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半固态A356铝合金的稳态流变性能

张艳菊 , 毛卫民 , 赵振铎 , 刘政

金属学报

采用Couette型同轴双筒流变仪对半固态A356铝合金的等温稳态表观粘度进行了测试. 结果表明: 半固态A356合金的稳态表观粘度(ηa)随着固相分数(fs)的增加而增加, 但随剪切速率(γ)的增大而减小, 当fs达到某一临界值之后, ηa迅速增加.可用方程ηa=2.79exp(6.27 fs)γ-0.7描述fs,γ对ηa的影响.

关键词: A356铝合金 , A356 aluminum alloy , apparent viscosity

强制对流搅拌制备铝合金半固态浆料及其组织演变

周冰 , 康永林 , 郜俊震 , 祁明凡 , 张欢欢

中国有色金属学报

采用自主研发的强制对流搅拌装置(FCR),研究筒体温度、浇注温度和搅拌速度对A356铝合金半固态组织的影响规律,探讨半固态浆料制备过程中的凝固行为。结果表明:适当降低浇注温度、筒体温度和提高搅拌速度均有利于半固态浆料组织的改善,能够制备晶粒细小、圆整、分布均匀的半固态组织;当浇注温度为620~630℃、筒体温度为570~580℃、筒体转速为200 r/min以上时,均能获得理想的半固态浆料,其初生固相颗粒平均直径在80μm以下,形状因子在0.75以上;强制对流搅拌装置极大地改变了传统凝固条件下熔体依靠传导单向传热和扩散缓慢传质的状态,使熔体的温度场和成分场趋于一致,破坏了枝晶生长的条件,有利于获得较好的半固态组织。

关键词: A356铝合金 , 半固态 , 强制对流 , 流变成形 , 组织演变

蛇形通道制备半固态浆料均热后的流变压铸

陈正周 , 毛卫民

材料科学与工艺

为了研究蛇形通道制备半固态浆料并经过均热后的流变压铸性能,以A356铝合金为材料进行实验研究.结果表明:当浇注温度为680℃、均热功率为1.6~2.5 kW时,半固态浆料的微观组织可以达到均一,而且初生α(Al)的形貌更加圆整;该浆料经过流变压铸成形后,在铸态下拉伸试样的抗拉强度可达245~260 MPa,伸长率可达8.5%~13%;经过T6热处理后,拉伸试样的抗拉强度可达295~320 MPa,伸长率可达7%~11%.均热可以对浆料的整个温度进行调整来满足不同铸件的流变压铸.

关键词: 半固态 , A356铝合金 , 蛇形通道 , 力学性能 , 微观组织

稀土钇对A356合金显微组织和拉伸性能的影响

汪长勤 , 赵玉涛 , 张松利 , 陈刚

机械工程材料

运用光学显微镜、扫描电镜和万能电子拉伸试验机等研究了稀土元素钇对A356合金显微组织和拉伸性能的影响.结果表明:稀土钇是A356合金的一种优良变质剂,不但能使初生的α-Al晶粒变得圆整细小,二次枝晶间距减小,而且能使共晶硅由粗大的板条状转变为细小的颗粒状或纤维状;当加入0.4%钇后,A356合金的抗拉强度和伸长率分别达到了298 MPa和9.5%,比未添加钇的合金分别提高了29.6%和21.5%.

关键词: A356铝合金 , 稀土元素 , 变质处理 , 显微组织 , 拉伸性能

电磁场作用下半固态A356-La铝合金初生相形貌及分形维数的研究*

刘政 , 徐丽娜 , 余昭福 , 陈杨政

金属学报 doi:10.11900/0412.1961.2015.00496

利用稀土La对液态A356铝合金进行了细化处理, 并在电磁搅拌技术下制备了半固态A356-La铝合金浆料, 研究了稀土La和电磁搅拌对半固态A356铝合金初生相形貌的影响, 并用分形维数对其初生相形貌进行了表征. 结果表明, 添加适量的稀土La可有效改善半固态A356铝合金初生相的形貌, 无论是否经过电磁搅拌, 随着稀土添加量的增加, A356 铝合金的初生相形貌均呈先变好后恶化的演变规律, 当稀土La的添加量为0.4% (质量分数)时, 其初生α相的形貌和尺寸均达到最佳, 其平均等积圆直径为88.85 μm, 平均形状因子为0.78; 当稀土La的添加量相同时, 经过电磁搅拌作用的A356-La 铝合金初生α相的平均等积圆直径均比未经过电磁搅拌的更小, 其形状因子则相反, 均比未经过电磁搅拌的更大, 说明经过电磁搅拌的半固态A356铝合金初生α相比未搅拌过的更细小、圆整, 即经过电磁搅拌的初生α相形貌更佳, 如当La含量为0.4%时, 其平均等积圆直径由88.85 μm 降至84.14 μm, 平均形状因子由0.78升至0.81. 此外, 实际的合金凝固组织具有分形特征, 应用分形几何的原理来描述和分析半固态铝合金中初生相的形貌变化规律甚至初生相形成机理是完全可能的. 且不同工艺参数下所获得的半固态铝合金初生相形貌具有不同的分形维数, 随着半固态初生相由树枝状向颗粒状或球状变化, 其分形维数逐渐变小.

