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2024合金二次凝固组织及行为研究

2024合金二次凝固组织及行为研究

纳米TiC_P对2024合金流动性及力学性能的影响

2017中国铸造活动周

作者：张继渊李元东李明邱谨毕广利管仁国兰州理工大学省部共建有色金属先进加与再利用国家重点实验室兰州理工大学有色金属合金及加工教育部重点实验室东北大学材料与冶金学院

采用自孕育法保温和未保温处理制备2024合金锭料,然后将锭料试样经热模拟机加热,部分重熔后冷却(二次凝固)。利用热模拟机加热和冷却的可控性,研究了不同冷却速度下2024合金的二次凝固组织及二次凝固行为。结果表明:锭料试样部分重熔后... 详细信息

采用自孕育法保温和未保温处理制备2024合金锭料,然后将锭料试样经热模拟机加热,部分重熔后冷却(二次凝固)。利用热模拟机加热和冷却的可控性,研究了不同冷却速度下2024合金的二次凝固组织及二次凝固行为。结果表明:锭料试样部分重熔后的凝固组织是由初生α颗粒、"趾状"α、独立的α颗粒和共晶组织组成;锭料原始组织对合金的二次凝固组织有明显影响;随着冷却速度的增加,α的大尺寸颗粒逐渐减少,小尺寸颗粒增多;α颗粒平均尺寸的三次方与冷却速度呈反比关系;二次凝固方式主要有两种,一种是α依附于α颗粒生长成"趾状"结构;另一种是α在重熔液相中独立形核并长成细小的球晶,部分球晶失稳而长成等轴晶,甚至不发达的树枝晶;共晶组织按"搭桥"方式交替生长成"层片状"或"放射状"结构,"晶内共晶"主要由"三晶交汇处"的共晶组织演变形成。

关键词：半固态自孕育法 2024合金冷却速度二次凝固凝固行为

来源： cnki会议评论

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铸造 2018年第12期67卷 1055-1059页

作者：田帅杨化冰刘桂亮孙谦谦聂金凤刘相法山东大学材料液固结构演变与加工教育部重点实验室山东济南250061 南京理工大学纳米结构材料中心江苏南京210094

研究了纳米TiC颗粒(TiC_p)对2024铝合金流动性及力学性能的影响。试验结果表明,原始2024合金铸态组织呈粗大枝晶状,流动性差,存在浇不足、热裂等铸造缺陷。以Al-TiC晶种合金的形式添加0.1%TiC_p后,2024合金晶粒形貌得到改善,粗大枝晶生... 详细信息

研究了纳米TiC颗粒(TiC_p)对2024铝合金流动性及力学性能的影响。试验结果表明,原始2024合金铸态组织呈粗大枝晶状,流动性差,存在浇不足、热裂等铸造缺陷。以Al-TiC晶种合金的形式添加0.1%TiC_p后,2024合金晶粒形貌得到改善,粗大枝晶生长被抑制,流动性显著提高,螺旋流动性试样平均长度由556 mm提高至696 mm,提高约25.2%;合金的力学性能明显提高,硬度、抗拉强度和伸长率分别为HBW120.5、365 MPa和2.08%,较原始2024合金分别提高5.6%、8.6%和40.5%。

关键词： 2024合金 Al-TiC晶种合金流动性力学性能

固溶处理对粉末触变成形2024合金组织和性能的影响

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特种铸造及有色合金 2017年第7期37卷 732-735页

作者：张林燕陈体军兰州理工大学有色金属先进加工与再利用省部共建国家重点实验室兰州理工大学有色金属合金及加工教育部重点实验室

采用粉末触变成形制备了2024合金,研究了固溶处理对其组织和力学性能的影响,并与金属型铸造2024合金进行了对比。结果表明,在485℃下进行固溶处理,触变成形合金组织发生了明显变化,而金属型铸造合金由于大量共晶相存在于树枝晶间,其组... 详细信息

采用粉末触变成形制备了2024合金,研究了固溶处理对其组织和力学性能的影响,并与金属型铸造2024合金进行了对比。结果表明,在485℃下进行固溶处理,触变成形合金组织发生了明显变化,而金属型铸造合金由于大量共晶相存在于树枝晶间,其组织演变比粉末触变成形合金的组织演变慢;与金属型铸造合金相比,粉末触变成形合金的抗拉强度、屈服强度以及伸长率分别提高了18.6%、20.9%和287.1%,而在485℃×4h固溶时,其力学性能达到了峰值,抗拉强度、屈服强度以及伸长率分别为333 MPa、278 MPa和16.5%。

