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超声铸造7085铝合金在热处理过程中的相变行为李瑞卿;李晓谦;陈平虎;黄明哲;董方【摘要】采用OM,SEM,EDS和DSC等研究超声外场下凝同的结晶相在热处理过程中的相变行为,并利用扫描电镜原位加热台实时观察结晶相转变过程.结果表明:铝熔体经过超声外场处理后,晶粒组织由粗大树枝晶向细小等轴晶转变;超声铸锭的熔化焓为4.60J/g,低于常规铸锭的6.52J/g;超声外场处理后,铸锭中的θ相+T相共晶组织减少了29％;该铝合金铸锭中有θ相、T相、Al3Fe相及Mg2Si相4种结晶相,样品在DSC升温过程中,θ相颗粒逐渐溶入基体,T相转变成S相后在升温至高温峰时溶入基体,Al3Fe相在低温峰时转变成Al7Cu2Fe相残留在铸锭中,Mg2Si相未见明显变化.【期刊名称】《材料工程》【年(卷),期】2016(044)006【总页数】7页(P24-30)【关键词】超声铸造;结晶相;DSC分析;热处理【作者】李瑞卿;李晓谦;陈平虎;黄明哲;董方【作者单位】中南大学高性能复杂制造国家重点实验室,长沙410083;中南大学机电工程学院,长沙410083;中南大学高性能复杂制造国家重点实验室,长沙410083;中南大学机电工程学院,长沙410083;中南大学高性能复杂制造国家重点实验室,长沙410083;中南大学机电工程学院,长沙410083;中南大学高性能复杂制造国家重点实验室,长沙410083;中南大学机电工程学院,长沙410083;中南大学高性能复杂制造国家重点实验室,长沙410083;中南大学机电工程学院,长沙410083【正文语种】中文【中图分类】TG166.3美国ALCOA公司2003年开发的7085铝合金，具有强度高、韧性高、淬透性好以及耐腐蚀性能优良等特点，更适合用作航空航天工业的结构材料，目前已用于A380大型客机的机翼大梁和翼肋，成为新一代飞机中质量最大的铝合金主承力结构件[1-3]。
但是由于7085铝合金的高合金化，尤其是在大规格铸锭中在晶界和枝晶网络间极易形成粗大的共晶相组织，严重影响铸锭组织的均匀性及后续塑性加工，必须通过热处理消除或降低，但某些粗大结晶相在随后的均匀化或固溶处理中难以完全消除，因此在铸造过程中减小结晶相的尺寸将会有利于提高热处理的效果[4-6]。
凝固微观偏析一、引言凝固微观偏析是材料科学领域一个重要的研究课题，它涉及到合金在凝固过程中溶质元素的微观分布不均现象。
这种现象对于材料的性能，特别是力学性能、耐腐蚀性以及后续加工性能等具有显著影响。
因此，深入理解凝固微观偏析的形成机制、影响因素以及控制方法对于优化材料性能具有重要意义。
二、凝固微观偏析的形成机制在合金凝固过程中，由于溶质元素在固相和液相中的溶解度不同，导致在凝固前沿出现溶质再分配现象。
当凝固速度较快时，溶质元素来不及完全扩散，就会在固相中形成浓度梯度，从而产生微观偏析。
此外，固相和液相之间的密度差异、界面能以及动力学因素等也会导致凝固微观偏析的形成。
三、影响凝固微观偏析的因素1. 合金成分：合金成分是影响凝固微观偏析的主要因素之一。
不同成分的合金具有不同的凝固特性，从而导致不同程度的微观偏析。
一般来说，合金元素含量越高，凝固微观偏析越严重。
2. 冷却速度：冷却速度是影响凝固微观偏析的另一个重要因素。
当冷却速度较快时，溶质元素来不及扩散，容易在固相中形成浓度梯度，导致微观偏析加剧。
相反，当冷却速度较慢时，溶质元素有足够的时间进行扩散，微观偏析程度相对较轻。
3. 温度梯度：温度梯度也是影响凝固微观偏析的重要因素之一。
在凝固过程中，温度梯度的存在会导致热流和溶质流的耦合作用，从而影响溶质元素的分布和微观偏析的形成。
四、凝固微观偏析的控制方法为了降低凝固微观偏析对材料性能的不利影响，研究者们提出了多种控制方法。
