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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

冷却槽对自孕育法制备ZA92镁合金组织的细化作用

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材料导报 2017年第12期31卷 98-103页

作者：李春范新会袁训锋南宁韩茜李元东西安工业大学材料与化工学院西安710021 商洛学院陕西省尾矿资源综合利用重点实验室商洛726000 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

采用自孕育法制备新型的ZA92镁合金,研究了冷却槽对组织的细化作用,并对其机理进行了分析。结果表明:合金熔体内部的形核与冷却槽的激冷作用、熔体的流动速度及剪切力的大小有关,合适的冷却槽角度有利于晶粒的游离和增殖。熔体在流经冷... 详细信息

采用自孕育法制备新型的ZA92镁合金,研究了冷却槽对组织的细化作用,并对其机理进行了分析。结果表明:合金熔体内部的形核与冷却槽的激冷作用、熔体的流动速度及剪切力的大小有关,合适的冷却槽角度有利于晶粒的游离和增殖。熔体在流经冷却槽的过程中,其组织变化趋势为:粗大枝晶→细小枝晶→等轴晶→蔷薇状晶和近球状晶。冷却槽角度较大或较小均不利于组织的细化,当冷却槽角度在30~45°之间时,坯料组织的晶粒分布比较集中且细小,其平均晶粒尺寸在47.5~51.4μm之间。

关键词：冷却槽 ZA92镁合金晶粒细化自孕育法

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

熔体处理温度对自孕育法制备AZ61半固态浆料的影响

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特种铸造及有色合金 2011年第5期31卷 424-427,388页

作者：严楷李元东马颖陈体军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AZ61变形镁合金半固态浆料,研究了熔体处理温度对制备AZ61变形镁合金半固态浆料的影响。结果表明,自孕育铸造法制备AZ61半固态浆料在液相线以下凝固成形,可以获得近球状的初生相。适宜的熔体处理温度为700℃,对应的平... 详细信息

采用自孕育法制备AZ61变形镁合金半固态浆料,研究了熔体处理温度对制备AZ61变形镁合金半固态浆料的影响。结果表明,自孕育铸造法制备AZ61半固态浆料在液相线以下凝固成形,可以获得近球状的初生相。适宜的熔体处理温度为700℃,对应的平均晶粒尺寸为39.8μm。熔体处理温度过低时,组织中的树枝晶减少的同时细小的近球状晶增多,但是其晶粒尺寸大小分布不均匀。熔体处理温度过高时,组织中树枝晶增多,晶粒平均尺寸显著变大。

关键词：熔体处理温度自孕育法 AZ61变形镁合金半固态

熔体处理温度对自孕育法制备2024变形铝合金半固态浆料的影响

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铸造 2012年第4期61卷 389-395页

作者：李元东高坤李艳磊马颖陈体军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

采用一种新的自孕育法制备2024变形铝合金半固态浆料，研究了熔体处理温度对2024变形铝合金水淬组织和铸态组织的影响。结果表明，熔体处理温度过低和过高时，组织平均晶粒尺寸较大。在700～730℃范围内时，晶粒平均尺寸较小，约为27．1... 详细信息

采用一种新的自孕育法制备2024变形铝合金半固态浆料，研究了熔体处理温度对2024变形铝合金水淬组织和铸态组织的影响。结果表明，熔体处理温度过低和过高时，组织平均晶粒尺寸较大。在700～730℃范围内时，晶粒平均尺寸较小，约为27．1～32．2μm。从浇注过程的温度变化曲线上可以看出，随着熔体处理温度的增加，孕育剂和冷却槽对熔体的冷却效果增强。合金熔体在孕育剂的激冷作用下，瞬间产生大量晶核，并在流经多流股混合冷却槽时，发生晶粒的游离和增殖，最终细化组织。

关键词：自孕育法 2024变形铝合金半固态浆料熔体处理温度凝固过程

自孕育法制备AZ61镁合金组织的凝固过程研究

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自孕育法制备AZ61镁合金组织的凝固过程研究

作者：武慧慧兰州理工大学

学位级别：硕士

半固态浆料或坯料的制备是半固态成形技术的关键环节，这就要求浆料或坯料中具有完整球形或近球形的初生固相颗粒。本文采用了一种能够高效制备优质半固态浆料/坯料的工艺方法，即液-液混合的自孕育法（Self-Inoculation Method，简称SI... 详细信息

半固态浆料或坯料的制备是半固态成形技术的关键环节，这就要求浆料或坯料中具有完整球形或近球形的初生固相颗粒。本文采用了一种能够高效制备优质半固态浆料/坯料的工艺方法，即液-液混合的自孕育法（Self-Inoculation Method，简称SIM法）。从形核和晶核生长两方面入手，深入研究了合金熔体凝固过程中非枝晶组织的形成机理;并对比分析了其他工艺方法（传统铸造、倾斜板法及液-液混合直接浇注的方法）,系统的研究了工艺参数（自孕育法中液-液混合、熔体处理温度、导流器角度）对AZ61镁合金半固态组织的影响规律。实验结果表明： 1.熔体处理温度、导流器角度很大程度上决定半固态浆料的优劣，制备AZ61变形镁合金的导流器角度有效范围是30°-45°，熔体处理温度有效范围是635℃-695℃，制备的浆料出生相颗粒平均晶粒尺寸在48μm-52μm之间;2.制备AZ61变形镁合金非枝晶组织SIM法的可操作温度区间约为60℃，制备后的浆料有较好的流动性，有利于备高性能结构复杂的零部件;3.采用熔体混合的SIM工艺，合金熔体在浇注前就引入了强烈的紊流作用，通过低过热浇注、导流器壁的局部激冷、冲刷和合金熔体在导流器出口处的汇合混合综合作用下，最大限度的增大了异质形核，促进初生相细化。

关键词：自孕育法熔体混合 AZ61镁合金组织细化