通过GISS-HPDC和SEED-HPDC处理的Al-Si-Mg合金零件的微结构,分离和机械性能进行比较研究
Guo-Chao Gu1,2,3, Li-Xin Xiang1,2, Rui-Fen Li4
1Key Laboratory for Liquid-Solid Structural Evolution and Processing of Materials, Ministry of Education, Shandong University, Jinan 250061, China.
Materials (Basel, Switzerland)
|October 28, 2023
概括
这项研究比较了气体诱导半固体工艺 (GISS) 和旋转热平衡装置 (SEED) 路径,用于准备Al-Si-Mg泥用于rheo-diecasting. 这两种方法在T6处理后都产生了改善的机械性能,SEED由于较低的孔隙性而显示出更高的强度和延伸.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 金工程 金工程 金工程
背景情况:
- 半固体成型需要具有球状微结构的泥,以获得最佳的流量和机械性能.
- 泥制备路径的变化对微观结构,流动行为和rheo-diecasting中的最终部件属性产生重大影响.
- 了解微结构演变对于控制半固体加工的结果至关重要.
研究的目的:
- 为了比较气体诱导半固体工艺 (GISS) 和旋转热平衡装置 (SEED) 准备半固体Al-Si-Mg泥的路径.
- 研究这些制备路径对高压压件零件的微观结构,分离和机械性能的影响.
- 为了评估GISS和SEED加工部件的性能,与T6处理后的传统高压压造 (HPDC) 相比.
主要方法:
- 使用GISS和SEED路径制备的半固体Al-Si-Mg泥.
- 在HPDC机器中注入泥,以生产拉伸性试验条.
- 应用T6热处理以提高机械性能.
- 分析了微观结构,分离和机械性能 (收益应力,抗拉强度,延长).
主要成果:
- GISS和SEED生产了具有球形α-Al初级相的泥,与传统件中的树突结构不同.
- 较高的固体分数 (>75%) 抑制了表面液体分离.
- 液体分离在低固体分数泥中沿填充方向增加.
- 传统的HPDC样本比SEED-HPDC和GISS-HPDC具有更高的初始产应力 (139MPa).
- 对于SEED-HPDC和GISS-HPDC,T6处理显著提高了产量和拉伸强度.
- SEED-HPDC样本在热处理后表现出优异的最终强度 (336 MPa) 和延长 (13.7%),这是由于孔隙性较低而导致的.
结论:
- GISS和SEED是生产半固体Al-Si-Mg泥的可行途径,其球状微观结构用于rheo-diecasting.
- 这两种工艺,当与T6处理相结合时,产生具有增强机械性能的零件.
- SEED-HPDC路线显示出优越机械性能的潜力,特别是在强度和可塑性方面,归因于孔隙性降低.
- 需要进一步的研究,以优化热处理期间GISS-HPDC样本的孔隙控制.
