普通压铸和半固态压铸ZA27合金的显微组织
半固态ZnA127合金挤压形金相组织研究
２０ ０２虻
１ ３ 试 验 参数 ．
变 形温度 是根 据 ｚ Ａ２ ｎ Ｊ７的凝 固温度 范 围确 定 的 。ｚ１ ２ ｒ ７的凝 固温 度 范 围 为 ３０ ． ３ ， 变 Ａｌ ８℃ ４ ℃ 其 ８ 形温度应 该 在 该 温度 范 围 内 ， 合 考 虑 各 种 因 素 ， 综
其变形温度为 ３０ ４０ ９℃一２ ℃。模具的挤压比为 ５ ９ 。
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维普资讯
第２ 卷 ３
第１ 期
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Ｖｏ ． ３ １２
№ ｌ
２０ ０ ２年 ３ 月
Ｊ ＯＵＲ ＬＯＦＴ ＹＵＡ ＡＶ ＭＡＣ Ｎ ＲＹ Ｉ ＴＩＵＴＥ ＮＡ ＡＩ Ｎ ＨＥ Ｙ ＨＬ Ｅ ＮＳ Ｔ
Ｍａ ． ０ ２ ｒ２ ０
１ １ 材料 ．
近年来 ， 高铝锌合金发展很快 。该 材料与一般 铜、 锡合金相 比， 强度高 ， 耐磨性能好 ， 成本低 ， 是一 种用途很 广的合金 。目前对锌 铝合金产 品的生产
主 要采用 铸造 的方 法 ， 于 锌合 金 主要 组 元 锌 和 铝 由
的密度 和熔 点 相差 很 大 ， ｎ的密 度 （ ． Ｚ ７ ２×１ ｇ ００ｋ ／ ） 比 Ａ１ ， 的密 度 （ ． ２ ７×１ ｋ ／ ） 得 多 ， ０ ｇ ｍ３ 大 而熔
文章 编 号 ：１０—１９ ２０ ）１ ０ １ ４ １０ ３ ５ Ｘ（０ ２０ —０３ —０
半 固态 Ｚ Ａ１７合金 挤压 成 形 金 相 组 织 研究 ｎ ２
游晓红 ， 娄 帅 ， 宋建丽 ， 李天佑
（ 太原 重型机械 学院 ， 太原 ００ ２ ） ３０ ４ 摘 要： 对常规 Ｚ Ａ２ 垒和 经机械 搅拌 得 到 的半 固态 ＺＡＬ７舍 垒 材料 进行 了挤 ｎ Ｉ７合 ｎ ２
合金元素对ZA27组织和性能的影响的开题报告
合金元素对ZA27组织和性能的影响的开题报告一、研究背景和意义ZA27合金（Z为锌的英文单词Zinc的第一个字母，A为铝的英文单词Aluminum 的第一个字母，27为铜的含量）是一种较为常用的高强度铸造铝合金。
ZA27合金具有极高的机械性能，如高抗拉强度、高耐磨性、高耐蚀性等，因此被广泛应用于汽车、航空、轨道交通等领域。
然而，ZA27合金在高温下易出现氧化分解，从而导致合金的强度降低，令其应用受到限制。
由此可见，合金元素对ZA27合金的组织和性能具有重要影响，并且研究合金元素对ZA27的影响有助于提高合金的性能和应用范围。
二、研究内容和方法本文将对ZA27合金中的合金元素铜、铁和镍的含量进行改变，通过实验方法研究它们对ZA27合金的显微组织、机械性能（抗拉强度、屈服强度、伸长率）、耐蚀性的影响，并对结果进行分析和比较。
具体实验步骤如下：1. 选取符合要求的铜、铁和镍作为ZA27合金中的合金元素。
2. 根据不同比例配制出铜、铁和镍含量不同的ZA27合金试样。
3. 对试样进行铸造和热处理，制备出试验用的试样。
4. 对试样进行显微组织观察和机械性能测试，如抗拉强度、屈服强度、伸长率等。
5. 对试样进行耐蚀性测试，如海水腐蚀实验、盐雾腐蚀实验等。
6. 根据实验结果分析合金元素对ZA27合金组织和性能的影响以及不同合金元素对ZA27的优化效果。
三、研究预期结果和意义本研究的预期结果有以下几点：1. 借助实验方法研究了铜、铁和镍对ZA27合金组织和性能的影响。
2. 分析了不同比例合金元素对ZA27合金性能的影响，并提出了合理的优化方案。
3. 探讨了ZA27合金应用于高温环境下的限制并提出改善的方法。
本文研究的结果不仅有助于进一步了解高强度铸造铝合金的物理、化学和力学特性，也将为ZA27合金的性能和应用提供新的思路和方向。
ZA27合金的铸态组织及晶界共晶体
ZA27合金的铸态组织及晶界共晶体王青澄;李晨希【期刊名称】《沈阳工业大学学报》【年(卷),期】1994(016)003【摘要】研究分析了ＺＡ２７合金（锌－铝合金）的铸态组织及其分布特点。
电子探针分析表明ＺＡ２７合金的初生α相和β相晶内偏析十分严重；在电镜下观察可见α相和β相已转变成层片相间的（α＋η）共析体，并从差热分析，微区分析等四个方面着重讨论了ＺＡ２７合金的晶界不平衡组织是共晶体（由α，β，η相组成），而不是共析体。
退火处理可以消除晶界不平衡共晶体，并使成分均匀化，从而使ＺＡ２７合金的塑性得到明显提高。
【总页数】7页(P19-25)【作者】王青澄;李晨希【作者单位】不详;不详【正文语种】中文【中图分类】TG146.13【相关文献】1.ZA27合金中Y及Fe的晶界偏聚电子理论研究 [J], 郭玉福;李荣德;刘贵立2.预变形及液固两相区等温处理对ZA27合金铸态组织的影响 [J], 谢辉;许丽君;等3.AZ31B镁合金板材中晶界滑移的晶体塑性仿真 [J], 李子涵;周国伟;李大永;汪华苗;唐伟琴;彭颖红;Hatem S.ZUROB;吴沛东4.AZ31B 镁合金板材中晶界滑移的晶体塑性仿真 [J], 李子涵;周国伟;李大永;汪华苗;唐伟琴;彭颖红;Hatem S.ZUROB;吴沛东5.利用Gleeble-1500热模拟试验机对低碳合金钢进行了不同变形量、冷却速度的热模拟实验。
经OM和TEM观察表明,当未变形奥氏体以10~30℃/s连续冷却时,贝氏体铁素体优先在奥氏体晶界处形核,然后呈板条状从奥氏体晶界向晶内长大,并且可以从最终的组织看到原奥氏体晶界。
与未变形奥氏体相比,当奥氏体在880℃经过40%变形、并以10~30℃/s连续冷却时,由于变形增加了奥氏体晶粒的形变储存能,促进了先共析铁素体在奥氏体晶界位置优先形成,所以贝氏体铁素体只能在奥氏体晶内形成,从最终的室温组织不能看到原奥氏体晶界。
[J], 景财年;刘在学;王作成;林晓娟;金成俊因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
