D01:10.133741.ism1001053x.2009.04.008 第31卷第4期 北京科技大学学报 Vol.31 No.4 2009年4月 Journal of University of Science and Technology Beijing Apr.2009 采用原位反应近液相线铸造法制备A2O3p/ACu基 复合材料 刘慧敏)格日乐) 那音古日巴张军赵洪生2) )内蒙古工业大学材料科学与工程学院，呼和浩特0100512)包头铝业股份有限公司，包头014046 摘要采用原位反应近液相线铸造方法制备含有少量原位A20;颗粒的A一C基复合材料，利用光学显微镜观察复合材 料的铸态组织，并通过透射电镜观察复合材料中的原位A203颗粒的分布与形貌，研究原位颗粒对近液相线铸造A一C合金 铸态组织形成机制的影响.结果发现：原位AhO3颗粒比较均匀地分布于基体合金中，尺寸分布于1“m范围内，形貌呈多边 形.随着原位A山03颗粒含量的增加，复合材料的铸态组织逐渐被细化和均匀化：当原位A120,颗粒的质量分数达到53% 时，获得均匀细小的蔷薇状组织 关键词金属基复合材料：铝铜合金：氧化铝颗粒：原位反应：近液相线铸造：组织 分类号TB333:TG11521+3.1 Al2O3p/Al-Cu matrix composites produced by in-situ reactive near-liquidus casting LIU Hui-min.Gerile.Nayinguriba2).ZHANG Jun2),ZHAO Hong-sheng2) 1)School of Materials Science and Engincering.Inner Mongolia Uriversity of Technobgy.Hohhot 010051.China 2)Baotou Alumirium Stock Company Limit ed,Baotou 014046.China ABSTRACT Microstructures of in-situ reactive near-liquidus cast AbOA-Cu matrix composites were observed by optical micro- scope,and transmission electron microscope was used to examine the distribution and morphology of in-situ Al203 particles in the A-Cu alloy matrix.The effect of imsitu Ak03 particles on the formation mechanism of microstructure of the near-liquidus cat Al-Cu alloy was analyzed.It is shown that as-cast micstructures of the imsitu processed composites have a reatively uniform distribution of Ab03 partices within 1m in average size and the Al203 particles have polygon morphology.The rose-flow ered structure gradually fines and homogenizes with increasing the mass fraction of imrsitu Ab03 particles w hile the mass fraction of Ab03 particles is up to 5.3%.a fined and homogenized roseflow ered strucure is obtained. KEY WORDS metal matrix composites;AlCu alloy;alumina partide in-situ reaction;near-liquidus casting:microstructure 近年来，金属半固态加工技术作为一种先进成 金法以及液相线铸造法等.其中前两种方法已经进 形新技术，以其独特的优势，己经愈来愈受到广泛的 入工业应用阶段，喷射成形法制备的半固态坯料具 关注，目前已经进入工业化应用阶段，例如采用铝合 有细小均匀的快速凝固组织，明显优于其他方法 金和镁合金生产汽车零部件的半固态成形习.