液相线铸造A356铝合金显微组织.pdf

液相线铸造 “ 铝合金显微组织 王平， 路贵民， 崔建忠 （东北大学材料电磁过程教育部重点实验室， 沈阳 “““） 摘要采用液相线铸造法铸造 “ 铝合金获得金属半固态加工要求的细小、 等轴“非枝晶” 组织， 考察铸造温度， 保温时 间及冷却速度对结晶组织的影响。在液相线附近， 随铸造温度升高和保温时间的延长， 晶粒变大， 形状变得圆整， 结晶组织均匀。 冷却速度快， 晶粒细小。铸锭中心部位组织比边缘部位组织粗大， 且均匀， 球化明显。结果表明， 液相线半连续铸造可以获得理想 的 “ 铝合金半固态浆料。 关键词“ 铝合金； 液相线铸造； 半固态浆； 显微组织 中图分类号 “ 3117 5A ; 5B95C;85 成分D; EF G56EH;1 含量 I 2/,’,“* ,’,’.,,0,,.,*,J31 所得合金精炼后再转入静置炉内进行二次深度 净化， 然后在计算机程序控温仪精确控制下进行冷 却与恒温， 控温精度为 K ’L， 达到预定温度与保温 时间后， 进行单模铸造。铸锭尺寸为 *, M ,88， 铸造工艺参数如表 * 所示。 表 F 93C385 “ 3117 实验编号铸造温度 I L保温时间 I 8;坩埚类型 ’.,石墨坩埚 *,,石墨坩埚 “,,铁坩埚 ’铁坩埚 ’’铁坩埚 ’,铁坩埚 /’’石墨坩埚 0’“,石墨坩埚 合金的液相点采用热分析法 （ND6） 测定， 实验 用 “ 合金的液相点为 ’*L ［’,］ ， 金相组织用 光学显微镜观察分析。 *结果与分析 ;3725627 保温时间对合金组织的影响 不同保温时间下的合金显微组织见图 ， 保温 时间短， 铸锭组织形状与晶粒大小很不均匀， 当保温 达到一定时间后， 其组织变得均匀， 且晶粒粗大。合 金与环境温度达到平衡和合金结晶过程都需要一定 的时间， 在结晶初期， 由于温度场不均， 局部产生温 度梯度， 导致形核率以及晶粒生长条件的不均衡， 随 着时间延长， 温度场逐渐均匀， 局部温度梯度消失， 在界面曲率和界面能的作用下， 小的晶粒逐渐被大 的晶粒吞没， 大的晶粒不断长大， 而且变得更加圆 整， 结果使得整个系统的界面能降低， 保温时间越 长， 晶粒长得越大， 分布越均匀。 冷却强度对合金组织的影响 铁模的导热系数高于石墨模的导热系数， 且铁 模的热容量也高于石墨模， 因而铁模铸造的冷却强 度要高于石墨模铸造。比较图 - （*） 与图 - （） 、 图 （） 与图 （,） 可以看出， 在其它条件相同的情况下， 用铁模比用石墨模铸造得到的合金组织明显好， 用 铁模铸造的合金组织基本上是非枝晶组织， 且球化 特征明显， 而用石墨模铸造得到的合金晶粒组织粗 大， 枝晶组织多。这是因为铁模铸造比石墨模铸造 过冷度大， 形核率高， 晶粒得不到充分长大， 所以晶 粒细小。 *铸锭不同位置的组织 比较图 - （） 与图 （） ， 图 - （） 与图 （*） 可以 看出， 铸锭中心部位比边缘的晶粒粗大， 且分布均 匀， 球化特征明显。边缘部位冷却速度快， 过冷度 大， 晶核得不到充分长大， 致使晶粒组织细小， 而铸 锭中心部位温度梯度小， 过冷度小， 晶核数目少， 晶 核能够充分长大， 故晶粒大， 且分布均匀。 结论 （-）在液相线温度附近， 随浇铸温度的升高， 晶 粒尺寸变得粗大。 （）同一温度下， 随保温时间的延长， 晶粒尺寸 变大， 形状变得圆整， 分布趋于均匀。 “ 第 期王平等 液相线铸造 9“ 铝合金显微组织 万方数据 （）冷却强度大， 晶粒尺寸细小， 球化明显， 枝 晶少。 （“）同一铸锭， 其中心部位的组织比边缘部位 的组织粗大， 且分布均匀， 球化明显。 （） 石墨模 心部 2， （） ［］A523-7. ; B，/2 C D，E’F-7 “ /0 GH2 H2’5’79 ’8 ,559 .’5 55’9［］ 0 ;255F765 G-.6’-.，I，I （J） K ［J］A523-7 ; B0 L2HM’ ’8 325 55’9. - H2 .234.’5 .2 ［］ 0 ;255F765 G-.5’-.，， L （） ［N］“2--29 ; /，B’F’. O，PM-. C ，2 50 ;2， KJI ［K］“F6H ;，1F793 10 O,,56’- ’8 3.H9 .2 2SF.’- ［］ 0 ; J ［］BH32 D0 GHS’8’3-7 ’8 F’3’Q52 6’3,’-2-. ［O］ U U “.9F，.H’H EFH，A523-7. ; B0 1234.’5 ,’62..-7 ’8 6’,,2 55’9. 8’ 25266 3’’ 6’3,’-2-. ［］ 0［1V］ V-2-］YF D，BF ，’-7 ，2 50 B’--F’F. 6.-7 ’8 O5 55’9ITIK 8’ .234.’5 8’3-7［O］ U U HV-2-’-5 B’-822-62 1234 1’5 /’62..-7 ’8 O55’9. - B’3,’.2. ［B］ 0 V59，VF3P32 1,4Z 6’8F T，12, TTT JIJ ［］崔建忠，路贵民，刘丹，等 0 半固态浆制备技术的新进展 ［］ 0 哈尔滨工业大学学报， TTT， J （N） T ［T］路贵民，董杰，崔建忠 0 ITIK 合金液相线半连续铸造与二次加热的合金组织 ［］ 0 中国有色金属学报， TT （） ［］BH2- B /，G.’ B E O0 C2.,’-.2 ’8 .,942,’.2 .246. - 6’-M2-’-5 6. /Q41- 55’9. ’ 28’3’- - .234.’5 .2 ［］ 0 ’F-5 ’8 ;25 162-62， K，JT NT “37 33557 3 AB0;250;5’ *’7，D25’70’ TTT，-2’0） .5’.’ GH2 36’.F6F2 ’8 8-2 2[F4S5 -’-2-6 7-. ’8 55’9 OJK -222 - H2 .234.’5 8’3-7 . ’Q-2 Q9 5[FF. 6.-70 GH2 -85F2-62. ’8 6.-7 23,2F2，H2 ,2.2M’- 32 - 6’’5-7 2. ’- 36’.F6F2 ’8 5[FF. 6.-7 55’9 2 -M2.720 GH2 7- ’8 5[FF. 6.-7 55’9 OJK Q26’32. 572 - .,H265 H H2 -62.2 ’8 6.-7 23,2F2 - H2 -62.2 ’8 H2 ,2.2M’- 320 GH2 7-. Q24 6’32 8-2 H H2 -62.2 ’8 6’’5-7 20 GH2 36’.F6F2 ’8 -7’ 6.-7 - H2 ’- 3’F5 . 8-2 H- H - H2 7,H2 3’F50 GH2 7-. - H2 352 ’8 H2 -7’ . 572，3’2 .,H265 - 3’2 F-8’3 H- H - H2 2720 GH2 8-2 .234.’5 .5F2. ’8 OJK 55’9 6- Q2 ’Q-2 Q9 5[FF. 6.-70 61 7-OJK 5F3-F3 55’9；5[FF. 6.-7；.234.’5 .5F9；36’.F6F2 I 第 N 期王平等 液相线铸造 OJK 铝合金显微组织 万方数据