ECAP变形对Mg_2Si增强耐热镁合金组织及性能的影响

为了提高镁合金的耐热性能,在Mg-Zn合金中加入Si,形成Mg-Zn-Si镁合金.采用ECAP工艺在变形温度为573 K和挤压路径为Bc条件下对Mg-Zn-Si镁合金进行不同道次的变形.运用金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等手段对变形后的Mg-Zn-Si镁合金进行了组织表征,对变形后的合金进行了室温拉伸和高温蠕变等力学性能测试.结果表明:随着挤压道次增加,α-Mg基体、Mg Zn相及Mg2Si相均得到细化且分布趋于均匀.1道次挤压后部分基体α-Mg细化,4道次挤压后α-Mg的尺寸减小为5~10μm,且晶粒大小趋于均匀;2道次挤压后Mg2Si相枝晶在原位置破碎为颗粒状,6、8道次挤压后Mg_2Si相呈弥散分布.4道次挤压后合金的屈服强度和抗拉强度均提高120%,伸长率提高353%;8道次挤压后合金的抗拉强度和伸长率与4道次相比变化不大,但屈服强度进一步提高了19%.随着挤压道次增加,高温抗蠕变性能提高,8道次后高温稳态蠕变速率降低5倍.Mg2Si相细化机理为受剪切而机械碎断.

电磁搅拌对镁合金AZ91D半固态组织的影响

研究了电磁搅拌强度和搅拌时间对镁合金AZ91D半固态组织的影响。结果表明提高搅拌强度和延长搅拌时间均有利于非枝晶组织的形成。电磁搅拌使初生αMg由枝晶状变为球状,是由于搅动引起熔体内热量和物质的快速混合,使熔体内各处的温度和成分均匀,不仅使已生成的树枝晶沿根部熔断分离,而且消除了枝晶生长的条件,无论是熔断的枝晶碎块还是新生成的晶核均生长成球状或近球状。

阻燃镁合金AZ91D-0.3Be-RE的研究

研究了添加铍对镁合金AZ91D的阻燃性以及混合稀土对其组织与力学性能的影响。结果表明,铍(Be)可以有效地提高镁合金的起燃温度,含0.3wt%Be的镁合金的起燃温度提高近300℃,可直接暴露在大气中熔炼。稀土可抑制镁合金AZ91D非平衡结晶的进行,同时也抑制Mg17Al12相的析出,强化了基体;另外花瓣状和短杆状Al4RE相可阻止裂纹的形成,增大合金的断裂抗力,从而使合金的室温抗拉强度在固溶态和时效态下均提高20%;硬度在铸态下提高20%,在时效态下提高30%。由于Al4RE相热稳定性高,使高温抗拉强度在铸态下提高50%,在时效态下提高20%;伸长率在铸态和时效态下均提高100%。

振动对Zn-27Al-Si合金组织性能的影响

在变质Zn 27Al Si合金液的凝固过程中给予振动,使生长在初晶硅球表面的条状共晶硅机械碎断而成为短杆状和蠕点状,从而减少了对基体的割裂作用,使合金的力学性能得到明显提高。试验表明,在振动条件下,钠仍可牢固地吸附在硅的孪晶台阶上,从而改变了硅晶体的生长方式,使初晶硅生长成球团状。同时还分析了锌铝硅合金的结晶凝固过程及组织特点,并对变质条件下初晶硅、共晶硅的生长机理以及振动对试验合金的组织与力学性能的影响机理进行了探索。

混合稀土变质对Zn-27Al-Si合金组织和力学性能的影响

通过试验和分析,发现稀土对Zn-27Al-Si合金中初晶硅的变质机理是稀土吸附在硅晶体生长表面,抑制了硅的生长,从而产生较大的过冷,使硅晶体细化。试验结果还表明由于硅晶体的细化使合金的力学性能得到显著提高。

钠盐变质及振动对Zn-27Al-Si合金组织和性能的影响

为了提高锌铝合金在干摩擦条件下的耐磨性以进一步拓宽其应用范围,在Zn-27Al合金中加入3%-4%Si,并通过钠盐变质及振动处理,制得Zn-27Al-Si合金.利用显微镜和电镜观察分析了试验合金中硅相形貌,并对合金的力学性能进行了测定.研究结果表明:钠吸附在硅晶体的生长台阶上使初晶硅产生大量分枝,最终生长成为球团状;振动一方面改变了结晶的温度场,抑制了共晶硅的析出,另一方面产生的“扰动”作用使硅球表面辐射生长的杆状共晶硅机械碎断,从而减少了硅相对基体的割裂作用,使试验合金在其他性能不变的情况下耐磨性提高3～4倍.

