超声作用下半连铸7050铝合金的偏析行为及形成机制

采用SPECTRO-MAXx立式直读光谱仪和Leica金相显微镜,研究超声功率对半连铸过程中7050铝合金微观组织及溶质Zn元素径向分布的作用规律。结果表明:在超声外场作用下铸锭组织明显细化,混晶减少,溶质Zn元素的径向逆偏析程度减弱,并随着超声功率的增加,晶粒细化程度及宏观偏析的弱化效果更好,溶质Zn元素的偏析比由未加超声时的1.190降低为240 W功率超声作用时的1.086;在超声外场调控下,铝合金熔体偏析弱化的主要原因是由于形核率增加,晶粒细化,两相区液固相相对运动速度减小;液穴变浅,由铸锭收缩导致的富集液相径向流动减弱,是径向偏析程度减弱的另一原因;在半连续铸造过程中,采用超声外场控制液相的流动是弱化铸锭径向宏观偏析的有效手段。

熔体超声处理对7050铝合金铸锭宏观偏析的影响

采用SPECTRO-MAXx立式直读光谱仪和Leica金相显微镜,研究超声外场下7050铝合金半连续铸锭中微观组织的演变规律及溶质元素Zn,Mg和Cu的宏观偏析行为。研究结果表明:熔体超声处理后的铸锭组织变得细小,混晶减少,溶质元素的宏观偏析程度得到弱化,且随着超声功率的增大,溶质元素分布更加均衡,在240 W超声功率作用下,Zn,Mg和Cu的偏析比由未加超声时的1.243,1.158和1.190分别降低为1.086,1.098和1.110;超声外场的引入使得液穴变浅,由铸锭收缩引起的溶质元素在枝晶间的横向流动作用减弱;晶粒的有效细化导致液固两相的相对运动速度减弱;溶质原子的扩散程度得到强化是超声弱化偏析的主要原因。

超声外场对7050铝合金铸锭凝固微观组织的影响

基于元胞自动机法耦合有限差分法原理,对经超声外场处理的7050铝合金熔体凝固组织进行微观模拟,研究施振功率和冷却方式对7050铝合金微观组织的影响,在实验验证的基础上,对超声细化晶粒的机制进行说明。模拟和实验结果表明:熔体经超声处理,凝固组织明显细化,组织形貌由枝状晶变为细小等轴晶,超声的空化效应和声流效应使得形核率增加是晶粒细化的主要原因;在实验功率范围内,超声功率为240 W时晶粒细化效果最佳,此时晶粒的平均尺寸为72μm;超声细晶过程需要1个最短必要时间tmin,冷却强度低时,超声有效作用时间延长,晶粒的均匀化和细化程度增加。超声功率为200 W时,改变冷却方式,随炉冷却方式所得晶粒最小,平均尺寸为82μm。

高能超声辅助制备SiCp／7050复合材料的组织均匀性

利用高能超声辅助制备SiC颗粒增强7050铝基复合材料,研究超声工艺参数对SiC颗粒分布均匀性的影响规律和超声作用机制。研究结果表明:超声的空化效应对颗粒的团聚有阻碍作用,超声功率越大,SiC颗粒的分布改善效果越明显,但是SiC颗粒在超声场中由于驻波场中声辐射力的作用,在一定时间内会发生偏聚现象;综合超声的作用效果来看,熔体经2 000 W功率超声施加15 min后立马浇注有利于获得理想的SiCp/7050复合材料微观组织。

功率超声对铸造7050合金中显微疏松的影响

通过传振工具杆对铝熔体进行超声振动处理,探讨了不同的超声功率对7050铝合金铸锭中显微疏松形成的影响。结果表明,经超声处理的铸锭,不仅显微疏松明显减少,而且显微疏松的最大尺寸也明显减小。当其他条件相同,超声功率为200W时,晶粒细化效果最好,超声功率为240W时除气效率最高,当超声功率为240W时,抑制显微疏松形成的效果最佳,铸锭中横截面处显微疏松减少了14.3%～47.9%,中心显微疏松也减小了26.3%～45.0%,这表明超声的细化晶粒和除气作用对抑制显微疏松的形成起了关键作用,而除气起主导作用。此外,工具杆下方的声流效应显著,其对促进液体补缩抑制中心疏松的形成起了积极作用。