ZA27合金铸造工艺探索
,(。
铸造工艺设计 )、 如何解决 !"#$ 合金凝固过程中产生的“ 底缩” 和 二次“ 底缩” 这一特有的铸造缺陷是 !"#$ 合金铸造工 艺设计中的难题。通过长期实践验证， 在粘土砂、 手工 造型条件下，解决这一难题，必须从以下几个方面着 手： 首先， 确定恰当的工艺原则； 其次， 如何设计合理的 浇冒系统并设置冷铁； 第三， 控制恰 当 的 浇 注 温 度 ； 第 四， 采取相应的熔炼措施。 通过长期实践证明， 铸件的 +&* 工艺原则的确定： 是判定 !"#$ 合 金 铸 件 是 否 产 生 缩 孔 、 模数（ -./ 0 1 ） 缩松的参数，是确定工艺原则的依据。当铸件的模数 （ 大 于 *， 即 / 0 12* 时 ， 对于重量较大（ 一 般 2#% 公 -） 容易产生底缩现象， 应采取 斤） 、 壁 厚 2+%33 的 铸 件 ， 顺序凝固的原则，加强冒口补缩效果，具有较好的效 小 于 *， 即 / 0 14 *， 铸 件 壁 厚4 果； 当铸件的模数（ -）
铸件重量小于 #%56 的铸件， 其“ 底缩” 现象并不 #%33 ， 明显， 采用同时凝固原则， 即可获 得 质 量 良 好 的 铸 件 。 根据 / 0 1 的大小， 铸件的 壁厚介于 #%)+%33 的铸件， 结构， 壁厚及重量等因素， 具体分 析 ， 灵活运用两种工 艺原则。 冒口及冷铁的设计： 浇注系统除了 +&# 浇注系统、 将合金液体导入型腔外， 还具有排渣、 排气及调整凝固 凝固区间大、 浇 顺序的作用。 !"#$ 合金具有导热率大、 注温度低等特点，因此要求浇注系统必须保证充型平 稳， 不发生涡流、 飞溅和冲击， 尽可能快速地充型， 有一 定的挡渣能力， 并有利于补缩。为此， 采用 1 直 71 横 71 内 .*787+ 的断面比例。 冒口和冷铁是调整凝固顺序，实现铸件补缩的重 应以设 要手段。!"#$ 合金中采用顺序凝固的中大件， 置边冒口为最佳， 用顶冒口易产生“ 二次底缩” 。 如重量 铸件模数大于 * 的较大件， 若用顶冒口一 大 于 #%56， 般距冒口以下 #%)+%33 高度的区域内均有缩孔产生。 原因在于顶冒口增大了局部热节点，降低了此处合金 液体的冷却速度， 为成分偏析提供了机会。因此， 为了 消除冒口根部的“ 二次底缩 ” ， 可采用边冒口或设置冷 采用同时凝固原则， 铁的方法消除。#%56 以下的铸件， 一般不产生“ 二次底缩” ， 设置顶冒口即可。 铸件冒口的 设计采用模数法， 比例为 - 件 7- 冒口颈 7- 冒 .*7*&*) —铸件模数； —冒 口 颈 *&87*&#)*&8 （ - 件—— - 冒 口 颈—— 模数； —冒口模数） 。要完全消除 底 缩 缺 陷 ， 合 - 冒—— 金液体的冷速必须较大。 对于砂型铸造来说， 增大合金 液体冷却速度的一个方法就是使用冷铁，冷铁材质一 才使 般选用铸铁或铜， 只有当铸件壁厚小于 *+33 时， 用石墨冷铁。冷铁厚度一般为铸件壁厚的 %&8)*&8 倍， 目的在于增大铸件凝固的温度梯度，利于冒口强化补 缩或消除顶冒口易产生的“ 二次底缩” 。采用同时凝固 原则的铸件， 冷铁一般用于壁厚相差较大的铸件， 目的 在于调整热节点冷却速度，使之接近铸件整体冷却速 度。 壁厚均匀的小件， 通过浇、 冒口的设置， 一般很容易 实现同时凝固。 浇注温度的控制， 对 于 消 除 !"#$ +&+ 浇 注 温 度 ：
普通压铸和半固态压铸ZA27合金的显微组织
《资料法》分类号:TG 292普通压铸和半固态压铸ZA 27合金的显微组织3刘春霞 马 霆 王宏敏(材料工程系)摘要 本文对比考察了普通压铸和半固态压铸Z A 27合金的显微组织,对两种工艺条件下合金组织的形成过程以及结晶过程中的溶质再分配作了分析。
关键词 锌基合金 压力铸造 显微组织3河南省科技攻关资助项目刘春霞:女,1973年生,研究生收稿日期:19972022240 前言Z A 27合金自70年代问世以来,因其优良的性能而备受材料工作者的青睐,得到了广泛的应用[1～2]。
但它的凝固温度区间宽,易产生缩松缺陷,加之压铸时金属液易飞溅和卷气,致使铸件的致密度较低。
这大大限制了该合金在压铸上的应用。
用半固态铸造工艺[3～4]可有效地解决这一问题。
凝固过程中剧烈的搅拌抑制了枝晶的形成而得到球状混和组织,已有一定的固相含量的合金浆料在铸型中的收缩明显减小,使铸件缩松减少,且半固态合金浆料的粘度大,充型时不易飞溅和卷气,使铸件中的气孔也大大降低,从而使铸件的致密度和性能提高。
根据我们的研究,半固态压铸Z A 27的致密度和机械性能都明显高于普通压铸[5]。
本文考察半固态压铸和普通压铸Z A 27合金的显微组织,对比二者的差异,分析两种情况下显微组织的形成,旨在为Z A 27合金半固态压铸工艺的进一步深入研究和开发应用打基础。
1 试验条件合金各成分的质量分数为:W A l =27%,W Cu =1.25%,W M g =0.015%,其余为Zn 。
合金在石墨坩埚电阻炉中熔化,用于半固态压铸时熔池温度为580～600℃,用于普通压铸时为530～540℃。
半固态浆料在半固态制浆机中制取。
合金液在搅棒的机械搅拌下边冷却边凝固,待达到预定的温度时,放出浆料进行压铸。
试验工艺参数为:合金液浇入温度580～600℃,浆料放出温度455℃,保温炉保温温度(400±5)℃,搅棒转速1140r m in 。
普通压铸时直接将合金液浇入压铸机压铸。
半固态挤压铸造工艺参数对AlSi9Mg连杆的显微组织以及力学性能的影响分析
中文翻译半固态挤压铸造工艺参数对AlSi9Mg连杆的显微组织以及力学性能的影响摘要:通过研究施加的压力，浇注和模具的温度的改变过程对连杆的半固态挤压铸造制备（SSSC）过程中的显微组织和力学性能的影响。
结果表明，非树枝状的初生α-Al颗粒均匀分布在整个连杆。
随着施加的挤压力的增加，铝颗粒尺寸减小而增大形状因子，从而增加连杆的力学性能。
