张楠
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赵倩
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房灿峰
,
韩彦博
,
郭建设
,
侯晓光
,
邢清源
,
张兴国
中国有色金属学报
测试分析新型电磁搅拌器内螺旋磁场和旋转磁场的磁感应强度、分布和作用规律,研究螺旋磁场对Pb-80％Sn过共晶合金凝固组织影响的作用机理,并与无磁场和旋转磁场条件下合金凝固组织的形貌特征及成分分布进行对比分析.结果表明:螺旋磁场相比于旋转磁场可以在铸锭内部更大区域内形成均匀搅拌,更易于破碎和细化枝晶组织,既能促进椭球或球状晶的生成,又能更好地改善宏观偏析;在频率一定的情况下,初生相晶粒尺寸随着励磁电流的增大而减小；当励磁电流为125 A时,旋转磁场和螺旋磁场细化晶粒的效果最好；继续增大电流,晶粒产生粗化；螺旋磁场可基本消除成分偏析,并在较小励磁电流(100A)下达到采用旋转磁场(125A)时的最佳搅拌效果.
关键词:
Pb-80％Sn过共晶合金
,
成分偏析
,
螺旋磁场
,
旋转磁场
邢清源
,
孟令刚
,
邓亮
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杨洪硕
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甄立玲
,
刘红伟
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房灿峰
,
樊建勋
,
张兴国
稀有金属材料与工程
研究了不同电源功率、拉坯速率和冷却水量等参数以及微量Sc元素对5356铝合金组织和性能的影响.结果表明,在电源功率10 kW,拉坯速率8 cm/min,冷却水量1.7 m3/h的工艺条件下,5356铝合金具有最优的表面和内部质量以及综合力学性能,抗拉强度、伸长率分别可达310.0 MPa和16.3％,且铸锭表面无明显铸造缺陷,边部组织基本为等轴晶,心部组织呈破碎枝晶形态,第二相分布均匀.5356铝合金合理的均匀化处理工艺参数为440℃,30h,空冷,均匀化处理后合金元素Mg的微观偏析基本消除,在晶界连续分布的Al8Mg5相明显回溶.微量的Sc元素显著提高5356铝合金的强度和塑性.实验证明,5356Al+0.4％Sc(质量分数)合金晶粒明显细化,第二相数量减少,抗拉强度和伸长率达330.0 MPa和29.0％,分别提高6.5％和77.9％.
关键词:
5356铝合金
,
电磁连铸
,
显微组织
,
Sc元素
赵倩
,
张兴国
,
张环月
,
邓亮
,
郭建设
,
侯晓光
,
房灿峰
稀有金属材料与工程
通过数值模拟和实验研究,分析了施加不同励磁电流螺旋磁场时Pb-Sn合金的凝固过程.结果表明:随着励磁电流的增加,冷却速率逐渐降低,熔体内的温度梯度变小,促进晶粒等轴化;轴向分力使熔体沿轴向的环流增强,初生β相趋于弥散分布,宏观偏析基本消除.但大电流产生强烈的搅拌,增加了晶粒之间摩擦与碰撞几率,晶粒聚集程度提高,强烈的感应加热也延缓熔体的冷却速度,导致晶粒粗化.在频率为10 Hz条件下,适宜的励磁电流是100～125 A.
关键词:
ProCAST软件
,
螺旋磁场
,
宏观偏析
,
温度场
李乃朴
,
孟令刚
,
房灿峰
,
朱琼
,
吴友芳
,
彭鹏
,
张兴国
材料科学与工艺
通过挤压后再轧制的方法制备AZ61镁合金板材，利用动态再结晶产生局部剪切变形减弱挤压形成的{0002}基面织构，可以有效提高板材的塑性成形能力，对比分析了直接轧制75％变形量与挤轧复合轧制60％变形量的AZ61电磁半连铸镁合金板材，结果表明，两种工艺方法所得到的板材力学性能相近，前者抗拉强度σb=300MPa，屈服强度σ0.2=230MPa，延伸率δ＝8．0％，后者σb=295MPa，σ0.2=245 MPa，δ=8．2％，因此，可以通过挤轧复合的工艺方法利用较小的轧制变形量（60％）制备出与较大轧制变形量（75％）性能相近的镁合金板材。
关键词:
电磁连铸
,
基面织构
,
动态再结晶
,
挤轧复合
朱琼
,
房灿峰
,
李乃朴
,
孟今刚
,
王宇
,
吴友芳
,
张兴国
稀有金属材料与工程
通过金相、扫描电镜、电子探针和力学性能测试等方法研究了稀土元素Gd和Nd对AZ80镁合金铸态和挤压态组织和力学性能的影响.结果表明,适当添加稀土元素可以使AZ80镁合金的铸态树枝晶基本消失,晶界处层片状Mg17Al12相增多.均匀化后晶粒尺寸明显减小.合金经挤压后均发生了动态再结晶,动态析出的β相沿着再结晶晶粒的晶界分布.加入2％RE(Gd,Nd)后,析出相阻碍再结晶晶粒长大和粒子激发形核再结晶共同作用起到了细晶强化的效果,且高硬质Al2Gd和Al2Nd相能有效阻碍位错运动从而大幅度提高了合金的屈服强度.随着RE(Gd,Nd)含量的增多,β相析出减少,稀土相颗粒变大,弱化了动态再结晶效果,导致应力集中,强度下降.当加入2％RE(Gd,Nd)时其抗拉强度最大,综合性能较好.