根 得到的坯料组织：但该方法中均存在工艺复杂、设备 据其工艺流程可将半固态成形分为流变成形和触变昂贵等问题.液相线铸造是将熔炼与净化后的合金 成形.由于前者运输不便等原因，很少被采用：后者熔体冷却至液相线温度保温一定时间后进行浇注， 包括半固态坯料的制备、二次加热和触变成形三个 获得具有等轴晶组织的半固态坯料的方法.该方法 技术环节到.半固态坯料的制备是整个工艺过程的具有工艺简单、适用合金范围宽、生产效率高等优 基础和关键，目前采用的制备方法有电磁搅拌、应变 点，但存在难以控制浇铸温度的缺点5 诱发熔化激活法、喷射成形法、紊流效应法、粉末冶 原位反应近液相线铸造方法是笔者在液相线铸 收稿日期：200805-14 基金项目：国家自然科学基金资助项目(N。.50661003):内蒙古自然科学基金资助项目(No.20080404zd17) 作者简介：刘慧敏(1972一），女，教授，博士，E-ml,huimin-.1©ahom.m
采用原位反应近液相线铸造法制备 Al2O3p/Al -Cu 基 复合材料 刘慧敏 1) 格日乐 1) 那音古日巴 2) 张 军 2) 赵洪生 2) 1) 内蒙古工业大学材料科学与工程学院, 呼和浩特 010051 2) 包头铝业股份有限公司, 包头 014046 摘 要 采用原位反应近液相线铸造方法制备含有少量原位 Al2O3 颗粒的 Al-Cu 基复合材料, 利用光学显微镜观察复合材 料的铸态组织, 并通过透射电镜观察复合材料中的原位 Al2O3 颗粒的分布与形貌, 研究原位颗粒对近液相线铸造 Al-Cu 合金 铸态组织形成机制的影响.结果发现:原位 Al2O3 颗粒比较均匀地分布于基体合金中, 尺寸分布于 1μm 范围内, 形貌呈多边 形.随着原位 Al2O3 颗粒含量的增加, 复合材料的铸态组织逐渐被细化和均匀化;当原位 Al2O3 颗粒的质量分数达到 5.3 % 时, 获得均匀细小的蔷薇状组织. 关键词 金属基复合材料;铝铜合金;氧化铝颗粒;原位反应;近液相线铸造;组织 分类号 TB333 ;TG 115.21 +3.1 Al2O3p/Al-Cu matrix composites produced by in-situ reactive near-liquidus casting LIU Hui-min 1) , Gerile 1) , Nayinguriba 2) , ZHANG Jun 2) , ZHAO Hong-sheng 2) 1) School of Mat erials Science and Engineering, Inner Mongolia Uni versit y of Technology, Hohhot 010051, China 2) Baotou Aluminium St ock Company Limit ed, Baot ou 014046, China ABSTRACT Micro structures of in-situ reactive near-liquidus cast Al2O3/Al-Cu matrix composites w ere observed by optical microscope, and transmission electron microscope was used to ex amine the distribution and mo rphology of in-situ Al2O3 particles in the Al-Cu alloy matrix.The effect of in-situ Al2O3 particles on the formation mechanism o f microstructure of the near-liquidus cast Al-Cu alloy was analyzed .It is shown that as-cast micro structures of the in-situ processed composites have a relatively uniform distribution of Al2O3 particles w ithin 1 μm in averag e size and the Al2O3 particles have polyg on mo rphology .The rose-flow ered structure g