ZL201A铝合金低压铸造轮辐断口失效分析研究

利用铸件本体材料成分分析、力学性能分析、X射线探伤、金相检验、断口微观形貌观察等手段对ZL201A铝合金低压铸造轮辐断口进行了失效分析研究。结果表明,断口形貌显示裂纹产生于工件阳极氧化之后,零件内部组织中分布于晶界的T相和杂质相相对于基体组织韧性较差,断口是金属材料内部组织的微观薄弱部位,受外力重击时,该处首先萌生细小裂纹并迅速扩展,当外应力超过材料最小截面的破坏强度时,在最小截面处形成宏观裂纹。

半固态ZL201A铝合金浆料的制备

利用低过热度浇注和弱电磁搅拌方法制备了半固态ZL201A铝合金浆料,浇注温度分别为678、663、648℃,利用光学显微镜观察了不同条件下的浆料组织。试验结果表明,随着浇注温度的降低,半固态ZL201A铝合金浆料内部组织中的初生α-Al由蔷薇状向球状转变,晶粒尺寸逐渐变小,分布更均匀。同时,浆料边缘和底部组织中的初生α-Al的形貌由粗大的枝晶向蔷薇状转变。对于半固态ZL201A铝合金浆料的制备,较佳的浇注温度为663℃。电磁搅拌均匀了ZL201A铝合金液的温度场,加大了同时凝固的区域,细化了初生α-Al晶粒;同时结晶潜热的集中释放有助于蔷薇状初生α-Al的根部熔断,加速了球状初生α-Al的形成。

高性能ZL201铸造铝合金的研究

利用原位反应合成技术，以工业纯铝、氟钛酸钾和氟硼酸钾为原料制备的ＡｌＴｉＢ 中间合金中，ＴｉＢ２和Ａｌ３Ｔｉ 颗粒细小且弥散分布，对铝及铝合金具有显著的晶粒细化效果，并且能大幅度提高ＺＬ２０１

半固态ZL201铝合金的压缩变形行为

采用Gleeble-1500热模拟机对用近液相线铸造方法制得的半固态ZL201合金进行了不同温度和不同应变速率下的压缩变形,并对实验结果进行了回归处理,建立了半固态ZL201合金在不同变形温度、不同应变速率下的数学模型.研究结果表明:当应变速率相同时,压缩应力随变形温度的增加而减小;当应变温度相同时,压缩应力随着应变速率的增加有先增大后减小的趋势.本实验可为半固态合金触变成形的数值模拟和优化半固态金属加工工艺参数提供基础数据.

ZL201铝合金半固态电磁流变成形组织与性能

利用电磁场对合金熔体的作用,研究了交流电磁场作用下ZL201铝合金半固态电磁流变成形工艺、组织与性能.结果表明;电流为18A,频率为50 Hz的交流电磁场作用下,金属液温度为650℃±3℃,模具温度为510℃±5℃时,可以获得表面光洁、尺寸精度高、微观组织致密、内部无气孔和夹杂等缺陷的成形件.其维氏硬度值可达108 HV.是不加电磁场流变成形件的1.5倍.该研究为铝合金半固态电磁流变成形技术的应用奠定了基础.

ZL201铝合金的触变锻造组织与性能

利用自行设计的模具,采用半固态触变锻造的方法,研究近液相线铸造法制备的ZL201铝合金半固态坯料触变成形件的组织和性能.结果表明,半固态闭模锻造成形后的成形件组织均匀、致密.合金在525℃～530℃固溶12h、155℃时效20h后,强化相充分溶解,均匀析出,合金的维氏硬度可达129.8HV.半固态触变锻造可以获得理想的成形件.

ZL201铝合金底板铸造工艺和性能研究

在普通红砂湿型、手工造型条件下,确定了合理的铸造工艺方案,铸造出合格的ZL201铝合金底板铸件。铸件实现均衡凝固,避免了气孔和疏松的产生。测试了铸件的力学性能并进行了金相组织观察,铸件的力学性能Rm=250 N/mm2、A=4%,满足使用要求。

ZL201铝合金半固态流变压铸组织与性能

研究了ZL201铝合金半固态流变压铸组织与性能,包括半固态浆料的制备、压铸成形和固溶、时效处理。结果表明:在ZL201铝合金液相线温度附近施加交变电磁场,能够获得均匀、细小、近球形非枝晶组织的半固态浆料;半固态浆料经压铸成形后,零件具有等轴或蔷薇状晶粒组织;经T5热处理后,ZL201铝合金的抗拉强度为253N/mm2,伸长率为7%。流变压铸件的组织和性能优于半固态触变压铸件的。

热处理对ZL201A铝合金铸件冲击性能影响研究

研究了ZL201A铝合金热处理后组织演变和冲击性能。结果表明,热处理后原始粗大的网状共晶组织消失,元素偏析情况得到改善。热处理使合金的综合性能得到了改善,试样的冲击功显著增加,抗冲击性能得到提高,合金更有利于在恶劣环境服役。

ZL201铝合金多弧离子镀涂层的耐腐蚀性能的研究

用多弧离子镀的方法在ZL 201铝合金表面制备了T i-C r-N涂层,并在T i-C r-N涂层上制备了一层脂类薄膜。用扫描电镜和X射线衍射仪对涂层表面形貌和物相进行了分析。结果表明:T i-C r-N涂层中的C r以固溶体的方式存在于T iN晶体中,没有形成单独的C rN相。经过后处理的试件的盐雾腐蚀实验表明涂层可以有效提高ZL 201铝合金的抗盐雾腐蚀的能力。

