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触变模锻半固态A356铝合金的组织与力学性能

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热加工工艺 2012年第11期41卷 15-18页

作者：王顺成蔡畅戚文军郑开宏李伟东广东省工业技术研究院(广州有色金属研究院)金属成型与加工技术研究所广东广州510650 中南大学材料科学与工程学院湖南长沙410083

采用低温浇注和晶粒细化复合工艺制备半固态A356铝合金坯料,并在200T立式油压机上对半固态坯料进行触变模锻成形,研究了触变模锻件的组织与力学性能,并与液态模锻件进行了比较。结果表明:触变模锻件内部组织由球形α-Al晶粒和α+Si共晶... 详细信息

采用低温浇注和晶粒细化复合工艺制备半固态A356铝合金坯料,并在200T立式油压机上对半固态坯料进行触变模锻成形,研究了触变模锻件的组织与力学性能,并与液态模锻件进行了比较。结果表明:触变模锻件内部组织由球形α-Al晶粒和α+Si共晶组织组成,组织均匀致密,经T6热处理后抗拉强度和伸长率分别为317.6MPa和5.8%,比液态模锻件分别提高了13.6%和5.1%,表明触变模锻半固态A356铝合金件具有较好的热处理强化效果和较高的综合力学性能。

关键词：半固态金属触变模锻低温浇注力学性能

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铝合金汽车中间轴螺塞半固态触变模锻研究

热加工工艺 2007年第21期36卷 59-62页

作者：梅楹煜陈国香闫洪徐晨南昌大学先进成形制造及模具研究所江西南昌330031

对Y112铝合金进行半固态触变模锻实验,确定了该试验最优的半固态二次加热工艺参数。研究表明,模锻后零件中的晶粒基本保持了半固态成形前坯料的颗粒状,说明在触变成形过程中坯料的流动方式是以液相包裹着固相颗粒的方式进行的。并将数... 详细信息

对Y112铝合金进行半固态触变模锻实验,确定了该试验最优的半固态二次加热工艺参数。研究表明,模锻后零件中的晶粒基本保持了半固态成形前坯料的颗粒状,说明在触变成形过程中坯料的流动方式是以液相包裹着固相颗粒的方式进行的。并将数值模拟数据与实验成形力曲线比较,结果二者数值和变化趋势基本吻合,说明数值模拟能够为分析整个锻造过程提供有效的依据,能够从结果中获得较为符合实际的材料流动规律和塑性行为。

关键词：半固态触变模锻数值模拟

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半固态触变模锻7A04合金的力学性能

锻压技术 2012年第5期37卷 63-66页

作者：田文彤常州工学院机电工程学院江苏常州213002

采用2000kN压力机,对半固态7A04合金进行了触变模锻实验。结果表明:半固态触变模锻成形可以获得组织致密、轮廓清晰、充型完整的成形件;半固态触变模锻件的微观组织和力学性能与坯料的制备方法有关,采用SIMA法所获得的成形件的微观组织... 详细信息

采用2000kN压力机,对半固态7A04合金进行了触变模锻实验。结果表明:半固态触变模锻成形可以获得组织致密、轮廓清晰、充型完整的成形件;半固态触变模锻件的微观组织和力学性能与坯料的制备方法有关,采用SIMA法所获得的成形件的微观组织为晶粒细小、均匀的再结晶组织,因此其组织致密,在拉伸过程中部分晶粒发生塑性变形,断口中多处出现撕裂棱,其力学性能明显好于挤压态坯料;在加热温度为600℃、保温时间为10min时SIMA坯料模锻件的伸长率和抗拉强度最高,接近于热挤压态棒料的力学性能,优于同等条件下挤压态合金的半固态模锻成形件,其抗拉强度和伸长率分别提高11.8%和78.5%。

关键词：半固态触变模锻 7A04合金力学性能

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7A04合金半固态触变模锻的组织演化

锻压技术 2008年第5期33卷 85-87页

作者：田文彤杨辉常州工学院机电工程学院江苏常州213002

研究了SIMA法制备的7A04合金在半固态触变模锻工艺中的组织演化规律。结果表明:在半固态重熔加热过程中,随着加热温度的升高和保温时间的延长,晶粒逐渐球化和长大,且加热温度对重熔加热组织的影响比保温时间大;当将具有此特征的坯料进... 详细信息

