AlSi7Mg0.3/SiC_p复合材料低压铸造

介绍了颗粒增强铝基复合材料低压铸造的优越性及过程的动态特征。试验测定了含SiC15 %(体积分数 )、基体合金为AlSi7Mg0 .3的复合材料重力铸造和低压铸造的流动性、抗拉强度、延伸率。

钛对AlSi7Mg0.3合金力学性能的影响

研究了钛对ＡｌＳｉ７Ｍｇ０．３合金金相组织和力学性能的影响。钛量超过０．１２％，铝合金晶粒不再细化，而冲击韧度和伸长率急剧下降，抗拉强度缓慢上升，硬度变化甚微。力学性能如此变化可能是出现针状钛相造成的。ＡｌＳｉ７Ｍｇ０．３合金最佳钛量应在０．０８％～０．１０％范围内。此时，铁含量接近０．１８％。

钇基重稀土对AlSi7Mg0.3合金组织和性能的影响

采用钇基重稀土对AlSi7Mg0.3合金进行了细化变质处理,研究了钇基重稀土对合金组织、热处理态力学性能的影响。实验表明: 钇基重稀土能强烈变质AlSi7Mg0.3合金中的共晶硅,同时对初晶α(Al)有明显的细化作用,使合金的力学性能得到大幅提高。

铸造铝合金AlSi7Mg0.3应力腐蚀性能研究

利用拉伸测试,剥落腐蚀性能及扫描电镜分析等手段,研究了AlSi7Mg0.3合金的应力腐蚀性能。结果表明:合金材料其剥落腐蚀等级评定为PA级,其耐剥落腐蚀性能良好;合金材料试样在室温与50℃的3.5%NaCl腐蚀溶液介质中应力腐蚀敏感性相对较小;在室温和50℃空气中和3.5%NaCl盐水中进行拉伸时呈现出典型的韧性断裂特征。

轨道交通用大型铝合金齿轮箱铸件的研制

根据高铁复兴号用大型铝合金齿轮箱铸件的结构特点和技术要求,采用树脂砂造型及低压浇注方式,合理地设计浇注系统、冒口、冷铁及低压浇注工艺,并结合CAE仿真技术进行分析和工艺优化,成功解决了缩孔、缩松和气孔缺陷。最终研制的铝合金齿轮箱力学性能良好,内外在质量高,能够满足速度160km/h动力集中型动车组列车运行的需要。

固溶处理时间对铸造Al-Si-Mg合金低温力学性能的影响

对铸造Al-7Si-0.3Mg合金进行了20℃、-20℃和-60℃的拉伸试验,研究了固溶时间对其力学性能和显微组织的影响,并分析了Si相对断裂行为的影响及其作用机理。结果表明,随着固溶时间的延长,合金在20℃、-20℃和-60℃下屈服强度、抗拉强度和伸长率都呈先增加后降低的趋势,在固溶时间为10 h时取得最大值。随着固溶时间的延长,合金中Si相的尺寸和长宽比有所减小,在固溶时间为10 h时,合金中尺寸较小的Si相主要呈颗粒状,继续延长固溶时间至15 h时,Si相的尺寸和长宽比增加。随着试验温度的降低,Si相附近的滑移带数量呈现逐渐减少的趋势,较低温度下合金断口附近出现了较多的断裂Si相,但是相对而言,固溶时间为10 h的断裂Si相处的裂纹较小,且断口以小解理平面和韧窝为主,韧性相对未固溶时更好。

机械振动对AlSi7Mg合金组织和力学性能的影响

研究了不同机械振动强度下制备出AlSi7Mg合金的凝固组织,随着机械振动的加强,合金的初生相平均尺寸和晶粒改性产生明显变化,初生相平均尺寸呈减小的趋势,相对应的晶粒细化程度逐渐增加。当机械振动强度分别为0、1.5、3.0、4.5和6 mm·Hz时,合金的初生相平均尺寸分别为48.99、47.06、43.75、39.12、28.67μm;合金的抗拉强度分别为158.03、165.25、170.12、176.37、186.29 MPa;屈服强度分别为127.74、132.42、140.57、143.61、147.86 MPa;伸长率分别为2.20%、2.48%、2.71%、3.56%、4.80%。合金的力学性能随机械振动的加强逐渐升高。

汽车用AlSi7Mg铝合金的压铸工艺研究

采用不同的浇注温度和模具预热温度进行了AlSi7Mg铝合金试件的压铸,进行了试验件的力学性能测试和X射线无损分析。结果为:当浇注温度为700℃时,随着模具预热温度从150℃增加到350℃,试件的强度呈现先增加后减小的趋势。模具预热温度250℃的试件的抗拉强度达到最大值240.74MPa,屈服强度182.71MPa。当模具预热温度为250℃时,随着浇注温度从680℃升高至720℃,试件的强度同样呈现为先增加后减小的趋势。在其他压铸参数相同的条件下,在模具预热温度250℃时700℃浇注的AlSi7Mg铝合金压铸试件经过X射线无损探伤并未观测到明显缺陷。

