，分析了长条对称型消失模铸件收缩不均性的原因，对此类铸件的工艺设计原则及浇注方案的确定进行了初步探讨。