研究了SIMA法制备的7A04合金在半固态触变模锻工艺中的组织演化规律。结果表明:在半固态重熔加热过程中,随着加热温度的升高和保温时间的延长,晶粒逐渐球化和长大,且加热温度对重熔加热组织的影响比保温时间大;当将具有此特征的坯料进行半固态触变模锻后,其获得的触变模锻件的显微组织与半固态重熔组织密切相关。当模锻温度达到600℃以上时,模锻件的显微组织变化不大,仍是均匀的近球形的显微组织,而且模锻件各区域的合金成分基本一致。揭示了采用半固态触变模锻工艺可获得形状复杂的高质量制件。

关键词： 7A04合金触变模锻组织演化

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工艺参数对触变模锻复合材料影响的仿真研究

锻压技术 2015年第9期40卷 43-47页

作者：陈立黄宏华杨昭侯德政宋新华张家界航空工业职业技术学院航空维修工程系湖南张家界427000 中南大学材料科学与工程学院湖南长沙410083

采用商业有限元软件Deform-3D对触变模锻Al-7%Si合金/Al-17%Si合金复合材料进行仿真模拟,研究了坯料初始温度、模具温度对复合成形的影响规律。模拟结果表明:下坯料初始温度较低,复合界面线严重偏靠锻件中部上表面,底部充型不完全;下坯... 详细信息

采用商业有限元软件Deform-3D对触变模锻Al-7%Si合金/Al-17%Si合金复合材料进行仿真模拟,研究了坯料初始温度、模具温度对复合成形的影响规律。模拟结果表明:下坯料初始温度较低,复合界面线严重偏靠锻件中部上表面,底部充型不完全;下坯料初始温度较高,界面处坯料温度和应力不均匀程度严重。随着模具温度下降,坯料温度降低快、应力增加快,半固态成形时间不充分,复合界面处坯料温度、应力不均匀性加重,复合制件下部出现未充满现象。上坯料初始温度为580℃、下坯料初始温度为570℃、模具温度为400℃时,触变模锻复合充分,充型饱满,界面处温度、应力分布较为均匀,界面线直线居中,复合制件中部薄。并通过实验验证了模拟的可靠性。

关键词：触变模锻复合材料仿真研究工艺参数优化

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半固态轻合金触变模锻成形数值模拟

半固态轻合金触变模锻成形数值模拟

作者：徐晨南昌大学

学位级别：硕士

半固态成形技术兼有液态和固态金属成形的优良特性，是高效、节能的材料加工前沿技术，是21世纪最具有发展潜力的金属成形技术之一。本文采用基于刚塑性／刚粘塑性有限元方法对镁合金汽车中间轴螺塞的成形过程进行数值模拟，并对两种... 详细信息

半固态成形技术兼有液态和固态金属成形的优良特性，是高效、节能的材料加工前沿技术，是21世纪最具有发展潜力的金属成形技术之一。本文采用基于刚塑性／刚粘塑性有限元方法对镁合金汽车中间轴螺塞的成形过程进行数值模拟，并对两种不同成形工艺进行分析对比，得到了变形流动规律和力能参数。从数值模拟结果中可以看到，圆坯料一次成形方案尽管能够减少工序，但该方案存在较大的成形缺陷。与圆坯料一次成形方案比较，预锻一终锻加工方法成形力较低，应变分布均匀，不易产生成形缺陷和应力集中。采用基于刚粘塑性有限元方法对镁合金触变锻造过程进行数值模拟。利用基于多元非线性回归方法建立的半固态AZ61合金本构关系确立了相关模拟参数，并分析了高固相体积分数下半固态镁合金材料触变力学性能，得到镁合金零件半固态触变成形过程的变形流动规律和温度场。结果表明，半固态镁合金材料较常规态材料变形抗力小，成形载荷有较大降低。半固态成形零件等效应力分布较为合理，而常规态材料易产生应力集中，需要补充后续加工工序。在接近固相线温度下，半固态成形的材料充填性能与常态的差别不大。采用半固态模锻的方法对Y112铝合金进行触变成形试验。用机械搅拌制出半固态坯料，并对搅拌前原始枝晶坯料和半固态坯料进行了微观组织分析及对比。二次加热实验表明Y112铝合金液相线铸造坯料在565℃左右保温15-30min 能够获得较满意的适于半固态成形的触变组织。 Y112铝合金高固相率半固态模锻过程数值模拟中变形力要略小于真实试验中变形力，数值和变化趋势二者基本吻合。同时数值模拟结果表明半固态触变成形后零件中应力应变分布均匀，半固态技术较传统加工方式具有优越性。