当浇注温度和模具的温度增加时，原铝颗粒的大小和形状因子增加。
然而，如果模具温度高于300℃，形状系数突然下降。
在浇注温度575℃得到连杆SSSC过程中最好的显微组织和力学性能，模具约250℃温度，和100兆帕的压力。
1.简介半固态金属加工（SSM）是一个将传统的热锻造和铸造优势结合的技术。
它可以在近净形成型过程中形成的具有高质量的工件，这种技术已经被视为二十一世纪生产中最有前途的技术之一。
在SSM加工可以分为成形和流变成形。
由于在运输和自动化的方便，触变成形广泛用于汽车工业制造镁合金和铝合金。
除了获得非枝晶，小，近球形结构，触变成形的另一个重要特性是它的能力，它能较好地减少缺陷如缩松和液体分离。
高压压铸（HPDC）被广泛用于形成SSM，但很难完全消除孔隙由于其填充率高，导致湍流模腔填充和凝固收缩。
挤压铸造（SC）是一个通用的术语来表示一个制造技术在凝固过程是在高压下的推广，结合压铸的优点和锻造成一个单一的操作，液态金属在压力下凝固的应用。
这使生产部件有着高完整性和好的力学性能。
因此，半固态挤压铸造（SSSC），这可以被看作是半固态成形和挤压铸造的一个组合工艺，能够进一步提高产品性能。
挤压铸造工艺参数对铝合金、镁合金及其复合材料的组织性能的影响已进行了大量的研究。
近年来，应用SC在铝合金半固态加工的研究已在进行了。
Mao .等人研究了流变挤压铸造A356铝合金。
结果表明：当注射压力为22 MPa时，模腔不完全填充的然而，随着压力增加到34 MPa，腔可以完全填充和铸件表面质量很好。
超高机械压力对 ZA27 合金组织形貌及固态相变的影响
超高机械压力对ZA27合金组织形貌及固态相变的影响1曹修生，李荣徳，曲迎东沈阳工业大学材料科学与工程学院，沈阳（110023）E-mail：caoxiu1982@摘要：在高机械压力作用下制备了小尺寸ZA27合金试样，借助金相分析、X射线衍射、透射等分析手段对高机械压力作用下的 ZA27合金枝晶形貌机理、固态相变进行了研究。
实验结果表明：在5GPa高压下，1500℃时，高压下合金凝固的溶质扩散系数与常压下的溶质扩散系数的比值为D p/D0=6.724×10-4m3/mol, 降低了近四个数量级；压力增加，过冷度增加，在不同过冷度下枝晶形貌明显不同，枝晶形态分别从粗大的树枝晶-细小的树枝晶-粒状-蠕虫状-枝晶臂尺寸明显变细的树枝、雪化状；合金在空气中静置时效数月之后，经透射与X射线衍射分析，确定调幅分解的存在，从XRD衍射曲线上可以看出，调幅分解的发生是从α（111）晶面处开始.关键词：超高压，ZA27合金，过冷度，调幅分解中图分类号：TG219.2 文献标识码：A1 引言当压力达到GPa数量级时[1],合金最终的组织形态与常压条件完全不同。
李荣德等对ZA43[ 2 ]合金进行了高压凝固研究,发现常压下凝固的组织为粗大的树枝晶，在500MPa压力下凝固后树枝晶明显变细，在高压（2.0GPa, 2.5GPa）下凝固后，组织得到了根本性的变化，枝晶变得非常细小，致密，呈“十”字形花瓣状，并且具有一定方向性，在一定区域内二次枝晶相互平行。
另外，于溪凤[ 3 ]等人也发现亚共晶Al-9.21Si合金在3 GPa凝固时,初生α相由常压下凝固时的枝晶变为胞状晶形态, 而过共晶Al-26.6Si合金[4] 在5.5GPa凝固时,由常压下片状变成高压下块状条带。
由此可见,高机械压力作用可以导致合金组织形态发生显著的变化。
因此,研究高压凝固条件对合金组织形态的影响,对于探索高压凝固规律,控制组织形貌进而改善合金的性能等是非常有意义的。
挤压铸造ZA27锌合金蜗轮精品PPT课件
❖ 华金挤压铸造锌合金蜗轮
铸造ZA27蜗轮
❖ 蜗轮一般采用锡青铜，但锡资源稀少及价格昂贵，使得锡青 铜主要用于非常重要的蜗杆传动中。 ZA27锌合金由于具有良 好的铸造性能、力学性能、摩擦磨损性能、加工性能及低廉 的成本等优势，已作为耐磨材料被广泛应用于现代工业的较 多领域，并部分代替青铜、黄铜等结构材料。
❖ 但锌合金结晶温度范围宽(ZA27：381℃~487℃)[7,8]，呈糊 状凝固， 而糊状凝固获得的蜗轮，一般会在其内部产生诸如 缩孔、缩松等缺陷，导致蜗轮力学性能和耐点蚀等性能的降 低，甚至使得电梯曳引机在使用过程中较早地发生失效，并 有引发安全事故的隐患。
挤压铸造ZA27的组织性能
❖ 金相组织对比
挤压铸造
金属型重力铸造
金属型重力铸造、挤压铸造制备 (ZA27)蜗轮的显微组织分别如如上图所 示，金属型重力铸造制备的蜗轮晶粒粗大，易产生缩松；而在挤压铸造 工艺下，树枝晶明显破碎，呈细小的等轴晶，无明显缩松缺陷。
拉伸断口扫描照片
挤压铸造的拉伸断口
重力铸造的拉伸断口
不同铸造工艺下蜗轮材料的针孔
挤压铸造
测试用曳引机
挤压铸造重力铸造点蚀对比
金属型重力铸造100小时
挤压铸造 300小时
分析讨论
❖ 在蜗杆传动中，由于材料和结构上的原因，蜗杆的强度总是高于蜗轮轮 齿的强度，所以失效常发生在蜗轮轮齿上。由于蜗杆传动中，齿面间相 对滑动速度较大，故蜗轮常以疲劳磨损失效。疲劳磨损也叫接触疲劳， 其表现形式主要有点蚀、剥落和剥层等，它是指当两个接触体相对滚动 或滑动时，在接触区形成的循环应力超过材料的疲劳强度的情况下，表 面层将引发裂纹，并逐步扩展，最后使裂纹以上的材料断裂剥落下来的 磨损过程。
ZA27合金高温冲击性能的研究
收稿日期:2004210218; 修订日期:2004211223作者简介:司家勇(19782 ),安徽巢湖人,硕士,研究生.研究方向:铸造合金.Vol.26No.3Mar.2005铸造技术FOUNDR Y TECHNOLO GYZA27合金高温冲击性能的研究司家勇,曾建民,顾 红(广西大学有色金属材料及其加工新技术教育部重点实验室,广西南宁530004)摘要:在示波冲击试验机上研究了不同温度对ZA27合金冲击功的影响,使用SEM 观察了冲击断口的表面形貌。