radually fines and homogenizes with increasing the mass fraction o f in-situ Al2O3 particles;w hile the mass fraction of Al2O3 particles is up to 5.3 %, a fined and homogenized rose-flow ered structure is obtained . KEY WORDS metal matrix composites ;Al-Cu alloy;alumina particle;in-situ reaction ;near-liquidus casting;microstructure 收稿日期:2008-05-14 基金项目:国家自然科学基金资助项目( No .50661003) ;内蒙古自然科学基金资助项目( No .20080404zd17) 作者简介:刘慧敏( 1972—) , 女, 教授, 博士, E-mail:huimin -1@yahoo .cn 近年来, 金属半固态加工技术作为一种先进成 形新技术, 以其独特的优势, 已经愈来愈受到广泛的 关注, 目前已经进入工业化应用阶段, 例如采用铝合 金和镁合金生产汽车零部件的半固态成形 [ 1-2] .根 据其工艺流程可将半固态成形分为流变成形和触变 成形 .由于前者运输不便等原因, 很少被采用;后者 包括半固态坯料的制备、二次加热和触变成形三个 技术环节[ 3] .半固态坯料的制备是整个工艺过程的 基础和关键, 目前采用的制备方法有电磁搅拌 、应变 诱发熔化激活法 、喷射成形法 、紊流效应法、粉末冶 金法以及液相线铸造法等.其中前两种方法已经进 入工业应用阶段, 喷射成形法制备的半固态坯料具 有细小均匀的快速凝固组织[ 4] , 明显优于其他方法 得到的坯料组织;但该方法中均存在工艺复杂、设备 昂贵等问题 .液相线铸造是将熔炼与净化后的合金 熔体冷却至液相线温度保温一定时间后进行浇注, 获得具有等轴晶组织的半固态坯料的方法 .该方法 具有工艺简单 、适用合金范围宽、生产效率高等优 点, 但存在难以控制浇铸温度的缺点[ 5-6] . 原位反应近液相线铸造方法是笔者在液相线铸 第 31 卷 第 4 期 2009 年 4 月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol .31 No.4 Apr.2009 DOI :10.13374/j .issn1001 -053x.2009.04.008
第4期 刘慧敏等：采用原位反应近液相线铸造法制备AhO3p/ACu基复合材料 ·469。 造方法的基础上探索性地将原位反应和液相线铸造 2实验结果与分析 两者结合在一起制备半固态坯料的一种方法.它是 将颗粒的生成置于基体合金熔体中完成，然后在接 图1()为采用近液相线铸造方法制备的基体 近合金的液相线温度进行浇铸的工艺.其优点是： A一Cu合金的铸态组织，显示出典型的蔷薇状组织 设备无需作任何改进，因而材料制备成本低：由于颗 特征.这与Xia等)制备2618锻造铝合金时选择 粒在基体中直接生成，所以颗粒表面无污染，而且在 750℃进行浇铸(2618锻造铝合金的液相线温度为 基体中分布均匀.本文采用该方法制备含有不同质 638℃，所获得的铸态组织相似.表明在近液相线 量分数的原位Al203颗粒的ACu基复合材料，研 温度进行浇铸，能够获得典型的蔷薇状组织.其特 究A1203颗粒对近液相线铸造A一Cu合金组织的 征与常规铸造组织和液相线铸造组织均不同：常规 影响，从而为半固态加工技术提供一种有效的坯料 铸造组织形貌呈枝状晶，液相线铸造组织呈等轴 制备方法 晶：蔷薇状组织介于枝状晶和等轴晶之间，是枝 状晶转变为等轴晶的过渡组织.作为半固态坯料， 1 实验方法 具有蔷薇状组织特征，经过二次加热工艺后，晶粒球 采用原位反应近液相线铸造方法制备具有不同 化，转变为等轴晶组织，这样也能满足后续的触变成 原位Al203颗粒含量（质量分数为0、3.6%和 形工艺要求：但是与初始状态为等轴晶组织的半固 5.3%)的Al03pWA-Cu基复合材料.其制备过程 态坯料相比，经过二次加热、保温后，所获得的晶粒 为：(1)将Cu0粉（化学纯和Al粉(<75m)按一 尺寸相对粗大，这种相对粗大的组织会影响半固态 定比例在混粉机内混合均匀，并压制成20mm×25 成形零件的使用性能.因此，希望制备半固态坯料 mm的预制块备用.