復合材料 冷卻斜槽法鑄造和其局部重熔演化過程中的半固態(tài)微觀結構 摘要 l 合材料的半固態(tài)結構及斜槽鑄造的部分重熔過程。該鑄態(tài)微觀結構的形態(tài)，大小和形狀受保溫時間等的因素影響。據調查結果表明：該 狀因子 - 與保溫時間長短有關。 1 。導言 眾所周知，半固態(tài)加工（ 的有很多顯著的優(yōu)勢，與傳統(tǒng)的鑄造相比它盡量減少宏觀偏析、凝固收縮和形成溫度。關鍵該固相 1 半固態(tài) 合金的形成是由于缺乏樹突狀形態(tài) 。典型的非樹突狀的微觀結構 需要的是構成固相球懸浮在 液相。觸變的影響，該合金半固態(tài)使他們能夠處理大量固體。許多不同的 路線已被用來生產非樹突狀結構， 如磁流體（磁流體）攪拌，噴射成形， 應變誘導熔體激活結晶和部分熔化（ 的液相 /近液相線鑄造等 3 。 最近，切爾文斯基 9月 11 日 調查的制作鎂合金半固態(tài)組件的注塑成型過程。 菲爾德等人 12 研究形成的半固態(tài)鎂 鋅合金擠壓 13 修建了一個模型，半固態(tài)金屬的生長 形態(tài)，用凝固和液體流速作為影響晶體形態(tài)的變化。過磷酸鈣斜槽的冷卻過程技術是一個簡單的路線。初級階段，在半固態(tài)合金冷卻斜槽重熔 14 已成為球后 。哈加和鈴木 14,15 調查鋁錠的生產過程為鋁 - 6 過共晶鋁硅合金鎂含量高，含有大量硬顆粒 l 復合材料是潛在的汽車制動盤材料，因為復合有較高的熔融溫度， 低密度，高硬度，低的熱膨脹 系數和相當高的彈性模量 8 。但是，鋼筋的主要 此， 復合材料與粒子需要修改以獲取足夠的機械強度和延展性。有報道說，稀土元素，如 16, 17 和其鹽類 18,19 可以修改 。經司馬在以往的研究 8 預計以改善力學性能半固態(tài)微觀結構復合材料的 l 復合已制作完成 。不過，這項技術相對復雜，因為需要冷擠壓和變形。部分工作已進行了對半固態(tài) l 復合材料進行了冷卻斜槽鑄造和部分重熔過程。在目前的研究中， l 半固態(tài)的在原 l 合材料編寫的冷卻斜槽鑄造和部分重熔過程 和影響等溫持有時間對微觀結構的綜合考察 。 2 。實驗程序 3 間合金（錠） ，純銅 （錠， > 純度）和鎂（錠， > 純度） 被用來編寫實驗合金。約 520克共晶鋁硅中間合金熔體熔融在一個石墨坩堝電阻爐。約 100克，鎂和 26 克 銅，預熱在 300 c ，分別加入到 體在 68015 分鐘之后，熔體被注入模具鋼通過鋁冷卻斜槽（預熱在300 ） 產生 l 復合錠，化學成分列于表 1 。 表 1 ） 鑄造工藝如圖 1所示。 圖 1 冷卻斜槽鑄造和部分重熔技術示意圖 15 （通過從 15 ） 。隨后， 該鋼錠被削減成一系列 12毫米× 12毫米× 12毫米的樣本。該部分重熔過程在垂直管式爐，樣本加熱 高達 560 0 ， 60 ， 180和 600分鐘，然后淬在冷水中。金相試樣拋光通過光學顯微鏡和使用標準程序觀看微觀結構。 的氫氟酸水溶液用來蝕刻拋光樣本。通過定量分析系統(tǒng)主要固相進行統(tǒng)計分析（ 統(tǒng) 美國） 。 3 。結果與討論 據組成的合金和研究 8,16 ，作為鑄態(tài)組織的綜合構成對 - 顯示，作為典型的鑄態(tài)組織在復合 別由正常的鑄造和冷卻斜槽鑄造。那個微觀結構的綜合顯示，形態(tài)小的 常的復合材料是樹突狀（如圖 2A 中箭頭表示），大小約 200 納米。第一階段，在復合材料冷卻邊坡現澆更改樹突狀至球形與直徑約 10 納米，顯然可以在圖 2 一個原因是由于增加在核襯底在熔融后鑄件冷卻邊坡 ;另一個原因是有關流動熔體對邊坡。流動熔體會造成部分 片段的樹突由對流。 