Na变质对Zn-27Al-Si合金组织性能的影响

通过试验和分析 ,发现 Na对 Zn- Al- Si合金中硅晶体的变质机理是 Na吸附在硅晶体的生长表面 ,改变了硅晶体的生长方式 ,使硅产生大量分枝 ,而不影响硅的形核。试验结果还表明硅相由板块状变为球状后 。

基于工程教育专业认证的铸造工艺课程设计改革与实践

基于工程教育专业认证的要求,为加强工程实践教育,对材料成型及控制工程专业铸造工艺课程设计进行了改革。将计算机模拟技术和"永冠杯"中国大学生铸造工艺设计大赛引入铸造工艺课程设计,增强了学生的学习兴趣和积极性,便于学生将所学各门课的分块知识融合在一起,使铸造工艺课程设计更接近于铸造生产实际,提高了学生分析和解决铸造复杂工程问题的能力。

电磁搅拌对镁合金AZ91D初生相形貌的影响及机理

研究了不同电磁搅拌工艺下镁合金AZ91D初生相α-Mg的形成过程及机理。结果表明:在不同的搅拌工艺下初生相的形成过程及机理是不同的。当金属液冷却到固液两相区后开始搅拌时,由于此时已形成大量的树枝晶初生相,影响初生相形貌的主要机制是:搅拌冲击作用使初生枝晶发生弯曲变形直至机械断裂;当金属液温度高于液相线开始搅拌时,主要机制是:搅拌使合金熔体内各处温度均匀,形核可在整个熔体内同时进行,且搅拌使正在生长的初生相枝晶臂大量熔断。此外还对电磁搅拌过程中金属液的受力和流动进行了分析。

电磁搅拌对镁合金AZ91D凝固组织的影响

利用自制的电磁搅拌装置和淬火技术,研究了励磁电压和搅拌时间对镁合金AZ91D凝固组织的影响。结果表明:增加励磁电压和延长搅拌时间均有利于花瓣状和团块状的初生α-Mg相形成。电磁搅拌极大地改变了熔体中的传热和传质过程,影响了晶体的形核和生长,从而决定了凝固组织。

关于《铸造工艺设计》课程教学改革的设想

根据社会对铸造专业人才的需求,以及《铸造工艺设计》课程的特点和要求,分析了《铸造工艺设计》课程教学中存在的不足之处,提出了具体改革设想。

电磁搅拌对镁合金半固态组织的影响及机理

研究了电磁搅拌工艺对镁合金半固态组织的影响及机理。结果表明:电磁搅拌改变了合金的形核和生长条件,使镁合金AZ91D初生相由枝晶状变为球团状。研究还表明:搅拌引起的枝晶熟化、机械碰撞冲刷作用以及合并生长是镁合金半固态组织形成的主要机制。

镁合金半固态铸造的现状及发展前景

介绍了镁合金半固态铸造的三种工艺和镁合金半固态组织制备方法的研究与应用现状。展望了镁合金半固态铸造技术在我国的发展前景。

阻燃镁合金AZ91D-0.3% Be-Sr的研究

研究了镁合金AZ91D-0.3%Be-Sr的阻燃性及Sr对合金显微组织和力学性能的影响,结果表明,在镁合金AZ91D中加入0.3%Be,显著提高了阻燃性,使试验合金可在无覆盖和保护的条件下直接暴露在大气中熔炼。加入少量Sr可使镁合金AZ91D-0.3%Be-Sr的组织得到细化,力学性能显著提高。X射线衍射分析表明,阻燃机理是在合金液表面形成致密的MgO-BeO复合保护膜,阻止了镁合金的进一步氧化燃烧。

旋转磁场对ZA27(Si)合金组织的影响

研究了电磁搅拌对ZA27(Si)合金组织的影响,结果表明:强烈的电磁搅拌使ZA27(Si)合金中初晶硅显著细化和球团化,共晶硅大部分粒化,基体组织也明显细化。研究还表明:电磁搅拌引起的机械破碎、摩擦作用、抑制择优生长作用、促进枝晶熔断作用及促进非均质形核作用是组织细化的主要机理。