关键词：半固态数值模拟触变模锻 DEFORM

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W/Cu复合材料伪半固态触变模锻成形研究

W/Cu复合材料伪半固态触变模锻成形研究

作者：纪兴华哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

W-Cu复合材料具有良好的导电、抗熔焊性和高强度、高硬度等优点,应用于电工材料、电子、军工、航天等领域。节能、高效的制备技术则是W-Cu复合材料广泛应用的前提。针对材料中高低熔点相共存的特点,融合半固态成形和粉末冶金技术,提出W... 详细信息

W-Cu复合材料具有良好的导电、抗熔焊性和高强度、高硬度等优点,应用于电工材料、电子、军工、航天等领域。节能、高效的制备技术则是W-Cu复合材料广泛应用的前提。针对材料中高低熔点相共存的特点,融合半固态成形和粉末冶金技术,提出W-Cu复合材料伪半固态触变模锻成形技术,并通过试验研究该成形技术的可行性。本文通过混粉—球磨—冷压三个步骤进行坯料制备。对机械混粉10h、球磨14h的粉末形貌(SEM)分析,结果表明粉末混合均匀,W颗粒形状规则呈球状。在万能试验机上进行压制,所得冷压坯具有一定的强度,搬运夹持性能良好。在伪半固态温度(铜熔点以上、钨熔点以下),施加不同的成形压力触变模锻制得W-Cu复合材料制件。通过扫描电子显微镜研究制件的组织形貌,研究表明组织整体分布均匀,Cu呈网状包围在W颗粒周围;局部出现较大块的Cu相,形成均匀组织与大块Cu相交替分布的格局;通过对制备工艺的分析,提出了去除大块Cu相的措施:降低原料Cu粉的粒度或优化W-Cu粉末的粒径比。对不同工艺参数下所得制件进行致密度、导电、力学性能等测试分析,结果表明:在一定的范围内,加热温度越高、成形压力越大,制件的致密度、硬度、抗弯强度越高,成形压力对力学性能的影响更显著;随着成形压力的提高,制件的导电性并不是越来越好,这是因为液相Cu在成形压力下流动性能比W颗粒要好,流动的不均匀造成了成分次第偏聚,从成形压力中心到边缘,Cu相质量百分比呈递增现象,成形压力越大,成分不均匀性越大。将此试验研究中所得制件的性能同其他工艺制备的性能对比分析,结果表明:通过伪半固态触变模锻成形能够制备高性能的W-Cu复合材料,且具有高效、节能、近净成形等优点。

关键词： W-Cu复合材料伪半固态触变模锻

AlSi7Mg铝合金半固态坯料RAP法制备及其触变模锻研究

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AlSi7Mg铝合金半固态坯料RAP法制备及其触变模锻研究

作者：张逸浩哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

传统的铝合金的成形制造方法主要包括塑性加工和凝固加工两种方法,难以同时满足性能优异和形状复杂的要求。半固态加工技术具有成形力小,近净成形等综合优势,能够解决上述的两难问题。AlSi7Mg铝合金属于典型的铸造铝合金,固液区间较大,... 详细信息

