【摘要】：采用自孕育法制備A356鋁合金半固態(tài)漿料,對(duì)比分析了半固態(tài)金屬型鑄造與傳統(tǒng)金屬型鑄造的組織,研究了不同保溫時(shí)間及保溫溫度對(duì)A356半固態(tài)漿料水淬組織的影響。結(jié)果表明,A356鋁合金采用自孕育法進(jìn)行半固態(tài)流變鑄造可獲得初生相分布均勻的非枝晶組織;A356半固態(tài)漿料在保溫3min時(shí)初生顆粒的形狀因子最接近于1,而且顆粒平均尺寸相對(duì)較小,因此,保溫3min的組織為較理想的流變成形組織;保溫溫度的高低直接影響最終漿料固相率的高低。固相率過(guò)高(50%以上),初生顆粒的合并現(xiàn)象嚴(yán)重,使組織惡化;固相率過(guò)低(15%以下),漿料接近全液態(tài),達(dá)不到半固態(tài)成形利于補(bǔ)縮的效果。適合A356合金的半固態(tài)保溫溫度為600~610℃。
【圖文】：

度降至Ｔ３，在Ｔ３溫度下進(jìn)行特定時(shí)間的保溫，再進(jìn)行水淬直至凝固（Ｔ４，室溫）。經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)測(cè)得，加入孕育劑后平均降溫約為５０℃，過(guò)導(dǎo)流器后平均降溫約為３０℃。２結(jié)果與討論２．１傳統(tǒng)金屬型鑄造與半固態(tài)金屬型鑄造組織圖３為不同工藝下Ａ３５６鋁合金組織。由圖３ａ可以看出，傳統(tǒng)金屬型鑄造由大部分為樹枝晶和少數(shù)的等軸晶組成，且二次枝晶臂發(fā)達(dá)。相比之下，自孕育法組織為近球狀晶或細(xì)小等軸晶，見圖３ｂ。（ａ）傳統(tǒng)金屬型鑄造（ｂ）半固態(tài)金屬型鑄造圖３Ａ３５６鋁合金金屬型鑄造組織合金熔化后，熔體內(nèi)部分高熔點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)仍舊殘留在熔體中，并作為異質(zhì)形核基底。將５％的自孕育劑加入熔體后吸收熔體大量的熱量熔化，合金熔體溫度迅速下３６特種鑄造及有色合金２０１６年第３６卷第１期

成是在熔體中加入了異質(zhì)形核基底，從而使得形核率增加，即一次孕育。隨后經(jīng)過(guò)導(dǎo)流器，由于導(dǎo)流器溫度較低，金屬熔體與導(dǎo)流器表層接觸迅速激冷，，形成細(xì)小枝晶，并有部分液體形成表層凝固殼。在后續(xù)高溫熔體連續(xù)沖刷和剪切過(guò)程中，部分枝晶臂熔斷后隨金屬液一起流入漿料收集器中。而在此過(guò)程中，熔體發(fā)生傳熱與對(duì)流，使自身熱量迅速釋放，導(dǎo)致熔體溫度再次下降，使最終漿料過(guò)冷度增大，枝晶碎片得以保存，產(chǎn)生晶粒增殖效果，即二次孕育。兩個(gè)過(guò)程的疊加使最終組織呈細(xì)小等軸狀。２．２不同保溫時(shí)間下的漿料水淬組織圖４為不同保溫參數(shù)下的漿料水淬組織。當(dāng)保溫時(shí)間為０ｍｉｎ時(shí)，初生α顆粒由不規(guī)則多邊形和薔薇狀組成。隨保溫過(guò)程的進(jìn)行，在保溫３ｍｉｎ時(shí)，顆粒逐漸圓整，且顆粒尺寸增大。保溫５ｍｉｎ時(shí)，顆粒更大，并有部分合并現(xiàn)象。當(dāng)保溫時(shí)間增加到１０ｍｉｎ時(shí)，組織明顯惡化，出現(xiàn)較多的合并長(zhǎng)大現(xiàn)象，顆粒尺寸增大，且形狀不規(guī)則。圖５和圖６分別為不同保溫參數(shù)下初生顆粒的形狀因子和平均尺寸。由圖５和圖６可知，當(dāng)漿料未保溫（ａ）５９０℃保溫０ｍｉｎ（ｂ）５９０℃保溫３ｍｉｎ（ｃ）５９０℃保溫５ｍｉｎ（ｄ）５９０℃保溫１０ｍｉｎ（ｅ）６００℃保溫０ｍｉｎ（ｆ）６００℃保溫３ｍｉｎ（ｇ）６００℃保溫５ｍｉｎ（ｈ）６００℃保溫１０ｍｉｎ（ｉ）６１０℃保溫０ｍｉｎ（ｊ）６１０℃保溫３ｍｉｎ（ｋ）６１０℃保溫５ｍｉｎ（ｌ）６１０℃保溫１０ｍｉｎ圖４不同保溫參數(shù)下的漿料水淬組織時(shí)，初生顆粒尺寸最小，為３５～４２μｍ，但形狀因子較大，為
【作者單位】： 蘭州理工大學(xué)省部共建有色金屬先進(jìn)加工與再利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;蘭州理工大學(xué)有色金屬合金省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51464031)
【分類號(hào)】：TG292


本文編號(hào)：2534194