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电磁软接触铸造7050高强铝合金扁锭的组织和力学性能

郭世杰 , 薛冠霞 , 刘金炎 , 马科 , 王家 , 李廷举 , 曹志强

中国有色金属学报

通过数值模拟与试验研究的方法,采用软接触电磁铸造技术制备7050高强铝合金扁铸锭.模拟结果表明,施加软接触电磁场后,铸锭内部的流动场和温度场分布均发生改变.试验结果表明:采用电磁软接触铸造技术后,铸锭表面粗糙度由常规铸造时的101.1 (m降低至48.6 (m,平均晶粒由常规铸造时的80~85 (m细化至55~ 70 (m,晶粒尺寸不均匀度由常规铸造的21.69%降低至11.50%;此外,采用电磁软接触铸造工艺后,铸锭的合金化元素偏析得到抑制,Zn、 Mg、 Cu三元素的最大偏析率分别由常规铸造时的6.62%、9.54%、7.92%降低至3.87%、3.63%、1.36%,合金化元素分布更加均匀.

关键词: 7050铝合金 , 电磁软接触铸造 , 细化 , 偏析 , 数值模拟

7050铝合金均匀化工艺的确定

刘吉东 , 曹志强 , 张红亮 , 李廷举 , 王家

机械工程材料

利用差示扫描量热仪、光学显微镜、电子探针、扫描电镜和电子万能试验机等对铸态7050铝合金在不同条件均匀化后的显微组织与力学性能进行了分析,以确定均匀化工艺.结果表明:7050铝合金经465℃保温24 h直接在室温水中冷却的均匀化处理后,其铸态组织中的不平衡共晶相转变为均匀化组织,合金成分分布均匀性有了较大改善,其伸长率达到13.1%,抗拉强度达到292.08 MPa.

关键词: 7050铝合金 , 均匀化 , 力学性能

7050铝合金软接触连铸扁锭裂纹抑制原因分析

曹志强 , 李廷举 , 张红亮 , 刘吉东 , 王家

稀有金属材料与工程

7050铝合金软接触电磁连铸过程中的电磁场能促使熔体产生受迫流动,改善铸坯质量,抑制微裂纹.电磁场一方面通过均匀温度场降低内应力或应变,使金属高温脆性区主要处于受压状态,减少了热裂纹形成的外部诱因;另一方面,通过细化组织,减小不可补缩区间,减少晶界低熔点化合物数量,降低了合金铸锭的热裂倾向性,从而达到了抑制铸造裂纹的目的.

关键词: 电磁连铸 , 热裂纹 , 软接触 , 7050铝合金

(TiZr0.35)(V0.5Mn1.1-xCr0.4Nix贮氢合金的相结构和电化学性能

张婷婷 , 王家 , 潘崇超 , 于荣海

稀有金属材料与工程

研究了(TiZr0.35)(V0.5Mn1.1-xCr0.4Nix)(x=0.7~1.0)贮氢合金的相结构及电化学性能.XRD及SEM分析表明:合金主要由具有六方结构的C14型Laves相和TiNi基第二相组成,随着Ni含量x的增加,合金晶胞体积逐渐变小,C14型Laves主相含量逐渐增多.电化学测试结果表明:随着Ni含量x的增加,合金的高倍率放电性能及循环稳定性均得到显著改善;合金的贮氢容量随着Ni替代量的增加而先增后减,当x=0.9时,达到最大电化学容量404mAh/g.

关键词: 贮氢合金 , 元素替代 , 合金相结构 , 电化学性能

电磁场对7050铝合金凝固组织和元素分布影响

刘金炎 , 王家 , 郭世杰 , 马科 , 薛冠霞 , 曹志强

材料科学与工艺

为了研究中频电磁场对7050铝合金凝固组织和元素分布的影响,在未施加电磁场,施加1000 Hz、6000 A电磁场和1000 Hz、4000 A电磁场下进行7050铝合金凝固试验.利用金相显微镜和电子背散射衍射分析技术分析了锭坯微观组织,利用化学分析方法测定溶质元素沿锭坯边部到中心的分布情况.结果表明:外加中频电磁场有效地细化晶粒,影响溶质元素分布.未施加电磁场下,锭坯晶粒最大,发生反偏析;1000 Hz、4000 A电磁场下,锭坯晶粒次之,发生反偏析;1000 Hz、6000 A电磁场下,锭坯晶粒最细,发生正偏析.

