新聞資訊
A2017鋁合金半固態(tài)壓縮變形力學(xué)特性
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.bt990.com.cn
更新時(shí)間：2015-03-25
采用實(shí)驗(yàn)室自行設(shè)計(jì)的SCR實(shí)驗(yàn)機(jī)制備的非枝晶A2017合金和常規(guī)鑄造枝晶A2017合金進(jìn)行半固態(tài)壓縮變形實(shí)驗(yàn)，測(cè)定不同變形溫度和不同變形速率下的真應(yīng)力-應(yīng)變曲線，對(duì)SCR技術(shù)制備的A2017合金的半固態(tài)壓縮變形力學(xué)特性進(jìn)行了研究。
1 前言
半固態(tài)金屬加工（Semi-solid Metal Processing）是在金屬或合金的固相線和液相線溫度區(qū)間進(jìn)行的加工，與傳統(tǒng)的全液態(tài)鑄造相比，半固態(tài)加工具有收縮率小，無(wú)宏觀偏析，減小縮松和提高模具壽命等優(yōu)點(diǎn)。與傳統(tǒng)的全固態(tài)塑性加工相比，半固態(tài)金屬屈服強(qiáng)度低，流動(dòng)性能好，可實(shí)現(xiàn)高速近終成形，且精度高，一次成形具有復(fù)雜形狀的制件。半固態(tài)金屬加工所具有成形力低的特點(diǎn)，對(duì)于一些難變形金屬或合金來(lái)講，是一種有前途的加工工藝，由于半固態(tài)合金組織的特殊性質(zhì)，使其力學(xué)行為及形變機(jī)制與固態(tài)合金相比有所不同。因此，研究半固態(tài)金屬的特殊力學(xué)行為以及形變機(jī)制，對(duì)推進(jìn)半固態(tài)金屬加工的實(shí)際應(yīng)用具有現(xiàn)實(shí)意義。
單輥剪切冷卻技術(shù)（Shearing/Cooling RollProcess，簡(jiǎn)稱SCR）是一種半固態(tài)加工新技術(shù)。目前，該技術(shù)在日本東京大學(xué)已進(jìn)行了卓有成效的實(shí)驗(yàn)室階段的開發(fā)研究。本文采用實(shí)驗(yàn)室自行設(shè)計(jì)的SCR實(shí)驗(yàn)機(jī)制備的非枝晶A2017合金和常規(guī)鑄造枝晶A2017合金進(jìn)行半固態(tài)壓縮變形實(shí)驗(yàn)，測(cè)定不同變形溫度和不同變形速率下的真應(yīng)力-應(yīng)變曲線，對(duì)SCR技術(shù)制備的A2017合金的半固態(tài)壓縮變形力學(xué)特性進(jìn)行了研究。
2 實(shí)驗(yàn)
2.1 實(shí)驗(yàn)材料
所用實(shí)驗(yàn)材料為工業(yè)用鋁合金A2017。其固相線溫度為513℃，液相線溫度為641℃，半固態(tài)區(qū)溫度范圍為128℃，半固態(tài)敬意非常大，適合于半固態(tài)加工。A2017合金是Al-Cu-Mg系合金，其主要化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）為：Cu3.8～4.8，Mg0.4～0.8，Mn 0.4～0.8，Al余量。圖1為SCR實(shí)驗(yàn)機(jī)裝置示意圖，將合金在石墨坩堝中熔化，精煉扒渣后進(jìn)行澆注，在輥靴型腔中，軋輥所提供的高剪切力與較高的冷卻強(qiáng)度使凝固過程中產(chǎn)生的初始枝晶在剪切攪拌作用下破碎形成非枝晶，半固態(tài)漿料排出輥-靴間隙后，直接進(jìn)入水冷銅模鑄成半固態(tài)錠坯，實(shí)驗(yàn)工藝參數(shù)為：澆注溫度760℃，輥靴間隙4mm，軋輥冷卻水流量200ml/s，軋輥轉(zhuǎn)速0.2m/s。 2.2實(shí)驗(yàn)方法
