基于数值模拟的AZ31镁合金连续流变成形浇注温度的影响

本文首先通过ANSYS数值模拟软件模拟了不同浇注温度时设备型腔内AZ31镁合金温度的变化,并确定了半固态区在型腔中的位置。然后采用连续流变成形实验设备,在不同浇注温度下进行实验,得到了部分产品。对比实验得到的产品表面质量,确定了最佳的浇注温度范围为730-750℃。同时分析了740℃浇注时型腔中合金的组织演化过程,认为合金浇注进型腔后,在工作辊的剪切搅拌作用下经历了枝晶-玫瑰晶-球状晶的演化过程。

Mg-3Sn-1Mn合金连续流变成形组织形成机理

利用连续流变成形实验机制备断面为5 mm×50 mm的Mg-3Sn-1Mn镁合金型材,研究辊靴型腔中的合金组织及其形成机理。结果表明:合金熔体首先在轧辊和靴子表面异质形核。当轧辊表面比较粗糙时,合金在轧辊表面异质形核能力较强,利于枝晶的形成;在轧辊剪切/冷却作用下,枝晶发生破碎形成自由晶,枝晶破碎主要由枝晶臂剪切断裂机制和枝晶臂熔断机制引起;自由晶在生长过程中,由于合金熔体内部的层流剪切作用,自由晶进一步被破碎,晶粒周围溶质分布趋于均匀,其散热择优方向也不明显,沿各个方向生长机会均等,晶粒以球状晶或等轴晶形式长大。

连续流变成形过程中热流耦合场对合金组织的影响

为优化连续流变成形制备AZ31镁合金材料的工艺条件,利用有限元法模拟出了其在不同浇注温度条件下的速度场和温度场,并通过实验验证了模拟结果,分析了热流耦合场对合金组织的影响.结果表明:连续流变成形技术制备AZ31半固态合金的过程中,合金运动速度由靴侧到轧辊侧呈线性递增,在近轧辊处出现速度最大值,合金与靴接触边界速度为零;合金温度场由浇口到辊-靴型腔出口温度逐渐降低,并且等温线向轧辊侧偏离;合金出口温度与浇注温度基本呈线性的正比例关系变化,且模拟出的最佳浇注温度范围为730～770℃.

工艺条件对Mg-3Sn-Mn合金连续流变成形组织的影响

制备Mg-3Sn-Mn合金型材,研究了连续流变成形工艺条件对制品组织的影响机理。结果表明:当轧辊转速一定而合金浇注温度在690-750℃变化时,随着浇注温度的降低,结晶前沿的成分过冷度增大,合金中心固相率增加,从而使制品边部柱状晶区增大,中心等轴晶区减小,等轴晶区的晶粒平均直径减小。当合金浇注温度一定,二轧辊转速在0.052-0.087 m·s^(-1)变化时,随着轧辊转速的减小凝固界面趋于稳定,合金在辊靴型腔中随剪切时间的增加制品边部柱状晶区减小,中心等轴晶区增大。浇注温度为690℃、轧辊转速为0.052 m·s^(-1)时制备的断面为5 mm×50 mm的镁合金型材,其表面质量和组织良好,制品晶粒平均直径为27μm。

连续流变挤压与热处理对6201合金组织性能的影响

采用连续流变挤压成形技术制备了6201铝合金导电线材,研究了热处理制度对连续流变挤压成形制得的6201合金导电材料的微观组织、力学性能和导电性能的影响。结果表明:在T6热处理时随时效温度的升高和时间延长,合金导电性能提高,而伸长率呈下降趋势。经T8和T9形变热处理,β″-Mg2Si针状强化相析出和弥散分布,能有效提高6201铝合金线材的综合力学性能和导电性能。T8处理线材抗拉强度达到326 MPa,伸长率为12.5%,电阻率为30.7 nΩ.m,T9处理线材抗拉强度达到329MPa,伸长率为5.1%,电阻率为31.4 nΩ.m。