激光熔化沉积Al-Mg-Sc-Zr合金晶粒尺寸预测及成形工艺优化

通过激光熔化沉积试验分析了工艺条件(送粉速度、扫描速度和激光功率)对Al-Mg-Sc-Zr合金晶粒尺寸的影响,构建了晶粒尺寸预测模型,优化了成形工艺参数,给出了工艺参数最佳区间。结果表明,相较于激光功率和扫描速度,送粉速度对晶粒尺寸的影响最为显著;随着成形能量密度的增加,合金晶粒尺寸呈现出先减小后增大的演变趋势;采用回归方程构建的晶粒尺寸-工艺参数关系模型能准确预测不同工艺条件下激光熔化沉积Al-Mg-Sc-Zr合金的平均晶粒尺寸,相对误差小于2%;通过响应面分析得到工艺参数最佳区间为:送粉速度2.8~3 g·min^(-1)、激光功率1000~1050 W、扫描速度4~5 mm·s^(-1)。

大尺寸Al-6Mg-0.3(Sc,Zr)合金铸锭铸态和均匀化态微观组织对比

采用高分辨电镜、透射电镜、扫描电镜、光学显微镜和显微硬度测试等方法,研究大尺寸Al-Mg-Sc-Zr铸锭均匀性及不同温度均匀化后组织性能的变化。结果表明,大尺寸铸锭铸态组织存在组织和性能不均匀,边部冷却速率高,晶粒小、析出相多、硬度高;中心存在镁偏析。均匀化热处理后,中心镁偏析部分消除,发生固溶强化;铸锭析出Al3(Sc,Zr)粒子起到析出强化作用。高于350℃析出粒子的直径大于临界直径,强化机制为Orowan绕过机制。析出粒子直径越大,强度增量△σOr值减小,温度升高而硬度下降。

半连续铸锭尺寸对Al-6.5Zn-2.3Mg-2.3Cu合金铸态组织的影响

采用激光共聚焦显微镜研究Al-6.5Zn-2.3Mg-2.3Cu超高强铝合金半连续铸锭中的枝晶臂间距和非平衡凝固共晶体片层间距随铸锭尺寸的变化情况。结果表明:当铸锭为Φ110 mm、Φ200 mm圆锭和440 mm厚扁锭时,其枝晶臂间距相应为27μm8、5μm和141μm,其片层间距相应为0.25μm、0.27μm和0.48μm。

大尺寸K465镍基高温合金母合金铸锭表面缺陷形成机理

通过对大尺寸K465镍基高温合金母合金锭表面缺陷进行组织观察和缺陷附近的元素浓度分布测量,研究了表面气孔、细小裂纹及蛛网状裂纹的形成机理。结果表面,浇注期间,金属锭模内壁放气或内壁上附着的少量气体在钢液浇注瞬间体积增大,并延铸锭薄弱区域向合金锭内膨胀,是导致母合金锭表面产生孔洞的主要原因。锭模预热期间内壁形成的碳层被钢液卷入并与熔体中的Ti反应形成脆性较大的TiC,并在合金锭冷却收缩期间断裂,是表面产生细小裂纹的主要原因。而原料中通过精炼处理未完全消除的N元素杂质,以及由真空炉漏气产生的“过堂风”可促进熔体中形成的大量TiN颗粒,随合金液注入锭模后,局部TiN颗粒聚集引起该区域液相流动受阻,阻碍与周围区域的浓度交换,导致形成α-W;另一方面,TiN颗粒促进大量MC碳化物析出,使该区域与周围的组织差异性较大,导致该区域在合金锭冷却期间发生热裂,从而产生蛛网状裂纹。

“辊式小尺寸铸锭水平连续铸造系统”获国家发明专利

山西银光镁业公司技术中心申请的“辊式小尺寸铸锭水平连续铸造系统”获国家发明专利。该系统包括引流部分结构、成形部分结构和冷却系统。此发明具有结构简单紧凑，占用空间小，铸造效率高，表面质量好等特点，特别适用于镁及镁合金、铝及铝合金等材质小尺寸铸锭的水平连续铸造。

不同种类和含量的Al-Ti-B晶粒细化剂添加对5182合金晶粒细化效果的影响研究

研究了在5182合金铸造过程中添加不同种类和不同用量的Al-Ti-B晶粒细化剂对铸态晶粒细效果的影响。采用金相显微镜和扫描电镜观察铸态晶粒的形貌与尺寸变化情况,进行对比测试。结果表明,在同样的添加水平下,B类铝钛硼丝的细化能力要明显优于A类铝钛硼丝。当晶粒尺寸达到相同水平时,B类铝钛硼丝的用量仅为A类的1/3,而且B类铝钛硼丝不同批次间的细化稳定性要高于A类铝钛硼丝。根据研究结果分析出了5182铝合金铸锭在线生产时的最优配比方案,能够有效提高生产效率,降低晶粒细化剂的使用成本。

工艺参数对大尺寸K465镍基母合金锭中心缩孔的影响

分析了大尺寸K465镍基母合金锭产生中心缩孔的原因,通过设计正交试验,采用ProCAST软件对浇注温度、浇注速率、模具温度等工艺参数对铸锭缩孔的影响程度进行了模拟计算,研究了大尺寸K465镍基高温合金母合金锭中心缩孔的影响因素。结果表明,合金锭由外至内的晶粒分布为细小等轴晶、横向柱状晶、粗大等轴晶,当横向凝固速率过快时容易导致枝晶搭桥,阻碍上部液相向下补缩,是产生中心缩孔的主要原因。通过数值模拟计算发现,中心缩孔主要受浇注温度影响较大,对浇注速率的敏感性较小。最优浇注工艺如下:浇注温度为1420℃、浇注时间为20 s、模具温度为700℃,可大幅降低合金锭的中心缩孔尺寸。

汽车阀体用6061挤压材光洁度低的原因分析

我公司生产的6061汽车阀体用铝合金和国外料相比挤压表面光洁度和加工光洁度较差。为此对国外料和我分公司的材料做了对比性试验研究,发现两种材料中残留第二相的尺寸和所占的数量不同,而化学成分及其它方面均相同或相似,为减少或消除这种组织,从铸锭均匀化热处理制度进行试验研究,找到了合理的均匀化热处理制度,即570℃/15h以上。从而提高了产品的表面质量。