电磁搅拌制备半固态材料非枝晶组织的形成机制

半固态材料具有非枝晶固相晶粒均匀分散悬浮于液态基体中的特殊结构。提出了半固态材料中非枝晶组织的形成机制 ,即“晶粒漂移和混和抑制机制”。在电磁搅拌引起的强烈混和对流作用下 ,熔体的动态凝固过程不同于常规铸造时的静态凝固过程。混和对流作用改变了熔体中的传热和传质过程 ,从而决定了凝固组织。晶粒漂移作用极大地增大了非均匀形核率 ,从而细化晶粒 ;混和抑制作用则改变了晶粒生长形态 ,使晶粒在各个方向上可以较为均匀地长大 ,具有规则圆滑的形貌 ,成为非枝晶组织。

ZA74镁合金非枝晶组织的演变过程及机理

采用等温热处理法对ZA74镁合金在部分重熔过程中非枝晶组织的演变过程和机理进行研究。结果表明:在重熔过程中,ZA74合金原始组织中沿着晶界分布的Mg32(Al,Zn)49共晶相逐渐向α-Mg基体扩散溶解,当温度达到共晶熔化后,剩余部分开始熔化。非枝晶组织的演变是在体系自由能降低的驱动下完成的,主要机制是共晶组织的固溶,溶质原子扩散,枝晶组织的粗化、分离、球化以及晶粒的合并和长大。其中,ZA74合金固相颗粒的分离是由溶质扩散、能量起伏、成分起伏等因素造成液相沿亚晶界浸渗和根部重熔两种机制起主导作用。

半固态亚共晶铝硅合金非枝晶固相的形成与演变

利用定量金相技术研究了亚共晶铝硅合金在磁搅拌连续冷却过程中一次固相的形成及演变规律。结果表明， 一次固相首先在型壁上形核和长大， 并具有粒状、条状和树枝状三种形态。随后，在搅拌作用下从型壁上脱落进入熔体内部， 随熔体做整体运动的同时还会发生自旋运动。运动过程中，粒状晶向球形演变， 条状和树枝状游离晶则会发生颈缩和熔断， 增殖为若干个小的粒状晶，

近液相线铸造Al-Si合金浆料非枝晶组织的形成与演变

通过对比实验的方法,利用多次抛光原位观察和金相分析对近液相线铸造Al-Si合金浆料非枝晶组织的形成及演变规律进行研究,进而从熔体结构角度探讨非枝晶组织形成和稳定存在的机制。结果表明：对于Al-7.97Si工业用铝合金,在390~400℃的热环境中,常规近液相线铸造半固态浆料的转移及流变成形时间约为15 s;而在液相线以上不高温度区间对熔体施加旋转磁场作用,可延长浆料转移及流变成形的时间,其主要原因是旋转磁场对过热熔体产生的扰动作用一直影响到凝固过程的形核与长大,一方面使熔体中原子集团的尺寸、形状及分布发生改变,为提高形核率创造了条件,另一方面使固-液界面前沿的溶质浓度梯度减小,抑制成分过冷,同时增大了晶核稳态球形长大的临界半径。

基于半固态等温热处理工艺制备镁合金非枝晶组织坯料的研究进展

镁合金半固态铸造成形技术作为镁合金研究开发的重要内容之一,其开发成功的一个关键问题是半固态非枝晶组织坯料的制备。半固态等温热处理作为一种比较有发展前途的镁合金非枝晶组织坯料制备方法,对其展开研究将有助于丰富镁合金的半固态形成理论和加速该技术在镁合金上的工业化应用。在半固态等温热处理制备镁合金非枝晶组织坯料已取得研究成果的基础上,回顾了半固态等温热处理工艺对镁合金非枝晶组织形成的影响,分析了半固态等温热处理过程中镁合金非枝晶组织的形成机理,指出了该技术目前还存在的问题,并展望了今后的发展方向。

