累积连续流变挤压对Al-Mg(-Mn-Fe)合金组织性能影响

目的研究多道次累积连续流变挤压变形对Al-Mg(-Mn-Fe)合金组织演化和力学行为的影响,为高性能细晶Al-Mg(-Mn-Fe)合金的制备提供借鉴与参考。方法采用连续流变挤压方法制备Al-Mg(-Mn-Fe)合金,对流变挤压态Al-Mg(-Mn-Fe)合金进行多道次累积连续流变挤压变形,研究多道次变形前后Al-Mg(-Mn-Fe)合金的微观组织和力学性能变化,讨论变形过程中Al_(6)(Mn,Fe)相对动态再结晶的影响,揭示累积连续流变挤压态Al-Mg(-Mn-Fe)合金的强化机制。结果经3道次累积连续流变挤压变形后,Al-Mg合金和Al-Mg-Mn-Fe合金的平均晶粒尺寸分别减小至21.5μm和2.8μm,细化效果显著;在多道次变形过程中,Al-Mg-Mn-Fe合金内的Al_(6)(Mn,Fe)相逐渐破碎细化并趋于均匀分布,再结晶驱动力增加,阻碍再结晶晶粒长大;经3道次变形后,Al-Mg合金杆材的抗拉强度和伸长率同步提高至267.4 MPa和52.2%,而Al-Mg-Mn-Fe合金杆材的抗拉强度提高至364.2 MPa,伸长率降低至31.7%,该合金的强化机制主要包括细晶强化、位错强化和第二相强化。结论累积连续流变挤压变形可有效细化合金内的晶粒及第二相,提高Al-Mg(-Mn-Fe)合金的综合力学性能。

新型倾斜板技术制备半固态铝合金坯料和浆料

采用自行设计的波浪型倾斜板，在斜板冷却条件下制备了组织和触变性能优良的半固态合金坯料。而在斜板加热条件下制备出了组织优良的半固态合金浆料。在采用波浪型的倾斜板制备半固态合金过程中，在熔体爆发形核与枝晶破碎的共同作用下，形成了细小球形的半固态合金组织，浇注温度、冷却强度、斜板倾角和斜板表面材质是影响半固态合金组织的主要因素。得出了本试验条件下制备AlMg3合金半固态坯料的浇注温度范围为660-690℃；制备AlSi6Mg2合金半固态坯料的浇注温度范围为660—680℃；制备AlSi6Ms2半固态合金浆料的合理工艺条件为：斜板预热温度为300℃时，合金浇注温度为680℃。

倾斜式冷却剪切工艺条件对半固态合金组织的影响

采用自制的倾斜式冷却/剪切试验装置,对制备1Cr18Ni9Ti不锈钢与Al-Mg合金半固态坯料过程中,工艺条件对合金组织的影响进行了研究.结果表明,合金组织逐渐由粗大的树枝晶向细小的球形晶演变,组织形成过程与枝晶的破碎以及整体爆发形核机制有关.倾角、冷却板长度、浇注温度对合金组织具有重要影响.在本试验条件下,最佳倾角与冷却板长度为α=45°,L=650 mm,t=660～690 ℃为制备Al-Mg合金半固态坯料的最佳工艺参数.倾斜式冷却剪切流变显著改善了1Cr18Ni9Ti不锈钢组织与常规铸造的Al-10Mg合金的羽毛晶组织.

波浪型倾斜板振动过程中合金组织的形成机理

研究了波浪型倾斜板振动过程中Al-6Si-2Mg合金的组织演化规律和球形晶组织的形成机理.结果表明:Al-6Si-2Mg合金的非枝晶组织形成过程主要受到两种机制的作用.第一种机制是熔体爆发形核和球状长大机制:倾斜板为形核提供了足够大的过冷度和异质形核基础,使熔体爆发形核,熔体均匀的成分场和温度场使部分晶粒球状生长;第二种机制是枝晶臂颈缩断裂和磨圆热化机制:流动和振动使晶粒低熔点处颈缩断裂,断裂晶粒不断磨圆熟化形成近球形组织.

