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《半固態(tài)2024合金部分重熔新工藝與組織演變》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、萬(wàn)方數(shù)據(jù)第38卷增刊12009年4月稀有金屬材料與工程RARE～正TALMATERIAl．SANDENGⅡ嶇ERJl、nGV01．38，Suppl．1April2009半固態(tài)2024合金部分重熔新工藝與組織演變王順成，李元元，陳維平，鄭小平(華南理工大學(xué)，廣東廣州510640)摘要：提出半固態(tài)坯料先在液相線以上某溫度適當(dāng)?shù)葴丶訜?，然后再降低溫度至兩相區(qū)繼續(xù)等溫保溫的兩步法部分重熔新工藝。采用該工藝對(duì)低過(guò)熱度澆注半固態(tài)2024合金坯料進(jìn)行部分重熔試驗(yàn)，利用光學(xué)顯微鏡和金相圖像分析系統(tǒng)，研究了坯料組織演
2、變規(guī)律，并與兩相區(qū)等溫部分重熔工藝進(jìn)行了比較。結(jié)果表明，采用兩步法部分重熔工藝．由于坯料升溫速度加快和熔化過(guò)熱溫度提高，抑制了晶間共晶相的溶解擴(kuò)散，晶問(wèn)液相形成速度明顯加快，對(duì)晶粒合并長(zhǎng)大具有一定的抑制作用，并加速晶粒球化，坯料部分重熔后，晶粒更加細(xì)小和圓整。關(guān)鍵詞：半固態(tài)金屬；觸變成形；部分重熔；組織演變中圖法分類號(hào)：TG146．21文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1002．185X(2009)$1．192．05半固態(tài)成形技術(shù)具有提高鑄件致密度、延長(zhǎng)模具壽命和實(shí)現(xiàn)高速近終成形等優(yōu)點(diǎn)。半固態(tài)成形工藝包括流變
3、成形和觸變成形，目前研究和應(yīng)用較多的是觸變成形，包括半固態(tài)坯料的制備、部分重熔和觸變成形3個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)【1．2】。半固態(tài)坯料制備方法目前已有很多，如機(jī)械攪拌、電磁攪拌、應(yīng)變誘發(fā)激活、噴射沉積和低過(guò)熱度澆注等。其中低過(guò)熱度澆注法具有工藝簡(jiǎn)單、無(wú)需特殊設(shè)備、可大大降低生產(chǎn)成本等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)受到廣泛關(guān)注13—51。半固態(tài)坯料部分重熔在觸變成形工藝中具有承上啟下的作用，其目的首先是使坯料獲得一定的液相分?jǐn)?shù)，其次還要使坯料的非枝晶組織進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)榍蛐尉Я＝M織[2,31。目前廣泛采用的部分重熔工藝是在某一預(yù)定固液
4、兩相區(qū)溫度下進(jìn)行的等溫部分重熔工藝[6,71，其特點(diǎn)是易于通過(guò)控制加熱溫度獲得所需的液相分?jǐn)?shù)，同時(shí)，還可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的保溫確保晶粒得到充分的球化。但保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)卻容易導(dǎo)致晶粒租化，而晶粒粗化也會(huì)降低坯料的觸變性能，同時(shí)還會(huì)惡化成形件的力學(xué)性能is,9】。本研究提出半固態(tài)坯料先在液相線以上某溫度適當(dāng)?shù)葴丶訜?，然后再降低溫度至兩相區(qū)繼續(xù)等溫保溫的兩步法部分重熔新工藝。采用該工藝對(duì)低過(guò)熱度澆注半固態(tài)2024合金坯料進(jìn)行部分重熔實(shí)驗(yàn)，研究了坯料組織演變規(guī)律，并與兩相區(qū)等溫部分重熔工藝進(jìn)行了比較。1實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)
5、材料為2024合金，用純鋁錠、純鎂錠、AI．50Cu和A1．10Mn合金熔煉配制，熔煉設(shè)備為15kW井式電阻爐和石墨坩堝，熔煉溫度為760℃。熔體經(jīng)精練、靜止和扒渣后于650℃澆注到水冷鐵模中，鑄成40衄×200mill×200衄的坯料。在ARL4460光電直讀光譜儀上測(cè)定坯料成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，％)為：Cu4．26，Mg1．44，MnO．34，SiO．085，F(xiàn)e0．105，Cr0．002，Ni0．008，Zn0．011，Al余量。坯料內(nèi)部組織主要為細(xì)小的玫瑰狀晶粒，如圖1所示。坯料最后加工成毋15衄
6、×20衄的圓柱試樣用于部分重熔實(shí)驗(yàn)。圖1半固態(tài)2024合金坯料原始組織Fig．IMicrostructureofsemi-solid2024alloybillet在NETZSCHSTA449C綜合熱分析儀上對(duì)坯料進(jìn)行差示掃描量熱分析(DSC)，DSC曲線如圖2所示。收稿日期：2008-05．17基金項(xiàng)目：中國(guó)博士后科學(xué)基金資助項(xiàng)目(20060400749)；華南理工大學(xué)博士后創(chuàng)新科學(xué)基金資助項(xiàng)目作者簡(jiǎn)介：王順成，男，1976年生，博士后，華南理工大學(xué)機(jī)械與汽車工程學(xué)院，廣東廣州510640，電話：0
7、20-87112948，E-mail：wangsc76@sina．com萬(wàn)方數(shù)據(jù)增刊1王順成等：半固態(tài)2024合金部分重熔新工藝與組織演變·193·采用外推始、終點(diǎn)法【10l，確定坯料固相線和液相線溫度分別為500．4和638．8℃。根據(jù)DSC結(jié)果，部分重熔等溫保溫溫度確定為625℃，經(jīng)Scheil公式【1u計(jì)算，該溫度下坯料的理論平衡液相分?jǐn)?shù)約為40％。部分重熔設(shè)備為7kW旋風(fēng)箱式熱處理爐。兩步法部分重熔，試樣首先分別在655和675℃等溫加熱15min，然后再隨爐降溫至625℃并繼續(xù)等溫保溫。為
8、了對(duì)比，在625℃進(jìn)行一組等溫部分重熔試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)前在試樣中心預(yù)先鉆一驢2mmX10mm的小孔并插入K型熱電偶以測(cè)量試樣溫度變化，溫度數(shù)據(jù)收集采用MCGS溫度智能測(cè)控試驗(yàn)系統(tǒng)記錄。熱處理爐加熱到預(yù)定溫度后放入試樣，并開始記錄試樣溫度，到達(dá)預(yù)定加熱時(shí)間后取出試樣水淬。試樣經(jīng)磨制、拋光并用混合酸溶液(1mLHF+I．5mLHCI+2．5mLHN03+95mLH20)腐蝕后，在OLYMPUS金相顯微鏡下進(jìn)行組織觀察，用OLYCLA金相圖像分析系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)分析試樣液相分?jǐn)?shù)‘，{．)