(2)将坩埚中的纯铝升温至850 时，直接获得均匀细小的等轴晶组织或者细化的蔷 ℃，用石墨钟罩将规定量的CuOA1预制块压入此 薇状组织.虽然在理论上液相线铸造方法能够得到 金属熔液中，通过原位反应生成A1203颗粒，适当搅 等轴晶组织，但其浇注温度范围非常小，几乎只有在 拌使其更加均匀地分布于合金熔体中；待反应完成 液相线温度浇注时才能得到完全的等轴晶，在实际 后降温至650℃（高于基体合金的液相线温度）7， 生产中由于批量大，温度难以控制在某一温度点上. 并保温一定时间后进行浇铸成形，完成半固态铝基 与此相比.近液相线铸造较容易实现，但是得到的蔷 复合材料的制备. 薇状组织相对粗大.在容易实现的工艺条件下，为 选用三酸水溶液(HN03:25%;HCl:1.5%: 了能够获得细化的组织，本文探索性地将原位反应 HF:1%;H20:95%)对常规磨制后的试样进行腐 与近液相线铸造相结合，在合金熔体内部，直接生成 蚀，使用光学显微镜观察其显微组织.采用离子减 弥散分布的A203颗粒，使其作为形核剂，得到的组 薄法制备透射电镜样品，观察原位Ah03颗粒的分 织如图1(b)~(c所示 布、形貌和尺寸等. 采用原位反应近液相线方法制备的含有不同颗 (c) 100m 100Hm 100m 图1铸态组织形貌.(a)A-6.8Cu合金：(b)A68Cu十3.6Al0,复合材料(cA-I0Cu十53Al,03复合材料 Fig 1 Ascast microstructure morphologies:(a)AH 8Cu alloy;(b)AH6.8Cu+3.6Al03 composite;(c)Al-10Cu+5.3Al03 composite 粒含量的Al203p/A一Cu基复合材料的铸态组织， 但仍可观察到未被细化的区域，表明此处没有 虽然不属于等轴晶组织，但是随着颗粒含量的增加， Al203颗粒或其量不足.进一步增加A1203颗粒至 得到显著的细化和均匀化效果.如图1(b)所示，当 5.3%时，组织也被进一步细化和均匀化，几乎观察 Ab03颗粒含量为3.6%时，组织得到一定的细化， 不到不均匀区域.若再进一步增加A103颗粒含
造方法的基础上探索性地将原位反应和液相线铸造 两者结合在一起制备半固态坯料的一种方法 .它是 将颗粒的生成置于基体合金熔体中完成, 然后在接 近合金的液相线温度进行浇铸的工艺.其优点是 : 设备无需作任何改进, 因而材料制备成本低;由于颗 粒在基体中直接生成, 所以颗粒表面无污染, 而且在 基体中分布均匀 .本文采用该方法制备含有不同质 量分数的原位 Al2O3 颗粒的 Al-Cu 基复合材料, 研 究Al2O3 颗粒对近液相线铸造 Al-Cu 合金组织的 影响, 从而为半固态加工技术提供一种有效的坯料 制备方法 . 1 实验方法 采用原位反应近液相线铸造方法制备具有不同 原位 Al2O3 颗 粒含量 ( 质量分 数为 0 、3.6 %和 5.3 %) 的Al2O3p/Al-Cu 基复合材料.其制备过程 为:( 1) 将 CuO 粉( 化学纯) 和 Al 粉( <75 μm) 按一 定比例在混粉机内混合均匀, 并压制成 20 mm ×25 mm 的预制块备用.( 2) 将坩埚中的纯铝升温至 850 ℃, 用石墨钟罩将规定量的 CuO-Al 预制块压入此 金属熔液中, 通过原位反应生成 Al2O3 颗粒, 适当搅 拌使其更加均匀地分布于合金熔体中;待反应完成 后降温至 650 ℃( 高于基体合金的液相线温度) [ 7] , 并保温一定时间后进行浇铸成形, 完成半固态铝基 复合材料的制备 . 选用三酸水溶液 ( HNO3 :2.5 %;HCl :1.5 %; HF :1 %;H2O :95 %) 对常规磨制后的试样进行腐 蚀, 使用光学显微镜观察其显微组织.采用离子减 薄法制备透射电镜样品, 观察原位 Al2O3 颗粒的分 布、形貌和尺寸等. 2 实验结果与分析 图 1( a) 为采用近液相线铸造方法制备的基体 Al-Cu 合金的铸态组织, 显示出典型的蔷薇状组织 特征 .这与 Xia 等 [ 5] 制备 2618 锻造铝合金时选择 750 ℃进行浇铸( 2618 锻造铝合金的液相线温度为 638 ℃) , 所获得的铸态组织相似.表明在近液相线 温度进行浇铸, 能够获得典型的蔷薇状组织 .其特 征与常规铸造组织和液相线铸造组织均不同 :常规 铸造组织形貌呈枝状晶, 液相线铸造组织呈等轴 晶[ 5] ;蔷薇状组织介于枝状晶和等轴晶之间, 是枝 状晶转变为等轴晶的过渡组织 .