关键词: 电磁场 , 细化晶粒 , 宏观偏析 , 7050铝合金

Cu、Mg含量对Al-Cu-Mg-Fe-Ni铝合金组织性能的影响

任欣 , 王浩军 , 李红萍 , 邵宇光 , 张洪辉 , 王家

材料热处理学报

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、拉伸力学性能测试及热力学计算等手段,研究了Cu、Mg成分对Al-Cu-Mg-Fe-Ni合金中形成S(Al2CuMg)相的数量及其室温力学性能的影响,为优化Al-Cu-Mg-Fe-Ni合金中Cu、Mg成分奠定基础.结果表明:Al-Cu-Mg-Fe-Ni合金中S(Al2 CuMg)相的数量主要取决于Cu元素的含量;增加合金中的含Cu量,可获得较大数量的S(Al2CuMg)相,大大提高了合金的室温强度;Mg元素在形成S(Al2CuMg)相后仍有富余,过量的Mg溶于α(Al)中产生固溶强化作用,使合金室温强度得到提高.

关键词: Al-Cu-Mg-Fe-Ni合金 , Cu、Mg含量 , 组织与性能 , 热力学计算

超声振动对7055铝合金组织及力学性能的影响

王乐酉 , 吴文祥 , 马科 , 邓桢桢 , 王家

材料科学与工艺

为改善7055铝合金的凝固组织,在合金凝固过程中施加超声振动.采用光学显微镜观察和室温压缩试验等手段研究了超声振动对7055铝合金凝固组织及力学性能的影响,并对超声细化机理进行了探讨.结果表明:未施加超声时,7055合金中形成粗大枝晶组织;施加超声振动后,可获得细小均匀的非枝晶组织.由于超声振动的空化和声流效应,凝固前对熔体施加超声,产生大量微泡核心,这些微泡核心保留下来而成为形核核心,使凝固组织得到细化;凝固过程中导入超声,枝晶出现断裂,导致了细小均匀组织的形成.此外,超声振动的7055合金铸锭显示了较好的室温压缩性能,压缩屈服强度、抗压强度及其对应的工程应变分别为165、729.2 MPa和34.8%.

关键词: 7055铝合金 , 超声振动 , 凝固组织 , 力学性能

软接触电磁连铸铝制结晶器的改进

张红亮 , 曹志强 , 刘吉东 , 阎志明 , 李廷举 , 王家

机械工程材料

通过增加硅钢片改造了电磁连铸铝制结晶器,测定了改造后结晶器内的磁场分布;应用改造后的结晶器进行软接触电磁连铸制备了7050铝合金锭,研究了铸锭的凝固组织及溶质分布情况.结果表明:改造后的结晶器内磁场显著增强,结晶器内磁感应强度在同一高度上角部的最大,短边中心的次之,长边中心的较短边中心的稍弱,平面中心的最小,各点的磁感应强度基本都在结晶器内感应线圈高度的1/2处达到最大值;使用改造后的结晶器可以显著细化铸锭的凝固组织,并且能够有效抑制溶质元素的宏观偏析.

关键词: 电磁连铸 , 结晶器 , 晶粒细化 , 宏观偏析

熔体超声处理对7050铝合金铸态组织及成分偏析的影响

刘吉东 , 曹志强 , 张红亮 , 张忠涛 , 李廷举 , 王家

机械工程材料

采用光学显微镜、阿基米德法、扫描电镜及电子探针等手段研究了熔体经400 W超声处理对7050铝合金铸锭中的气孔、密度、显微组织及成分分布等的影响.结果表明:超声处理具有良好的除气和细化效果,随着超声处理时间的延长,7050铝合金铸锭的气孔数量先减少后又增多,而铸锭密度先增大后又减小,铸态显微组织先细化后又粗化;超声处理90 s时,除气和细化效果最好,可获得基本无气孔的致密铸态组织;超声处理还可使合金的晶间第二相更细小,成分分布更均匀.

关键词: 超声处理 , 7050铝合金 , 气孔 , 晶粒细化

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