以下是一些常用的控制策略：1. 合金成分优化：通过调整合金成分，可以改变合金的凝固特性和溶质分配系数，从而降低微观偏析程度。
例如，添加微量元素或进行合金化处理等。
2. 凝固工艺优化：优化凝固工艺参数，如降低冷却速度、减小温度梯度等，有助于减轻微观偏析程度。
此外，采用先进的凝固技术，如定向凝固、快速凝固等，也可以有效控制微观偏析。
3. 热处理：对凝固后的合金进行适当的热处理，可以促进溶质元素的扩散和均匀化，从而降低微观偏析程度。
《强力错距旋压7075铝合金管材塑性成形机理的研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，铝合金因其轻质、高强、耐腐蚀等特性，在航空、汽车、机械制造等领域得到了广泛应用。
其中，7075铝合金因其优秀的机械性能和抗腐蚀性，成为了众多应用场景下的首选材料。
本文针对强力错距旋压7075铝合金管材的塑性成形机理进行研究，旨在深入理解其成形过程，为实际生产提供理论支持。
二、强力错距旋压技术概述强力错距旋压是一种金属管材塑性成形技术，其特点是通过旋转和错距运动，使金属管材在模具的压力下产生塑性变形，从而获得所需形状和尺寸的管材。
该技术具有成形效率高、产品性能好等优点，被广泛应用于铝合金管材的制造。
三、7075铝合金的特性7075铝合金是一种高强度、高硬度的铝合金，具有优秀的机械性能和抗腐蚀性。
然而，由于其高强度和高硬度，使得其塑性成形过程中存在较大的难度。
因此，研究7075铝合金在强力错距旋压过程中的塑性成形机理，对于提高其成形性能和产品质量具有重要意义。
四、强力错距旋压7075铝合金管材的塑性成形机理（一）材料变形过程在强力错距旋压过程中，7075铝合金管材在模具的压力和旋转力的共同作用下，发生塑性变形。
变形过程中，材料经历了弹性变形和塑性变形两个阶段。
在弹性变形阶段，材料内部产生应力，但未发生明显的形变；进入塑性变形阶段后，材料开始产生显著的形变，并逐渐达到稳定状态。
（二）材料流动与应力分布在强力错距旋压过程中，材料流动受到模具形状和压力的影响。
由于模具的错距运动，使得材料在流动过程中产生剪切应力。
同时，由于材料的塑性变形，使得材料内部产生了应力分布不均的现象。
这些应力分布不均的现象对材料的成形性能和产品质量有着重要的影响。
（三）微观组织变化在强力错距旋压过程中，由于材料的塑性变形和剪切应力的作用，使得材料的微观组织发生了显著的变化。
例如，晶粒的形状、大小和取向都发生了明显的变化。
这些微观组织的变化对材料的机械性能和抗腐蚀性有着重要的影响。
7050铝合金厚板局部腐蚀敏感性研究的开题报告
一、选题背景
7050铝合金广泛应用于航空、航天等领域，其性能在行业中属于优异水平，但其局部腐蚀敏感性问题依然制约了其应用效果。
7050铝合金
厚板在使用过程中往往暴露在恶劣环境下，长期暴露易导致局部腐蚀敏感，加剧了厚板的退化和老化，缩短了使用寿命，同时也严重影响了其
安全性。
二、研究目的
本文研究的目的在于探究7050铝合金厚板局部腐蚀敏感性形成机理，分析影响因素，并从材料和处理工艺方面提出改进措施，提高7050铝合金厚板的局部腐蚀抗性能力和使用寿命。
三、研究内容
1. 对7050铝合金厚板的组织、化学成分和表面形貌进行分析，寻
找存在的缺陷、缺口和腐蚀点。
2. 采用多种方法对7050铝合金厚板的局部腐蚀敏感性进行测试和
分析，包括电化学测试和化学分析方法等。
3. 通过改进材料和处理工艺，提高7050铝合金厚板的局部腐蚀抗
性能力和使用寿命。
四、研究意义
1. 提高7050铝合金厚板的局部腐蚀抗性能力和使用寿命，提高其
在航空、航天等领域的应用效果。
2. 为类似材料的研究提供参考和指导作用。
3. 推广各种方法在材料研究领域的应用，提高相关技术水平。
四、预期结果
1. 揭示7050铝合金厚板局部腐蚀敏感性形成机理和影响因素。
2. 进一步改进材料和处理工艺，提高7050铝合金厚板的局部腐蚀抗性能力和使用寿命。
