7075铝合金液相线铸造过程中的形核.docx

维普资讯2002年1月东北大学学报(自然科学版)ian2(]02第23卷第1期journalofNortheasternUniversity(NaturalScience)VO【．23．N_)_l文章编号2002)010038037075铝合金液相线铸造过程中的形核路贵民，董杰，谷晓峰，崔建忠东北学材料与情盘学院．辽宁沈阳l10~14摘要：研究了7075铝舍金在液相线及液相线温度附近等温形核过程和组织变化情况．在液相线温度以上(645℃)熔体激冷形核数量相对较步，晶粒较大，单位面积晶粒数较少且基本不随保温时间变化；在逼近液相线温度(632℃)，熔体大量形棱，晶粒细小球化，单位面积晶粒数较多，随保温时间先增加后减少，在30mn左右达到最大值；在液相线温度下(615℃)熔体形核数量多，但部丹合并长大，细，』的晶粒中伴随着一些粗大晶粒．单位面积晶粒数较步，随保温时间先增加后减少，在30rt~in左右达到最大值．结果表明．在逼近液相线温度(632℃)下形核保温30mtn铸造可期望获得优良的半固态浆料．美键词：铝合金；半固态加工液相线铸造；制浆；金相组织；形核中国分类号：TG249．7文献标识码：A半固态金属成型浆料的制备制浆_]，是半固态金属成型技术的基础与关键l2一，要求半固态金属浆为细小、等轴的非枝晶球形晶粒均匀地悬浮在液相中．目前，制浆的方法-5]有机械搅拌法、电磁搅拌法、应变诱发熔化激话技术、紊流效应、粉末冶金、喷射成型、超声渡和液相线法等．其中，液相线铸造法-是一种新的制浆方法，即在液相线温度附近，保温形桉一段时间后，进行浇铸而获得适合于半固态加工的细小均匀非枝晶浆料．变形铝台金还不能采用电磁搅拌法进行工业化生产，为此本文以变形7075铝台金为例，研究了在液相线及液相线温度附近熔体保温形桉过程及组织变化．1实 验台金熔炼以工业纯AI(质量分数为99．7％)，zn，Cu，Mg，AIMn中问台金为原料，在坩埚式电阻炉内进行．精炼后的合金经差热分析(DTA)确定液相线温度为634．5℃，成分分析如表1．表1窭验用7075台盒成分c质量分数1Table1Compositionof7075aloy(massfaction】％Cu Mg Zn Mn Fe Si AI铂铑一铂热电偶与DWK一702控温柜精确控制温度，温度偏差为±1℃．降温起始点为720℃随炉冷却至设定温度后开始记时，保温不同的时间，分别用内直径为10ruin的石英管抽取适量的7075铝台金熔液，并连同石英管迅速淬球，破碎石英管后得到试样．试样的横截面经机械抛光和化学腐蚀后，进行金相分析，用ISA-4图像分析仪测定晶粒尺寸、单位面积晶粒数．2实验结果21不同保温温度下7075铝合金显微金相组织7075铝舍金在不同温度645，632，615℃下进行保温30min形核后的激冷组织如图1所示．由图1可以看出，铝合金7075在液相线温度附近，即632℃下的激冷组织为大量的细小球形等轴晶组织和少量的细小的蔷薇形组织，经图像分析仪测定得到的平均晶粒尺寸为286pm．在高于液相线温度，即645℃下的激冷组甥为不均匀的蔷薇形组织，存在较多的粗大等轴枝晶组织，其平均晶粒尺寸为36．21m．在低于液相线温度，即615℃下的激冷组织巳存在异常长大的蔷薇形1．67 222 559 030 035 020 Bal组织，平均晶粒尺寸为45．2／tm．在液相线附近的组织晶粒尺寸最小，最接近球状，优于其他保温温精炼后的台金转人电阻静置炉中，电阻炉由 度的组织．牧疆Et期：2000l121基金璜目：国家自然科学基金资助项目．作者筒彳r：路贵~(1965一)，男。黑龙江缓化人东北大学剐教授；崔建忠(1950一j，男．黑龙江双城人，东北大学教授，博士生导师维普资讯第1期 路贵民等：7075铝合金液相线铸造过程中的形核 3922不同保温时间下7075铝合金显微金相组织铝合金7075在液堆线温度632℃，保温5，30，60l1T1i的激冷组织如图2所示．保温5ainr的激冷组织为较均匀、且较粗大的非枝晶组织，经图像分析仪测定，其平均晶粒尺寸为362um．保温(】mm的激冷组织为少蹙的细小的蔷截形组织和大量的细小球形等轴晶组织，其平均晶粒尺、1‘为28．6“m．保温60min的激冷组织勾等轴小枝晶和部分稍有长大的蔷薇形组织，平均晶粒足、J‘为32．7Hm．在相同保温温度下，保温30min．晶牲尺寸最小，形状虽接近球状，组织最优．圈1不同保温温度7075铝合金金相组织Fig1Structuresof7075alloyheldindiferenltemperaturefor30ainr(a)一645t、，30min：(b)632℃．3O『1n；(C)615℃，30