结果表明:当温度低于100℃时,ZA27的冲击功随温度提高而降低;当温度在100～200℃之间时,冲击功随温度增加而增加;温度升至250℃时,冲击功急剧下降。
20℃时的冲击功高达72.768J 。
冲击断口形貌以撕裂棱和韧窝为主,冲击功越高,撕裂特征越明显,韧窝越小,分布越均匀;冲击功越低,撕裂特征越不明显,韧窝越大,分布越不均匀。
材料的冲击行为可以用冲击载荷波形的宽度来评价,峰宽越大,冲击韧度越好,峰宽越窄,冲击韧度越差。
关键词:高铝锌基合金;冲击功;断口形貌中图分类号:T G146.1+3 文献标识码:A 文章编号:100028365(2005)0320233204Study on Elevated T emperature Impact Properties of ZA 27AlloySI Jia 2yong ,ZEN G Jian 2min ,GU Hong(Key Laboratory of Nonferrous Materials and New Processing Technology ,Guangxi University ,Nanning ,530004,China )Abstract :The impact toughness of ZA27Alloy at different temperat ures is investigated by pendulum impacttesting.The surface morp hology of impact fract ure is observed by scan elect ron microscope (SEM ).The result s indicate t hat impact energy of ZA27decreases as t he temperat ures increase when t he temperat ures is lower t han 100℃.Between 100℃and 200℃,impact energy increases by t he temperat ure ’s increase.And when t he temperat ure exceeds 250℃,impact energy decreases dramatically.Impact energy get s to t he maximum of 72.768J at 20℃.At impact fract ure surfaces show t he morp hology of tear ridges and dimples.Higher t he impact energy ,more obvious t he character of tear ridges ,smaller t he dimples and more uniformity t he dimples dist ribute ;On t he cont rary ,lower impact energy is corresponding to less tear ridges ,larger dimples and inhomogeneous dist ribution of t he dimples.Impact behavior of ZA27alloy can be evaluated by t he widt h of impact spect rum curve.The wider t he peak of impact spectrum curve ,t he higher t he impact toughness.Moreover impact toughness is worse if peak is narrow.K ey w ords :High aluminum zinc based alloy ;Impact Property ;Fract ure morp hology 近年来,ZA27合金以其优良的耐磨、减摩性能及综合力学性能成为铜合金的理想替代材料,应用于制作轴瓦、轴套等[1,2]。
ZA27合金的强韧化研究
浙江大学硕士学位论文ZA27合金强韧化研究姓名：钟伟华申请学位级别：硕士专业：材料加工指导教师：杨全;周邦昌2000.1.1——塑兰奎堂堡圭堡苎一一一——摘要在锌铝合金的发展历史中，人们在长期研究使用过程中形成了不同的合金分类。
有压力铸造锌铝合金，重力铸造锌铝合金，超塑锌铝合金，加工锌铝合＼金。
其中尤以重力铸造锌铝合金中的ＺＡ２７使用最为广泛。
／一ｐ本文通过实验，对比分析了纯度对墨婴盒盒的作用，结果发现合金的纯度对台金的性能影响非常大。
锌铝合金只有在保证合金较高的纯度情况下才能取得好的综合机械性能。
实验中在采用１００％的重熔合金时，得到的合金性能远比新配料的合金性能要低。
拾金中的杂质在锌和铝中的固溶度较低，易积聚＼晶界中，削弱晶界强度，同时也作为阴极雨增大合金的腐蚀速度。
由于ＺＡ２７合金的凝固温度范围大，易产生发达树枝晶，倾向于糊状凝固，产生缩松倾向大，挤压铸造能极大地减弱以上缺陷，产生较致密的舍金组织，ｐ—ｉ一一扶而ｔ撇压铸造ＺＡ２７合金的机械性能比砂型铸造的要好。
甜砂型铸造ＺＡ２７进行固溶时效热处理表明，固溶热处理能把原铸态的成、网状分布在晶界的含铜ｅ相大部分固溶迸基体Ｂ相中，剩余的也是成团状块状分布在基体上，由于ｅ相是硬脆相，故而固溶处理后能极大改善合金的性能，时效处理后，合金又从基体中析出弥散相，产生时效强化作用。
砂型铸造ＺＡ２７合金的最佳固溶时效规范是３４０。
Ｃ、２０小时固溶然后在１５０℃下时效９小时。
挤压铸造ＺＡ２７合金由于缺陷较少，所以固溶热处理对其效果不如砂型铸造那么明显。
）在对挤压铸造ＺＡ２７合金的不同热处理的试验中。
发现热处理对／合金的强度没有明显的提高，但热处理却对合金的塑性提高作用较大，其中尤以退火最为明显，能提高合金的塑性近一倍。