將制備的關(guān)固態(tài)坯料加工成φ8×15mm的圓柱件，在Gleeble-1500熱學(xué)-力學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行壓縮實(shí)驗(yàn)，測(cè)定真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線，壓縮變形溫度分別取440℃、520℃、540℃、560℃，壓縮速率分別選取0.001s-1、0.1s-1、10s-1，壓縮工藝見圖2。壓縮實(shí)驗(yàn)之前，試樣在加熱爐以600℃恒溫保溫30min，使合金完全恢復(fù)到半固態(tài)狀態(tài)，壓縮變形后試樣立即水淬。另外，為了減小壓縮過程中試樣與工具之間摩擦力的影響，在壓縮試樣兩端涂油質(zhì)石墨。為了對(duì)比，對(duì)常規(guī)鑄造A2017合金進(jìn)行了不同變形溫度下的固態(tài)和半固態(tài)壓縮實(shí)驗(yàn)。 3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
3.1 A2017合金半固態(tài)組織
圖3a為常規(guī)鑄造A2017合金組織，由圖可以看到，其組織樹枝發(fā)達(dá)，一次枝晶臂和二次枝晶臂都很粗大，且晶粒生長(zhǎng)很不均勻。圖3b為常規(guī)鑄造A2017合金氬速度600℃恒溫保溫30min后水淬組織，從圖可以看到，常規(guī)鑄造A2017合金經(jīng)二次加熱后仍然保留粗大的枝晶網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，只有部分液相在晶界出現(xiàn)。 圖4a、b為SCR技術(shù)制備的A2017半固態(tài)合金試樣內(nèi)部組織和試樣在600℃恒溫保溫30min后水淬組織。從圖可知，SCR技術(shù)制備的A2017半固態(tài)坯料內(nèi)部組織與常規(guī)鑄造組織完全不同，其初始晶粒大部分為細(xì)小均勻的非枝晶等軸晶，少部分為枝晶或菊花晶，但枝晶臂大大縮短。坯料經(jīng)二次加熱后，晶粒逐漸長(zhǎng)大并球化，內(nèi)部組織由球形結(jié)構(gòu)的α（Al）晶粒與液相組成，低溶點(diǎn)共晶物先溶化并沿相晶界分布，少量液相在晶粒內(nèi)部出現(xiàn)，呈小島狀，根據(jù)掃描電鏡能譜分析儀分析結(jié)果，先析出的液相和晶粒內(nèi)部的小液滴為富銅的CuAl2相。二次加熱實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)SCR技術(shù)制備的A2017合金在580℃保溫40min～60min或者600℃保溫30min～40min，均可獲得具有球形晶粒與液相組織，由ISA-4圖像分析儀測(cè)定，初生α（Al）晶粒平均等積圓直徑為70μm～90μm，平均圓度0.6～0.8，固相率在65%～75%范圍內(nèi)，同時(shí)A2017半固態(tài)坯料的強(qiáng)度能保持其整體形狀，可以用夾鉗進(jìn)行夾取操作。 3.2 不同變形溫度下壓縮變形力學(xué)行為
圖5為SCR制備的A2017合金和常規(guī)鑄造A2017合金氬速度變形速率為0.001s-1時(shí)，不同變形溫度下的真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線。由圖可以看出：
