结晶初期熔体流动对半固态合金粒状初晶形成的作用

采用控制熔体结晶法制得颗粒状组织半固态 ＺＬ１０１合金，研究了结晶初期熔体流动对粒状初晶形成的作用．结果表明：粒状晶的形成除受浇铸温度影响外，还与熔体充型方式有关．常用的上铸充型可使初生α相粒化，而充型平稳的底铸所得组织仍以树枝晶为主．６８０℃浇铸后自然凝固组织为树枝状；相同条件下，在液相线温度附近对熔体施以极短时的搅动，便得到粒状α组织．数值模拟揭示了熔体充型及结晶初期温度和流速的变化，液相线温度附近的熔体流动是粒状晶形成的关键．

半固态合金连续铸轧的技术现状与发展前景

半固态连续铸轧是一种融连续铸轧与半固态工艺为一体的新型金属板材成形技术。综述了半固态连续铸轧技术的现状与研究要点;分析了存在的问题并阐述了发展前景。

半固态合金流变成形技术的研究现状与发展

系统总结了半固态合金流变成形技术的研究进展和工业应用现状。按照半固态浆料的制备方法及制浆与成形之间的关系,分别介绍了机械搅拌式流变铸造、电磁搅拌式流变射铸、倾斜板浇注式流变铸造、液相线铸造(模锻)和Semi SolidRheocasting(SSRTM)技术的成形原理、技术特点、设备结构和工业应用现状,分析了其发展前景。

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 。

SCR工艺参数对A2017半固态合金组织的影响

采用自行设计的SCR实验机制备A2017半固态合金,研究了SCR工艺参数对A2017半固态合金组织的影响。实验结果表明,合金液浇注温度和轧辊冷却水流量共同影响辊靴间隙中半固态合金的固相率,降低浇注温度或者增大冷却水流量,辊靴间隙高固相率合金区间增长,晶粒尺寸变小;减小辊靴间隙或者提高轧辊转速提高合金层流剪切强度,利于枝晶破碎;增大出口半固态浆料冷却速率能有效抑制晶粒继续生长,保留其完整的非枝晶半固态组织。合金液浇注温度为760～780℃,辊靴间隙为4～6mm,轧辊冷却水流量200～300ml/s条件下,SCR技术可获得浆料状A2017半固态合金,凝固后坯料为均匀、细小的非枝晶等轴晶组织,晶粒大小在40～50μm之间,SCR技术是一种制备半固态加工坯料的理想方法。

A2017半固态合金的半固态扩展成形

用单辊搅拌(SRS)实验机进行了A2017合金的半固态凝固实验,研究了A2017半固态合金组织的形成机理。在轧辊剪切力的作用下在轧辊粗糙表面生长初始枝晶,破碎后形成自由晶,自由晶自由运动和生长形成细小均匀的A2107合金球形组织。在710～750℃内浇注,可制备出具有细小、均匀球形组织的A2017半固态合金。使用在辊-靴型腔出口处的扩展成形模可实现A2017合金半固态连续扩展成形,使半固态成形与扩展挤压相结合,通过控制浇注温度得到了表面状态良好的断面尺寸为14mm×25mm的A2017扁型材料。用半固态扩展挤压方法得到的材料断裂强度为280MPa(比国标值提高100MPa);延伸率为49％(比标准值提高29％)。

半固态合金流变成型工艺理论--第一部分流变充型理论

半固态合金熔体直接浇入储料腔后,在压力作用下依靠自身特有的流变性,依次通过直浇道、横浇道和内浇道,逐步充填工件型腔的过程称为半固态合金熔体流变充型.流变充型的微观过程包括其中液相的主动流变和固相的被动流变,可能出现均匀流变充型和分离流变充型两种形式,导出了分离流变的发生条件.理论分析了流变充型阻力的来源和定量计算公式,发现最大充型长度取决于模具(或铸型)的冷却能力、半固态熔体自身的微观结构和流变特性以及成型工艺参数,给出了螺旋线型腔最大充型长度的估算公式.

半固态合金流变充型的临界条件

通过对半固态合金流变充型过程的物理分析,结合半固态合金包含圣维南体和假塑性体的流变特性,根据充型驱动力大于或等于充型阻力,阻流通道内不可流动层厚度小于阻流截面最小厚度的1/2这两个充型临界条件,运用不可压缩粘性流体流动理论,建立半固态合金充满型腔获得完整零件的两个临界条件的数学表达式。为了验证其准确性,对钩舌、轴箱体零件进行了流变成形实验,实验结果证实该临界条件数学表达式的正确性。该式包含设备参数、工艺参数、材料参数和模具参数,可用来指导半固态流变成形工艺设计、设备选型,并能进行缺陷预测和充型过程控制。

半固态合金流变成型工艺理论——第1部分流变充型理论

半固态合金熔体直接浇入储料腔后,在压力作用下依靠自身特有的流变性,依次通过直浇道、横浇道和内浇道,逐步充填工件型腔的过程称为半固态合金熔体流变充型。流变充型的微观过程包括其中液相的主动流变和固相的被动流变,可能出现均匀流变充型和分离流变充型两种形式,当型腔压力Pm大于粘滞力τ时,将出现分离流变。理论分析了流变充型阻力的来源和定量计算公式,发现最大充型长度取决于模具(或铸型)的冷却能力、半固态熔体自身的微观结构和流变特性,以及成型工艺参数,给出了螺旋线型腔最大充型长度的估算公式。