热处理对不同铸造舍金的作用的不同说明对于锌铝舍金来说．组织致密性对于合金强度的贡献大于热处理强化的贡献；而其塑性则不仅取决于组织致密性，也取决于组织的均匀性。
半固态金属压铸
原理：在合金液冷却过程中 施加剧烈的搅拌，使枝晶破 碎，得到一种悬浮一定量球 状固相的浆料，进行成形。
（一）流变压铸（Rheocasting） 金属锭→液态→制备浆料 （搅拌→ 冷却）→半固态浆 料→压铸
三、半固态成形方法
特点：
由于金属浆料的良好的流动性能，可以得到尺 寸精确、形状复杂、组织致密的高质量铸件；
半固态压铸工艺过程
特点： 充型平稳，铸件尺寸精度高，表 面质量优良，气孔、缩孔、缩松缺 陷少，组织致密。可以热处理、可 以焊接。压铸模寿命长。 但触变压铸首先需要生产半固态 金属坯料，成本高；另外，二次加 热能耗大，工艺过程较复杂，具有 触变性能的材料种类也不多等
三、射铸成形 （Injection Molding）
原理：把镁合金颗粒投入料斗，原 料经过加热到高温的料筒，螺杆的 转动对镁合金产生剪切作用，使其 成为具有触变物理性能的半固态浆 料，快速注射到模具内成形。
成形原理
射铸成形过程(1)
射铸成形过程(2)
射铸成形机
射铸成形产品图
完
由于在流变压铸中，半固态金属浆料的保持及 输控制严格而困难，目前的实际应用较少。 流变成形比触变成形工艺更简单、能耗更低 ， 流程短，铸件的成本也更低，是未来重要的发展 方向。
镁合金半固态流变压铸零件图
汽车制动器推盘 （已表面钝化处理）
（带浇注系统的零件）
（二）触变压铸（Thixocasting） 金属锭→液态→制备浆料 （搅拌→ 冷却）→半固态浆 料→淬冷→铸锭→ 切割胚料 → 重新加热→触变压铸
常用金属材料的显微组织
铝及铝合金的显微组织
纯铝的显微组织
纯铝的显微组织由等轴晶粒组成，晶 界清晰，晶粒大小不均匀。
铝合金的显微组织
铝合金的显微组织由固溶体、金属化 合物和机械混合物组成，不同合金元 素对铝合金的显微组织有不同的影响 。
钛及钛合金的显微组织
纯钛的显微组织
纯钛的显微组织由等轴晶粒组成，晶界清晰，晶粒大小不均匀。
05 金属材料的热处理工艺与 显微组织的关系
退火与显微组织的关系
退火是一种金属热处理工艺，通 过加热至一定温度并保温一段时 间后缓慢冷却，使金属内部组织
结构发生变化。
退火过程中，金属内部的晶体结 构逐渐变得均匀，减少晶体缺陷 和内应力，提高金属的塑性和韧
性。
退火后的显微组织通常表现为晶 粒粗大、组织致密，不同金属材
钛合金的显微组织
钛合金的显微组织由固溶体、金属化合物和机械混合物组成，不同合金元素对钛合金的显微组织有不同的影响。
03 金属材料的相与组织转变
固态相变
相变类型
相变过程
固态相变是指金属材料在固态下发生 的相变，包括调幅分解、马氏体相变 等。
固态相变过程通常包括形核、长大和 粗化等阶段，这些阶段对金属材料的 性能和加工工艺具有重要影响。
详细描述
珠光体具有较好的塑性和韧性，同时 具有较高的强度和硬度。珠光体的形 态和分布对钢的性能有重要影响。在 显微镜下观察，珠光体的层片状结构 清晰可见。
02 有色金属材料的显微组织
铜及铜合金的显微组织
纯铜的显微组织
纯铜的显微组织由晶界和晶粒组 成，晶界清晰，晶粒大小不均匀 。
铜合金的显微组织
铜合金的显微组织由固溶体、金 属化合物和机械混合物组成，不 同合金元素对铜合金的显微组织 有不同的影响。
镁合金压铸技术的最新发展及其应用
镁合金压铸技术的最新开展及其应用镁合金是最轻的工程金属材料之一，具有很好的比强度、比刚度等性能，特别适合制造要求重量轻、强度高、减震降噪的工程结构部件和要求一定强度的壳类零件。
镁合金低熔点、低比热及充型速度快等优点极其适合於用现代压铸技术进行成形加工。
现代科技和相关产业技术的开展，使镁合金的应用範围迅速扩展，特别是在汽车工业和电子信息产业中获得大量应用。
本文主要介绍镁合金压铸技术研究、开发、应用的开展状况，希望藉此促进中国镁压铸技术的开展及其在各个领域、尤其是汽车工业中的推广应用。
概述长期以来，镁的80%用於铝合金的添加元素或冶金行业脱氧等、13%用於铸造合金、3%用作变形制品。
随着科技进步及对镁可贵性的认识，其产品广泛用於航空、航天、汽车配件、电子及通讯等领域。
汽车行业采用镁合金量的急剧增加是拉动镁合金全球用量增加的重要因素，生产商在汽车上应用镁合金零部件不仅是为了减轻重量，更是藉此来不断提高汽车的性价比，从而加强其在竞争日益剧烈的汽车巿场上的竞争优势。
预计1996~2021年全球用於汽车零部件的镁量平均每年递增15%以上，其中，北美增长速度为30%，欧洲那么超过60%。
欧、美、日等兴旺国家的汽车制造公司在政府的协调下与科研院所密切合作，投入大量人力物力，实施多项大型研究开展方案，研究用镁合金制造汽车零部件。
这些研究开发方案促进了镁合金在汽车上的应用开展。
电子信息产业由於数字化的开展，巿场对电子及通讯产品高度集成化、轻薄化及可回收的要求愈来愈高。
以前作为主要材料的工程塑料已经无法满足要求，因此人们把目光投向了镁合金。
例如，镁合金具有优异的薄壁铸造性能，其压铸件壁厚可达0.8mm-1.5mm，并保持一定的强度、刚度和抗冲击性能。
因此，在薄壁、轻薄、抗冲击、电磁屏蔽、散热及环保等方面的要求之下，镁合金成了制造商的最正确选择。
近年来，电子信息产业的镁合金消耗量急剧增加，成为拉动全球镁消耗量的另一重要因素。
Ti和Zr的复合变质与热处理对ZA27合金显微组织的影响
Ti和Zr的复合变质与热处理对ZA27合金显微组织的影响摘要：本文以ZA27合金为研究对象，采用Ti和Zr的复合变质与热处理方法，研究其对合金显微组织的影响。
通过金相观察、扫描电镜分析和硬度测试等方法，探究复合变质与热处理对合金的显微组织和力学性能的作用。
研究结果表明，复合变质与热处理可以显著改善ZA27合金的显微组织和力学性能。
关键词：复合变质，热处理，ZA27合金，显微组织，力学性能正文：一、引言ZA27合金是一种高强度、高耐热性的铸造合金，广泛应用于航天工业、船舶制造、汽车工业等领域。