1）440℃固態(tài)下壓縮變形，SCR技術(shù)制備的A2017合金變形抗力較常規(guī)鑄造A2017合金固態(tài)下的變形抗力高，根據(jù)Hall-Petch關(guān)系式：
σs=σ0+Kd-1/2 σ0及K為材料常數(shù)，晶粒平均直徑d越小，屈服強(qiáng)度σs越大。SCR技術(shù)制備的A2017合金半固態(tài)下為均勻的近球形晶組織，使得合金壓縮變形抗力較高。
2）520℃～560℃半固態(tài)條件下，SCR技術(shù)制備的A2017合金不同溫度下半固態(tài)下的壓縮變形抗務(wù)均小于常規(guī)鑄造A2017合金半固態(tài)下的壓縮變形抗力，而且應(yīng)變?cè)?.05～0.6左右時(shí)A2017合金呈現(xiàn)穩(wěn)定的塑性變形，這主要是SCR技術(shù)制備的A2017合金二次加熱后，在半固態(tài)下其內(nèi)部組織由懸浮于液相的均勻球形晶粒組成，在小變形時(shí)，其變形主導(dǎo)機(jī)制主要由液相的流動(dòng)和液相裹著球形晶移動(dòng)，大變形時(shí)晶粒才參與變形，變形機(jī)制由球形晶粒的相互轉(zhuǎn)動(dòng)與滑動(dòng)組成，隨著球形晶粒不斷調(diào)整其運(yùn)動(dòng)方向與位置，使得滑移變形更容易進(jìn)行，隨著應(yīng)變?cè)黾?，?yīng)力不斷降低，這種變形使得合金不但變形抗力低，且極限塑性好，不易產(chǎn)生開裂，保證加工制品的優(yōu)良性能。
在半固態(tài)下壓縮變形，常規(guī)鑄造A2017合金變形抗力大于單輥攪拌A2017合金的變形抗力，而且常規(guī)鑄造A2017合金在壓縮程度達(dá)0.4～0.5時(shí)變形抗力發(fā)生急劇下降，這主要是，常規(guī)鑄造A2017合金二次加熱到半固態(tài)時(shí)雖然晶界也有局部熔化，出現(xiàn)液相，但其內(nèi)容組織仍為粗大的枝晶形成的連續(xù)網(wǎng)絡(luò)骨架，在小形變量時(shí)即變形初期，發(fā)達(dá)的一次臂和二次臂容易互相咬合，阻礙變形的進(jìn)行，因而承受應(yīng)力的能力較強(qiáng)，壓縮變形時(shí)變形抗力較高，但壓縮程度達(dá)到0.4～0.5時(shí)，枝晶骨架開始破碎，因而呈現(xiàn)應(yīng)力急劇下降，實(shí)驗(yàn)中可以看到試樣出現(xiàn)鼓形并開裂破碎。
3）SCR技術(shù)制備A2017合金半固態(tài)壓縮變形時(shí)，隨著變形溫度的升高，變形抗力降低，這主要是隨著溫度的升高，半固態(tài)合金中液相比例增多，變形時(shí)，液體裹著固相顆粒移動(dòng)，晶粒的滑動(dòng)更容易進(jìn)行。從圖還可以看到，隨著變形程度的提高，與一般固態(tài)壓縮變形發(fā)生應(yīng)變-硬化相反，半固態(tài)壓縮變形發(fā)生應(yīng)變軟化現(xiàn)象，應(yīng)力隨應(yīng)變的增加逐漸降低。
表1為SCR技術(shù)制備的A2017合金和常規(guī)鑄造A2017合金不同溫度下壓縮變形時(shí)的屈服應(yīng)力值?？梢钥吹?，相同變形溫度下，單輥攪拌A2017合金半固態(tài)壓縮變形屈服應(yīng)力均小于常規(guī)鑄造A2017合金的屈服應(yīng)力，而且隨著變形溫度的提高，開始屈服應(yīng)力值顯著降低。