倾斜式冷却剪切技术制备Al-3%Mg半固态合金坯料

应用自行设计倾斜式冷却剪切实验装置，对制备Al-3％Mg半固态合金坯料进行研究，分析工艺条件对半固态合金组织的影响，以及半固态合金坯料的二次加热组织及最优二次加热工艺。结果表明，采用倾斜式冷却剪切技术可以制备具有良好组织的Al-3％Mg合金半固态坯料。获得了制备半固态Al-3％Mg合金坯料的最优工艺条件：浇注温度660-680℃；倾角40°～60°。在合理的二次加热工艺条件下，可获得优良的适于进行触变成形的半固态合金组织。二次加热的最优工艺条件为：加热温度620～63℃；保温时间90～120min。

AZ91D镁合金波浪型倾斜板振动技术触变成形

采用自制的波浪型倾斜板振动装置对AZ91D镁合金半固态坯料的制备及触变成形进行研究。结果表明,在倾角为45？,振幅1.45 mm,浇注温度630-650℃的条件下,采用波浪型倾斜板振动技术可以制备出组织优良的半固态AZ91D镁合金坯料,坯料由细小的等轴晶组成,并在二次加热温度为575℃、保温时间30-60 min的条件下球化理想。通过触变锻压,在模具的预热温度为400-450℃时,制备出表面光洁、组织优良的成品制件。触变锻压时,液相流动是主要的变形方式。制品上部由于液相偏聚,硬度较低;下部由于固相的微塑性变形,硬度较高。

倾斜式冷却剪切制备半固态Al-Mg合金

利用自制的实验装置对倾斜式冷却剪切技术制备半固态Al Mg合金进行了研究·液体合金在倾斜的冷却板表面非均匀形核并受到重力的剪切作用,合金逐渐从粗大等轴晶网络演化为细小的球形晶·控制浇注温度在660～690℃范围内可以获得良好组织的半固态坯料,很好地改善了常规铸造高Mg合金中出现的羽毛晶·冷却板表面性质对合金组织具有重要影响,表面干净并具有一定粗糙度的冷却板制备出的合金组织优良·

新型倾斜板技术制备半固态AlSi6Mg2合金及触变成形

采用自制的波浪型倾斜板技术装置,对制备半固态AlSi6Mg2合金坯料及触变成形进行研究。结果表明,采用波浪型的倾斜板可制备组织性能优良的半固态合金坯料,坯料由细小的球形晶和少量玫瑰晶组成。在本试验条件下,制备AlSi6Mg2半固态坯料的浇注温度范围为660-680℃。在坯料二次加热温度为597℃,保温90min,模具预热温度为400℃,保温120min的试验条件下,可得到表面光洁、组织优良的成品制件。触变压铸时,液相流动成为主要的变形方式,制品上部由于液相偏聚,对应的硬度较低,下部由于固相的微塑性变形,对应的硬度较高。

半固态扩展挤压A2017合金过程中金属流动的有限元分析

应用有限元方法分析了半固态扩展挤压A2017合金过程中金属的流动规律。分析表明:从中心区域向两边侧壁,合金速度逐渐减少,有时在从中心向两边侧壁的中间区域出现涡流过渡区;不存在台阶θ时,涡流区θ较小;倾角越大,涡流区域越小,且死区较小;定径带出口越宽,出口流速越小,涡流区越小,死区也越小。设计无台阶且较小的倾角的扩展挤压模较为合理,在定径带断面的长向与宽向上,尺寸应尽量相等。