然而，合金的显微组织和力学性能与其熔化和凝固过程密切相关。
因此，针对ZA27合金的显微组织和力学性能进行深入研究，对提高其应用价值具有重要意义。
复合变质和热处理是提高合金性能的有效方法。
在这种处理过程中，常常采用添加剂来改善合金的组织和性能。
Ti和Zr作为常用变质剂和强化元素，具有提高合金抗氧化性能和热稳定性的作用。
因此，本研究将采用Ti和Zr的复合变质和热处理方法，研究其对ZA27合金显微组织和力学性能的影响。
二、实验材料和方法实验材料：ZA27合金实验方法：1. 复合变质：将Ti和Zr作为变质剂分别加入ZA27合金中，分别得到Ti-Zr复合变质后的ZA27合金。
2. 热处理：对复合变质后的ZA27合金进行热处理。
3. 显微组织研究：采用金相观察和扫描电镜分析方法，研究复合变质和热处理对合金显微组织的影响。
4. 硬度测试：采用Vickers硬度测试机对不同处理下的合金进行硬度测试。
三、实验结果与分析3.1 复合变质和热处理对ZA27合金显微组织的影响金相观察结果表明，复合变质和热处理均使合金晶粒尺寸增大，同时也使合金晶界变得清晰。
复合变质后的合金晶粒尺寸明显细小于单一添加Ti或Zr的合金。
随着热处理温度的升高，合金晶界逐渐清晰，晶粒尺寸逐渐增大。
当热处理温度达到480℃时，合金晶界最为清晰，晶粒尺寸达到最大值。
微量元素Sc对ZA27合金组织与性能的影响
ｍ ｒ ｓｒ ｃ ｕｅ ａ ｄ ｍ ｅ ｈ ｎｃ ｌ ｒ ｐ ｒｅ ｆ ｓ ｃ ｓ ２ ｌ ｙ Ｔ ｅ ｒ ｓ ｌ ｈ ｗ ａ ｔ ．％ Ｓ ｉ ｏ ｔｕ ｔ ｒ ｎ ｃ ａ ｉａ ｏ ｅ ｔ ｓｏ ． ａ ｔ ｃ ｐ ｉ ａ ＺＡ ７ ａｌ ． ｈ ｅ ｕｔ ｓ ｏ ｔ ｔ ｈ ０５ ｏ ｓ ｈ ｗｉ ｃ
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ZA27合金的微观组织
[文章编号]1004-0609(2002)02-0294-06ZA27合金的微观组织①陈体军1,2,郝 远1,孙 军2,狄杰建3(1.甘肃工业大学材料科学与工程学院,兰州730050;2.西安交通大学金属材料强度国家重点实验室,西安710049;3.西安电子科技大学机电工程学院,西安710043)[摘 要]用SEM和TEM对金属型铸造并经18个月自然时效的ZA27合金的微观组织进行了观察。
结果表明: ZA27合金凝固的初生相为富Al的树枝状α′相,随后在α′相周围形成一层富Zn的包晶β相,最后剩余液体发生共晶反应,共晶β优先依附于包晶β相形核、长大,而共晶η则在包晶β相间形成一层薄膜,在有些区域则形成棒状共晶组织;在随后的冷却及时效过程中,β发生胞状分解形成规则的共析α+η层片组织或不规则的复杂形状组织,共析胞以共晶η相为基形核,并向枝晶中心生长,使α′相也分解为层片α+η组织,当其生长被α′中心的连续分解所阻挡时,致使其芯部形成细小的α+η颗粒组织;富Cu的ε相存在于所有η相中。
[关键词]ZA27合金;金属型铸造;自然时效;微观组织[中图分类号]TG111.5;TG113.1 [文献标识码]A Zn2Al合金不仅具有优良的铸造性能、较高的强度,而且其制备原材料廉价丰富,熔铸工艺简单,拥有广泛的用途[1,2]。
在Zn2Al系列合金中, ZA27合金的力学性能最好,室温强度可达400 MPa以上[3],但是,当使用温度超过100℃时,其强度急剧下降,从而使其应用受到极大限制[4]。
众所周知,合金组织决定其性能,但Zn2Al合金的组织极为复杂,其凝固过程不仅包括包晶反应、共晶反应,而且在随后的冷却和时效过程中,还会发生一系列的固态相变,诸如初生α′相的调幅分解、β相的连续、非连续分解,加之ZA27合金中又加入了少量的Cu,致使组织更加复杂化[5～7]。
近年来,虽然有人对该合金的室温、高温力学性能进行了研究,但很少有人从组织—性能的角度考虑[3,4]。
高强度耐磨锌基合金ZA27C材料及系列产品-2014版2
Ø 瑞典 thermol-calc 合金热力学计算软件 Ø 韩国 Anycasting 铸造模拟软件 Ø 塑形成形软件 Ø 第一性原理计算
山东省科学院新材料研究所 网址： 山东有色金属网“耐磨锌基合金” /webtinglian/hejin 阿里巴巴 / 通用网址：锌铝合金滑动轴承 网络实名：耐磨锌基合金 地址：济南市经十路东首科院路 19 号 电话：0531-82605379 传真：0531-85599178 联系人：田长文 13964050600
图 1 获奖证书
2、主要力学性能
表 1 ZA27C 合金的力学性能及与锡青铜性能的比较
合金牌号
拉伸强度 伸长率 布氏硬度 拉伸屈服 剪切强度 抗弯强度
MPa
%
HB
强度,MPa
MPa
MPa
ZA27C 铸态 400-440 3-10 110-125
360
290
740
ZA27C 挤压 450-510 12-20 120-135
l 主要力学性能测试仪器设备
Ø WDW200E 金属材料拉伸试验机（可进行高温拉伸试验） Ø 50kN/RD-50 高温蠕变持久试验机蠕变试验机 Ø 20kN/RD-20 低温蠕变持久试验机 Ø Landmark370.25--MTS 高频疲劳试验机（可进行高温疲劳试验） Ø 冲击试验机（可进行低温、常温冲击试验） Ø HV1000 显微硬度计 Ø HB3000 布氏硬度计
4、耐磨性能
4.1 实验室强化磨损试验
表 3 ZA27C 实验室强化磨损试验结果
上试样
ZQSn6-6-3 锡青铜 ZA27C
下试样 转速 摩擦 转/分 方式
Al-Si铝合金半固态压铸感应加热工艺及所获得的显微组织
加热 条件 , 采用 了下列参数 :感应加热系 统的功率 (Q), 加热时间(ta), 保温温度(Th), 保温时间(th), 加 热步骤和绝热材料尺寸 。 加热实验按表 5 所示条件 进行 , 表 5 中各符号的意义同图 3 。
表 5 尺寸 d×l =76 mm ×90 mm 半固态压铸用 A356 坯料的感应加热条件