金屬或合金在半固態(tài)下的變形是典型的粘塑性行為，因此一定要考慮應(yīng)變速率對(duì)變形抗力的影響。圖6為SCR技術(shù)制備的A2017半固態(tài)合金在560℃時(shí)不同壓縮變形速率下的真應(yīng)力-應(yīng)變曲線，由圖可知，不同變形速率下的真應(yīng)力-應(yīng)變曲線具有基本相似的形狀，即不同變形速率下都發(fā)生應(yīng)變軟化現(xiàn)象，但相同變形程度時(shí)，隨著變形速率的升高，變形抗力增加，即合金在半固態(tài)下的變形行為對(duì)應(yīng)變速率具有敏感性。其原因是變形速率升高，意味著液相的流動(dòng)以及晶粒的移動(dòng)都要加快，必然需要更大的切應(yīng)力，則變形抗力提高。另外，由于變形速率增加，沒有足夠的時(shí)間發(fā)展軟化過程，這也促使變形抗力提高。 3.4 A2017合金半固態(tài)壓縮變形后組織
變形溫度為560℃，應(yīng)變速率為0.1/s條件下將SCR技術(shù)制備的A2017合金半固態(tài)試樣分別壓縮40%和60%后立即水淬，其顯微組織如圖7a、b。軸圖7b可以看到，在壓縮40%后，試樣心部和邊部均沒有明顯出現(xiàn)液相偏析，晶粒仍然保持過球形。由圖7b可以看到，隨著變形程度增加到60%，與圖4b相比，試樣在局部范圍內(nèi)出現(xiàn)了不量液相偏析，部分晶粒發(fā)生變形，這主要是合金漿料中固相顆粒與共晶液相的內(nèi)摩擦力不同，共晶液相摩擦力小，變形達(dá)到一定程度，變形機(jī)制由液相裹著固相顆料一起運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)楣滔囝w粒相互擠壓，導(dǎo)致晶粒間隙的液相與固相顆粒出現(xiàn)分離，形成局部范圍內(nèi)的液相偏析。
半固態(tài)金屬加工（Semi-solid Metal Processing）是在金屬或合金的固相線和液相線溫度區(qū)間進(jìn)行的加工，與傳統(tǒng)的全液態(tài)鑄造相比，半固態(tài)加工具有收縮率小，無(wú)宏觀偏析，減小縮松和提高模具壽命等優(yōu)點(diǎn)。與傳統(tǒng)的全固態(tài)塑性加工相比，半固態(tài)金屬屈服強(qiáng)度低，流動(dòng)性能好，可實(shí)現(xiàn)高速近終成形，且精度高，一次成形具有復(fù)雜形狀的制件。半固態(tài)金屬加工所具有成形力低的特點(diǎn)，對(duì)于一些難變形金屬或合金來(lái)講，是一種有前途的加工工藝，由于半固態(tài)合金組織的特殊性質(zhì)，使其力學(xué)行為及形變機(jī)制與固態(tài)合金相比有所不同。因此，研究半固態(tài)金屬的特殊力學(xué)行為以及形變機(jī)制，對(duì)推進(jìn)半固態(tài)金屬加工的實(shí)際應(yīng)用具有現(xiàn)實(shí)意義。
單輥剪切冷卻技術(shù)（Shearing/Cooling RollProcess，簡(jiǎn)稱SCR）是一種半固態(tài)加工新技術(shù)。目前，該技術(shù)在日本東京大學(xué)已進(jìn)行了卓有成效的實(shí)驗(yàn)室階段的開發(fā)研究。本文采用實(shí)驗(yàn)室自行設(shè)計(jì)的SCR實(shí)驗(yàn)機(jī)制備的非枝晶A2017合金和常規(guī)鑄造枝晶A2017合金進(jìn)行半固態(tài)壓縮變形實(shí)驗(yàn)，測(cè)定不同變形溫度和不同變形速率下的真應(yīng)力-應(yīng)變曲線，對(duì)SCR技術(shù)制備的A2017合金的半固態(tài)壓縮變形力學(xué)特性進(jìn)行了研究。
2 實(shí)驗(yàn)
2.1 實(shí)驗(yàn)材料