作为半固态坯料, 具有蔷薇状组织特征, 经过二次加热工艺后, 晶粒球 化, 转变为等轴晶组织, 这样也能满足后续的触变成 形工艺要求;但是与初始状态为等轴晶组织的半固 态坯料相比, 经过二次加热、保温后, 所获得的晶粒 尺寸相对粗大, 这种相对粗大的组织会影响半固态 成形零件的使用性能 .因此, 希望制备半固态坯料 时, 直接获得均匀细小的等轴晶组织或者细化的蔷 薇状组织.虽然在理论上液相线铸造方法能够得到 等轴晶组织, 但其浇注温度范围非常小, 几乎只有在 液相线温度浇注时才能得到完全的等轴晶, 在实际 生产中由于批量大, 温度难以控制在某一温度点上. 与此相比, 近液相线铸造较容易实现, 但是得到的蔷 薇状组织相对粗大 .在容易实现的工艺条件下, 为 了能够获得细化的组织, 本文探索性地将原位反应 与近液相线铸造相结合, 在合金熔体内部, 直接生成 弥散分布的 Al2O3 颗粒, 使其作为形核剂, 得到的组 织如图 1( b) ～ ( c) 所示. 采用原位反应近液相线方法制备的含有不同颗 图 1 铸态组织形貌.( a) Al-6.8Cu 合金;( b) Al-6.8Cu+3.6Al 2O3 复合材料;( c) Al-10Cu+5.3Al 2O3 复合材料 Fig.1 As-cast microstructure morphologies:( a) Al-6.8Cu alloy ;( b) Al-6.8Cu+3.6Al2O3 composite ;( c) Al-10Cu +5.3Al2O3 composit e 粒含量的 Al2O3p/Al-Cu 基复合材料的铸态组织, 虽然不属于等轴晶组织, 但是随着颗粒含量的增加, 得到显著的细化和均匀化效果.如图 1( b) 所示, 当 Al2O3 颗粒含量为 3.6 %时, 组织得到一定的细化, 但仍可观察到未被细化的区域, 表明此处没有 Al2O3 颗粒或其量不足.进一步增加 Al2O3 颗粒至 5.3 %时, 组织也被进一步细化和均匀化, 几乎观察 不到不均匀区域 .若再进一步增加 Al2O3 颗粒含 第 4 期 刘慧敏等:采用原位反应近液相线铸造法制备 Al2O3p/ Al Cu基复合材料 · 469 ·
470 北京科技大学学报 第31卷 量，有望直接能够获得等轴晶组织.根据蔷薇状组 中也会被固液前沿所推移，难以分布均匀.这种原 织在半固态二次加热过程中的组织演变规律9 位颗粒被证实在铝熔体中能均匀分布，而且在基体 原位颗粒含量超出一定值后，其细化组织、阻止晶粒 凝固过程中被凝固前沿所吞噬，进入基体晶粒内部 长大的效果停留在一定程度，不再增加.如果不希 实现最终的均匀分布.图2为通过透射电镜观察的 望改变材料成分，尽量减少颗粒含量，达到半固态加 原位AbO3颗粒的形貌，发现Ab03颗粒呈现多面 工工艺要求即可 体（截面呈多边形），尺寸小于1m.这种原位颗粒 通常外加法制备的金属基复合材料中陶瓷颗粒 有较明显的结晶形貌，仔细观察其轮廓可以看到，相 与金属熔体很难润湿，存在着颗粒加入困难，即使在 邻品体学面的过度角处并不尖锐，有圆滑过渡的迹 机械力的作用下能进入熔体内，在后续的凝固过程 象 05m 05m 图2部分原位A山203颗粒的TEM形貌.(a)明场像：(b)暗场像 Fig.2 TEM morphologies of some in situ Al0 part icles:(a)bright field image (b)datk field image 图3为原位颗粒A03/A1界面的TEM像，表 均匀分布，颗粒对晶界迁移和亚晶运动将产生拖曳 明界面处没有杂质存在，干净无污染，而且颗粒和基 作用，使基体中的细小晶粒和亚晶稳定化：同时由于 体的结合完整.这是原位制备复合材料的一大优 这一拖曳作用，细小原位增强颗粒对复合材料的高 点，这种干净界面也被证实在原位TiC颗粒/A1中 温蠕变性以及材料在加热过程中的组织稳定性都十 存在19.进一步考察颗粒原位Ab03与基体合金中 分有利. 的位错之间的作用（如图4所示），可以看到颗粒阻 碍位错线运动的情形，位错线在离开颗粒的那一颗 粒边界被“粘住”.这种位错组态被Azt等在研究 弥散强化合金(ODS)时注意到，他们通过分析认为 位错和弥散颗粒之间存在着相互吸引作用，而这种 作用对于材料的高温蠕变性能产生积极的影响山. 另外，如前面的微观组织表明，原位细颗粒在基体上 0.21m 图4复合材料中原位颗粒与位错线相互作用的TEM形貌 Fig.4 TEM morphology of interactions betw een imsitu particles and dislocations 3结论 0.1m (1)本文提出原位反应近液相线铸造新工艺 它是通过原位合成或反应的方法在基体合金熔体内 图3A0/A界面的TEM像 部生成弥散分布的细小颗粒，然后使熔体温度降至 Fig.3 TEM image of the Al/Al interface 接近基体合金的液相线温度，进行浇铸成型的工艺