传统的铝合金的成形制造方法主要包括塑性加工和凝固加工两种方法,难以同时满足性能优异和形状复杂的要求。半固态加工技术具有成形力小,近净成形等综合优势,能够解决上述的两难问题。AlSi7Mg铝合金属于典型的铸造铝合金,固液区间较大,在半固态加工领域常用液相法对其进行制坯,少有固相法制坯的文献。基于上述原因,本文通过固相法中的再结晶重熔法(Recrystallization and Partial Remelting—RAP)探究AlSi7Mg铝合金制坯和触变成形的可能性,以拓宽RAP法制坯和成形的材料应用范围,探索新的半固态加工工艺,并进一步研究高固相率下AlSi7Mg铝合金半固态坯料的组织和性能。具体研究如下:本文利用RAP法对AlSi7Mg铝合金铸锭进行制坯,利用金相显微镜和IPP软件对晶粒进行研究。研究了温变形中变形温度和变形量对半固态坯料平均晶粒尺寸和形状因子的影响规律。根据平均晶粒尺寸最小原则,确定了选定参数下的最优镦粗参数是变形温度为240℃,变形量为38.65%,次优镦粗参数是变形温度为260℃,变形量为38.65%。随后根据上述参数研究半固态组织的演变规律,研究等温温度和等温时间对晶粒平均尺寸和形状因子的影响。结果表明,在等温温度为581℃～599℃,等温时间为2～26min条件下,平均晶粒尺寸分布在64～117μm之间,形状因子分布在0.76～0.89,满足半固态坯料的相关要求。本研究证实了利用RAP法对AlSi7Mg铝合金进行半固态制坯是可行的。将AlSi7Mg铝合金在高温和半固态条件下的的真应力-应变曲线以表格形式输入到Defrom-3D有限元软件中。研究半固态触变模锻进程中应变场、应力场和温度场的变化规律,并研究不同参数对模拟结果的影响,得到选定参数下的最优参数。同时将半固态模锻与热模锻进行对比,说明了半固态触变模锻技术的优点。根据小坯料确定的参数,在保证大坯料试样无缺陷的条件下进行镦粗。并根据成形件尺寸进行下料。根据模拟结果得到的选定参数条件下的最优参数制定工艺,进行触变模锻实验,得到未经热处理强化的制件,对其金相组织和力学性能进行分析,为RAP法制备铸造铝合金AlSi7Mg的半固态触变工艺探索新的技术路线。

关键词：再结晶重熔法 AlSi7Mg铝合金半固态制坯数值模拟触变模锻

力能参数对A357铝合金半固态触变模锻件性能的影响

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力能参数对A357铝合金半固态触变模锻件性能的影响

作者：牛海侠哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

半固态金属成形作为一种新的金属加工技术在一些西方国家已得到商业化的生产,但是在我国还处于试验研究和小型生产阶段。本文通过对一种具有代表性的常用合金——半固态A357合金进行单向压缩试验,研究了半固态A357铝合金的触变性能和流... 详细信息

半固态金属成形作为一种新的金属加工技术在一些西方国家已得到商业化的生产,但是在我国还处于试验研究和小型生产阶段。本文通过对一种具有代表性的常用合金——半固态A357合金进行单向压缩试验,研究了半固态A357铝合金的触变性能和流动规律,建立了触变性能的本构关系式,并对触变成形过程进行了有限元数值模拟计算。通过等温压缩实验,研究了不同工艺参数对半固态合金的压缩流动应力的影响,发现流动应力和应变量、温度、应变速率有很大的关系;探讨了半固态合金的变形机制,半固态合金的变形有以下几种方式: (1)固相晶粒周围的液体粘性流动;(2)固相晶粒相互之间的滑移和转动;(3)相互接触的固相晶粒之间受压破碎。在不同的变形温度、不同的应变速率条件下,上述三种变形方式所占的比例不同,因而表现出不同的结果。利用DEFORMTM-3D塑性有限元软件对半固态A357合金触变成形进行了数值模拟,获得了变形过程中的流动速度场、等效应变场、等效应力场和凝固速度场以及相对密度的变化规律。通过在自制的挤压模具上进行A357合金半固态触变成形实验,研究半固态A357合金在不同的工艺参数下对成形性能的影响。通过对在不同压力、不同坯料高度下的成形件的真实密度和微观组织、力学性能的研究,探讨了成形力对半固态成形件组织和力学性能的影响规律。数值模拟的结果和实验结果能较好的吻合。

关键词：半固态触变模锻有限元数值模拟