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基于组织特征的挤压铸造a356合金局部力学性能研究

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铸造 2024年第3期73卷 303-312页

作者：马万里赵海东王雪灵杨鹏黄智华南理工大学国家金属材料近净成形工程技术研究中心机械与汽车工程学院广东广州510640 山东宏和轻量化科技有限公司山东邹平256200

采用基于微观组织特征的有限元分析(FEA),计算了a356挤压铸件不同部位的力学性能。通过不同分析域尺寸、网格尺寸和FEA模型的分析,确定了合适的有限元模型,使用试验拉伸结果对FEA结果进行了验证,探讨了组织特征对性能的影响。结果表明,S... 详细信息

采用基于微观组织特征的有限元分析(FEA),计算了a356挤压铸件不同部位的力学性能。通过不同分析域尺寸、网格尺寸和FEA模型的分析,确定了合适的有限元模型,使用试验拉伸结果对FEA结果进行了验证,探讨了组织特征对性能的影响。结果表明,Si粒子长度和形状因子增大,抗拉强度与伸长率均呈下降趋势;Si粒子的密度和面积分数的增大,抗拉强度提高和伸长率降低;a356合金的损伤演化过程可分为Si粒子断裂(微裂纹的形成)、裂纹的扩展和连接三个阶段;Si粒子小而圆整且分布较均匀时,局部力学性能各向异性小,Si粒子长宽比较大且呈现出明显的方向性时,局部力学性能各向异性加大。

关键词： a356合金挤压铸造组织特征有限元分析力学性能

原位纳米(TiB_(2)+ZrB_(2))颗粒与Sb协同增强a356铝合金微观组织与力学性能

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铸造技术 2024年第4期45卷 356-362页

作者：王启航李靖黄中月严峰祖方遒合肥工业大学材料科学与工程学院安徽合肥230009 合肥市岐铭新材料科技发展有限公司安徽合肥230031

在a356铝合金中同时引入原位纳米颗粒(TiB_(2)+ZrB_(2))和元素Sb,通过纳米颗粒对基体的强化和Sb提高颗粒分散性所产生的协同作用来提高材料的力学性能。结果表明,单独引入(TiB_(2)+ZrB_(2))颗粒会细化α-Al基体,减小二次枝晶臂间距,但... 详细信息

在a356铝合金中同时引入原位纳米颗粒(TiB_(2)+ZrB_(2))和元素Sb,通过纳米颗粒对基体的强化和Sb提高颗粒分散性所产生的协同作用来提高材料的力学性能。结果表明,单独引入(TiB_(2)+ZrB_(2))颗粒会细化α-Al基体,减小二次枝晶臂间距,但复合材料内部存在严重团聚现象,不利于性能的提高。在此基础上引入Sb,降低纳米颗粒与Al基体间的界面能,纳米颗粒的团聚现象得到显著改善。原位纳米(TiB_(2)+ZrB_(2))颗粒和Sb的协同引入使复合材料的强度和塑性较a356基体大幅提高,当(TiB_(2)+ZrB_(2))和Sb的引入量分别为3%和0.6%(质量分数)时,铸态复合材料的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达到216.4 MPa、119.7 MPa和7.2%,相较a356基体的性能分别提高29.7%、23.5%、84.6%。

关键词：原位纳米(TiB_(2)+ZrB_(2))颗粒 a356合金 Sb元素显微组织力学性能

原位纳米(TiB+ZrB)颗粒与Sb协同增强a356铝合金的微观组织与力学性能

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铸造技术 2024年

作者：王启航李靖黄中月严峰祖方遒合肥工业大学材料科学与工程学院合肥市岐铭新材料科技发展有限公司

本文在a356铝合金中同时引入原位纳米颗粒(TiB2+ZrB2)和元素Sb,通过纳米颗粒对基体的强化和Sb提高颗粒分散性所产生的协同作用来提高材料的力学性能。研究表明,单独引入(TiB2+ZrB2)颗粒会细化α-Al基体,减小二次枝晶臂间距,但复合材料... 详细信息