3. 推广各种方法在材料研究领域的应用，提高相关技术水平。
1合金成分优化与控制7075铝合金在20t熔炼铸造机组上试制。
合金化学成分的控制主要从防止合金铸造裂纹和保证合金高强度性能两方面考虑，同时，兼顾生产效率及生产成本。
7075铝合金在结晶的过程中，由于溶质再分配，在晶界上存在多元复杂共晶，这是7075铝合金裂纹倾向大的根本原因；7075铝合金中存在的脆硬相，在很低的铸造应力下也会形成裂纹源。
影响7075铝合金材料断裂韧性的主要因素是合金中的第二相和金相组织，并以第二相的影响最大。
实践表明，7075铝合金的化学成分和主要杂质对扁锭铸造时的裂纹影响很大。
1.1主要合金元素控制Zn和Mg是7075铝合金的主要添加元素，随着Zn，Mg含量的提高，7075铝合金的主要强化相含量（MgZn2）随之提高，合金的抗拉强度和屈服强度提高，但抗应力腐蚀性能及断裂韧性下降，铸造的开裂倾向增大。
文献[2]研究表明，在AlZnMgCu系合金中，w（Mg）=2.1~2.3时，合金扁锭裂纹废品率高达80；当w（Mg）>2.3时，合金扁锭裂纹废品率大幅降低。
因此，生产中Mg含量应控制在标准范围的上限，可有效地降低合金铸造时的热裂倾向。
为保证合金的力学性能，Zn含量控制在标准范围的中上限，尽可能提高w（Zn）/w（Mg）的比值。
Cu对强度的有利影响与固溶强化生成强化相S（A12CuMg）相有关，Cu能降低晶界与晶内电位差，还可以改变沉淀相结构和细化沉淀相，它可抑制沿晶界开裂的趋势，因而改善了合金抗应力腐蚀性能。
Cu还能提高合金过饱和程度，加速合金在100℃~200℃之间人工时效过程，扩大GP区的稳定温度范围，提高抗拉强度，塑性和疲劳强度，但Cu的加入有产生晶间腐蚀和点腐蚀的倾向，对热裂比较敏感[3]。
在7075铝合金中，较高的Cu含量明显增加扁锭的热脆性，尤其当w（Cu）>1.5时，影响更为显着，因此，Cu控制在标准范围的中下限，即w（Cu）1.5.Cr在7075铝合金中主要的作用是改善合金抗应力腐蚀性能。
管理及其他M anagement and other 高质量铸坯的连铸夹杂物及偏析控制技术研究李长华摘要：伴随钢铁冶炼技术的不断发展，对钢材质量的要求也逐步提升，尤其汽车板及建筑领域钢材更为严格。
为了提升最终钢材产品质量，炼钢精炼过程中应提升钢材的纯净度，降低钢材中夹杂物成分比例。
为进一步实现铸坯质量提升，改善铸坯心部质量及成分偏析问题，对铸坯夹杂物、铸坯偏析进行系统分析，对连铸工艺进行现场调研，查找影响铸坯质量的关键因素及控制环节，并根据分析结果研究确定电磁感应加热技术、中间包低氧浇铸复合控制技术、超大规格圆坯凝固偏析控制技术，从而实现工艺技术和产品质量升级的目的。
关键词：连铸；偏析；电磁感应；应用在现代化社会环境下，国内钢铁发展的智能化程度越来越高。
连铸区段是钢铁生产非常重要的一个环节，对于该区段的工序运行协调控制分析技术进行研究，能够对传统的工序进行优化，能够有更好的生产效果，比如说对于工序功能的结合解析以及对于流程工序的集合重构等。
所以我们应该加强对于连铸运行控制和过程热状态监测的研究，探索一条更加科学的对炼钢厂的多工序协同运行水平进行量化评价的方式方法，并为其设计与之相匹配的模式。
1 问题的提出当前钢材产品中的夹杂物主要以非金属化合物形式存在，其中占比较多的为硫化物，氧化物和氮化物。
这些杂质的存在让钢材的组织结构出现一定程度的不均匀现象，并且对整个钢材的物理性能及化学性能存在重要的影响。
在转炉精炼过程中，一定要做好对钢材夹杂物成分的控制，如果工艺控制不得当对后期冷热加工也会产生相应的负面影响。
电炉炼钢连铸生产线于2013年8月份投产，其产品断面主要有Φ500mm、Φ650mm、Φ700mm、Φ800mm，定尺长度4.0m～9.0m。
产品定位以汽车、石油化工、铁路、核电及风电等高端制造业用钢为主，其中主要包括优质碳素钢、合金结构钢、管坯钢、轴承钢等。