AZ31镁合金型材连续流变挤压成形过程的数值模拟

通过数值模拟,分析AZ31镁合金在连续流变挤压成形过程中的温度场与流场分布规律。结果表明:辊-靴型腔内合金的温度从入口至出口逐渐降低,合金等温线向工作辊偏移;随着浇注温度的降低,辊-靴型腔内半固态区间逐渐增大;为了获得优良的半固态金属浆料,确定浇注温度为710～770℃;合金在辊-靴型腔内层流运动时,越靠近工作辊内表面,合金的运动速度越快;随着挤压模具扩展角的增大,挤压模具出口型材宽度上中心与两侧边部合金的温度差减小;半固态合金进入模具后呈辐射状逐层向前推进填充模具扩展腔,最后再逐渐向模具出口合拢;为了改善模腔内金属流动速度的不均匀性,扩展角以45°为宜。

倾斜式剪切冷却制备1Cr18Ni9Ti不锈钢半固态材料

利用自制的实验装置对倾斜式剪切冷却技术制备1Cr18Ni9Ti不锈钢半固态合金进行了研究.倾斜式剪切冷却技术使熔融1Cr18Ni9Ti不锈钢合金在剪切冷却作用下形成组织优良的半固态材料;在冷却板的冷却作用与重力的剪切作用下1Cr18Ni9Ti不锈钢半固态合金逐渐由树枝晶演化为细小的球形晶;倾角、冷却板长度、冷却板表面性质对合金组织具有重要影响;在倾角为45°,冷却板长度为650mm,冷却板采用紫铜材质的条件下可制备出细小球形的1Cr18Ni9Ti不锈钢半固态材料.

WSP流变铸造与球化处理对Al-18%Si-5%Fe合金组织和性能的影响

提出了波浪形倾斜板流变铸造(WSP)装置制备过共晶Al-Si-Fe合金的方法,对Al-18%Si-5%Fe合金流变铸造与球化处理进行研究。结果表明,WSP流变铸造可以明显改善合金中初晶硅、Al18Si10Fe5和Al8Si2Fe相的形貌。随着浇注温度降低,各相趋于细化和球化。WSP流变铸造过程中合金组织的形成源于3种机制:结晶雨带来的晶核增殖,斜板强冷却作用下晶体抑制生长和流动剪切作用下晶体破碎。WSP流变铸造与球化处理进一步改善Al-18%Si-5%Fe合金组织,合金维氏硬度达到87.5。在干摩擦条件下Al-18%Si-5%Fe合金的磨损率达到5.4 mg/h。

小热变形半固态A2017合金的二次加热组织与半固态轧制

对单辊搅拌技术制得的A2 0 17半固态材料小热变形后二次加热时的组织演化进行了研究。小热变形后的半固态材料加热到半固态区后可获得细小的球形组织 ;在加热过程中 ,由于位错能与界面能的存在以及溶质的扩散使合金发生块状化、再结晶、熔断球化 3阶段变化 ;小变形促进该过程的进行 ;由于细小球形组织成形性能好 ,半固态轧材的断裂强度提高了 75MPa ,延伸率提高了 16 %。

单辊剪切/冷却工艺对LY11半固态合金组织的影响

利用自行设计的单辊剪切 /冷却 (SCR)试验机对LY11合金进行了半固态凝固实验 ,研究了工艺条件对LY11半固态合金组织的影响。结果表明 ,辊 靴间隙宽度的适当范围为 2～ 3mm ;浇注温度影响半固态合金坯料内部晶粒的大小与形状 ,浇注温度在 730～ 75 0℃范围内 ,可获得细小、均匀球状或椭球状晶粒组织 ;冷却方式会影响半固态合金坯料晶粒的大小与分布 ,水冷制得的合金晶粒尺寸比空冷的小 2～ 3个级别 。

工艺参数对连续流变轧制成形Mg-3Sn-1Mn合金板材组织和力学性能的影响(英文)