本文在a356铝合金中同时引入原位纳米颗粒(TiB2+ZrB2)和元素Sb,通过纳米颗粒对基体的强化和Sb提高颗粒分散性所产生的协同作用来提高材料的力学性能。研究表明,单独引入(TiB2+ZrB2)颗粒会细化α-Al基体,减小二次枝晶臂间距,但复合材料内部存在严重团聚现象,不利于性能的提高。在此基础上引入Sb,降低纳米颗粒与Al基体间的界面能,纳米颗粒的团聚现象得到显著改善。原位纳米(TiB2+ZrB2)颗粒和Sb的协同引入使复合材料的强度和塑性较a356基体的性能大幅提高,当(TiB2+ZrB2)和Sb的引入量分别为3%和0.6%(质量分数)时,铸态复合材料的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达到216.4 MPa、119.7 MPa和7.2%,相较a356基体的性能分别提高29.7%、23.5%、84.6%。

关键词：原位纳米(TiB +ZrB )颗粒 a356合金 Sb元素显微组织力学性能

精炼工艺对a356铝合金熔体渣含量及性能的影响

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铸造 2024年第6期73卷 774-778页

作者：李雪科刘雨泽霍臣明葛素静田战峰张祎程苑高利河北新立中有色金属集团有限公司河北省轻金属合金材料技术创新中心河北省轻金属合金材料产业技术研究院河北保定071100 保定市立中车轮制造有限公司河北保定071100

采用Prefil-Footprinter铝渣检测仪、室温拉伸机、金相显微镜等多种检测分析手段,研究了精炼工艺对a356合金熔体渣含量及力学性能的影响。研究结果显示,加入精炼剂量为铝液总量的0.15%,以20 L/min流量通入高纯度氩气15 min,静置20 min... 详细信息

采用Prefil-Footprinter铝渣检测仪、室温拉伸机、金相显微镜等多种检测分析手段,研究了精炼工艺对a356合金熔体渣含量及力学性能的影响。研究结果显示,加入精炼剂量为铝液总量的0.15%,以20 L/min流量通入高纯度氩气15 min,静置20 min后进行检测,此时a356合金熔体中渣含量最低,且力学性能最高。因此该精炼工艺将对现场a356铝合金锭熔炼和生产具有一定的指导意义。

关键词： a356合金精炼铝熔体渣含量力学性能

超声功率对冷却斜槽模压a356合金液相分数、微观组织及物理特性的影响

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Journal of Central South University 2022年第4期29卷 1098-1106页

作者： Pabak MOHAPATRA Nirmal Kumar KUND Department of Production Engineering VSS University of TechnologyBurla 768018India

本文采用超声振动冷却斜槽对a356合金进行成型。超声振动冷却斜槽能剪切产生半固态铸造/热处理坯料的浆料,研究了5种不同的超声功率(0、75、150、200、250 W)下坯料的液相分数、显微组织、物理特性。当超声功率为150 W时,合金的微观组... 详细信息

本文采用超声振动冷却斜槽对a356合金进行成型。超声振动冷却斜槽能剪切产生半固态铸造/热处理坯料的浆料,研究了5种不同的超声功率(0、75、150、200、250 W)下坯料的液相分数、显微组织、物理特性。当超声功率为150 W时,合金的微观组织更精细、圆整,物理特性更强。由于晶粒细化和晶界/Hall-Petch强化导致微观结构改变,从而导致物理性能改变。晶粒尺寸越小,强度/形状因子越高;晶粒均匀性越高,塑性越好。由于温度均匀化的合并作用,再加热改善了合金的微观组织;随着孔隙度的降低和溶解的增强以及均匀性的增强,在再加热过程中材料的物理性能得到改善。

关键词：超声波功率微观结构物理性能半固体铸造 a356合金冷却斜槽

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a356合金的低周疲劳行为及塑性应变能

中国有色金属学报 2006年第2期16卷 260-267页

作者：刘忠侠宋谋胜李继文翁永刚王明星宋天福郑州大学物理工程学院材料物理教育部重点实验室郑州450052

采用电解低钛铝合金、工业纯铝与Al-10Ti中间合金,制备了具有不同钛含量的电解加钛a356合金(Ea356合金)和熔配加钛a356合金(Ma356合金),研究了加钛方式和钛含量对a356合金的应变能密度和低周疲劳性能的影响。结果表明:4种合金均表现为... 详细信息

