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自孕育法流变压铸2024变形铝合金微观组织特征

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热加工工艺 2011年第17期40卷 23-26页

作者：窦建文李艳磊李元东李春兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室甘肃兰州730050 兰州理工大学有色金属合金省部共建教育部重点实验室甘肃兰州730050

采用自孕育铸造法制备2024变形铝合金半固态浆料,研究了2024变形铝合金半固态浆料的流变压铸成形,并对半固态浆料和压铸件的微观组织进行研究分析。结果表明,自孕育法可制备出组织均匀细小,具有球形或近球形初生相颗粒的半固态浆料。将... 详细信息

采用自孕育铸造法制备2024变形铝合金半固态浆料,研究了2024变形铝合金半固态浆料的流变压铸成形,并对半固态浆料和压铸件的微观组织进行研究分析。结果表明,自孕育法可制备出组织均匀细小,具有球形或近球形初生相颗粒的半固态浆料。将自孕育法制备半固态浆料通过短时保温后,浆料中初生α(Al)内部无液相夹裹,平均晶粒尺寸为72.5μm;在增压压力为160 MPa,压射充型速度在2～5 m/s,2024变形铝合金半固态浆料经625℃保温3 min后能顺利进行流变压铸,2024铝合金经流变压铸后铸件的微观组织均匀,且铸件性能良好。

关键词：自孕育法 2024变形铝合金浆料制备流变压铸

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自孕育法流变压铸变形铝合金热处理研究

自孕育法流变压铸变形铝合金热处理研究

作者：索江龙兰州理工大学

学位级别：硕士

本文主要以2024变形铝合金为研究对象,研究了自孕育法流变压铸成形2024变形铝合金的半固态成形微观组织,合金经过固溶处理、时效处理后的组织以及不同热处理特性,并与金属型铸造2024变形铝合金进行对比研究。实验结果表明： (1)自孕育... 详细信息

本文主要以2024变形铝合金为研究对象,研究了自孕育法流变压铸成形2024变形铝合金的半固态成形微观组织,合金经过固溶处理、时效处理后的组织以及不同热处理特性,并与金属型铸造2024变形铝合金进行对比研究。实验结果表明： (1)自孕育法流变压铸成形的2024变形铝合金的组织主要由球状和类球状的初生a-A1相,与颗粒间不规则呈连续网状分布的共晶θ(CuAl2)相和S(CuAl2Mg)相组成。二次凝固组织形成过程主要分三个阶段：“脚趾”状和“齿”状初生a2相依附生长,爆发形核产生呈等轴状的初生a3相和共晶反应。共晶组织主要以共生生长方式为主,a-A1相与θ(CuAl2)相、S(CuAl2Mg)相通过组元间的横向扩散来实现两相的交替生长,并以“搭桥”的方式形成层片状共晶组织。金属型铸造2024变形铝合金的组织主要由呈树枝状、柱状和等轴状的a-Al相,以及枝晶间呈骨骼状分布的共晶9(CuAl2)相和S(CuAl2Mg)相组成,而且共晶组织也呈共生生长方式。 (2)流变压铸成形的2024变形铝合金在495℃固溶处理12h后,共晶相θ(CuAl2)相和S(CuAl2Mg)相逐渐固溶进入a-A1基体内部,使得合金基体中的过饱和Cu、Mg合金元素的含量增多,对合金起到良好的固溶强化作用。而且,随着固溶时间的增加,流变压铸成形2024的组织中的初生颗粒与二次凝固区颗粒出现合并长大现象,其它们的长大速率都随固溶时间的延长而降低。与金属型铸造2024变形铝合金相比,流变压铸2024变形铝合金的固溶特性较优。固溶使得合金的硬度及强度上升,而且流变压铸2024变形铝合金的硬度上升较快。固溶处理对合金的固溶强化效果较明显,对其硬度影响也较大。 (3)合金经过时效处理后,其合金基体中的不连续析出θ相和S相主要在合金的晶界处析出。不连续析出相主要受时效温度和时效时间的影响,时效温度越高析出相越多,时效时间越长析出相也越多,当析出相增加到一定程度其含量不再明显增加,θ相和S相也有逐渐粗化的现象。而且,析出相也受到二次凝固组织和固溶的饱和程度的影响。流变压铸成形与金属型铸造2024变形铝合金的均在190℃时效处理16h后,其合金的硬度值达到时效峰值,但流变压铸的性能较优,时效峰值也较高。合金的性能也受到不连续析出θ相和S相的含量以及形态的影响。

