合金成分对铝导线力学性能与导电性能的影响(英文)

为了获得既有良好力学性能又有较高导电性能的铝导线,采用连续流变挤压技术制备出直径为9.5 mm的Al-0.16Zr、Al-0.16Sc、Al-0.12Sc-0.04Zr(质量分数,%)和高纯铝(99.996%)4种铝导线,随后对3种铝合金导线进行热处理,并进行分析测试。结果表明:向高纯铝中单独添加0.16%Sc和0.16%Zr可以提高铝导线的抗拉强度,降低铝导线的导电性能。在高纯铝中添加0.12%Sc和0.04%Zr的合金也具有相同的规律。经过热处理,Al-0.12Sc-0.04Zr铝合金导线可以达到抗拉强度和导电率的最优综合性能:抗拉强度为160 MPa,导电率为64.03%(IACS)。

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。

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。

剪切/振动耦合作用下连续流变轧制成形A2017合金组织演化及动态凝固(英文)

将振动倾斜板制浆技术与轧制技术有机结合,开发新型连续流变轧制成形技术,利用该技术制备A2017合金板材。研究连续流变轧制成形过程中A2017合金组织演化及动态凝固行为。结果表明,在振动倾斜板制浆过程中,由于倾斜板的强冷却及振动作用,熔体内部形核率较高,晶粒有两种长大方式:一是直接球形长大,二是先枝晶生长然后断裂球化,因此促进了球形晶和玫瑰晶的形成。在半固态浆料轧制过程中晶粒被拉长。随着浇注温度升高,晶粒尺寸逐渐变大。当浇注温度为650660°C时,可以制备表面形貌和内部组织较好的A2017合金板材,其内部组织主要由球形晶和玫瑰晶组成。

Effects of deformation parameters on formation of pro-eutectoid cementite in hypereutectoid steels

Brittle pro-eutectoid cementite that forms along prior-austenite in hypereutectoid steels is deleterious to mechanical properties. The optimum process parameters which suppress the formation of pro-eutectoid cementite in hypereutectoid steels with carbon content in the range of 0.8%-1.3% in mass fraction, were investigated. Pro-eutectoid cementite formation is effectively hindered by increasing the deformation temperature and decreasing the amount of strain. Transformation at lower temperatures close to the nose of the cooling-transformation diagram also reduces the tendency of the formation of pro-eutectoid cementite. Control of prior-austenite grain size and grain boundary conditions is important. Due to larger number of nucleation sites, finer prior-austenite grain size results in the acceleration of transformation to pro-eutectoid cementite. However, large prior-austenite and straight boundaries lead to less nucleation sites of pro-eutectoid cementite. The cooling rate and carbon content should be reduced as much as possible. The transformation temperature below 660 °C and the strain of 0.5 at deformation temperature of 850 °C are suggested.

石墨烯铝基复合材料的制备及其性能

首次提出利用石墨烯的结构特点和力学性能,制备高强度、高模量的石墨烯铝基复合材料。改进了氧化还原法制备石墨烯的工艺流程,在98℃还原温度下制备石墨烯。采用氧化石墨烯胶体中加入CuSO4并还原的方法制备石墨烯-Cu,增大了密度,提高了石墨烯与金属熔体间的润湿性。采用机械搅拌法,在660～720℃温度区间加入石墨烯-Cu,初步制备了石墨烯铝基复合材料,其硬度相对于纯铝基体提高了约40%。

倾斜板振动熔体处理技术研究与应用进展

论述了一种金属组织细化与制备半固态金属浆料的熔体处理方法,总结了近年来的研究与应用进展。倾斜板振动技术可以显著细化金属坯料组织,使纯铝的细化晶粒度很容易达到1级细化标准,该技术对过共晶Al-Si合金中初晶Si与共晶Si也具有较好的细化效果;采用该技术可制备具有细小球形晶或等轴晶组织的A356、Al-6Si-2Mg、A2017、AZ91、AZ31、过共晶Al-Si合金等金属坯料,实现了触变成形;通过连续流变挤压制备了6201、A2017、AZ31、AZ61合金管材、型材和线材,通过流变轧制制备了A356、A2017、AZ91、AZ31、AZ61、Mg-Sn合金板带材;倾斜板振动熔体处理技术具有成本低、效率高的特点,在流变压铸、流变挤压、流变轧制及金属组织细化等方面具有很好的应用前景。

冷却倾斜板熔体处理过程边界层分布及流动传热的理论研究

针对倾斜板熔体处理晶粒细化与半固态成形原理,研究了倾斜板熔体处理过程边界层分布,建立了熔体传热和冷却速率的计算模型.计算结果表明,随着斜板倾角和熔体初始流动速度的增大,熔体在倾斜板上从层流向紊流的转变时间减少;温度边界层厚度随着熔体初始流动速度的增加而减小,斜板倾角对温度边界层厚度的影响较小;温度边界层厚度和速度边界层厚度都随熔体流动距离的增加而增大,在层流区,温度边界层厚度远大于速度边界层厚度,而在紊流区,温度边界层厚度与速度边界层厚度重合;倾斜板上熔体冷却速率与熔体厚度成反比,初始流速小于1m/s时,熔体的冷却速率沿着倾斜板长度方向逐渐增大,初始流速为1m/s时,熔体的冷却速率沿倾斜板长度方向基本不变,当初始流速大于1m/s时,熔体冷却速率沿倾斜板长度方向逐渐减小;倾斜板上熔体冷却速率在100—1000 K/s之间,属于亚快速凝固范畴.

金属熔体近壁面流动剪切模型及其对金属凝固影响的理论研究

本文建立了金属熔体近壁面流动剪切模型,并分析了流动剪切对金属凝固的影响.针对A356合金计算结果表明:层流流动的熔体内部剪应力随垂直斜板表面距离的增大而减小,随着流动长度的增加先急剧下降之后趋于稳定;紊流流动的熔体所受的剪应力随着垂直倾斜板表面距离的增大先急剧下降之后趋于稳定,随着流动长度的增加而不断增大;斜板倾角越大,斜板上相同位置的熔体层受到的剪应力越大;熔体垂直斜板表面距离越小,柱状晶所承受的弯曲应力越大;斜角越大,斜板上相同位置的柱状晶的弯曲应力越大;随着熔体在倾斜板表面流动长度的增加,在层流阶段,倾斜板表面柱状晶根部所受的弯曲应力先急剧下降之后趋于平稳,而在紊流阶段,弯曲应力是缓慢增加的;理论分析表明柱状晶在熔体近壁面流动过程受到的最大弯曲应力低于α-Al晶粒的屈服强度,所以斜板上熔体流动产生的弯曲力不能将柱状晶折断,只能将晶粒冲刷游离到熔体中使晶粒增殖,与实验结果相符合.所以本模型可以很好地解释熔体近壁面流动过程中的剪切本构关系以及剪应力对凝固组织的影响.