而铸坯夹杂物超标，铸坯偏析等实际生产问题制约着生产提效，客户满意度较低。
0前言Al-Zn-Mg-Cu系高强铝合金是可热处理强化型铝合金，具有高的强韧匹配性能、良好的热加工性能（适于轧制、挤压和锻造）、较好的耐腐蚀性能以及抗疲劳性能等优点，是航空航天、军事和交通领域的主要结构材料[1，2]。
从“七五”开始，我国即持续将“高强铝合金”作为攻关课题项目立项，组织材料生产研制单位、材料应用研究单位等国内优势科研院所联合开展7×××系合金研究。
目前，利用数值模拟仿真技术对铸造过程中的温度场、流场、浓度场、应力场等进行模拟，可以大大缩短研制周期。
另外，利用超声波、电磁力等外场干扰技术打断枝晶、增大过冷度、提高形核率、减少偏析、改变二次相的形成及分布、同时显著细化晶粒，最终有效改善金属的凝固组织并且减小裂纹产生的工艺研发倾向也已成为研究热点[3]。
在工业规模化批量生产7050合金材料时发现，随着加工材截面积增大，合金铸锭规格相应增大，铸锭裂纹废品较多，铸锭与加工材组织均一性下降，这是因铸锭内部显微疏松、氧化夹渣、非金属夹杂等严重铸造缺陷所带来的加工材探伤断口废品比例增高，从而制约了7050合金材料的规模化批量产出及其在高性能要求场合的应用。
这其中的主要原因就在于航空用7050合金大规格优质锭坯制备技术与装备技术方面尚未取得突破性进展，其中尤以前者影响最大。
因此，开展航空用高品质7050合金大规格优质铸锭制备技术研究是很有必要的。
1航空用7050合金扁锭现状分析1.1铸造成型困难7050合金是Al-Zn-Mg-Cu系高强合金，合金化元素总量超过10%，铸态强度高。
该合金具有很宽的结晶温度范围，固液相区温度宽至488～629℃，凝固枝晶间化合物众多，且与氧化夹杂和吸气疏松混杂一起，造成合金铸造凝固结晶时在固液区强度低和线收缩大。
由于在合金凝固末期补缩、焊合条件恶化，再加上杂质元素对合金脆性影响及铸造工模具和铸造工艺选择不恰当，导致扁锭在铸造时具有很大的裂纹倾向性，极难成型。
7050-T7452高强铝合金的开坯与锻造工艺研究一、导言1. 铝合金的应用和发展2. 7050-T7452高强铝合金的特性及应用3. 研究背景和目的二、7050-T7452高强铝合金的开坯工艺研究1. 材料的化学成分和热处理工艺2. 开坯工艺的设计3. 开坯工艺的实验测试与结果分析三、7050-T7452高强铝合金的锻造工艺研究1. 锻造工艺的设计2. 锻造工艺的实验测试与结果分析3. 模拟计算与效果预测四、7050-T7452高强铝合金锻件的力学性能分析1. 静态力学性能测试研究及结果分析2. 动态力学性能测试研究及结果分析3. 极限状态和疲劳寿命分析五、结论与展望1. 实验结果总结分析2. 工艺优化和改进方向3. 未来研究方向参考文献第一章：导言1.1 铝合金的应用和发展随着工业化的不断发展以及科学技术的不断进步，铝合金材料在各个领域中应用越来越广泛。
它们具有低密度、强度高、可塑性强、耐腐蚀、导电性好等优点，因此被大量应用在航空、汽车、交通运输、建筑等领域中，成为代替钢材的新型轻质材料。
航空领域作为铝合金应用的重要领域之一，铝合金的应用占到了航空工业总重量的70%以上。
其中，7000系列铝合金是航空领域中应用最广泛的一类铝合金，其中的7050-T7452高强度铝合金是7050铝合金的一种热处理状态，其具有优异的强度和韧性，被广泛应用于飞机结构中。
因此，7050-T7452高强度铝合金的开坯与锻造工艺研究具有重要意义。
1.2 7050-T7452高强铝合金的特性及应用7050-T7452高强度铝合金是一种含锆、镁、铜、锂等元素的铝合金，具有优异的强度和韧性。
其平截面拉伸强度大于590MPa，蠕变强度高于255MPa，弹性模量为73.1GPa，延伸率为9%以上，缺口冲击韧性大于24J/cm²。
7050-T7452高强度铝合金在工程设计中被广泛应用于制造航空结构件、航空发动机、轻便型车辆和卫星等高负载结构。
