保温参数对A356铝合金半固态组织的影响

发布时间：2019-09-10 19:56

【摘要】：采用自孕育法制备A356铝合金半固态浆料,对比分析了半固态金属型铸造与传统金属型铸造的组织,研究了不同保温时间及保温温度对A356半固态浆料水淬组织的影响。结果表明,A356铝合金采用自孕育法进行半固态流变铸造可获得初生相分布均匀的非枝晶组织;A356半固态浆料在保温3min时初生颗粒的形状因子最接近于1,而且颗粒平均尺寸相对较小,因此,保温3min的组织为较理想的流变成形组织;保温温度的高低直接影响最终浆料固相率的高低。固相率过高(50%以上),初生颗粒的合并现象严重,使组织恶化;固相率过低(15%以下),浆料接近全液态,达不到半固态成形利于补缩的效果。适合A356合金的半固态保温温度为600~610℃。
【图文】：

度降至Ｔ３，在Ｔ３温度下进行特定时间的保温，再进行水淬直至凝固（Ｔ４，室温）。经过多次试验测得，加入孕育剂后平均降温约为５０℃，过导流器后平均降温约为３０℃。２结果与讨论２．１传统金属型铸造与半固态金属型铸造组织图３为不同工艺下Ａ３５６铝合金组织。由图３ａ可以看出，传统金属型铸造由大部分为树枝晶和少数的等轴晶组成，且二次枝晶臂发达。相比之下，自孕育法组织为近球状晶或细小等轴晶，见图３ｂ。（ａ）传统金属型铸造（ｂ）半固态金属型铸造图３Ａ３５６铝合金金属型铸造组织合金熔化后，熔体内部分高熔点质点仍旧残留在熔体中，并作为异质形核基底。将５％的自孕育剂加入熔体后吸收熔体大量的热量熔化，合金熔体温度迅速下３６特种铸造及有色合金２０１６年第３６卷第１期

成是在熔体中加入了异质形核基底，从而使得形核率增加，即一次孕育。随后经过导流器，由于导流器温度较低，金属熔体与导流器表层接触迅速激冷，，形成细小枝晶，并有部分液体形成表层凝固壳。在后续高温熔体连续冲刷和剪切过程中，部分枝晶臂熔断后随金属液一起流入浆料收集器中。而在此过程中，熔体发生传热与对流，使自身热量迅速释放，导致熔体温度再次下降，使最终浆料过冷度增大，枝晶碎片得以保存，产生晶粒增殖效果，即二次孕育。两个过程的叠加使最终组织呈细小等轴状。２．２不同保温时间下的浆料水淬组织图４为不同保温参数下的浆料水淬组织。当保温时间为０ｍｉｎ时，初生α颗粒由不规则多边形和蔷薇状组成。随保温过程的进行，在保温３ｍｉｎ时，颗粒逐渐圆整，且颗粒尺寸增大。保温５ｍｉｎ时，颗粒更大，并有部分合并现象。当保温时间增加到１０ｍｉｎ时，组织明显恶化，出现较多的合并长大现象，颗粒尺寸增大，且形状不规则。图５和图６分别为不同保温参数下初生颗粒的形状因子和平均尺寸。由图５和图６可知，当浆料未保温（ａ）５９０℃保温０ｍｉｎ（ｂ）５９０℃保温３ｍｉｎ（ｃ）５９０℃保温５ｍｉｎ（ｄ）５９０℃保温１０ｍｉｎ（ｅ）６００℃保温０ｍｉｎ（ｆ）６００℃保温３ｍｉｎ（ｇ）６００℃保温５ｍｉｎ（ｈ）６００℃保温１０ｍｉｎ（ｉ）６１０℃保温０ｍｉｎ（ｊ）６１０℃保温３ｍｉｎ（ｋ）６１０℃保温５ｍｉｎ（ｌ）６１０℃保温１０ｍｉｎ图４不同保温参数下的浆料水淬组织时，初生颗粒尺寸最小，为３５～４２μｍ，但形状因子较大，为
【作者单位】： 兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室;兰州理工大学有色金属合金省部共建教育部重点实验室;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51464031)
【分类号】：TG292


本文编号：2534194