量, 有望直接能够获得等轴晶组织 .根据蔷薇状组 织在半固态二次加热过程中的组织演变规律[ 8-9] , 原位颗粒含量超出一定值后, 其细化组织、阻止晶粒 长大的效果停留在一定程度, 不再增加.如果不希 望改变材料成分, 尽量减少颗粒含量, 达到半固态加 工工艺要求即可 . 通常外加法制备的金属基复合材料中陶瓷颗粒 与金属熔体很难润湿, 存在着颗粒加入困难, 即使在 机械力的作用下能进入熔体内, 在后续的凝固过程 中也会被固液前沿所推移, 难以分布均匀 .这种原 位颗粒被证实在铝熔体中能均匀分布, 而且在基体 凝固过程中被凝固前沿所吞噬, 进入基体晶粒内部, 实现最终的均匀分布.图 2 为通过透射电镜观察的 原位 Al2O3 颗粒的形貌, 发现 Al2O3 颗粒呈现多面 体( 截面呈多边形) , 尺寸小于 1 μm .这种原位颗粒 有较明显的结晶形貌, 仔细观察其轮廓可以看到, 相 邻晶体学面的过度角处并不尖锐, 有圆滑过渡的迹 象 . 图 2 部分原位 Al 2O3 颗粒的 TEM 形貌.( a) 明场像;( b) 暗场像 Fig.2 TEM morphologies of some in-situ Al 2O3 particles:( a) bright field image;( b) dark field image 图 3 Al2O3/ Al 界面的 TEM 像 Fig.3 TEM image of the Al2O3/ Al interface 图 3 为原位颗粒 Al2O3/Al 界面的 TEM 像, 表 明界面处没有杂质存在, 干净无污染, 而且颗粒和基 体的结合完整 .这是原位制备复合材料的一大优 点, 这种干净界面也被证实在原位 TiC 颗粒/Al 中 存在[ 10] .进一步考察颗粒原位Al2O3 与基体合金中 的位错之间的作用( 如图 4 所示) , 可以看到颗粒阻 碍位错线运动的情形, 位错线在离开颗粒的那一颗 粒边界被“粘住” .这种位错组态被 Arzt 等在研究 弥散强化合金( ODS) 时注意到, 他们通过分析认为 位错和弥散颗粒之间存在着相互吸引作用, 而这种 作用对于材料的高温蠕变性能产生积极的影响[ 11] . 另外, 如前面的微观组织表明, 原位细颗粒在基体上 均匀分布, 颗粒对晶界迁移和亚晶运动将产生拖曳 作用, 使基体中的细小晶粒和亚晶稳定化 ;同时由于 这一拖曳作用, 细小原位增强颗粒对复合材料的高 温蠕变性以及材料在加热过程中的组织稳定性都十 分有利 . 图 4 复合材料中原位颗粒与位错线相互作用的 T EM 形貌 Fig.4 TEM morphology of interactions betw een in-situ particles and dislocations 3 结论 ( 1) 本文提出原位反应近液相线铸造新工艺, 它是通过原位合成或反应的方法在基体合金熔体内 部生成弥散分布的细小颗粒, 然后使熔体温度降至 接近基体合金的液相线温度, 进行浇铸成型的工艺. · 470 · 北 京 科 技 大 学 学 报 第 31 卷
第4期 刘慧敏等：采用原位反应近液相线铸造法制备AhO3p/ACu基复合材料 ·471。 该工艺保证颗粒和基体之间的界面千净、无污染，与【(LuGM,DogJ,Cui J et al.A*cast micmostuctures and the 液相线铸造工艺相比，能够灵活控制浇铸温度. solidifying mechanism of 7075 aluminum alloy cast by LSC.Acta Metall Sin,2001,37(10):1045 (2)采用原位反应近液相线铸造方法可制备半 (路贵民，董杰，崔建忠.等.7075铝合金液相线半连续铸造组 固态加工用AbO3p/Al一Cu基复合材料，当原位 织及形成机理.金属学报.2001.37(10)：1045) Ab03颗粒含量达到5.3%时，可获得符合半固态触 I7 Chang Q CS,Ping LZ,Liu A S.Atlas of B inary Alloys.Bei- 变加工工艺所要求的细小均匀的蔷薇状组织. ing:Metallurgical Industry Press,2004:29 (长崎诚三，平林真，刘安生.