关键词：粉末触变成形 2024合金固溶处理组织力学性能

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2024合金薄板铜扩散控制工艺的要点分析

铝加工 2015年第6期38卷 16-21页

作者：王能均西南铝业(集团)有限责任公司重庆九龙坡401326

研究了2024合金退火温度和退火保温时间对O态板材铜扩散的影响,同时研究了重复淬火次数、淬火保温时间对T42、T62态板材铜扩散的影响。结果表明退火温度、保温时间以及淬火保温时间、淬火次数对铜扩散均有影响,其中退火温度是O态板材铜... 详细信息

研究了2024合金退火温度和退火保温时间对O态板材铜扩散的影响,同时研究了重复淬火次数、淬火保温时间对T42、T62态板材铜扩散的影响。结果表明退火温度、保温时间以及淬火保温时间、淬火次数对铜扩散均有影响,其中退火温度是O态板材铜扩散控制的关键,而淬火次数、淬火保温时间等是T42、T62态板材铜扩散控制的关键。

关键词： 2024合金热处理工艺重复淬火铜扩散

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热处理对2024合金组织和力学性能的影响

热处理对2024合金组织和力学性能的影响

第十八届中国铸造协会年会

作者：张积龙山东南山铝业股份有限公司

利用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电镜、x射线物相分析仪和电子拉力试验机研究热处理对2024合金组织和力学性能的影响。结果表明:铸态合金主要由α-Al,AlCuMg,AlCuFe,AlCuNi,AlFeNi相组成;经固溶后,仅剩下含Fe的杂质相,AlCuMg和AlC... 详细信息

利用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电镜、x射线物相分析仪和电子拉力试验机研究热处理对2024合金组织和力学性能的影响。结果表明:铸态合金主要由α-Al,AlCuMg,AlCuFe,AlCuNi,AlFeNi相组成;经固溶后,仅剩下含Fe的杂质相,AlCuMg和AlCuNi相几乎完全固溶进铝基体中;时效后,有新相AlCu析出,呈颗粒状。亚晶界上析出物长大、球化和不连续分布。合金的铸态、固溶态和时效态合金的抗拉强度分别为489 MPa、501 MPa和551 MPa,合金的固溶强化和析出强化效果明显。

关键词：热处理 2024合金组织力学性能

来源： cnki会议评论

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热处理对2024合金组织和力学性能的影响

铸造工程 2023年第1期47卷 9-14页

作者：张积龙山东南山铝业股份有限公司山东烟台265700

利用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电镜、X射线物相分析仪和电子拉力试验机研究热处理对2024合金组织和力学性能的影响。结果表明:铸态合金主要由α-Al、Al_(2)CuMg、Al_(7)Cu_(2)Fe、Al_(7)Cu_(4)Ni、Al_(9)FeNi相组成;经固溶处理... 详细信息

利用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电镜、X射线物相分析仪和电子拉力试验机研究热处理对2024合金组织和力学性能的影响。结果表明:铸态合金主要由α-Al、Al_(2)CuMg、Al_(7)Cu_(2)Fe、Al_(7)Cu_(4)Ni、Al_(9)FeNi相组成;经固溶处理后,第二相仅剩下含Fe的杂质相,Al_(2)CuMg和Al_(7)Cu_(4)Ni相几乎完全固溶进铝基体中;时效处理后,组织中有新相Al_(2)Cu析出,呈颗粒状,亚晶界上析出物长大、球化和不连续分布。铸态、固溶态和时效态的合金抗拉强度分别为489 MPa、501 MPa和551 MPa,合金的固溶强化和析出强化效果明显。

关键词： 2024合金组织力学性能固溶处理时效处理

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航空用2024合金型材拉弯有限元分析研究

有色金属加工 2023年第6期52卷 13-17页

作者：王东辉孙巍王向杰徐亚军陈长科东北大学材料科学与工程学院辽宁沈阳110000

采用数值模拟和试验相结合的方法,建立了一套2024合金挤压型材拉弯回弹预测方法。通过绘制拉弯机在运动过程中的轨迹,使用点坐标设置了拉弯夹头的位移曲线,并建立了拉弯工艺有限元模型。将数值模拟的结果与实际试验数值对比后发现,数值... 详细信息

采用数值模拟和试验相结合的方法,建立了一套2024合金挤压型材拉弯回弹预测方法。通过绘制拉弯机在运动过程中的轨迹,使用点坐标设置了拉弯夹头的位移曲线,并建立了拉弯工艺有限元模型。将数值模拟的结果与实际试验数值对比后发现,数值模拟的误差值在6%左右,验证了该方法的可靠性。通过此种数值模拟预判2024合金型材拉弯回弹量,可以很大程度的减少实际生产试验,节省了大量的人力及物力。同时,数值模拟结果也展示了2024合金型材在拉弯过程中整体应力分布的变化。通过观察得知,在整个拉弯过程中,仅在预拉伸阶段,型材的应力分布是均匀的;在包覆阶段乃至补拉伸阶段,型材的应力分布也因形变量的不同出现了差别,但是在整个包覆过程中,最大应力始终出现在型材与模具相切的位置;卸载后,型材中仍存在残余应力。