所用實(shí)驗(yàn)材料為工業(yè)用鋁合金A2017。其固相線溫度為513℃，液相線溫度為641℃，半固態(tài)區(qū)溫度范圍為128℃，半固態(tài)敬意非常大，適合于半固態(tài)加工。A2017合金是Al-Cu-Mg系合金，其主要化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）為：Cu3.8～4.8，Mg0.4～0.8，Mn 0.4～0.8，Al余量。圖1為SCR實(shí)驗(yàn)機(jī)裝置示意圖，將合金在石墨坩堝中熔化，精煉扒渣后進(jìn)行澆注，在輥靴型腔中，軋輥所提供的高剪切力與較高的冷卻強(qiáng)度使凝固過程中產(chǎn)生的初始枝晶在剪切攪拌作用下破碎形成非枝晶，半固態(tài)漿料排出輥-靴間隙后，直接進(jìn)入水冷銅模鑄成半固態(tài)錠坯，實(shí)驗(yàn)工藝參數(shù)為：澆注溫度760℃，輥靴間隙4mm，軋輥冷卻水流量200ml/s，軋輥轉(zhuǎn)速0.2m/s。 2.2實(shí)驗(yàn)方法
將制備的關(guān)固態(tài)坯料加工成φ8×15mm的圓柱件，在Gleeble-1500熱學(xué)-力學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行壓縮實(shí)驗(yàn)，測(cè)定真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線，壓縮變形溫度分別取440℃、520℃、540℃、560℃，壓縮速率分別選取0.001s-1、0.1s-1、10s-1，壓縮工藝見圖2。壓縮實(shí)驗(yàn)之前，試樣在加熱爐以600℃恒溫保溫30min，使合金完全恢復(fù)到半固態(tài)狀態(tài)，壓縮變形后試樣立即水淬。另外，為了減小壓縮過程中試樣與工具之間摩擦力的影響，在壓縮試樣兩端涂油質(zhì)石墨。為了對(duì)比，對(duì)常規(guī)鑄造A2017合金進(jìn)行了不同變形溫度下的固態(tài)和半固態(tài)壓縮實(shí)驗(yàn)。 3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
3.1 A2017合金半固態(tài)組織
圖3a為常規(guī)鑄造A2017合金組織，由圖可以看到，其組織樹枝發(fā)達(dá)，一次枝晶臂和二次枝晶臂都很粗大，且晶粒生長(zhǎng)很不均勻。圖3b為常規(guī)鑄造A2017合金氬速度600℃恒溫保溫30min后水淬組織，從圖可以看到，常規(guī)鑄造A2017合金經(jīng)二次加熱后仍然保留粗大的枝晶網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，只有部分液相在晶界出現(xiàn)。 圖4a、b為SCR技術(shù)制備的A2017半固態(tài)合金試樣內(nèi)部組織和試樣在600℃恒溫保溫30min后水淬組織。從圖可知，SCR技術(shù)制備的A2017半固態(tài)坯料內(nèi)部組織與常規(guī)鑄造組織完全不同，其初始晶粒大部分為細(xì)小均勻的非枝晶等軸晶，少部分為枝晶或菊花晶，但枝晶臂大大縮短。坯料經(jīng)二次加熱后，晶粒逐漸長(zhǎng)大并球化，內(nèi)部組織由球形結(jié)構(gòu)的α（Al）晶粒與液相組成，低溶點(diǎn)共晶物先溶化并沿相晶界分布，少量液相在晶粒內(nèi)部出現(xiàn)，呈小島狀，根據(jù)掃描電鏡能譜分析儀分析結(jié)果，先析出的液相和晶粒內(nèi)部的小液滴為富銅的CuAl2相。二次加熱實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)SCR技術(shù)制備的A2017合金在580℃保溫40min～60min或者600℃保溫30min～40min，均可獲得具有球形晶粒與液相組織，由ISA-4圖像分析儀測(cè)定，初生α（Al）晶粒平均等積圓直徑為70μm～90μm，平均圓度0.6～0.8，固相率在65%～75%范圍內(nèi)，同時(shí)A2017半固態(tài)坯料的強(qiáng)度能保持其整體形狀，可以用夾鉗進(jìn)行夾取操作。 3.2 不同變形溫度下壓縮變形力學(xué)行為