二元合金状态图集.北京：治金 参考文献 工业出版社，2004：29 [8 Liu H M,Wang H B.Yang B,et al Effect of in-situ TiC particles [1]Su H Q,Zhu M F.Gao Z Q.Overview and prospect of semi-sol- on micmstnucture of spray-deposited 7075 alloy.J Univ Sci id casting.Spec Cast No ferrous A lloys,1998(5):1 Technol Beijing,2003,25(4):337 (苏华钦，朱鸣芳，高志强.半固态铸造的现状及发展前景.特 (刘慧敏，王洪斌，杨滨，等.原位TC颗粒对喷射成形7075合 种铸造及有色合金，1998(5)：1) 金组织的影响.北京科技大学学报，2003.25(4)：337 [2 Mao W M.Zhao A M,Zhong X Y.New progress and prospect of [9 Liu H M,Ren Y.Liu J.ct al.Grain grow th of in situ reactive lig appication of semi solid metals foming.Spec Cast Nonferrous uidus cast al alby at semi-solid state.J Ma ter Eng,2006(1):3 4la3.1998(6:33 (刘慧敏，任云，刘军，等.原位反应液相线铸造半固态铝合金 (毛卫民，赵爱民，钟雪友.半固态金属成形应用的新进展与前 的品粒长大行为.材料工程，2006(1)：3) 景展望.特种铸造及有色合金，199(6)：33) 10 Liu H M.Hu N S T,Liao Q H,et al.Microstructure of semi-soh [3]XieS S.Huang S H.Tecmlogy and App lications of Semi-solid id 7075 aluminum matrix composites prepared by in-situ reac Metal Forming.Beijing:Metallurgical Industry Press,1999 tion.Spec Cast Nonferrous Albys,2006.26(9):990 (谢水生，黄声宏。半固态金属加工技术及其应用.北京：治金 (刘慧敏，呼努斯图，廖庆华，等.原位反应铸造半固态7075 工业出版社，1999) 铝基复合材料的组织.特种铸造及有色合金，2006.26(9)： [4]Laverria E J,Wu Y.Spray Atomization and Deposition.New 590) York:John Wiley and Sons,1996:338 11]Art E,Grahle P.Dispersion strengthening of disordered and or [5]Xia K,Tausing G.Liquidus casting of a wrought aluminum alloy dered metallic materials:from dislocation mechanism to new ah 2618 for thixoforming.Mater Sci Eng A,1998,246:1 loys.Z Metallkd,1996.87:874
该工艺保证颗粒和基体之间的界面干净 、无污染, 与 液相线铸造工艺相比, 能够灵活控制浇铸温度 . ( 2) 采用原位反应近液相线铸造方法可制备半 固态加工用 Al2O3p/Al -Cu 基复合材料, 当原位 Al2O3 颗粒含量达到 5.3 %时, 可获得符合半固态触 变加工工艺所要求的细小均匀的蔷薇状组织 . 参 考 文 献 [ 1] Su H Q, Zhu M F, Gao Z Q.Overview and prospect of semi-solid casting .Spec Cast Non f errous A lloys, 1998( 5) :1 ( 苏华钦, 朱鸣芳, 高志强.半固态铸造的现状及发展前景.