采用电解低钛铝合金、工业纯铝与Al-10Ti中间合金,制备了具有不同钛含量的电解加钛a356合金(Ea356合金)和熔配加钛a356合金(Ma356合金),研究了加钛方式和钛含量对a356合金的应变能密度和低周疲劳性能的影响。结果表明:4种合金均表现为明显的循环硬化行为;具有较高钛含量的E14、M14合金的循环硬化能力高于低钛含量的E10和M10合金;合金的塑性应变能密度受应变幅的影响且具有循环相关性;高应变幅时,塑性应变能较高但随循环周次变化较小;当应变幅较低时,合金的塑性应变能较小但变化较大,特别是塑性较好的E10和M10合金;无论是电解加钛还是熔配加钛,钛含量为0.1%的E10和M10合金的的塑性应变能密度和疲劳寿命均优于钛含量为0.14%的E14和M14合金;合金的疲劳寿命对加钛方式不敏感,在相同钛含量下,两种加钛方式的合金具有相近的低周疲劳寿命。

关键词： a356合金循环硬化塑性应变能密度疲劳寿命

变质处理对a356合金组织及摩擦磨损性能的影响

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铸造 2022年第10期71卷 1251-1255页

作者：曾凡娇李便霞河南农业职业学院机电工程学院河南郑州451450

研究了Sr变质对a356合金组织及摩擦磨损性能的影响。结果表明:添加0.04%Sr可显著细化共晶硅形貌,使其由未变质铸态下的针片状和板条状转变为细小的颗粒状和蠕虫状。合金布氏硬度(HBW)由未变质时的46.3提高到了58.8,硬度值提高了27%。经0... 详细信息

研究了Sr变质对a356合金组织及摩擦磨损性能的影响。结果表明:添加0.04%Sr可显著细化共晶硅形貌,使其由未变质铸态下的针片状和板条状转变为细小的颗粒状和蠕虫状。合金布氏硬度(HBW)由未变质时的46.3提高到了58.8,硬度值提高了27%。经0.04%Sr变质后的合金,试样表面磨损形貌较为平滑,犁沟和磨痕浅而细小,并逐渐消失,局部区域出现微小的剥落坑和剥落区,磨损形貌有磨削剥落和粘着痕迹,磨损机制为微小磨粒磨损和粘着磨损。

关键词： a356合金 Sr变质显微组织摩擦磨损磨损机制

a356合金近液相线法铸造坯料及重熔加热组织研究

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东北大学学报（自然科学版） 2011年第9期32卷 1252-1255页

作者：王平韦春营李晓峰崔建忠东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室辽宁沈阳110819

采用近液相线半连续铸造法制备了a356铝合金半固态坯料,并利用电阻炉加热,采用电子显微镜研究了近液相线铸造a356铝合金在二次加热过程中的组织演变.结果表明：a356铝合金半固态坯料组织呈均匀、细小的蔷薇状分布;在585℃加热,保温10~15... 详细信息

采用近液相线半连续铸造法制备了a356铝合金半固态坯料,并利用电阻炉加热,采用电子显微镜研究了近液相线铸造a356铝合金在二次加热过程中的组织演变.结果表明：a356铝合金半固态坯料组织呈均匀、细小的蔷薇状分布;在585℃加热,保温10~15 min,可获得半固态加工所需的触变性组织.而且,保温温度和保温时间共同影响着二次加热组织的演变过程.随着加热温度的升高,α相的生长和球化的速度变快,保温时间越长,晶粒球化度越高.

关键词： a356合金近液相线半连续铸造重熔球化度半固态

a356合金重力铸造凝固过程的空间界面传热行为与表面特征（英文）

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2019年第1期29卷 43-50页

作者：林嘉华赵海东黄嘉敏华南理工大学国家金属材料近净成形工程技术研究中心广州510641

铸件/铸型界面传热系数是影响凝固过程温度场分布的重要因素。基于改进的非线性估算法,结合a356合金重力铸造凝固过程底部与侧部界面的温度测量,利用有限元法逆向求解界面传热系数的变化。结果表明:当铸件底部形成凝壳后,该界面的传热... 详细信息

铸件/铸型界面传热系数是影响凝固过程温度场分布的重要因素。基于改进的非线性估算法,结合a356合金重力铸造凝固过程底部与侧部界面的温度测量,利用有限元法逆向求解界面传热系数的变化。结果表明:当铸件底部形成凝壳后,该界面的传热系数达到稳定;而侧部界面的传热系数稳定阶段发生在铸件体收缩完成时;底部界面传热系数的稳定值为750 W/(m^2?℃),约为侧部界面的3倍。此外,铸件底部与侧部界面的表面形貌分析表明,凝固过程表面特征的演变导致空间界面传热系数的差异。

关键词： a356合金凝固界面传热系数热传导反算法表面特征