关键词:
AZ80镁合金
,
Gd
,
Nd
,
动态再结晶
,
动态析出
房灿峰
,
宋丹丹
,
刘光旭
,
张海涛
,
黄昊
,
张兴国
,
董星龙
稀有金属材料与工程
采用直流电弧等离子体法制备Sn纳米粒子,通过搅拌铸造的方法添加到AZ31镁合金当中.通过金相、扫描电镜和拉伸性能测试等技术,考察了添加不同量的Sn纳米粒子对AZ31镁合金铸态组织和力学性能的影响.结果表明,添加Sn纳米粒子可抑制共晶相以层片状析出,促进β-Mg17Al12相以骨骼状分布在晶界处.重要的是,观察到Sn纳米粒子在镁合金中生成了纳米尺寸的Mg2Sn颗粒,但主要以颗粒团簇的形式存在.过量添加Sn纳米粒子,会使Mg2Sn纳米级颗粒团聚严重,降低AZ31镁合金的力学性能.结果表明,添加1％ Sn(质量分数)纳米粒子,AZ31镁合金的力学性能最优.
关键词:
Sn纳米粒子
,
AZ31镁合金
,
显微组织
,
力学性能
韩彦博
,
房灿峰
,
侯晓光
,
赵倩
,
张楠
,
张兴国
材料科学与工艺
为了深入研究螺旋磁场解决重力偏析的效果及作用机理,本文选用低熔点Sn-Sb合金,分析不同励磁电流下螺旋磁场对铸锭宏观成分偏析的影响,并与常规条件下及相同工艺参数旋转磁场条件下的凝固组织进行比较.结果表明,螺旋磁场的电磁力分布特点有利于在铸锭内部形成更大区域的均匀搅拌,相比于旋转磁场可以更好地改善铸锭成分的宏观偏析;随着励磁电流的增大,两种磁场改善偏析、细化凝固组织的效果更好;当螺旋磁场励磁电流为100 A时,基本消除铸锭上、下部位由于重力作用导致的成分偏差,β相（SnSb）变得细小且均匀分布在基体内.在金属熔体凝固的过程中施加螺旋磁场可消除重力偏析,效果优于旋转磁场.
关键词:
螺旋磁场
,
旋转磁场
,
励磁电流
,
Sn-Sb合金
,
偏析
房灿峰
,
王老虎
,
孟令刚
,
郝海
,
张兴国
稀有金属材料与工程
利用熔体内高温自蔓延反应制备了TiB2/AZ31复合材料,通过金相、扫描电镜、力学性能测试等技术考察了复合场对镁基复合材料铸态、均匀化态和轧制态微观组织和力学性能的影响.结果表明,TiB2/AZ31复合材料施加复合场后,α-Mg基体得到了显著的细化,铸态组织中的骨骼状β-Mg17Al12相渐渐向层片状共晶组织转变,并且使TiB2颗粒团簇的尺寸明显减小,均匀的分布于基体中.由于TiB2颗粒和复合场的引入,复合材料轧制态组织中切变带变得更窄更密集,TiB2颗粒团簇在流变应力作用下有少许的破碎,并沿着轧制变形流线分布.另外,复合材料的力学性能得到了明显改善,其中抗拉强度、屈服强度和延伸率分别达到351 MPa,315 MPa和7.7％.
关键词:
TiB2/AZ31复合材料
,
复合场
,
高温自蔓延反应
,
微观组织
,
力学性能
齐国红
,
房灿峰
,
白云
,
祁海
,
张兴国
稀有金属材料与工程
采用原位合成—半固态搅拌铸造法制备了TiB2/AZ31镁基复合材料,研究了热挤压对TiB2/AZ31镁基复合材料组织和力学性能的影响.结果表明:热挤压不仅能显著细化合金组织,而且能有效改善TiB2颗粒分布的均匀性.与铸态AZ31镁合金相比,铸态TiB2/AZ31镁基复合材料的硬度、抗拉强度都有一定程度的提高.经过热挤压后,TiB2/AZ31镁基复合材料的硬度和抗拉强度分别比基体合金提高了126.2％和98.8％,达到950 MPa和322 MPa.磨损表面形貌显示,TiB2颗粒的引入以及对TiB2/AZ31镁基复合材料进行热挤压,都可有效地提高材料的耐磨性.
关键词:
TiB2/AZ31镁基复合材料
,
热挤压
,
硬度
,
抗拉强度
,
耐磨性
曲若家
,
张兴国
,
何文庆
,
房灿峰
,
金俊泽
材料科学与工艺
doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2005.06.026
根据电磁场理论,建立了热顶-电磁连铸成型系统的物理和数学模型,用小线圈法实测了不同电源功率时系统内的磁场强度,用有限元软件数值模拟了感应线圈高度、结晶器高度、热顶结构等对成型系统内磁感应强度和分布的影响,结果表明:1)降低结晶器高度使系统内磁感应强度增强,但不十分明显;2)感应线圈的高度对系统内磁场影响显著,采用20mm线圈较40mm线圈的磁感应强度提高约85%;3)有载时的模拟结果显示,系统内的磁场呈现更明显的趋肤效应;热顶结构对磁场的强度和分布规律无明显的影响.研究结果表明热顶电磁连铸法将有利于提高电源效率和稳定液柱高度,改善铸坯的内外部质量.
关键词:
羟基磷灰石
,
生物陶瓷
,
密度
,
烧结