近液相线半连续铸造非枝晶A-356合金半固态触变成形

采用电子显微镜、扫描电镜及电子拉伸机 ,研究了液相线半连续铸造法制备的A35 6合金半固态浆料的组织 ,重熔加热的合金组织 ,经触变成形及固溶时效处理后的组织与性能·结果表明 ,触变成形并经热处理后的A35 6合金 ,析出相为Al3 Si,AlSi等化合物 ,其性能得到显著提高·经触变成形得到的汽车用轴瓦盖毛坯 ,其σb 值达到 2 81 2MPa ,δ5达到 13 8% ,此结果为用近液相线半连续铸造法制备非枝晶A35 6合金触变成形的深入研究奠定了基础·

控制浇注温度制备的半固态ZL101合金的非枝晶组织

采用控制浇注温度制备半固态ZL101合金,研究了不同的浇注温度对铸造显微组织的影响。结果表明,在680℃浇注时,形成粗大的枝晶组织;在625℃浇注时,获得的显微组织有部分枝晶存在;在615℃浇注时,可获得均匀、近球形的理想的半固态非枝晶组织;而在605℃浇注时,会形成较大晶粒的非枝晶组织。另外,探讨了非枝晶组织的形成机理。

斜坡预结晶法制备非枝晶半固态组织形成机制探讨

采用斜坡预结晶法制备了M2高速钢半固态坯料,研究了斜坡长度对坯料显微组织的影响,采用Image Tool软件进行定量分析,探讨了其非枝晶半固态组织的成形机制。结果表明:在浇注温度和斜坡角度一定时,斜坡长度对坯料显微组织有显著的影响。合金液在斜坡表面上流动将经过三个阶段:降温阶段、大量形核和球化阶段、形成凝固壳阶段。

非枝晶铝合金A356感应加热组织演变规律

研究了非枝晶A35 6铝合金在感应加热时的组织演变。结果表明 ,在低于共晶温度时 ,初生α相缓慢合并长大 ,少部分的Si自身凝聚粗化 ,并随着保温时间的延长 ,颗粒进一步粗化 ,但粗化速度非常缓慢 ;在高于共晶温度时 ,初生相α Al晶粒长大较快 ,大部分的Si集聚粗化 ,且长大速度比较快。当保温温度和保温时间增加时 ,晶粒明显长大 ,但圆整度变化不大 ,所以当坯料达到预定温度时 ,保温时间不宜过长。

电磁搅拌下Al-6.6%Si合金非枝晶组织形成机制探讨

研究了搅拌强度、部位、冷却速率等试验参数对Al-6.6%Si亚共晶合金非枝晶组织形成的影响,并利用图像分析仪对试样单位面积上的颗粒数进行了定量的测量。结果表明:Al-6.6%Si亚共晶合金在电磁搅拌下进行凝固时,发生弯曲和熔断混合断裂机制,并随着搅拌强度的增大、降温速率的降低和与型壁距离的减小,合金所得到的α-Al晶粒变得越来越细小;当Al-6.6%Si亚共晶合金熔体温度降低到620℃后,合金内的α-Al相晶粒迅速合并长大,致使合金单位面积上的颗粒数大幅度减少。

非枝晶稀土铝合金制备工艺的研究

研究稀土铝合金非枝晶坯料的制备工艺和580℃保温的重熔组织。实验表明,浇铸温度、铸件尺寸、浇铸模具和浇铸方式对合金非枝晶组织制备有明显的影响。在液相线温度采用斜坡铜模浇铸可制备优良的非枝晶组织坯料,其重熔组织为细小均匀的等轴球状晶,晶粒平均直径为44.2μm,晶粒平均圆度为2.08。

SIMA法制备AZ91D镁合金非枝晶组织锭料

研究了利用应变诱发熔体激活法SIMA(Strain InducedMeltActivation)制备AZ91D镁合金半固态非枝晶时的组织转变过程.实验结果表明:具有树枝晶形态的AZ91D合金经20%及30%的预变形后,在半固态升温(540～580℃)或保温(570℃)过程中,其组织形貌由粗化的等轴晶及短树枝晶依次转变为小块状细晶粒→团块状→球状大晶粒.另外,在等温热处理过程中,试样内部体系寻求能量最低状态也是组织转变的一个不可忽略的因素.与未预变形的合金制备的非枝晶组织相比较,经预变形处理的试样是较好的半固态成型材料.

