形变诱导法半固态加热工艺参数对LY12合金组织和晶粒尺寸的影响

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1、第!’卷第(期中国有色金属学报’""’年%月A:B)!’C:)(&’()’*+(,(-./0+12.34.+3(00./,5(612,DE9)’""’［文章编号］!""#$"%"&（’""’）"($"#(%$"%形变诱导法半固态加热工艺参数对!!"#$合金组织和晶粒尺寸的影响刘昌明!，邹茂华!，章宗和’，谢绍俊(，范云强(（!)重庆大学机械工程学院，重庆#"""##；’)重庆镁业股份有限责任公司，重庆#"""*!；()西南铝业（集团）有限责任公司技术中心，重庆#"!(’%）［摘要］对+,!’合金采用形变诱导法制备半固态合金料

2、坯的组织演变过程进行了观察，对变形率、半固态温度、半固态保温时间对合金半固态组织和晶粒尺寸的影响进行了研究。组织演变过程观察表明：用形变诱导法制备该合金半固态坯料的合适的半固态重熔温度为%!-.；合金在该温度重熔过程中，形变带状组织首先分解为细小的!多边形晶粒，随保温时间的延长，晶粒尺寸逐渐变大，同时!相逐渐球化；在相同的半固态温度和相同的保温时间下，宏观变形率大的晶粒尺寸要比变形率小的合金组织晶粒尺寸小；变形率大的试样比变形率小的液相出现时间早；在同一宏观变形率下，试样内部微观形变大的部位晶粒尺寸要比形变小的部位晶粒尺寸小

3、。［关键词］形变诱导法；+,!’锻造合金；半固态重熔；半固态组织；晶粒尺寸［中图分类号］/0!!!)#；/0!#%)’［文献标识码］1形变诱导法制备半固态成形料坯技术（简称工成直径!-==的圆柱棒，再切成每个高为（’">2341）是先对铸锭进行预变形，再在半固态温度下")!）==的圆柱体试样。试样在%"吨万能材料试保温一定的时间以得到非树枝晶组织结构。在加热验机上进行冷压缩变形，变形率分别为!-?，的过程中，首先发生再结晶，然后部分熔化，使固’*?，((?，#(?和*#?。相晶粒分散在液相基体中。2341技术在铸造中有很好的

4、应用前景，尤其对制备高熔点高强度工具钢#)$半固态重熔实验方法的半固态材料有独特的优越性［!!#］。目前，国内外重熔实验在25,可控硅温度控制仪控制的电对2341技术的研究都处于基础理论的研究阶段。阻炉内进行，在%"*，%!"，%!*和%’".进行寻求567869:;等人［*!-］分别对4’工具钢和<"<*锻造合适的重熔温度的实验。温度的控制精度为>!.。铝合金采用2341技术制备半固态料坯的工艺参数保温#"=@9后在炉内进行切割实验，确定%!-.为进行了实验研究，得到了优化方案。国内哈尔滨工合适的重熔温度。在此温度研究了保

5、温时间对半固业大学对锻造铝合金2341技术进行了研究。国内态合金组织和晶粒尺寸的影响。保温时间分别为!，多单位对铸造铝硅合金电磁搅拌法和机械搅拌法半(，*，!"，!*，’"和#"=@9。试样保温后水淬以保固态技术的理论研究比较深入［&!!’］，但对锻造铝持半固态组织。合金采用2341技术的研究比较少。本文作者采用2341技术制备了+,!’合金非树枝晶合金半固态#)%半固态组织观察及晶粒尺寸的测定料坯，研究了2341技术的工艺参数对合金组织和观察了分别在%"*，%!"，%!*和%’".保温#"晶粒尺寸的影响。=@9后在炉内进行

6、切割实验的试样的宏观组织。将在%!-.重熔并保温不同时间的水淬试样用常规方#实验法制备金相试样，在光学显微镜上观察并拍摄了微观组织，用截距法测定了固相球状晶的平均直径。#)#实验材料及变形工艺微观组织的拍摄和晶粒尺寸的测定分别在试样的#试验用+,!’硬铝热挤压棒材，经机械车削加个位置进行（见图!），即：试样的顶边部（!点万方数据"［收稿日期］’""!$"<$(!；［修订日期］’""!$!!$"*［作者简介］刘昌明（!&#&$），男，教授，硕士)第36卷第8期刘昌明，等：形变诱导法半固态加热工艺参数对!?36合金组织和晶粒尺寸

7、的影响·58E·&/&半固态重熔保温时间对组织的影响规律重熔过程半固态组织的变化过程如图8所示。试样在半固态保温3)&’，条状组织分解转变为颗粒状!相。随着保温时间的延长，重结晶颗粒组织慢慢变大，晶粒也越来越圆整。晶粒起初由颗粒状向六边形转变，因为六边形为最稳定的组织结构。保温31)&’后，!相晶界开始出现液相（水淬后为晶界上的细小晶粒簇），!相开始圆整化；保温32)&’时液相量达到最大值，获得较为理想的非枝晶半固态组织；到61)&’时液相量减少。据分析，液图!试样中测定部位示意图相的产生是形变产生的畸变能促成的。该合金含"

8、#$%!!"#$%&"’()*$(+,*-&’(.*#&)*’(>+仅为8/:9，为亚共晶成分，熔点较高，由形变处），顶中部（!点处），心部（"点处）和中边部产生的液相恢复为!相的能力强，以致液相逐渐减（#点处）。少。&结果及分析&/’宏观形变对组织的影响规律本实验分别对5种变形率的试样进