汽车热交换器用三层复合铝箔

综述三层复合铝箔在汽车热交换器中的应用与发展现状,介绍其材料构造、性能参数和生产工艺。三层复合铝箔是以Al-Si系铝合金为芯材,双面包覆Al-Mn系铝合金而构成,具有优异的综合性能,密度比同类铜箔产品少40%。复合铝箔的热轧及冷轧制备工艺也已相当成熟,在汽车工业中应用广泛,具有很好的市场发展前景。

高功率超声外场下7050合金中的显微疏松

通过对超声波发生器的优化，研究了高功率超声波对7050铝合金铸锭中显微疏松形成的影响。试验结果表明，高功率超声处理的铸锭的组织更加致密，声流效应更加显著。在试验所用超声功率范围内，超声功率为2600W时除气效率最高，抑制显微疏松形成的效果最佳，铸锭中横截面处显微疏松百分比减少了30．4％～56．3％，中心显微疏松的百分比也减4、了31．1％-53-3％，这表明高功率超声振动能极大降低显微疏松的形成。

超声铸造工具杆端面对铝合金显微疏松的影响

通过对工具杆端面的优化,研究了3种不同端面的工具杆在不同功率下对7050铝合金铸锭中显微疏松形成的影响。实验结果表明:球端面工具杆的作用范围和强度都比较大,距铸锭表面60 mm处显微疏松百分比减少了52.7%;虽然圆锥端面工具杆的作用范围最大,但其声强效果最弱,衰减最快,抑制显微疏松形成的效果最差;平端面工具杆的轴向声强最大,且有明显的声流现象,抑制中心显微疏松形成的效果最好,中心显微疏松的百分比减小了63.5%.超声振动能够同时促进液体补缩和降低氢含量,从而可以根本上减少显微疏松的形成.此外,工具杆下方的"声流效应"显著,其对促进液体补缩抑制中心疏松的形成起了积极作用.

Al-Cu合金凝固过程的模拟与分析

利用Jmat-Por软件模拟计算Al-Cu合金的凝固路径及合金中Al3（Zr3Ti）相的生成温度、生成数量随Zr和Ti元素含量变化的规律。结果表明，计算机模拟与DSC和微观组织测试结果基本一致；Al3（Zr，Ti）相的百分含量随着Zr和Ti含量的增加而逐渐上升，同时Al3（Zr，Ti）相的生成温度也随着Zr和Ti含量的增加而逐渐增加；当两种元素的含量在0．20％-0．45％之间变化时．这种相的形成温度区间为754～816℃。

超声外场对SiC_p/7085复合材料界面及拉伸性能的影响

为研究超声辅助制备工艺对SiC_p/7085复合材料界面结合及拉伸性能的影响,用机械搅拌、机械搅拌+超声施振、超声施振3种工艺制备体积分数为10%的SiC_p/7085复合材料.采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)研究各工艺对SiC_p/7085复合材料的界面微观组织和拉伸性能的影响.实验结果表明:机械搅拌工艺促进大颗粒(80μm)与熔体结合,但产生了粗大Al4C3界面产物包裹层,且难改善小颗粒(37μm)与熔体界面结合差的问题;超声施振能促进界面反应,生成尺寸细小、排列规整、紧密的Mg O、Mg Al2O4界面强化相覆盖层,有效改善小颗粒与熔体界面结合;相比于7085铝合金,机械搅拌不能改善SiC_p/7085复合材料拉伸性能,而超声施振的加入能显著提升材料拉伸性能.

SiC_P/7085复合材料制备工艺及实验研究

采用半固态金属-增强相混合工艺制备SiC颗粒体积分数为10%的SiC_P/7085铝基复合材料,研究微米SiC颗粒在机械搅拌、超声搅拌和复合搅拌等工况下在7085铝基体中的分布规律以及不同制备工艺对SiC_P/7085复合材料拉伸性能的影响规律。结果表明:机械搅拌能够改善颗粒分布的均匀性,但同时会增加气孔缺陷;超声搅拌能有效减少复合材料中的气孔数量;采用复合搅拌工艺(30min机械搅拌+30 min超声搅拌)制备的SiC_P/7085复合材料颗粒分布均匀、气孔显著减少,抗拉强度较基体合金有较大提高,其中SiC颗粒尺寸为80、30μm的复合材料的最大抗拉强度较基体分别提高了57%和67%。