流变铸造浆料温度对AlSi7Mg合金组织和性能的影响

采用流变铸造生产了AlSi7Mg铝合金的压铸件,对不同浆料温度的压铸件的微观组织进行了观察,并测试了不同参数生产出的压铸件的力学性能。结果表明,不同浆料温度下汽车用流变压铸AlSi7Mg合金的冷却速度随浆料温度的升高而逐渐增大;合金的晶粒平均尺寸随浆料温度的降低而逐渐变大;合金的抗拉强度随浆料温度的升高先升高后降低;合金的断后伸长率随着浆料温度的降低而增加。在浆料温度600℃时,汽车用流变压铸AlSi7Mg合金的力学性能最佳。

AlSi7Mg合金熔体等温处理中组织形态的演变

研究了AlSi7Mg合金在液相线附近不同的温度下保温时,其凝固组织形态的演变规律。在600～650℃之间不同的温度下对AlSi7Mg合金保温30min处理,研究了合金中初生α相的形态随温度改变而演变的过程。试验结果表明:在605～650℃之间保温时,随着保温温度的降低,初生α相逐渐由发达的树枝晶向蔷薇状枝晶和粒状晶转变;在605℃保温30min,可得到尺寸较小、分布均匀的粒状初生α相,在605℃以下保温时,初生α相又开始向蔷薇状形态演变。另外,在605℃下对AlSi7Mg合金进行不同时间的保温处理,结果显示:随着保温时间由10min延长到60min,初生α相的形态经历了由不规则的枝晶到均匀的粒状等轴晶再到蔷薇状组织的转变过程。

半固态AlSi7Mg铝合金的新型流变成形

采用新型流变成形技术,研究了压射比压与压射速度对半固态AlSi7Mg铝合金流变压铸过程的影响．结果表明:将低过热度浇注与短时弱电磁搅拌相结合,能制备出均匀的半固态AlSi7Mg铝合金浆料,适合流变压铸,流变成型参数范围较宽,有利于提高压铸件的质量．试片的璧厚、压射比压和压射速度都对半固态AlSi7Mg合金浆料的充填性有较大的影响．对于10 mm的试片,压射比压应≥15 MPa,压射速度应≥0．384 m／8;而对于5 mm的试片,压射比压应≥20 MPa,压射速度应≥1．152 m／8．

半固态铝合金浆料的复合制备和流变成形研究

利用短时弱电磁搅拌和低过热度浇注制备了半固态AlSi7Mg铝合金浆料,随后对该浆料进行了均热处理,并探讨了浆料温度、压射比压与压射速度对铝合金浆料流变成形过程的影响.制备结果表明,在630～650 ℃下浇注,同时辅以短时低强度电磁搅拌,AlSi7Mg合金中的初生α-Al呈现为球状,个别的初生α-Al呈现为蔷薇状;在固液两相区进行均热处理时,促进了初生α-Al的熟化作用,使初生α-Al进一步球化和粗化.成形结果还表明,浆料温度、压射比压和压射速度对半固态AlSi7Mg合金浆料的充填性影响较大,压射比压和压射速度越大及浆料温度越高,型腔越容易充满;铁芯位置距离内浇道越近,越有利于半固态AlSi7Mg合金浆料的充填;对于试验的钥匙铸件,只要浆料温度≥585 ℃,或压射比压≥20 MPa,或压射速度≥1.73 m/s,半固态AlSi7Mg合金浆料都可充满型腔.流变成形铸件的组织分布很均匀,表明采用低过热度浇注和弱电磁搅拌相结合所制备的半固态AlSi7Mg铝合金浆料适合流变成形,有利于获得高质量的压铸件.

电磁搅拌对AlSi7Mg合金显微组织的影响

采用自行开发的电磁搅拌器,研究了多种不同电磁搅拌方式,在不同工艺条件下,单独施加或复合施加对AlSi7Mg合金微观组织的影响。试验结果表明:单一施加旋转感应电磁搅拌时,浆料径向组织很不均匀;单一施加无芯感应电磁搅拌,当搅拌电流较小时,径向组织也不均匀,增大电流浆料质量有明显改善;采用(旋转感应+无芯感应)复合电磁场进行复合电磁搅拌时,可在电流较小时获得满意的浆料质量。

AlSi7 Mg系铝合金组织的热力学分析

运用Thermo Calc热力学软件对平衡条件下AlSi7Mg系铝合金组织进行了定量计算,研究了化学成分和温度两因素的影响规律。结果表明,AlSi7Mg系铝合金中Mg2Si强化相开始析出温度及数量主要取决于镁含量,增加镁含量可以提高Mg2Si强化相数量及其析出温度;200℃温度以上时效会导致Mg2Si强化相数量急剧下降及其强化效应的衰退,热力学计算确定的最佳固溶温度和时效温度分别在525～550℃和150～200℃之间,其结果与现有试验数据基本上相符。