特 种铸造及有色合金, 1998( 5) :1) [ 2] Mao W M, Zhao A M ,Zhong X Y.New progress and prospect of application of semi-solid metals f orming .S pec Cast Non f errous A lloys, 1998( 6) :33 ( 毛卫民, 赵爱民, 钟雪友.半固态金属成形应用的新进展与前 景展望.特种铸造及有色合金, 1998( 6) :33) [ 3] Xie S S ,Huang S H .Tech nology and App lications of Semi-solid Meta l Forming.Beijing :Metallurgical Industry Press, 1999 ( 谢水生, 黄声宏.半固态金属加工技术及其应用.北京:冶金 工业出版社, 1999) [ 4] Lavernia E J, Wu Y.S pray Atomization an d Deposition.New York:John Wiley and Sons, 1996:338 [ 5] Xia K, Tausing G .Liquidus casting of a w rought aluminum alloy 2618 for thixoforming .Mater Sci E ng A, 1998, 246:1 [ 6] Lu G M, Dong J, Cui J Z, et al.As-cast microstructures and the solidifying mechanism of 7075 aluminum alloy cast by LSC .Acta Metall S in, 2001, 37( 10) :1045 ( 路贵民, 董杰, 崔建忠, 等.7075 铝合金液相线半连续铸造组 织及形成机理.金属学报, 2001, 37( 10) :1045) [ 7] Chang Q C S , Ping L Z, Liu A S.Atlas of B inary A lloys.Beijing :Met allurgical Industry Press, 2004:29 ( 长崎诚三, 平林真, 刘安生.二元合金状态图集.北京:冶金 工业出版社, 2004:29 [ 8] Liu H M, Wang H B, Yang B, et al.Eff ect of in-situ TiC particles on microstructure of spray-deposited 7075 alloy .J Univ Sci Technol Beijing , 2003, 25( 4) :337 ( 刘慧敏, 王洪斌,杨滨, 等.原位 TiC 颗粒对喷射成形 7075 合 金组织的影响.北京科技大学学报, 2003, 25( 4) :337) [ 9] Liu H M, Ren Y, Liu J, et al.Grain grow th of in-situ reacti ve liquidus cast al alloy at semi-solid state.J Ma ter Eng , 2006( 1) :3 ( 刘慧敏, 任云, 刘军, 等.原位反应液相线铸造半固态铝合金 的晶粒长大行为.材料工程, 2006( 1) :3) [ 10] Liu H M, Hu N S T, Liao Q H, et al.Microstructure of semi-solid 7075 aluminum matrix composites prepared by in-situ reaction.S pec Cast Nonf errous Alloys, 2006, 26( 9) :590 ( 刘慧敏, 呼努斯图, 廖庆华, 等.原位反应铸造半固态 7075 铝基复合材料的组织.特种铸造及有色合金, 2006, 26( 9 ) : 590) [ 11] Arzt E, Grahle P.Dispersion strengthening of disordered and ordered metallic materials:from dislocation mechanism t o new alloys.Z Metallkd , 1996, 87:874 第 4 期 刘慧敏等:采用原位反应近液相线铸造法制备 Al2O3p/ Al Cu基复合材料 · 471 ·