关键词： 2024铝合金流变压铸自孕育法固溶处理时效处理

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自孕育法流变压铸变形铝、镁合金研究

自孕育法流变压铸变形铝、镁合金研究

作者：李艳磊兰州理工大学

学位级别：硕士

采用自孕育法制备变形合金2024、AZ61半固态浆料，通过短时保温获得形貌更加圆整的适合流变成形的半固态浆料，并与传统压铸机相结合进行成形。实验结果表明：（1）自孕育法制备2024变形铝合金半固态浆料在短时等温保温过程中，保温温度... 详细信息

采用自孕育法制备变形合金2024、AZ61半固态浆料，通过短时保温获得形貌更加圆整的适合流变成形的半固态浆料，并与传统压铸机相结合进行成形。实验结果表明：（1）自孕育法制备2024变形铝合金半固态浆料在短时等温保温过程中，保温温度625℃，保温时间为3min、5min后得到适合流变成形的半固态浆料，在整个保温过程中，初生α-Al相演变为球状颗粒，且初生相内部没有夹裹液相。进一步计算其平均晶粒尺寸为70.8μm、74.15μm，形状因子为1.32、1.42，固相率为43.57%、45.14%。（2） AZ61镁合金半固态浆料在保温温度600℃，保温时间为3min时得到适合流变成形的半固态浆料，计算其平均晶粒尺寸为44.98μm，形状因子为1.37，固相率为37.73%。（3）保温过程中半固态浆料整体处于过冷状态，温度场和浓度场均匀，提供了相对稳定的液-固界面，凝固潜热的释放，初生相颗粒处于生长状态。在此过程中，浆料中存留的一些枝晶在此过程中也发生形态演变，枝晶臂尖部慢慢变粗变圆，根部变细出现颈缩，直至熔断脱离。固相颗粒的熟化长大和固相颗粒间团聚成为影响浆料组织形貌的主要因素，从半固态浆料保温水淬组织可以看出，经过保温，浆料中的小枝晶碎片、等轴晶和块状晶粒熟化为球形，大的固相颗粒长大,而小颗粒重熔，达到均匀组织的目的。（4）流变成形2024铝合金凝固过程分为两个阶段：一次凝固过程和二次凝固过程。二次凝固过程可划分为三个阶段：初生α2相依附生长，爆发形核产生的初生α3相呈细小等轴晶状，共晶反应。流变成形2024铝合金中共晶组织存在的方式主要表现为共生生长方式，α（Al）相与θ-Al2Cu通过组元间的横向扩散来实现两相的交替生长，以“搭桥”方式来形成层片状共晶。（5）对于变形合金2024、AZ61,无论在何种工艺条件下，均在结合力较小的的缺陷处起裂，裂纹沿着初生相颗粒边缘或二次凝固枝晶与基体间的边界扩展。对比金属型断口，裂纹扩展路径未发生明显变化，前者沿着初生相颗粒或二次凝固枝晶与基体间的边界扩展;后者沿着树枝晶晶界扩展。

关键词：自孕育法 2024铝合金 AZ61镁合金浆料制备保温流变成形

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自孕育法制备AZ61镁合金的微观组织

铸造 2011年第9期60卷 860-864页

作者：武慧慧李元东马颖李春李艳磊兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室甘肃兰州730050 兰州理工大学有色金属合金及加工教育部重点实验室甘肃兰州730050

采用AZ91D镁合金母液与纯Mg熔体混合的自孕育法制备AZ61镁合金半固态坯料,研究了液-液熔体混合和导流器角度改变对AZ61镁合金组织的影响。试验结果表明:液-液混合熔体经导流器浇注到铸型中后,可以使AZ61镁合金组织明显细化。相比未混合... 详细信息