关键词: A356铝合金 , La , 电磁搅拌 , 初生相形貌 , 分形

电磁场作用下半固态A356-La铝合金初生相形貌及分形维数的研究

刘政 , 徐丽娜 , 余昭福 , 陈杨政

金属学报 doi:10.11900/0412.1961.2015.00496

利用稀土La对液态A356铝合金进行了细化处理,并在电磁搅拌技术下制备了半固态A356-La铝合金浆料,研究了稀土La和电磁搅拌对半固态A356铝合金初生相形貌的影响,并用分形维数对其初生相形貌进行了表征结果表明,添加适量的稀土La可有效改善半固态A356铝合金初生相的形貌,无论是否经过电磁搅拌,随着稀土添加量的增加,A356铝合金的初生相形貌均呈先变好后恶化的演变规律,当稀土La的添加量为0.4%(质量分数)时,其初生α相的形貌和尺寸均达到最佳,其平均等积圆直径为88.85 μm,平均形状因子为0.78;当稀土La的添加量相同时,经过电磁搅拌作用的A356-La铝合金初生α相的平均等积圆直径均比未经过电磁搅拌的更小,其形状因子则相反,均比未经过电磁搅拌的更大,说明经过电磁搅拌的半固态A356铝合金初生α相比未搅拌过的更细小、圆整,即经过电磁搅拌的初生α相形貌更佳,如当La含量为0.4%时,其平均等积圆直径由88.85μm降至84.14 μm,平均形状因子由0.78升至0.81.此外,实际的合金凝固组织具有分形特征,应用分形几何的原理来描述和分析半固态铝合金中初生相的形貌变化规律甚至初生相形成机理是完全可能的.且不同工艺参数下所获得的半固态铝合金初生相形貌具有不同的分形维数,随着半固态初生相由树枝状向颗粒状或球状变化,其分形维数逐渐变小.

关键词: A356铝合金 , La , 电磁搅拌 , 初生相形貌 , 分形

合金元素对铝合金熔体中氢含量的影响

孟令奇 , 程世伟 , 张恒华

上海金属

以A356铝合金为基体合金,添加不同含量的Mg、Cu、Mn合金元素,然后在730℃下熔炼,保温30 min后减压浇铸,并利用减压凝固试样密度法来测量氢含量,以研究不同合金元素对铝熔体氢含量的影响.研究结果表明,合金元素Mg很大程度上加重了铝熔体的吸氢倾向,合金元素Mn也会增加铝熔体的吸氢倾向,但程度不大;而Cu则降低铝熔体的吸氢倾向.

关键词: A356铝合金 , 氢含量 , 合金元素 , 减压凝固法

减压速度对真空吸铸 A356合金充填行为和氧化膜卷入过程的影响

刘闪光 , 曹福洋 , 伊军英 , 赵信毅 , 曾静 , 宁志良 , 孙剑飞

中国有色金属学报(英文版) doi:10.1016/S1003-6326(16)64463-1

研究减压速度对真空吸铸 A356合金充填行为和氧化膜卷入过程的影响。利用粒子图像测速仪通过水模拟方法观察充填行为,并获得速度场的变化规律。结果表明,介质流入型腔后,充型速度首先快速增加,随后随着减压速度的不同,充型速度的变化表现出3种不同情况:减压速度较大时,充型速度继续增加;减压速度合理时,充型速度保持不变;减压速度较低时,充型速度先降低后保持不变。充型速度越大,射流越严重,介质在重力作用下回落至液面时的速度越大,这是导致真空吸铸过程中氧化膜卷入的主要原因。推导了减压速度的设计原则,据此浇注了 A356合金铸件。测试了其四点弯曲强度,并利用韦伯统计评价了铸件的可靠性,证明了减压速度设计原则的准确性。

关键词: A356 铝合金 , 真空吸铸 , 水模拟 , 表面湍流 , 薄壁铸件 , 氧化膜

熔化和热处理条件对 A356铝合金冲击韧性的影响

M. AMNE ELAHI , S. G. SHABESTARI

中国有色金属学报(英文版) doi:10.1016/S1003-6326(16)64191-2

研究 A356铝合金在非热处理和 T6热处理条件下经熔化处理过程中的晶粒细化和改性后的显微组织和冲击性能。通过添加 Al?10%Sr 和 Al?5Ti?1B 中间合金分别实现改性和晶粒细化。为了重点突出上述处理的影响,所有的铸造参数都保持不变。结果表明:共晶硅形貌是控制合金冲击行为的主要参数。因此,铸态合金的晶粒细化不能像改性一样改善其冲击韧性。然而,相对于单个处理,同时进行晶粒细化和改性能提供更高的冲击韧性。合金的 T6热处理在所有的熔化处理条件下都改善了冲击韧性,这与共晶硅颗粒的进一步改性有关。为证明这些结果并阐明其机制,使用三点弯曲实验和金属断面的显微观察来阐述合金冲击韧性的改善。

关键词: A356 铝合金 , 改性 , 晶粒细化 , 冲击韧性

用非晶合金细化变质处理A356铝合金的显微组织和力学性能

苏云高 , 崔振铎 , 朱胜利 , 赵乃勤 , 丁俭 , 赵维民

机械工程材料 doi:10.11973/jxgccl201701014

通过添加不同量的Zr56 Co22 Al16 Ag6非晶合金条带对用Al-5Ti-1B预细化的A356铝合金进行细化变质处理,然后再进行固溶时效热处理,研究了合金的显微组织和力学性能,并探讨了非晶合金的细化强化机制.结果表明:随着非晶合金添加量的增加,铝合金的晶粒尺寸和二次枝晶间距均逐渐减小,力学性能得到了提高;铝合金的共晶组织中出现了弥散分布的颗粒状 Al3 Zr 相,该相作为非均质形核的核心,起到细化晶粒的作用;加入质量分数为0.4%的非晶合金,并设定孕育期为10 min,铝合金可获得最佳的细化效果,其经固溶时效处理后的抗拉强度和伸长率比未加入非晶合金的分别提高了7%和64.4%.

关键词: A356 铝合金 , Zr56 Co22 Al16 Ag6 非晶合金条带 , 力学性能

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