半固态A356铝合金浆料的LSPWES制备和流变成形

利用短时弱电磁搅拌和低过热度浇注（LSPWES）制备了半固态AISi7Mg铝合金浆料，随后对该浆料进行了均热处理，并探讨了压射比压对铝合金浆料流变挤压铸造过程的影响。制备结果表明：在630-650℃下浇注，同时附以短时低强度电磁搅拌，AISi7Mg合金中的初生α-Al呈现为球状，个别的初生α-Al呈现为蔷薇状；在固液两相区进行均热处理时，促进了初生α-Al的熟化作用，使初生α-Al进一步球化和粗化。压射比压对半固态AISi7Mg合金浆料的充填性影响较大，压射比压越高，型腔越容易充满；对于本试验条件，只要压射比压≥34MPa，半固态AlSi7Mg合金浆料都可充满型腔。流变挤压铸件的组织分布很均匀，表明采用低过热度浇注和弱电磁搅拌相结合所制备的半固态AlSi7Mg铝合金浆料适合流变挤压成形，有利于获得高质量的压铸件。

高速动车组铝合金齿轮箱低压铸造工艺研究

介绍了高速动车组齿轮箱箱体的结构特点和技术要求,概述了箱体研制所采用的低压铸造工艺。对试制中出现的气孔、针孔及缩孔缩松等典型缺陷进行判定和分析,并通过MAGMAsoft软件进行箱体铸造工艺模拟分析和优化,进而采取有效措施成功解决了气孔、针孔及缩孔缩松缺陷,开发出质量稳定可靠的高速动车组铝合金齿轮箱,运用于同类型多种产品。

用行波电磁搅拌制备半固态AlSi7Mg合金浆料

用低过热度浇注和弱行波电磁搅拌工艺制备半固态AlSi7Mg合金浆料,研究了浇注温度和搅拌功率对其初生α-Al形貌的影响.结果表明,用该工艺可制备初生α-Al形貌呈小而圆整的球状晶粒、组织分布均匀、较大尺寸(直径为127 mm)的半固态AlSi7Mg合金浆料.浇注温度合适,短时间弱电磁搅拌(8 s左右)就可获得初生α-Al形貌大部分为球状,组织分布比较均匀的浆料组织.浇注温度一定,适当提高搅拌功率可明显改善初生α-Al的形貌,但是过高的搅拌功率并不能使初生α-Al的形貌进一步改善.用该工艺制备的半固态AlSi7Mg合金浆料,从其边部到心部的径向组织初生α-Al形貌经历了一个从枝晶组织向蔷薇状组织再向球状组织转变的过程.

AlSi7Mg合金半固态成形件的热处理工艺

利用电阻炉加热 ,采用正交设计方法 ,优化了半固态A3 5 6铝合金触变成形件轴瓦盖的热处理工艺 ,并进行了硬度测试。结果表明 :半固态成形后的轴瓦盖T6处理的最佳工艺制度为固溶温度 5 3 5℃ ,固溶时间 10h ,时效温度 165℃ ,时效时间 5h。其硬度值 (HV)为 116.85MPa ,此时析出相分布均匀 ,组织细小。

非比例载荷下Al-7Si-0.3Mg合金的循环特性及微观机理

在等效应变幅为0.22%时,研究了Al-7Si-0.3Mg铸造铝合金在比例、圆形、正方形、菱形、矩形与椭圆形路径下的循环变形行为,并用TEM观察了疲劳失效试样的位错结构.结果表明:在多轴加载条件下,材料均表现出循环硬化现象,循环硬化的速率和程度对加载路径有依赖性;非比例载荷下材料的疲劳寿命远小于比例加载时的寿命,且非比例加载下的疲劳寿命对各种非比例加载路径有依赖性,其中圆形路径下疲劳寿命最短;位错在不同的加载路径下形成不同的组态结构,位错与强化相、枝晶界及位错间的交互作用是铸造铝合金发生循环硬化的主要原因.

变温搅拌制备AlSi7Mg合金半固态浆料的研究

采用变温机械搅拌方法制备Al Si7Mg合金半固态浆料,研究了冷却速度、剪切速率对浆料组织的影响,探讨了强制对流条件下半固态浆料中球状初生相的制备机理。结果表明在强制对流机械搅拌、剪切速率40 s-1,冷却速度0.12~0.25℃/s以及剪切速率20~80 s-1、冷却速度0.12℃/s条件下制备出近球状组织的Al Si7Mg合金半固态浆料。增加剪切速率对浆料组织形貌影响不大,冷却速度是决定半固态浆料组织形貌的关键因素。强制对流下的合金熔体,在保证合金熔体温度场、溶质场均匀性和合适的冷却速度条件下,初生相就会以球状晶的特定生长方式生长,从而获得满足流变成形的半固态浆料组织。