采用AZ91D镁合金母液与纯Mg熔体混合的自孕育法制备AZ61镁合金半固态坯料,研究了液-液熔体混合和导流器角度改变对AZ61镁合金组织的影响。试验结果表明:液-液混合熔体经导流器浇注到铸型中后,可以使AZ61镁合金组织明显细化。相比未混合制备的AZ61,熔体混合有利于能量起伏、结构起伏、浓度起伏,增加有效形核,使晶粒细化;经倾斜导流器激冷、冲刷进一步细化晶粒,同时熔体流经导流器产生的二次混合又促进了有效形核,使平均晶粒尺寸大幅减小(约50%)。随导流器角度增加,组织有粗化的趋势,但影响不大。

关键词：自孕育法 AZ61镁合金熔体混合导流器

自孕育法制备ZA27合金半固态浆料水淬组织

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特种铸造及有色合金 2016年第3期36卷 252-255页

作者：邱谨李元东李明张继渊郑宏强兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室兰州理工大学有色金属合金省部共建教育部重点实验室

采用自孕育法制备了ZA27合金半固态浆料,研究了不同熔体处理温度、等温保温温度和等温保温时间对ZA27合金半固态浆料水淬组织的影响。结果表明,自孕育法制备半固态浆料,其形核包括两个阶段,能够有效细化ZA27合金的晶粒,获得细小的蔷薇... 详细信息

采用自孕育法制备了ZA27合金半固态浆料,研究了不同熔体处理温度、等温保温温度和等温保温时间对ZA27合金半固态浆料水淬组织的影响。结果表明,自孕育法制备半固态浆料,其形核包括两个阶段,能够有效细化ZA27合金的晶粒,获得细小的蔷薇状等轴晶。在等温保温球化过程中,随等温保温时间的延长,平均晶粒尺寸不断增加,形状因子先减小后增大。适合ZA27合金半固态浆料的等温保温温度为470℃,等温保温时间为3min,平均晶粒尺寸为60.02μm。

关键词：自孕育法水淬组织形核等温保温

自孕育剂参数对自孕育铸造法制备AM60镁合金半固态浆料的影响(Ⅱ)

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中国有色金属学报 2010年第11期20卷 2178-2186页

作者：李元东杨建马颖曲俊峰张鹏兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室兰州730050 兰州理工大学有色金属合金及加工教育部重点实验室兰州730050

采用加入与母合金液具有相同成分的自孕育剂方法,研究孕育剂参数(孕育剂加入方式、孕育剂尺寸、孕育剂加入量和孕育剂组织)对AM60镁合金组织细化的影响。结果表明:加入自孕育剂后,熔体经导流器浇注到铸型中,可以明显细化AM60镁合金的组... 详细信息

采用加入与母合金液具有相同成分的自孕育剂方法,研究孕育剂参数(孕育剂加入方式、孕育剂尺寸、孕育剂加入量和孕育剂组织)对AM60镁合金组织细化的影响。结果表明:加入自孕育剂后,熔体经导流器浇注到铸型中,可以明显细化AM60镁合金的组织。当孕育剂加入量为11%(质量分数)时,效果最好,平均晶粒尺寸仅为43.4μm,且分布均匀。孕育剂的原始组织对合金凝固组织有明显的影响,孕育剂本身的组织越细小,合金凝固组织越细小。孕育剂的加入使合金液中形成大的能量起伏和成分起伏,在合金凝固过程中起到吸热、形核、促进凝固和阻止二次相连续长大的作用,有助于形成细晶组织。

关键词： AM60镁合金孕育剂自孕育法组织细化半固态

导流器对自孕育铸造法制备AM60镁合金半固态浆料的影响(Ⅲ)

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中国有色金属学报 2012年第1期22卷 22-32页

作者：李元东邢博马颖郝远兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室兰州730050 兰州理工大学有色金属合金及加工教育部重点实验室兰州730050

采用自孕育铸造法制备AM60镁合金半固态坯料,研究导流器参数对半固态组织的影响规律及组织形成机理。结果表明:导流器能有效促进合金组织由树枝晶向等轴晶及颗粒状晶的转变;熔体处理温度和孕育剂加入量一定时,导流器的相关参数,如角度... 详细信息

