超声场中金属半固态浆料组织的演化

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1、第45卷第3期仓／南学放VlOl_45No．32009年3月第314319页ACTAMETALLURGICASINICAMar．2009PP．314—319超声场中金属半固态浆料组织的演化赵君文吴树森万里陈启华安萍(华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室，武汉430074)摘要采用亚共晶ZL101铝合金，研究了不同超声波导入条件下半固态浆料组织演化过程．结果表明，导入超声波时的温度对浆料初生晶粒的形貌影响明显．从640℃开始导入超声波，初生晶粒保持以近球状形式生长；熔体降温至610℃(固相率达0．1后)再导入超声波，初生晶粒逐渐由

2、枝晶向非枝晶转化，120S后初生晶粒粒状化；冷却至600℃(固相率近0．25后)再导入超声波，最终组织为粒状晶和枝晶混合组织．最后对超声场中半固态浆料组织演化机理进行了分析讨论．关键词超声，铝合金，半固态浆料，非枝晶组织，演化机理中图法分类号TG249．9，0426．9文献标识码A文章编号0412-1961(2009)03—0314—06EVoLUT10N0FMICR0STRUCTURE0FSEMIS0LIDMETALSLURRYINULTRASoUNDFIELDZHAoJunwen．WUShusen．WANL．CHENQihua．AN

3、PingStateKeyLabofMaterialProcessingandDie&MouldTechnology．HuazhongUniversityofScienceandTechnology饵han430074Correspondent：WUShusen，professor,Tel：(027)87556262．E—mail：ssw636@hotmail．eomSupportedbyNationafNaturafScienceFoundationofChinaNo．5077508andNationafTechnologyResear

4、ehandDevelopmentProgramofChina(No．2007AAO3Z557)Manuscriptreceived200806～25．inrevisedform200811—16ABSTRACTThemierostructuralevolutionofsemisolidZLIO1hypoeutecticA1-Sialloysolidifiedinultrasoundfieldwasinvestigated．TheresultsindicatethatthemorphologyofprimaryparticlesiSrel

5、atedcloselytothetemperatureoftheappliedultrasoundfield．TheprimarygrainsgrowintoglobularshapewhenultrasoundiSappliedfrom640to585℃fnearlysolidifiedtemperature1．WhentheultrasoundiSappliedfrom610(solidfraction0．1)to598℃(applied120S)，theoriginallyformeddendritesaregranulated．

6、WhentheultrasoundiSappliedat600℃fsolidfraction0．251andholdingtemperaturefor120S(about595℃)，amixturestructureconsistedofdendriteandgranulatedgrainsiSformed．Theevolutionmechanismofsemisolidmicrostructureunderultrasoundfieldwasdiscussed．KEYW0RDSultrasoundaluminumalloy，semis

7、olidslurry，nondendriticmicrostructure．evolu．tion瑚echanjsm金属半固态成形技术近年来得到广泛研究和应用探枝晶半固态浆料的技术．索，其众多优点被认为是21世纪最具发展前途的成形技高能超声波被引入金属振动凝固领域的研究已有较术之一【．直接将半固态浆料流变成形的工艺具有节约长时间．研究[3-6j表明，在金属凝固过程中引入超声能源、生产成本低的特点，近年来成为该领域的研究热点．波振动可以迅速高效地细化凝固组织．对于其细化机理，作为流变成形中最关键的一步——流变浆料的制备，也普遍认为主要与超声

8、在熔体中产生的声空化现象有关．有备受关注并得到广泛研究．由于流变浆料要求金属从液态学者_7l驯提出，超声在熔体中形成的大量空化气泡崩溃冷却到半固态成形温度时为非枝晶组织，而不是通过重熔时产生强烈激波，将已长