半固态非枝晶组织流变性和触变性的研究进展

研究了半固态非枝晶组织的两个基本特性:流变性和触变性,分析了影响流变性和触变性大小的各个因素,总结了国内外学者针对流变性和触变性建立的几种有代表性的模型。对理解半固态加工技术的两个基础理论有一定的帮助。

非枝晶半固态金属浆料制备技术的现状

叙述了非枝晶半固态金属浆料制备技术的现状和发展概况，介绍了机械搅拌技术、电磁搅拌技术、应变诱导熔化激活技术、剪切冷却辊技术等制备工艺的特点以及应用等方面的内容。

非枝晶A356合金半固态重熔加热时的组织演变

采用光学显微镜和图相分析仪,研究了用电阻炉对液相线浇铸法制备的半固态A356合金进行二次加热过程中的组织变化。结果表明:在固液两相区内共晶体首先重熔,共晶相中的Si相通过向α相中扩散溶解,其团块状α相逐渐演变成球状;随着加热温度的升高,α相的生长和球化的速度变快;保温温度过高或保温时间过长,试样易发生变形。二次加热最佳工艺为585℃下保温30min,此时,晶粒平均直径为42.6μm,晶粒平均圆度为2.13。

半固态非枝晶组织合金的制备技术

较详细地论述了国内外各种半固态非枝晶组织合金的制备技术，探索了各种技术的机理，评价了各种技术的优缺点，并介绍了作者现在的研究工作。

非枝晶固相组分计算机分析系统

采用计算机图像识别技术 ,开发了用于非枝晶半固态金相组织成分中固相组分计算的软件处理系统。应用表明 ,该软件界面清晰、操作简单 ,使用效果理想。经对比验证 ,该系统误差小于 1%。

半固态非枝晶组织合金的制备及形成机理

结合作者的研究方向——固液混合铸造制备非枝晶微晶合金,介绍了半固态非枝晶组织材料制备的发展与现状,分析了其非枝晶组织的形成机理。重点介绍了固液混合铸造技术的工艺及其非枝晶组织的形成机理。

Mg-6Zn-1Cu-0.5Ce镁合金的非枝晶组织演变及机理

半固态金属坯料部分重熔是半固态金属触变成形工艺的重要技术环节,采用等温热处理法对Mg-6Zn-1Cu-0.5Ce镁合金在部分重熔过程中的非枝晶组织演变过程和机理进行研究。结果表明:在半固态重熔初始阶段,Mg-6Zn-1Cu-0.5Ce合金沿晶界分布的共晶相逐渐向α-Mg基体中扩散溶解,达到共晶熔化温度后,剩余部分开始熔化。随着保温时间的进一步延长,为了降低系统的界面能,颗粒将发生合并长大。其中,非枝晶颗粒的分离是由液相沿亚晶界浸渗和根部重熔两种机制起主导作用。Mg-6Zn-1Cu-0.5Ce合金的最佳等温热处理工艺为保温温度600℃和保温时间25 min,采用该工艺处理后所得非枝晶颗粒平均尺寸为57μm,形状因子为1.16,固相率为68%。

非枝晶半固态浆料制备技术的研究进展

总结了搅拌法、SIMA法、液相线法和倾斜板(管)法等非枝晶半固态浆料制备技术的原理、优缺点及研究进展;同时介绍了半固态浆料制备的新工艺及数值模拟技术在浆料制备中的应用,展望了其发展前景。