率 Pr =0 .01 t/ h)和线性插入法 , 可以计算出热容 q
和生产率 Pr 。 最小加热表面面积 A s 和最小加热长
度 lw 可按下式计算 :
As =Pt/ Pa =Prq/ Pa
(3)
lw =As/πd
(4)
为了确定线圈内径 Di 和最佳线圈长度 H , 对于
穿透加热线圈推荐的 空气间隙[ (Di -d)/ 2] 和计算
76 mm
100 mm
最小加热长度 lw 93 mm
最佳线圈长度 H 118 ～ 168 mm
2 半固态压铸的感应加热实验 对于半固态压铸工艺 , 坯料必须加热到半固态 。
加热过程对于半固态坯料成形过程非常重要 , 必须 达到所要求的半固态坯料状态和控制坯料的显微结 构 。本实验所用的半固态金属是由法国 PECHINEY 公司用电磁搅拌法制造的 A356 合金 。 这是用于汽 车零件制造的一种铸造合金 , 其化学成分(重量百分 比)如表 4 所示 , 微观组织如图 2 。 用电磁搅拌法生 产的铸造显微组织的初生晶不是球状而是等轴晶 。 然而 , 当这种原材料被重熔为半固态时初生晶就变 成了球状 。
7 .50
无
7 4 4 2 350 575 584 1 3 2 16 7 .796
无
8 4 4 2 350 575 584 1 3 2 16 8 .398
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《资料法》分类号:TG 292普通压铸和半固态压铸ZA 27合金的显微组织3刘春霞 马 霆 王宏敏(材料工程系)摘要 本文对比考察了普通压铸和半固态压铸Z A 27合金的显微组织,对两种工艺条件下合金组织的形成过程以及结晶过程中的溶质再分配作了分析。
关键词 锌基合金 压力铸造 显微组织3河南省科技攻关资助项目刘春霞:女,1973年生,研究生收稿日期:19972022240 前言Z A 27合金自70年代问世以来,因其优良的性能而备受材料工作者的青睐,得到了广泛的应用[1～2]。
但它的凝固温度区间宽,易产生缩松缺陷,加之压铸时金属液易飞溅和卷气,致使铸件的致密度较低。
这大大限制了该合金在压铸上的应用。
用半固态铸造工艺[3～4]可有效地解决这一问题。
凝固过程中剧烈的搅拌抑制了枝晶的形成而得到球状混和组织,已有一定的固相含量的合金浆料在铸型中的收缩明显减小,使铸件缩松减少,且半固态合金浆料的粘度大,充型时不易飞溅和卷气,使铸件中的气孔也大大降低,从而使铸件的致密度和性能提高。
根据我们的研究,半固态压铸Z A 27的致密度和机械性能都明显高于普通压铸[5]。
本文考察半固态压铸和普通压铸Z A 27合金的显微组织,对比二者的差异,分析两种情况下显微组织的形成,旨在为Z A 27合金半固态压铸工艺的进一步深入研究和开发应用打基础。
1 试验条件合金各成分的质量分数为:W A l =27%,W Cu =1.25%,W M g =0.015%,其余为Zn 。
合金在石墨坩埚电阻炉中熔化,用于半固态压铸时熔池温度为580～600℃,用于普通压铸时为530～540℃。
半固态浆料在半固态制浆机中制取。
合金液在搅棒的机械搅拌下边冷却边凝固,待达到预定的温度时,放出浆料进行压铸。
试验工艺参数为:合金液浇入温度580～600℃,浆料放出温度455℃,保温炉保温温度(400±5)℃,搅棒转速1140r m in 。
普通压铸时直接将合金液浇入压铸机压铸。
用JB 3072-82压铸试样模在J 1116D 卧式冷室压铸机上压铸试样,压铸工艺参数为:压第18卷第2期1997年 6月洛 阳 工 学 院 学 报Journal of L uoyang Institute of T echno logyV o l .18N o.2June 1997射比压18～20M Pa ,压射速度为快速阀开启1.0圈。
在金相显微镜、扫描电镜和透射电镜下观察其微观组织,并用能谱仪进行微区成分分析。
用定量金相方法,在光镜下对组织中各组织组成物的分布、尺寸和数量进行观察和测定。
2 试验结果2.1 显微组织形态2.1.1 普通压铸普通压铸合金的典型显微组织见图1。
可见合金呈现出典型的枝晶组织,光镜下由呈白亮色的树枝晶和晶间暗黑色组织组成。
枝晶尺寸约12Λm ,体积分数为77.8%。
晶间组织的体积分数为22.2%,呈网状分布于晶间或枝晶臂间(图1a )。
在透射电镜下可见两者均为复相组织,从枝晶心部到边缘,由点状逐步过渡为层片状,晶间组织由浅白色基体和分布于其上的较粗点状的浅灰色相组成(图1b ～d )。
(a ) 组织全貌150×(b ) 晶粒中心形貌60000×(c ) 晶粒边缘形貌12000×(d ) 晶间组织形貌12000×图1 普通压铸合金的典型显微组织2.1.2 半固态压铸半固态压铸合金的显微组织见图2。
和普通压铸时不同,光镜下可见它是由孤立分布的粗大球状或类球状初生Α相(尺寸约30Λm ,体积分数为31%)、细小树枝晶(大小约10Λm ,体积分数为45.1%)与呈连续网状的晶间组织(体积分数为23.9%)组成(图2a )。
在透射电镜下高倍可见,球状初生Α相中心为点状结构,向着边缘逐步过渡为层片状(图2b ),小枝晶基本上全・11・第2期刘春霞等:普通压铸和半固态压铸Z A 27合金的显微组织(a) 组织全貌150×(b) 初生Α晶内形貌10000×(c) 次生相内形貌20000×(d) 晶间组织形貌6000×图2 半固态压铸合金的典型显微组织为层片状(图2c),晶间组织的形态和普通压铸时相同,只是厚度较大,分布更为均匀(图2d)。
2.2 微区成分分析 据文献[6]报导,在锌基合金的所有相中镁均匀分布,因此本研究仅对铝、锌和铜三种元素进行微区成分分析。
2.2.1 普通压铸普通压铸合金组织中各元素的线扫描曲线和微区成分分析结果见图3和表1。
可以看出其微区成分分布有如下特点:(1)从枝晶中心到晶间,铝含量降低,而锌和铜含量升高,均呈逐渐变化态势。
(2)无论枝晶中心、边缘、还是晶间,铝和铜的含量都是波动变化的。