剪切速率增稠半固态合金浆料的流变力学模型

半固态合金浆料的本质特性依靠宏观因素．这些因素控制着材料的流变行为，它们又可转化为内变量和外交量．内变量包括因相颗粒的团块化程度、流体粘度、颗粒尺寸、颗粒形貌和颗粒尺寸的分布外变量包括温度和剪切速率．在原来的简单模型上，根据半固态合金浆料的不同特性，得出不同条件下的新模型．

半固态合金触变铸造成形充型过程数值模拟的初步研究

根据触变铸造固态合金的流变特性，将半固态合金在触变铸造充型过程的流动简化为均相等温层流流动，并在此基础上建立了连续方程、动量方程和守恒标量方程，开发了适用于半固态合金触变铸造充型过程的数值模拟系统。充型过程的计算机数值模拟，主要是确定充填过程中半固态合金的自由表面形貌的变化。本文采用守恒标量法，将自由表面视为内部界面，从而无需在自由表面处施加边界条件。为了验证本文开发的模拟系统的可靠性与适用性，根据半固态合金的特点，在自制的半固态合金触变成形装置上进行了半固态合金成形工艺的研究。数值模拟结果与实验充型结果基本相符。

半固态合金流变行为研究进展

论述了半固态合金流变行为的研究方法,指出同轴双筒测试方法更加适合于半固态合金。归纳分析认为,半固态合金流变行为的主要特征是:当固相分数一定时,在等温稳态条件下,表观粘度随剪切速率的增大和冷却速率的降低而下降,即呈假塑性特征;而在等温动态流变条件下,其流变行为则属于胀流型。描述其流变行为的流变模型普遍以五元件机械模型形象地表示。

半固态合金浆料挤压变形的液相偏析模型

描述了一种轴向挤压的半固态合金浆料的数学模型.半固态合金浆料的固相和液相可以相互邻接,它们的变形行为可以藕合.固相的增稠控制着流体流动行为,由此得到在液相中分布的压力可能会影响固相的增稠和液相的偏析.模型可以用来预测半固态合金试样径向上的液相体积分数的分布情况.

半固态合金流变成形技术的研究进展

半固态合金组织的形成有两种不同的途径:枝晶球化和球形组织直接生长。经过30多年的发展,半固态合金流变成形又成为目前的研究重点。论述了双螺旋机械搅拌式流变射铸工艺、New Rheocast Processing、Semi Solid Rehoeasting、低过热度浇注和弱电磁搅拌式流变铸造、Continuous Rheoconversion Process的工艺特点和核心思想,分析了其发展前景。

SCR技术制备2A11半固态合金的研究

在介绍单辊剪切／冷却技术制备半固态 2All合金材料原理的基础上，提出了半固态 2All合金珠影晶粒组织形成的新观点；枝晶破碎与内液体合金形核形成自由晶，自由晶自由运动生长而球化。研究分析表明：浇注温度、冷却强度、轧辊转速与辊靴表面性质影响半固态2All合金组织。

半固态合金流变成形工艺理论--第二部分流变补缩理论

半固态合金熔体的体收缩是其中液相与固相温度降低带来的体收缩与凝固相变体收缩三部分之和,其大小主要受各相的收缩系数和固相率控制.半固态熔体的缩孔形成机理是液相被固相包围封闭,收缩得不到补充,形成分散孤立的小缩孔,一般不形成集中缩孔.半固态成形的补缩机理是整体流变补缩,其中直接加压成形中的补缩机理是压缩流变补缩,而间接加压成形的补缩机理是胀形流变补缩.实现补缩要求所加压力大于整体流变抗力的同时,还要求加压时间大于全部凝固时间以及加压流变速度大于体收缩速度.给出了补缩条件的数学计算公式.

半固态合金非枝晶组织制备方法及形成机理研究进展

半固态金属加工是近年来金属加工技术研究的热点.论述了半固态合金非枝晶组织制备方法,如:机械搅拌法、电磁搅拌法、紊流效应法、剪切-冷却-滚动法、应变诱发熔化激活法、喷射沉积法等.介绍了近些年来半固态合金非枝晶组织机理研究的新进展,并提出了今后的研究方向.

半固态合金加工技术若干问题的思考

在第一届半固态金属加工技术研讨会和第6届国际合金及复合材料的半固态加工学术会议的学术论文中,对发展半固态合金加工技术提出一些值得注意的、富有挑战性的技术见解,例如控制冷却的制浆技术、连续加热的加热-部分重熔技术、新型半固态合金的研制、成形与凝固分离、等温-密实-冷锻-密实-终成形、加工过程的集成和一体化等等,作者均给予了扼要介绍,并提出了发展我国半固态加工技术的前景对策。

SCR工艺制备的2A11半固态合金成形性的研究

对ＳＣＲ艺制得的２Ａ１１（ＬＹ１１）半固态坯料的重熔组织与成形性能进行了研究。实验证明，ＳＣＲ工艺２Ａ１１半固态坯料在 ５３０～５７０℃重熔温度范围内，合金组织优良，可进行半固态加工。ＳＣＲ工艺 ２Ａ１１半固态坯料半固态加工存在合理变形范围，进行半固态加工最大容许的变形范围为６４％～７２％。

半固态合金成形的技术现状与展望

总结了半固态合金成形技术中的组织演变、流变行为以及坯料制备和成形工艺等方面理论与应用研究成果 ;对半固态成形技术的发展现状与趋势进行了分析和讨论 ;并从经济和市场需求角度分析半固态成形技术成本问题