圖5為SCR制備的A2017合金和常規(guī)鑄造A2017合金氬速度變形速率為0.001s-1時(shí)，不同變形溫度下的真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線。由圖可以看出：
1）440℃固態(tài)下壓縮變形，SCR技術(shù)制備的A2017合金變形抗力較常規(guī)鑄造A2017合金固態(tài)下的變形抗力高，根據(jù)Hall-Petch關(guān)系式：
σs=σ0+Kd-1/2 σ0及K為材料常數(shù)，晶粒平均直徑d越小，屈服強(qiáng)度σs越大。SCR技術(shù)制備的A2017合金半固態(tài)下為均勻的近球形晶組織，使得合金壓縮變形抗力較高。
2）520℃～560℃半固態(tài)條件下，SCR技術(shù)制備的A2017合金不同溫度下半固態(tài)下的壓縮變形抗務(wù)均小于常規(guī)鑄造A2017合金半固態(tài)下的壓縮變形抗力，而且應(yīng)變?cè)?.05～0.6左右時(shí)A2017合金呈現(xiàn)穩(wěn)定的塑性變形，這主要是SCR技術(shù)制備的A2017合金二次加熱后，在半固態(tài)下其內(nèi)部組織由懸浮于液相的均勻球形晶粒組成，在小變形時(shí)，其變形主導(dǎo)機(jī)制主要由液相的流動(dòng)和液相裹著球形晶移動(dòng)，大變形時(shí)晶粒才參與變形，變形機(jī)制由球形晶粒的相互轉(zhuǎn)動(dòng)與滑動(dòng)組成，隨著球形晶粒不斷調(diào)整其運(yùn)動(dòng)方向與位置，使得滑移變形更容易進(jìn)行，隨著應(yīng)變?cè)黾?，?yīng)力不斷降低，這種變形使得合金不但變形抗力低，且極限塑性好，不易產(chǎn)生開裂，保證加工制品的優(yōu)良性能。
在半固態(tài)下壓縮變形，常規(guī)鑄造A2017合金變形抗力大于單輥攪拌A2017合金的變形抗力，而且常規(guī)鑄造A2017合金在壓縮程度達(dá)0.4～0.5時(shí)變形抗力發(fā)生急劇下降，這主要是，常規(guī)鑄造A2017合金二次加熱到半固態(tài)時(shí)雖然晶界也有局部熔化，出現(xiàn)液相，但其內(nèi)容組織仍為粗大的枝晶形成的連續(xù)網(wǎng)絡(luò)骨架，在小形變量時(shí)即變形初期，發(fā)達(dá)的一次臂和二次臂容易互相咬合，阻礙變形的進(jìn)行，因而承受應(yīng)力的能力較強(qiáng)，壓縮變形時(shí)變形抗力較高，但壓縮程度達(dá)到0.4～0.5時(shí)，枝晶骨架開始破碎，因而呈現(xiàn)應(yīng)力急劇下降，實(shí)驗(yàn)中可以看到試樣出現(xiàn)鼓形并開裂破碎。
3）SCR技術(shù)制備A2017合金半固態(tài)壓縮變形時(shí)，隨著變形溫度的升高，變形抗力降低，這主要是隨著溫度的升高，半固態(tài)合金中液相比例增多，變形時(shí)，液體裹著固相顆粒移動(dòng)，晶粒的滑動(dòng)更容易進(jìn)行。從圖還可以看到，隨著變形程度的提高，與一般固態(tài)壓縮變形發(fā)生應(yīng)變-硬化相反，半固態(tài)壓縮變形發(fā)生應(yīng)變軟化現(xiàn)象，應(yīng)力隨應(yīng)變的增加逐漸降低。
