流变凝固理论与随流半固态成形技术(SSMF)

基于半固态流变铸造过程中流变与凝固强耦合的特点,提出了流变碰撞形核和流变合并长大的流变凝固理论。理论认为,在强烈流动条件下,经典的结构起伏形核理论不再适用,液态金属中原子团簇(晶胚)间的碰撞合并形核成为主要形核机制,流变形核率是经典结构起伏形核率和流变碰撞形核率之和;在强烈流变条件下,初生固相之间接触碰撞,进而合并粗化长大是流变成形过程初生相长大与演变的主要机制。基于该流变凝固理论,提出了随流半固态铸造技术(SSMF)。该技术包括半固态熔体的流变制备、流变充型和流变凝固成形3个基本步骤。液态金属在流变充型的过程中随流形核和长大,并在随后的半固态成形过程发生演变和剩余液相的凝固。实现了浆料制备与工件的半固态成形制造无缝连接,能够从根本上解决半固态浆料制备、输送与充型过程的氧化、吸气等问题,是材料制备与成形一体化的零件成形新技术。