7075Al合金液相线半连续铸造组织及形成机理

研究了液相线半连续铸造法制备7075Al合金半固态浆料的组织，合金熔体在常规铸造温度（720℃）下浇注获得的锭坯边部是粗大的枝晶，中间部位组织极不均匀；在接近液相线温度（642℃）保温30min后的铸造组织较好，中心部位和边部组织的差异较小，在液相线温度附近（638℃）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。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，熔体中大量内生形核和固-液界面成分过冷的降低有利于上述组织的形成，结果表明，液相线半连续铸造是一种有效的半固态浆料的制备方法。     

A380铝合金半固态坯料二次加热工艺及组织演变

研究了近液相线铸造A380铝合金在563、573及583℃保温5~60min的二次加热工艺条件下的组织演变。结果表明,随着保温温度的升高和保温时间的延长,晶粒平均等积圆直径增加,晶粒圆整度降低,温度越高,变化的趋势越快。半固态坯料加热温度为583℃,保温时间为20min时,能够获得较好的二次加热组织。此时,晶粒平均等积圆直径为49.74μm,晶粒平均圆整度为1.75。     

A356合金半固态充型过程的数值模拟

利用ANSYS有限元软件分别对A356合金轮毂压铸件在不同充型温度、压射速度条件下,半固态浆料的流动及其传热现象进行了耦合数值模拟。通过模拟结果的分析,考察了充型温度及压射速度对充型过程中半固态浆料流动及温度分布的影响,发现当充型温度为590℃、压射速度为5m/s时,半固态浆料充型效果最理想,有利于获得组织致密的成形件,为A356合金半固态压铸成形工艺的制定和优化提供了依据。通过试验,对数值模拟所获得的工艺参数进行了验证。     

AlSi7MgBe合金半固态挤压成形件热处理工艺的优化

采用人工神经网络的方法,研究了固溶时效工艺参数对AlSi7MgBe合金半固态挤压成形件热处理性能的影响,建立了AlSi7MgBe合金半固态挤压成形件热处理工艺制度的人工神经网络模型,并对热处理工艺进行了优化,结果表明,当545℃固溶4h,178℃时效10h,成形件具有最优力学性能Rm=325MPa,A5=14.6%。     

二元液滴自由碰撞聚并后的振荡行为研究

以甲苯、超纯水为多相系统研究对象,采用高速摄像机测试分析了二元液滴自由碰撞聚并后的振荡行为特性。实验结果表明,聚并后甲苯液滴振荡过程存在明显的周期性与阻尼衰减机制,液滴Reynolds数、Weber数是影响聚并后液滴振荡周期、阻尼系数的关键无量纲参数。液滴惯性力与振荡周期呈正相关性,而液滴黏性力则主导了振荡过程的阻尼衰减机制,振荡阻尼系数随黏性力的增加而增加,同时,液滴碰撞聚并作用与其后续振荡过程相对独立,即碰撞聚并过程对液滴振荡行为特性无明显影响。此外,液滴振荡过程特性参数的实验与理论计算对比结果显示,振荡周期实验结果相较于理论值略微偏高,振荡周期、阻尼系数实验与计算值相对误差的标准差分别为14.9%和44.9%。     

液相线铸造A356铝合金显微组织

采用液相线造法铸造A356铝合金获得金属半固态加工要求的细小、等轴“非枝晶”组织,考察铸造温度,保温时间及冷却速度对结晶组织的影响。在液相线附近,随铸造温度升高和保温时间的延长,晶粒变大,形状变得圆整,结晶组织均匀。冷却速度快,晶粒细小。铸锭中心部位组织比边缘部位组织粗大,且均匀、球化明显。结果表明,液相线半连续铸造可以获得理想的A356铝合金半固态浆料。     

ZL201铝合金近液相线半连续铸造组织研究

采用近液相线半连续铸造的方法制备了ZL201铝合金半固态锭坯。结果表明,合金熔体在略高于液相线温度(655℃)保温10min后浇注,可以获得适合半固态加工的均匀、细小的近球形组织,铸锭中心和边部组织差异小;相同冷却条件下,静置保温和较低铸造速度有利于均匀、细小的近球形组织的形成;对近液相线铸造组织的演变机理进行了初步探讨。本研究对加深近液相线铸造理论的深入研究、拓宽其适用范围有重要意义。     

半固态加工Al-Zn-Mg合金的组织演化

选用SIMA法制备的LC4合金及液相线凝固法制备的LC9合金为原料，研究了半固态加工Al-Zn-Mg合金的组织演化。由于这两种方法制备半固态坯料的机理完全不同，因此这两种材料加工后的组织演化规律截然不同：LC4合金的晶粒尺寸由于聚结而长大，而LC9合金的显微组织没有明显的变化。借助于扫描电镜和能谱分析，对半固态加工前后的显微组织进行成分分析，结果表明晶界处由共晶区、低熔点的富Cu区和杂质区三部分组成，且LC9合金的再加热组织的液相薄膜厚度大于CL4合金的；半固态加工后制件各部分的成分基本一致，证明半固态加工形成过程中材料的流动方式为层流。     

液相线铸造法非枝晶半固态组织形成机理探讨

对液相线铸造铝合金形核机理和晶粒长大机制进行了理论分析，提出了液相线铸造形核机理，在小的过冷过度，大量的原子团簇瞬态发展成为晶核，形核数目多且均匀，有利于晶粒在互相抵触之前均呈球形长大，晶粒的长大分为三个阶段，球形长大，枝晶长大和枝晶抵触后枝晶的熟化，重点推导了晶粒球形大长的稳定性判据，即不稳定因子，在凝固的初期，降低冷却强度有利于增大不稳定因子，从而利用球形晶粒的获得，在凝固的中后期，增加冷却强度，有利于保存获得的球形晶粒。     

液相线半连续铸造A356铝合金二次加热合金组织与工艺

采用电子显微镜及图像分析仪，研究了液相线铸造A356铝合金在二次加热过程中的组织变化。结果表明，在固液两相区内，随着加热温度的升高，α相的生长和球化的速度变快。二次加热最佳工艺制度的590℃下保温10min，此时，晶粒平均等级圆直径为38．5μm，晶粒平均圆度为1．92。