超声外场下SiC_p/7085复合材料界面结合机理

采用半固态混合—机械搅拌—超声搅拌工艺制备体积分数为10%的SiC_p/7085复合材料,通过扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析制备过程中2种粒度SiC颗粒的界面结合、界面相及成分的演变规律,研究超声外场对复合材料界面结合的影响机理。研究结果表明:半固态混合—机械搅拌工艺基本实现了大粒度SiC颗粒与基体的界面结合,但在界面处生成了大量Al_4C_3,而对于小粒度颗粒,机械搅拌的作用效果不明显;超声外场作用下的空化效应产生高温高压,有效改善小颗粒与熔体的润湿性,并使得Mg元素在界面处富集,生成MgO和MgAl_2O_4等界面强化相,获得更优的结合界面。

从认识论的角度看藏象学说的科学内涵

认为古代医学在创立人体脏腑生理假说的同时,还以人体显要脏器的名称为符号,对人体各方面的生理病理现象进行了科学的归类,这种关于人体生理病理的理论,正是中医藏象学说的科学内涵。

表面处理对7075铝合金与1J50软磁合金胶接性能的影响

以7075铝合金板和1J50软磁合金板为研究对象,用光学接触角测试仪和扫描电镜(SEM)研究不同表面处理方式对金属表面微观形貌、湿润性和表面自由能的影响规律,揭示合金单搭接头强化机制。结果表明:喷砂与硫酸阳极化处理通过形成均匀分布凹坑和氧化膜层,提高合金表面粗糙度、润湿性和自由能。1J50软磁合金喷砂前后表面自由能分别为45.7、57.9 mJ/M^(2);7075铝合金经喷砂+阳极氧化复合表面处理后(S4组),表面自由能和剪切强度达极大值,分别为66.5mJ/M^(2)和6.48 MPa,破坏机制由原始的界面失效转化为内聚失效。因此,最佳胶接工艺为7075铝合金喷砂+硫酸阳极氧化处理。1J50合金喷砂处理为最佳表面处理方式。

超声处理对SiC颗粒增强铝基复合材料微结构与性能的影响

利用超声波预处理颗粒与合金熔体的复合工艺制备SiC颗粒增强铝基复合材料,研究七种不同的超声预处理工艺对SiC颗粒表面清洁度与润湿性的影响规律,研究搅拌过程中不同超声功率、施振时间对增强体颗粒分布、界面形态与材料原生性能的影响规律及作用机制。结果表明:高温焙烧工艺可以显著改善颗粒的清洁度与润湿性;增大超声功率能够增强对SiC颗粒团聚的抑制作用,提高其在基体组织分布的均匀性,在功率一定的条件下,施振时间不宜过长,否则超声的驻波效应将形成颗粒的二次偏聚。

超声铸造7050铝合金的微观组织和宏观偏析规律

采用不同功率超声对铝熔体进行处理,研究超声场对7050铝合金凝固组织和宏观偏析的影响规律.结果表明:超声振动产生的空化效应和声流效应影响熔体的凝固过程,合理功率的超声能有效细化晶粒、优化组织及改善宏观溶质分布.当超声功率达到170 W时,铸锭径向宏观偏析的弱化效果最好,Zn、Mg和Cu的偏析指数分别为0.0593、0.0565和0.0319;超声功率超过170 W,溶质元素在中心区域富集量显著提高,宏观偏析程度增大.

超声外场对SiCp/7085复合材料颗粒微观团聚与界面结合的作用机理

采用半固态混合-机械搅拌-超声施振的方法制备了体积分数为10%的SiCp/7085复合材料,通过金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射对颗粒分布与界面进行研究,重点研究超声外场对复合材料颗粒团聚与界面结合的作用机理.实验结果表明:单纯机械搅拌对400目颗粒的团聚与界面结合的作用效果有限;超声外场下,空化作用产生的微射流与瞬时高温高压能够有效破除颗粒团聚体的包裹层,打散颗粒;超声破除颗粒表面氧化膜,除去气体层,使熔体中的镁元素与颗粒直接接触并反应是改善熔体与颗粒润湿性的重要因素;最终在界面处生成MgAl_2O_4强化相,从而获得更优的界面结合.