采用自孕育铸造法制备AM60镁合金半固态坯料,研究导流器参数对半固态组织的影响规律及组织形成机理。结果表明:导流器能有效促进合金组织由树枝晶向等轴晶及颗粒状晶的转变;熔体处理温度和孕育剂加入量一定时,导流器的相关参数,如角度、长度、温度、混合段的凹槽宽度,均影响合金的传热及流动,进而影响其凝固组织;在导流器角度为30°～45°、长度为500 mm、混合段凹槽宽度为50 mm、且通水冷却时可以获得细小颗粒状或蔷薇状的半固态坯料,初生α-Mg的平均晶粒尺寸为37.5μm;减小导流器出口宽度有利于增强液体紊流,促进晶粒均匀分布;导流器促进了熔体非均质形核及激冷晶的形成,增强了晶粒增殖;熔体对流使合金的温度场和浓度场更均匀,晶粒生长以颗粒状生长、蔷薇晶根部颈缩熔断和磨圆熟化机制为主。

关键词： AM60镁合金自孕育法半固态浆料非枝晶形核生长

熔体处理温度及保温参数对A356铝合金半固态浆料水淬组织的影响（英文）

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2018年第3期28卷 393-403页

作者：李明李元东毕广利黄晓锋陈体军马颖兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室兰州730050 兰州理工大学有色金属合金省部共建教育部重点实验室兰州730050

采用自孕育法制备A356铝合金半固态浆料,研究熔体处理温度及保温参数对A356铝合金半固态浆料水淬组织的影响,并分析剩余液相的二次凝固行为。结果表明:熔体处理温度对最终半固态组织影响较为显著。当熔体温度在680~690°C之间时,可以制... 详细信息

采用自孕育法制备A356铝合金半固态浆料,研究熔体处理温度及保温参数对A356铝合金半固态浆料水淬组织的影响,并分析剩余液相的二次凝固行为。结果表明:熔体处理温度对最终半固态组织影响较为显著。当熔体温度在680~690°C之间时,可以制备出适合流变成形的半固态浆料。在等温保温过程中初生颗粒的生长速率符合D_t^3-D_0~3=Kt动力学方程,且当保温温度为600°C时初生颗粒的粗化速率最快。此外,等温保温时间对二次凝固组织的影响较明显。保温3 min时浆料水淬组织中的二次颗粒最为细小、圆整。随保温温度的升高,二次颗粒数目逐渐增多。因此,共晶反应被限制在很小的晶间区域内,使最终凝固的共晶组织排列较为紧密。

关键词：铝合金半固态自孕育法二次凝固初生颗粒共晶组织

ZA27合金自孕育流变压铸显微组织及凝固行为

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中国有色金属学报 2017年第1期27卷 72-81页

作者：邱谨李元东李明张继渊管仁国陈体军兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室兰州730050 兰州理工大学有色金属合金及加工教育部重点实验室兰州730050 东北大学材料与冶金学院沈阳110004

采用自孕育法制备ZA27半固态浆料,研究流变压铸成形过程中的显微组织及凝固行为。结果表明:ZA27半固态浆料在480℃等温保温3 min,能够制备出细小、圆整、分布均匀的初生α(Al)晶粒,平均晶粒尺寸52.32μm。浆料在成形过程中发生液相偏析... 详细信息

采用自孕育法制备ZA27半固态浆料,研究流变压铸成形过程中的显微组织及凝固行为。结果表明:ZA27半固态浆料在480℃等温保温3 min,能够制备出细小、圆整、分布均匀的初生α(Al)晶粒,平均晶粒尺寸52.32μm。浆料在成形过程中发生液相偏析,在受力较大部位,二次颗粒长成"蠕虫状"。剩余液相在铸件不同部位的凝固方式不同,但都没有粗大的树枝晶存在。在冷却速率较小的部位,二次凝固方式主要为依附初生晶粒生长,在共晶组织中有包晶β相析出。在冷却速率较大部位主要为形核凝固,二次晶粒数目多,共晶组织细小。二次晶粒既能够以富Zn的α(Al)相形核,也可以直接以β相形核生长。Cu富集在共晶η相中。

关键词：自孕育法二次凝固半固态包晶共晶 ZA27合金