资源描述
复合材料 冷却斜槽法铸造和其局部重熔演化过程中的半固态微观结构 摘要 l 合材料的半固态结构及斜槽铸造的部分重熔过程。该铸态微观结构的形态，大小和形状受保温时间等的因素影响。据调查结果表明：该 状因子 - 与保温时间长短有关。 1 。导言 众所周知，半固态加工（ 的有很多显着的优势，与传统的铸造相比它尽量减少宏观偏析、凝固收缩和形成温度。关键该固相 1 半固态 合金的形成是由于缺乏树突状形态 。典型的非树突状的微观结构 需要的是构成固相球悬浮在 液相。触变的影响，该合金半固态使他们能够处理大量固体。许多不同的 路线已被用来生产非树突状结构， 如磁流体（磁流体）搅拌，喷射成形， 应变诱导熔体激活结晶和部分熔化（ 的液相 /近液相线铸造等 3 。 最近，切尔文斯基 9月 11 日 调查的制作镁合金半固态组件的注塑成型过程。 菲尔德等人 12 研究形成的半固态镁 锌合金挤压 13 修建了一个模型，半固态金属的生长 形态，用凝固和液体流速作为影响晶体形态的变化。过磷酸钙斜槽的冷却过程技术是一个简单的路线。初级阶段，在半固态合金冷却斜槽重熔 14 已成为球后 。哈加和铃木 14,15 调查铝锭的生产过程为铝 - 6 过共晶铝硅合金镁含量高，含有大量硬颗粒 l 复合材料是潜在的汽车制动盘材料，因为复合有较高的熔融温度， 低密度，高硬度，低的热膨胀 系数和相当高的弹性模量 8 。但是，钢筋的主要 此， 复合材料与粒子需要修改以获取足够的机械强度和延展性。有报道说，稀土元素，如 16, 17 和其盐类 18,19 可以修改 。经司马在以往的研究 8 预计以改善力学性能半固态微观结构复合材料的 l 复合已制作完成 。不过，这项技术相对复杂，因为需要冷挤压和变形。部分工作已进行了对半固态 l 复合材料进行了冷却斜槽铸造和部分重熔过程。在目前的研究中， l 半固态的在原 l 合材料编写的冷却斜槽铸造和部分重熔过程 和影响等温持有时间对微观结构的综合考察 。 2 。实验程序 3 间合金（锭） ，纯铜 （锭， 纯度）和镁（锭， 纯度） 被用来编写实验合金。约 520克共晶铝硅中间合金熔体熔融在一个石墨坩埚电阻炉。约 100克，镁和 26 克 铜，预热在 300 c ，分别加入到 体在 68015 分钟之后，熔体被注入模具钢通过铝冷却斜槽（预热在300 ） 产生 l 复合锭，化学成分列于表 1 。 表 1 ） 铸造工艺如图 1所示。 图 1 冷却斜槽铸造和部分重熔技术示意图 15 （通过从 15 ） 。随后， 该钢锭被削减成一系列 12毫米 12毫米 12毫米的样本。该部分重熔过程在垂直管式炉，样本加热 高达 560 0 ， 60 ， 180和 600分钟，然后淬在冷水中。金相试样抛光通过光学显微镜和使用标准程序观看微观结构。 的氢氟酸水溶液用来蚀刻抛光样本。通过定量分析系统主要固相进行统计分析（ 统 美国） 。 3 。结果与讨论 据组成的合金和研究 8,16 ，作为铸态组织的综合构成对 - 显示，作为典型的铸态组织在复合 别由正常的铸造和冷却斜槽铸造。那个微观结构的综合显示，形态小的 常的复合材料是树突状（如图 2A 中箭头表示），大小约 200 纳米。第一阶段，在复合材料冷却边坡现浇更改树突状至球形与直径约 10 纳米，显然可以在图 2 一个原因是由于增加在核衬底在熔融后铸件冷却边坡 ;另一个原因是有关流动熔体对边坡。流动熔体会造成部分 片段的树突由对流。 