局部强冷超声介入法半固态制浆机理

提出一种半固态制浆的新方法即局部强冷超声均匀法。以镁合金AZ91D为实验材料,采用正交实验法,结合凝固组织形成非枝晶及细晶组织的机理,研究在间隙式局部强冷和超声介入条件下半固态制浆的效果和相关因素对其的影响,结果表明,在局部强冷及超声介入条件下,熔体中能发生大量非自发形核,并且以球状方式生长;浇注温度为620℃、超声功率为600W时,分别在弱、中和强喷雾条件下,可获得5℃~25℃的过冷度,制备出初生相α晶粒等效圆直径为27μm^48μm、晶粒形状因子约为1.46的半固态浆料。其中中等喷雾条件下,实验结果最优。该方法为解决熔体均匀过冷形核和非枝晶生长提供了一种新的视角。

用局部强冷的方法防止孔类件的淬裂

带有孔类且不易淬透的工件,在整体的快速冷却淬火时,内孔易发生开裂。人们容易将开裂的原因归于冷却过激,在相应的防裂措施中,采用整体预冷、擦水或油、堵孔等方法。但这往往是适得其反。通过实践认为,对这类工件的孔实施强冷,能够防裂,效果良好。 例1 某厂产品件,导柱,材料为GCr15钢,淬前主要尺寸如图1所示。要求整体硬度≥58HRC,热处理工艺为830℃加热,水冷15s。

局部强冷作用下厚板铝合金/镁合金搅拌摩擦焊界面金属间化合物的析出行为

厚板铝合金/镁合金在搅拌摩擦焊(FSW)时接头界面沿板厚方向存在严重的温度分布差异问题,导致接头界面组织分布极不均匀,接头成形较为困难。减小接头界面沿板厚方向温差成为改善厚板铝合金/镁合金FSW接头成形的关键之一。本工作选取15 mm厚的5A06-H112铝合金和AZ31B-O镁合金板材进行异种材料FSW,采用液氮喷洒于焊缝上表面进行局部强冷,利用EBSD和TEM获得焊接接头物相分布和晶粒取向散布,研究了铝合金/镁合金接头搅拌区(SZ)两侧界面处金属间化合物(IMCs)的析出行为。结果表明,在空冷和液氮冷却2种条件下SZ的铝合金侧主要析出Al_(3)Mg_(2)相;镁合金侧主要析出Al_(12)Mg_(17)相,且在上部界面处与Mg发生了共晶反应;焊缝表面局部强冷,降低了接头各位置的峰值温度和高温停留时间,有效抑制了IMCs的析出和低熔点共晶的形成。不施加表面冷却时,铝合金侧界面上部和中部附近的SZ中主要析出Al_(3)Mg_(2)相,底部SZ中则为细小的等轴铝合金晶粒;镁合金侧界面上部的SZ中则主要析出了Al_(12)Mg_(17)相,并与Mg形成低熔点共晶,且在共晶区与SZ中的铝合金之间析出Al_(3)Mg_(2)薄层,中部和下部SZ与镁合金之间析出了界线分明、由Al_(3)Mg_(2)层和Al_(12)Mg_(17)层组成的IMCs叠层,且中部的IMCs叠层总厚度远大于峰值温度较低的底部处IMCs叠层厚度,其中Al_(3)Mg_(2)层厚度减薄更为明显。当在焊缝表面施加液氮冷却时,铝合金侧界面上部的SZ中除了析出Al_(3)Mg_(2)相外,还有少部分Al_(12)Mg_(17)和铝合金晶粒,而界面中部和底部SZ中均为等轴状的铝合金晶粒;在镁合金侧界面处,各部位IMCs析出行为与不施加表面冷却时相似,但界面上部析出的Mg+Al_(12)Mg_(17)共晶层和Al_(3)Mg_(2)层、中部和下部SZ界面IMCs叠层总厚度明显减小,Al_(3)Mg_(2)薄层厚度降低更为显著。应变速率对IMCs的析出有显著影响,表现为界面层实际厚度远大于由扩散定律计算的理论厚度。