圖 2 l 復合材料鑄態(tài)的顯微組織 8 圖 3 A 0 ， 60 ， 180和 600分鐘的冷卻斜槽鑄造演化過程的 半 固態(tài) 微觀結構 圖 3 復合材料 卻斜槽鑄造不同的保溫時間的半固態(tài)微觀結構（ a） 30分鐘 （ b） 60分鐘 （ c） 180 分鐘 （ d） 600分鐘。 圖 3 為 該 鑄態(tài)粗 變?yōu)橐徊灰?guī)則形狀，略圓，以及形態(tài) 均粒徑 為 球狀 ，保溫 時間增加至60分鐘，形態(tài) 學研究 要 復合成為 平均粒徑 85納米 橢圓形狀和 球形。 在圖 3 一些較小的 全 溶解尚存在液體 中如圖白色箭頭 表明的那樣。圖 3 溫 處理 180分鐘 的綜合微觀結構 形態(tài)無明顯改變，不過， 鋁顆粒 平均粒徑增加111 納 米。 有興趣地注意到在圖箭頭所表明的那樣 一些出現表面上的大球形顆粒。該 區(qū)域 幸存下來的小固體顆粒 數額 增加，與 60 分鐘保溫時間 比較看來 液體分數增加。不幸的是，液體分數無法衡量在本研究中存活的小型固態(tài)粒子。普瓦里埃等人 20 報道說， 鋁銅合金的液體 體 積分數略有下降，在半固態(tài)等溫處理 粗化時期 。這一現象需要進一步的研究。 圖 4該復合材料不同等溫時間鋁“小顆?！钡慕鹣囡@示。 （ a ）在 180分鐘 （ b ） 600分鐘 圖 4 小柱狀 形態(tài)和一些幸存 不規(guī)則形狀 固相標注由 圖 4 頭所示 。等溫處理時間高達 600分鐘 時 ， 如圖所示 小 狀 仍然是球形，。 小顯然 增加平均粒徑 149納米。此外，該金 相 存活的固體 小 顆粒明顯減少，表面上大 - 顆粒出現。凝固的液體在處理樣品之前，淬火在水中，并且出現和消失，可能是由于淬火處理時間差異。從圖 4B，這是清楚地表明，存活的固體顆粒形態(tài)沒有明顯變化 . 更深入的了解的演變固體顆粒，晶粒的最后尺寸它決定了它的綜合力學性能 21 。較早前 8 進行了研究， 從一個傳統(tǒng)的鑄造樹突狀結構等溫控制形成一個半固態(tài)結構。過渡期的固相從樹突狀成球形認為是由于液體的滲透，即晶界是滲透液在半固態(tài)等溫控制，造成枝晶破碎，然后，支離破碎枝晶改變成球狀或橢球粒。 圖 5 圖 6溫時間的關系。 鋁顆 粒晶粒的尺寸和保溫時間之間的關系圖 5 所示 。 鋁顆粒大小隨持有時間粗化機制是聚結的粒子，即將各部分結合在一起形成的，形成新的大的顆粒 22 。另一個奧斯特瓦爾德 22,23 成熟粗化機制 ，在其中規(guī)模較大的顆粒增長和規(guī)模較小的顆粒熔。 利用圖像分析系統(tǒng)，有多少對象在選定的地區(qū)，以及以選定的對象可以衡量 2 周長及面積 。一般情況下，形成一個對象的特點是形狀因子定義為 2 ： 那里的 2 。在圖 6表明 等溫處理改變形狀因子結果。這 是表示形狀因子迅速增加，保溫時間從 30至 180分鐘然而 個更大的保溫時間結果不能相當大的變化 這表明該 乎達到最高值。 據報道，固相顆粒趨于球形，但對于較長的保溫時間，形狀顆粒的變化放緩甚至逆轉高的固體體積分數 21 。要隨時想到，高固體體積分數也意味著高的連續(xù)性，這可以歸因于球形硬撞擊的固體顆粒，導致顆粒的形狀扭曲 21 。在本研究中，微觀結構的固相體積分數是相對較低（ 根據結果的定量分析，因此，努力降低撞擊機會和增加時間，更高曲率部分的固體 顆粒會被溶解，并導致增加 最后過程中達到一個動態(tài)的平衡后顆粒的形狀因子不會改變。 4 結論 復合材料 結果表明： (一 ) 或橢圓形 ; （二）增加保溫時間從 30至 600分鐘， 0到 150米增加，其形態(tài)變得更接近于球形 ; （三）鋁固體顆粒形狀因子保溫時間從 30至 60分鐘時迅速從