ZL201铸造铝合金副车架热裂倾向性的理论研究

采用元胞自动机(Cellular Automation)方法对ZL201铝合金副车架的冷却凝固过程和组织进行了模拟并建立了应力场,分析了不同温度下应力场ZL201铝合金副车架的热裂倾向性。应力场的结果表明,在冷却凝固过程中,当铸件发生凝固收缩时,铸件内部开始产生应力,随着不断凝固,应力缓慢增大。当模具温度为350℃,浇铸温度为750℃时,晶粒组织均匀性最好,此外,1、2、3点处的应力值为最小值,分别是x取向12.1 MPa、14.5 MPa、23.4 MPa,y取向32.1 MPa、56.6 MPa、28.7 MPa;z取向1.0 MPa、1.7 MPa、1.6 MPa。

半固态ZL201合金的重熔加热合金组织

采用电子显微镜及图像分析仪,系统研究了近液相线铸造ZL201合金在二次加热过程中的组织演变·结果表明:ZL201铝合金半固态坯料在620～630℃保温5～10min,能够获得适用于半固态成形的触变组织,此时,晶粒平均等积圆直径为43 8μm,晶粒平均圆度为1 87·近液相线半连续铸造可以获得理想的ZL201合金半固态坯料·

ZL201合金挤压铸造薄壁筒形件的组织与性能

采用挤压铸造工艺加工出了ZL2 0 1合金薄壁筒形件 ,并对其组织与性能进行了研究。结果表明 :ZL2 0 1合金适合于用挤压铸造工艺生产薄壁中、小型工件 ;经挤压铸造工艺加工出的薄壁筒形件几乎没有铸造缺陷 ,强度比砂型铸造提高约 5 4% ,伸长率提高约 17% ,显微组织比砂型铸造细密均匀。在挤压铸造过程中 ,薄壁筒形件的塑性变形由外向里进行 ,显微组织呈梯度变化。

ZL201铝合金固液混合流变铸造数值模拟

本文建立了一种LB模型,用数值模拟的方法研究了ZL201铝合金预制体在固液混合流变铸造中的熔化和凝固过程。该模型主要模拟ZL201铝合金搅拌期间预制体的熔化过程以及熔体内的流场和温度场的演变过程,并分析了该过程中固液混合流变工艺的熔化特点。

半固态ZL201合金触变强度与变形参数的相关性

采用Gleeble1500热模拟机,研究了半固态ZL201铝合金的压缩变形过程以及不同应变速率、变形量及变形温度对触变强度的影响.研究结果表明:当应变速率相同时,变形温度越高,ZL201合金半固态试样的触变强度越低.当变形温度相同时,在较低应变速率下(.ε<5s-1),随着应变速率的增大,ZL201合金半固态试样的触变强度增大;在较高应变速率下(.ε>5s-1),随着应变速率的增大,触变强度又有减小的趋势.结果可为半固态成形工艺参数制定提供基础数据.

ZL201合金铸件裂纹产生的原因分析

对某公司生产的ZL201铝合金裂纹铸件取样进行化学成分分析和显微组织分析。结果表明,铸件中的Si元素含量过高,导致试样的微观组织中,沿晶界存在大量的脆性Al2Cu相和AlSiCu相,这是铸件产生热裂纹缺陷的主要原因。

热处理对差压铸造ZL201A铝合金壳体内部组织及性能的影响

针对ZL201A铝合金在某型号产品试制过程中出现的本体力学性能无法满足设计验收要求的技术问题,结合ZL201A二元合金性能特点以及实际生产经验,通过制定合理的热处理工艺方案,研究了双级固溶条件下,不同热处理温度及时间对合金显微组织及性能的影响。试验结果表明,ZL201A铝合金在(535℃×9 h+545×9 h)双级固溶+160℃×6 h时效的热处理方案条件下,表现出来的综合力学性能最佳,此时抗拉强度达到389 MPa,屈服强度达到342 MPa,断后伸长率达到11.5%。该性能结果不仅满足了产品设计要求,同时也为后续的材料工程化应用及系统研究积累了有效的试验数据。

ZL201合金的试制小结

1 试验目标和要求 西安高压开关厂空气断路器及真空开关等产品材料为高强度铝合金。技术要求:σ_b>300N/mm^2;δ_5>4％;HB>90并经过350N/mm^2水压试验三分钟无渗漏,200N/mm^2气压试验无漏。西安电器设备厂39E36_(-2)^(-1)支架和39E37底板。

成分及热处理参数对ZL201合金机械性能的影响

本文就117个生产批次砂型铸造ZL201合金经T4热处理后的σb、δ_5数据分别进行数理统计分析。合金成分及热处理炉温与淬火水温等在标准规定范围内变动致使σb及δ_5总体水平变化的显著性检验结果表明,诸因素对σb的影响顺序为Fc〉水温〉Ti〉Cu〉Si、Mn、炉温;对δ_5的影响顺序为Fe〉Mn、Ti〉炉温〉Cu、Si、水温;铁含量大于0.18%时σb与δ_5的下降均特别显著;固溶冷却水温高于86℃时σb下降很显著。严格控制上述两因素,可使ZL201合金机械性能检验的一次合格率由70%提高至90%以上。

铸造铝合金的晶粒细化与钛硼添加剂

对铝合金熔体中加Ti细化晶粒的4种方法进行了分析，提出钛硼添加剂可以替代传统的Al－Ti中间合金，成为铝合金中Ti元素的主要添加形式，并给出了在ZL201和ZL101A合金中使用钛硼添加剂的生产试验数据及熔化操作要点。