(3)晶间区域可测出成分不同的两种组织。
(4)在晶间有含铜量很高的微小区域。
2.2.2 半固态压铸半固态压铸合金组织中各元素的线扫描曲线和微区成分分析结果见图4和表2。
可以看出:(1)各元素的分布分为差别很大的三个表1 普通压铸合金各微区成分质量分数(%)组织区域测定方式W A l W Cu W Zn 枝晶中心微区51.380.7347.88靠近边缘微区28.360.9470.70枝晶边缘微区17.051.5581.40晶间区域微区3.432.9493.64晶间区域点9.912.0388.06晶间区域点3.803.2392.98表2 半固态压铸合金各微区成分质量分数(%)组织区域测定方式W A l W Cu W Zn 球状初晶微区51.441.1047.46球状初晶微区59.661.0339.30次生枝晶微区25.300.8573.85晶间区域微区5.015.0089.99晶间区域微区12.153.6084.25晶间区域微区5.412.2092.39・21・洛 阳 工 学 院 学 报1997年部分:粗大球状初生晶,细小次生枝晶和晶间区域。
其铝含量逐次降低而锌和铜含量逐次升高。
(2)粗大球状初生晶与其它两个区域交界处成分呈台阶性突变,而次生枝晶与晶间区域连接处成分平缓过渡。
(3)初生晶内成分基本均匀。
(4)在晶间区域中也可测出成分不同的两种组(a ) A l 的线分布织,也有局部微区铜含量很高。
3 结果分析讨论3.1 组织形成过程合金中铜和镁的含量较低,因此主要以Zn -A l 二元合金系(相图见图5)进行分析。
在实际铸造中,凝固(b ) Cu 的线分布图3 普通压铸合金中各元素分布的线扫描曲线为不平衡结晶过程,可认为固相只有很少扩散,液相不能充分扩散。
普通压铸时,一开始析出的Α相铝高(达50%以上)锌低,多余的锌被排到液相中,随着凝固进行排出的锌原子在液固界面前沿液体中富集,形成成分过冷,驱使晶体以枝晶方式生长,Α相和后结晶出的固相的锌含量都将随结晶的进行逐步升高。
当达到包晶(a ) A l 的线分布反应温度时,开始包晶反应,在Α相的外边析出Β相,当Α相和液相被Β相隔离开以后,包晶反应就不再进行。
此后,随温度降低将在液相中直接析出Β相,晶间剩余液相中锌继续富集,直至达到共晶成分时发生共晶反应。
一次结晶的组织为:枝晶内部的Α相+枝晶边缘的Β相+少量晶(b ) Cu 的线分布图4 半固态压铸合金中各元素分布的线扫描曲线间(Β+Γ)共晶体。
在固态下继续冷却时将发生固态相变,室温组织为:初生Α相+(Α+Γ)共析体+[(Α+Γ)共析体+Γ]共晶体。
半固态压铸时,粗大的球状晶是在半固态搅溶过程中形成的初生Α相,强烈搅拌大大加速了液相中溶质元素的扩散均匀化,因而晶体生长界面前沿液体中不再有溶质富集,也不存在成分过冷,从而抑制了枝晶的生长,再加上液流的冲刷作用,导致晶体呈球状或类球状。
由于这时的冷却速度很慢,因此晶粒较为粗大,而随后在压铸模型腔内形成的次生枝晶和晶间・31・第2期刘春霞等:普通压铸和半固态压铸Z A 27合金的显微组织图5 Zn -A l 二元相图组织则比较细小。
其一次结晶组织为:初生Α相+次生Β相+(Β+Γ)共晶体。
在固态下继续冷却时,合金组织的各部分和普通压铸时一样发生固态相变,其室温组织为:[Α+(Α+Γ)共析体]球状晶+[(Α+Γ)共析体]小枝晶+[(Α+Γ)共析体+Γ]共晶体。
3.2 组织形成过程中的溶质再分配分析Z A 27合金的凝固温度范围很宽,其结晶过程中固相和液相的成分分离很大,导致在实际铸造条件下凝固结晶时显微偏析很严重。
在两种铸造条件下,由于工艺不同,使得合金中溶质元素再分配的情况有很大差别,从而导致其微区成分的不同分布。
仍以Zn -A l 二元合金来进行分析。
普通压铸时,最初结晶的Α相中锌质量分数为38%,远低于合金成分,将向液相中排出多余锌原子。
由于晶粒细小,每个晶粒占据的区域很小,随着温度不断降低,晶体不断长大,剩余液相浓度逐渐增大,使得Α相的锌质量分数也随之逐渐提高。
当达到包晶反应温度(443℃)时,将进行包晶反应。
包晶反应因固相扩散很小而中止后,随温度进一步降低,将从液相中析出Β相(锌质量分数72%),液相成分和Β相成分都随结晶的进行逐渐增加,直至达到共晶成分时发生共晶反应。
从枝晶中心到边缘,锌的质量分数逐渐升高。
铜除少量固溶于Α(约0.7%)、Β(约1.0%～1.5%)外,其余富集在最后凝固的共晶体中。
半固态压铸时,合金的凝固分两个阶段:第一阶段是在较缓慢冷却并剧烈搅拌过程中进行的初生相的凝固,可视为液相可以完全混合,且有一定的固相扩散的结晶过程;第二阶段为剩余液相在压铸模型腔中的凝固,和普通压铸时相同,可视为固相有少量扩散而液相不能充分扩散的结晶过程。
第一阶段,合金液在搅拌作用下开始凝固时,最初结晶出的Α相锌质量分数也为38%,也必然向液相中排出多余的锌原子,但剧烈的搅拌可以促进液相成分的均匀化。
随着结晶的不断进行,结晶出的固相中锌质量分数逐渐增加,液相成分将整体而均匀地沿液相线变化。
在该阶段结束时(温度为455℃,固相体积分数为31%),最后析出的固相的锌质量分数约为64%。
因该阶段冷却缓慢,在晶体长大的同时还进行着一定的固相扩散,使初生Α晶体内成分得到一定程度的均匀化。
可近似认为初生球状Α相晶体中锌的质量分数为其最大值和最小值的平均值,即51%,则剩余的69%液相的锌质量分数为:(73%×1-51%×0.31)÷0.69=82.5%。
第二阶段为剩余的约占总体积69%、锌质量分数82.5%的液相在压铸模型腔内的凝固结晶。
基本上为Β相的结晶和剩余液体的共晶。
结晶出的Β相的锌质量分数由开始的72%逐渐增至共晶温度下的82.8%,析出的Β相的体积约占合金总体积的45%。
在共晶温度下占合金总体积24%的剩余液相转变为共晶体。
铜在合金结晶过程中的再分配情况和普通压铸时相似,只是它在初生Α球状晶内的含量・41・洛 阳 工 学 院 学 报1997年稍高(约1%),这可能与初生晶结晶慢,有一定的固相扩散有关。