图 2 l 复合材料铸态的显微组织 8 图 3 A 0 ， 60 ， 180和 600分钟的冷却斜槽铸造演化过程的 半 固态 微观结构 图 3 复合材料 却斜槽铸造不同的保温时间的半固态微观结构（ a） 30分钟 （ b） 60分钟 （ c） 180 分钟 （ d） 600分钟。 图 3 为 该 铸态粗 变为一不规则形状，略圆，以及形态 均粒径 为 球状 ，保温 时间增加至60分钟，形态 学研究 要 复合成为 平均粒径 85纳米 椭圆形状和 球形。 在图 3 一些较小的 全 溶解尚存在液体 中如图白色箭头 表明的那样。图 3 温 处理 180分钟 的综合微观结构 形态无明显改变，不过， 铝颗粒 平均粒径增加111 纳 米。 有兴趣地注意到在图箭头所表明的那样 一些出现表面上的大球形颗粒。该 区域 幸存下来的小固体颗粒 数额 增加，与 60 分钟保温时间 比较看来 液体分数增加。不幸的是，液体分数无法衡量在本研究中存活的小型固态粒子。普瓦里埃等人 20 报道说， 铝铜合金的液体 体 积分数略有下降，在半固态等温处理 粗化时期 。这一现象需要进一步的研究。 图 4该复合材料不同等温时间铝“小颗粒”的金相显示。 （ a ）在 180分钟 （ b ） 600分钟 图 4 小柱状 形态和一些幸存 不规则形状 固相标注由 图 4 头所示 。等温处理时间高达 600分钟 时 ， 如图所示 小 状 仍然是球形，。 小显然 增加平均粒径 149纳米。此外，该金 相 存活的固体 小 颗粒明显减少，表面上大 - 颗粒出现。凝固的液体在处理样品之前，淬火在水中，并且出现和消失，可能是由于淬火处理时间差异。从图 4B，这是清楚地表明，存活的固体颗粒形态没有明显变化 . 更深入的了解的演变固体颗粒，晶粒的最后尺寸它决定了它的综合力学性能 21 。较早前 8 进行了研究， 从一个传统的铸造树突状结构等温控制形成一个半固态结构。过渡期的固相从树突状成球形认为是由于液体的渗透，即晶界是渗透液在半固态等温控制，造成枝晶破碎，然后，支离破碎枝晶改变成球状或椭球粒。 图 5 图 6温时间的关系。 铝颗 粒晶粒的尺寸和保温时间之间的关系图 5 所示 。 铝颗粒大小随持有时间粗化机制是聚结的粒子，即将各部分结合在一起形成的，形成新的大的颗粒 22 。另一个奥斯特瓦尔德 22,23 成熟粗化机制 ，在其中规模较大的颗粒增长和规模较小的颗粒熔。 利用图像分析系统，有多少对象在选定的地区，以及以选定的对象可以衡量 2 周长及面积 。一般情况下，形成一个对象的特点是形状因子定义为 2 ： 那里的 2 。在图 6表明 等温处理改变形状因子结果。这 是表示形状因子迅速增加，保温时间从 30至 180分钟然而 个更大的保温时间结果不能相当大的变化 这表明该 乎达到最高值。 据报道，固相颗粒趋于球形，但对于较长的保温时间，形状颗粒的变化放缓甚至逆转高的固体体积分数 21 。要随时想到，高固体体积分数也意味着高的连续性，这可以归因于球形硬撞击的固体颗粒，导致颗粒的形状扭曲 21 。在本研究中，微观结构的固相体积分数是相对较低（ 根据结果的定量分析，因此，努力降低撞击机会和增加时间，更高曲率部分的固体 颗粒会被溶解，并导致增加 最后过程中达到一个动态的平衡后颗粒的形状因子不会改变。 4 结论 复合材料 结果表明： (一 ) 或椭圆形 ; （二）增加保温时间从 30至 600分钟， 0到 150米增加，其形态变得更接近于球形 ; （三）铝固体颗粒形状因子保温时间从 30至 60分钟时迅速从
展开阅读全文