开发了Mg-3Sn-1Mn合金板材倾斜板连续流变轧制成形工艺,并研究工艺参数对合金板材微观组织和力学性能的影响。结果表明:随着轧辊转速的增加,板材的初生晶粒平均直径增大;随着倾斜板振动频率增加,板材的初生晶粒平均直径先减小后增大,板材的抗拉强度和伸长率先增加后降低。随着浇注温度的升高,板材的初生晶粒平均直径逐渐增大,板材的抗拉强度和伸长率逐渐降低。当浇注温度为670℃、轧辊转速为52mm/s、倾斜板振动频率为60Hz时,制备了组织性能较好的Mg-3Sn-1Mn合金板材,其力学性能优于添加0.87%Ce(质量分数)的Mg-3Sn-1Mn合金热轧板材的力学性能。

SCR技术制备A2017半固态材料及其触变性能的研究

单辊搅拌技术 (SCRShearing/CoolingRollProcess)技术制备的A2 0 17半固态材料比常规铸造坯组织优良 ;SCR技术制备的A2 0 17半固态材料在 5 30～ 5 70℃范围内 ,可以进行触变成形 ;半固态成形平均屈服强度比热加工时的屈服强度低 10MPa ;A2 0 17半固态材料触变过程分为四个阶段 ,稳定触变阶段A2 0 17半固态材料的触变性能稳定 ,半固态加工时容许的最大加工变形范围为 6 4 %～ 72 %。

叠轧深变形制备超细晶Al-1%Mg合金

叠轧深变形技术具有商业化生产超细晶材料的潜力. 在叠轧等效应变为4 0的条件下得到了平均晶粒为0 5μm的Al 1%Mg合金超细晶组织; 在热作用下合金组织由亚稳定态向稳定态转化, 在退火温度高于200℃时晶粒变化明显, 在200℃以下, 晶粒生长比较缓慢; 随着退火温度的升高, 合金组织发生静态回复与静态再结晶过程, 静态回复是通过位错的滑移和攀移而进行的, 再结晶是通过亚晶合并生长而进行的.

单辊搅拌技术制备2A11半固态材料过程的数值模拟

简述了单辊搅拌技术制备 2A11半固态材料基本原理·利用ANSYS有限元分析软件包中CFD14 1单元 ,对制备 2A11半固态材料过程中耦合场进行了数值模拟 ,得出了温度场与速度场的分布规律·在轧辊作用下 ,靠轧辊越近 ,合金液体层运动速度越大 ,离轧辊越远 ,液体层运动速度越小·在近轧辊处出现速度最大值 ,在近靴处出现明显的速度递减·由于轧辊的转动 ,使合金等温线发生偏移 ,近轧辊侧温度偏高·

6201铝合金管材连续流变扩展挤压过程中温度场和流场的数值模拟(英文)

利用自行设计的连续半固态扩展挤压成形装置制备6201铝合金管材,并采用数值模拟研究此过程的温度场和流场分布规律。结果表明:辊?靴型腔内合金的温度从入口到出口处逐渐降低,等温线向轧辊侧偏移,金属流动速度沿工作辊表面向辊靴表面依次递减。在扩展挤压模具内,合金呈放射状填充到模具中,温度由入口到出口处逐渐降低,且模具扩展腔中心的温度高于壁面的温度。分流孔中心位置和焊合部位对应的成形管材截面流线密集,此处相应的金属硬度也高,在两者之间出现8条流线的舒缓过渡带。为制备表面质量良好的6201铝合金管材,合理的浇注温度为750～780°C。

波浪形流动与冷却过程中Al-18Si-xFe合金的组织形成机理

以细化Al-18Si-xFe合金中强化相为目的,提出了一种波浪形倾倾斜板流变铸造(WSP)制备过共晶Al-18Si-xFe合金的方法,并对合金在波浪形流动与冷却过程中的组织形成机理进行了研究。结果表明,采用WSP流变铸造可以明显改善Al-18Si与Al-18Si-5Fe合金中初生Si、Al18Si10Fe5和Al8Si2Fe相的形貌。随着浇注温度降低和倾倾斜板冷却作用的加强,各相趋于细化和球化。WSP流变铸造过程中合金组织的形成源于3种机制的作用:结晶雨带来的晶核增殖,倾倾斜板强冷却作用下抑制晶体生长和流动剪切作用下的晶体破碎。