Be、RE对AZ91D阻燃性、组织及力学性能的影响

研究了Be的加入量对镁合金AZ91D起燃温度的影响,以及Be、RE对AZ91D显微组织与力学性能的影响。结果表明,含0.3%Be的AZ91D的起燃温度提高近300℃,Be的加入促进Mg17Al12相以离异共晶方式析出,降低了AZ91D的拉伸性能。加入1.0%RE可抑制Mg17Al12相的析出,从而强化了基体,Al4RE相可阻止裂纹的形成与扩展,增大试验合金的断裂抗力,使抗拉强度显著提高。固溶处理后拉伸性能得到了进一步提高。

P变质对Si合金化AZ91镁合金显微组织和力学性能的影响

采用X射线衍射、高分辨透射电镜等现代分析测试手段研究了Al-P中间合金变质处理对AZ91＋0．7％Si合金的显微组织和力学性能的影响。研究结果表明：AZ91＋0．7％Si合金中加入一定量的Al-P中间合金变质处理后，Mg2Si的形貌发生了显著变化，由汉字状变为细小的颗粒状，其颗粒的平均尺寸为6～10μm，且基体组织的平均晶粒尺寸由原来的100μm减小到45μm左右，β-Mg17Al12相出现不同程度的断网，从而使AZ91＋0．7％Si合金的力学性能得到显著提高。说明Al-P中间合金对Si合金化的AZ91镁合金具有很好的变质强化功效，是一种Mg2Si化合物的强化粒化剂。

复合变质对过共晶高硅铝合金组织和性能的影响

研究了复合变质对过共晶铝硅合金组织和性能的影响 ,实验结果表明 :经采用ZXH复合变质剂变质处理后 ,过共晶铝硅合金中的初晶硅晶粒平均尺寸由变质前的 2 5 0 μm变为 35 μm ,抗拉强度由变质前的 178MPa提高到2 36MPa ,冲击韧度由变质前的 7J/cm2 提高到 15 .4J/cm2 。所使用的这种新型变质剂具有同时细化初晶硅和共晶硅的功效 ,且具长效性。由此说明 ,这种复合变质剂是一种强效变质剂 ,工艺宽容性好 ,便于在生产中推广应用。

旋转磁场对Pb-Sn-Sb合金组织及性能的影响

为了改善Pb-Sn-Sb三元轴承合金液态成型过程中的比重偏析,用旋转磁场控制Pb-Sn-Sb合金液态成型过程.采用光学显微镜、扫描电镜能谱分析研究了旋转磁场对Pb-Sn-Sb合金显微组织及成分分布的影响.用布氏硬度计、摩擦磨损试验机测试Pb-Sn-Sb合金的硬度及摩擦磨损性能.实验结果表明:旋转磁场能有效改善Pb-Sn-Sb合金的比重偏析,且能细化晶粒.激磁电压为45V时,SbSn块状化合物在试样上下截面分布最均匀,块度变小,比重偏析改善效果最好;试样上下截面Pb、Sn、Sb三元素含量基本趋于一致.随着激磁电压增加,试样上下截面的硬度及耐磨性有一定程度提高,并明显趋于一致.

等通道转角挤压ZAM63-1Si镁合金的组织和性能

试验研究了Mg-6Zn-3Al-1Si镁合金通过等通道转角挤压(ECAP)后的微观组织和力学性能。结果表明:ZAM63-1Si镁合金ECAP后,α-Mg基体、汉字状的Mg_2Si相及层片状MgZn相得到有效细化,随着道次的增加,汉字状Mg_2Si逐渐破碎成颗粒状,并逐步相对均匀地分布在细化后的α-Mg基体中。等通道转角挤压后,该合金的力学性能显著提高。铸态合金屈服强度为41 N/mm^2,抗拉强度为62 N/mm^2,伸长率为1.35%。1道次挤压后合金的屈服强度提高到152 N/mm^2,抗拉强度提高到173 N/mm^2,伸长率提高到2%;4道次后屈服强度和抗拉强度分别提高到210 N/mm^2和240 N/mm^2,伸长率提高到6.5%。