表1為SCR技術(shù)制備的A2017合金和常規(guī)鑄造A2017合金不同溫度下壓縮變形時(shí)的屈服應(yīng)力值?？梢钥吹?，相同變形溫度下，單輥攪拌A2017合金半固態(tài)壓縮變形屈服應(yīng)力均小于常規(guī)鑄造A2017合金的屈服應(yīng)力，而且隨著變形溫度的提高，開始屈服應(yīng)力值顯著降低。
表1 A2017合金不同變形溫度下的屈服強(qiáng)度
金屬或合金在半固態(tài)下的變形是典型的粘塑性行為，因此一定要考慮應(yīng)變速率對(duì)變形抗力的影響。圖6為SCR技術(shù)制備的A2017半固態(tài)合金在560℃時(shí)不同壓縮變形速率下的真應(yīng)力-應(yīng)變曲線，由圖可知，不同變形速率下的真應(yīng)力-應(yīng)變曲線具有基本相似的形狀，即不同變形速率下都發(fā)生應(yīng)變軟化現(xiàn)象，但相同變形程度時(shí)，隨著變形速率的升高，變形抗力增加，即合金在半固態(tài)下的變形行為對(duì)應(yīng)變速率具有敏感性。其原因是變形速率升高，意味著液相的流動(dòng)以及晶粒的移動(dòng)都要加快，必然需要更大的切應(yīng)力，則變形抗力提高。另外，由于變形速率增加，沒有足夠的時(shí)間發(fā)展軟化過程，這也促使變形抗力提高。 3.4 A2017合金半固態(tài)壓縮變形后組織
變形溫度為560℃，應(yīng)變速率為0.1/s條件下將SCR技術(shù)制備的A2017合金半固態(tài)試樣分別壓縮40%和60%后立即水淬，其顯微組織如圖7a、b。軸圖7b可以看到，在壓縮40%后，試樣心部和邊部均沒有明顯出現(xiàn)液相偏析，晶粒仍然保持過球形。由圖7b可以看到，隨著變形程度增加到60%，與圖4b相比，試樣在局部范圍內(nèi)出現(xiàn)了不量液相偏析，部分晶粒發(fā)生變形，這主要是合金漿料中固相顆粒與共晶液相的內(nèi)摩擦力不同，共晶液相摩擦力小，變形達(dá)到一定程度，變形機(jī)制由液相裹著固相顆料一起運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)楣滔囝w粒相互擠壓，導(dǎo)致晶粒間隙的液相與固相顆粒出現(xiàn)分離，形成局部范圍內(nèi)的液相偏析。
4 結(jié)論
1）SCR技術(shù)制備的A2017合金組織為細(xì)小的等軸晶，二次加熱后完全轉(zhuǎn)變?yōu)榫鶆虻那蛐尉Ш凸簿б合嘟M成的半固態(tài)組織，在變形量為40%，無(wú)明顯液相偏析，α（Al）晶粒仍能保持近球形；常規(guī)鑄造A2017合金組織為粗大的枝晶，二次加執(zhí)粕仍然保留為粗大的枝晶網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，小變形量下易出現(xiàn)裂紋。
2）SCR技術(shù)制備的A2017合金半固態(tài)壓縮變形抗力低于常規(guī)鑄造A2017合金半固態(tài)壓縮變形抗力，更適合于半固態(tài)成形。
3）SCR技術(shù)制備的A2017半固態(tài)合金壓縮變形，應(yīng)變隨應(yīng)變發(fā)生軟化現(xiàn)象；隨著變形溫度升高，變形抗力降低；隨著變形速率升高，變形抗力增加。
以上資料由上海艾荔艾金屬材料有限公司提供，歡迎新老客戶來(lái)電洽購(gòu)。
本文來(lái)自上海艾荔艾金屬材料有限公司http://www.bt990.com.cn，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。
前一頁(yè)：LY12CZ鋁合金在強(qiáng)電場(chǎng)中的超塑性變形
后一頁(yè)：溫變形對(duì)AZ31鎂合金組織的影響