关键词： 2024合金拉弯工艺数值模拟

应变速率对2024铝合金拉伸性能的影响研究

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热加工工艺 2014年第12期43卷 113-116页

作者：高倩倩胡本润杨伟北京航空材料研究院检测中心北京100095

研究了应变速率对2024铝合金拉伸性能的影响。结果表明,随应变速率的增加,抗拉强度略有下降,屈服强度增加,断面收缩率及伸长率下降,弹性模量增加。断口分析表明,应变速率越低,断口中韧窝组织越多,以韧性断裂为主;随着应变速率增加,以脆... 详细信息

研究了应变速率对2024铝合金拉伸性能的影响。结果表明,随应变速率的增加,抗拉强度略有下降,屈服强度增加,断面收缩率及伸长率下降,弹性模量增加。断口分析表明,应变速率越低,断口中韧窝组织越多,以韧性断裂为主;随着应变速率增加,以脆性断裂为主。随应变速率增加,断口纵剖面中晶粒伸长减小,并出现细小析出相。此外,基于Fields and Backofen本构方程模型,定量计算与分析了应变速率对合金力学性能的影响。

关键词： 2024合金应变速率拉伸性能本构模型

液—液/固混合铸造2024合金及其部分重熔与凝固

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液—液/固混合铸造2024合金及其部分重熔与凝固

作者：张继渊兰州理工大学

学位级别：硕士

在半固态加工中,浆（坯）料是由部分固相和互相连通的液相混合而成。成形时这些液相可有效补充凝固收缩,在理论上可以获得无孔洞类缺陷的产品。但是这些剩余液相在二次凝固过程中存在相的析出和成分偏析等问题,将对最终成形件的性能产... 详细信息

在半固态加工中,浆（坯）料是由部分固相和互相连通的液相混合而成。成形时这些液相可有效补充凝固收缩,在理论上可以获得无孔洞类缺陷的产品。但是这些剩余液相在二次凝固过程中存在相的析出和成分偏析等问题,将对最终成形件的性能产生影响,从而限制半固态加工技术的大规模应用。因此有必要针对二次凝固展开系统性研究。本文以2024合金（属于固溶合金）为研究对象,采用液-固混合方式,通过自孕育法（SIM）铸造2024合金非枝晶锭料,利用热模拟机加热和冷却的可控性,研究2024合金部分重熔后的凝固组织及其凝固行为;同时采用液-液混合方式,以受控扩散凝固（CDS）技术与高压压铸（HPDC）相结合,利用CDS法制备半固态浆料,并进行流变压铸成形。实验结果表明:自孕育法铸造2024合金锭料过程中,保温锭料较未保温锭料相比,组织中短小的树枝晶和蔷薇晶在减少,晶粒并有球化趋势。锭料试样的原始组织仅对二次凝固α3的颗粒大小、形状有影响,而对重熔液相的二次凝固过程的影响不明显。两种合金锭料试样在部分重熔过程中形成的液相均随加热温度的升高而增多。并且经分析得出加热温度对二次凝固α3影响不明显。不同的升温速率对保温锭料试样部分重熔后的α1颗粒和二次凝固α3均有明显影响。计算数据表明,改善升温速率可以优化铸件凝固组织。在相同的冷却速度下,保温锭料试样中α3的颗粒平均尺寸较未保温锭料试样中α3的颗粒平均尺寸大,而形状因子较未保温锭料试样的小,其颗粒更加圆整。未保温锭料试样和保温锭料试样部分重熔后的α3颗粒尺寸和形状因子随冷却速率变化的趋势相同。随着冷却速度的增加,二次凝固α3的大尺寸颗粒逐渐减少,小尺寸颗粒增多;α3的颗粒形状因子逐渐减小,颗粒变得圆整。二次凝固方式主要有两种,一种是二次凝固α2依附于α1颗粒生长成“脚趾状”结构;另一种是在重熔液相中直接形核长成细小的近球状α3颗粒晶,部分α3球晶失稳而长成等轴晶。在凝固后期,α3的颗粒存在合并长大现象。CDS法可以制备目标合金,并且能够获得非枝晶浆料。高温熔体（纯铝）和低温熔体（Al-10%Cu合金）都将会影响目标合金（2024）浆料水淬组织和金属型组织。

关键词：半固态 2024合金自孕育法受控扩散凝固凝固行为二次凝固