D0I:10.13374/i.issn1001053x.2002.05.009 第24卷第5期 北京科技大学学报 VoL.24 No.5 2002年10月 Journal of University of Science and Technology Beijing 0ct.2002 60 Si2Mn半固态非枝晶组织特征与触变性能 杨卯生赵爱民毛卫民高军芳 钟雪友 北京科技大学材料科学与工程学院，北京100083 摘要利用自制高熔点半固态试样制备装置，对60Si,Mn半固态试样非枝晶组织以及影响 因素进行了试验研究.结果表明：60SiM半固态显微组织结构的特点为近球形先析出相均匀 分布于残余液相.搅拌工艺制度、搅拌功率与搅拌时间对凝固初生相形态影响显著，采取降温 搅拌方式，较大搅拌功率和搅拌时间，初生组织得到了充分的细化和均匀的球化.60SiM非枝 晶组织形态是影响剪切变稀触变性能的主要因素 关键词60Si,Mm;非枝晶组织；触变性能 分类号TG249.9 相比传统铸造、锻造以及粉末冶金等成形 方法，半固态成形技术由于其非枝晶组织而具 出气 有的剪切变稀的触变特性而得到国内外研究者 广泛的关注与青睐，并在汽车、电子等部件生产 领域获得了应用.目前，人们对低熔点材料半 固态组织演变及其对触变性能影响进行了试验 研究，一些成果已经用于合金成形的控制之 mm 中，而高熔点材料半固态研究尚处于探索阶段. 本文利用高熔点材料半固态试验装置，通 过对60Si,Mn初生相组织形态水淬金相的观测， 分析搅拌功率、时间和搅拌方式对组织形态的 影响，以及半固态触变特性及其成因 1试验装置与方法 氢氨气 1.1试验装置 1热电偶 2钼丝加热3刚玉坩埚 4复合保温5搅拌器6循环水套 试验装置如图1所示.它由电源、电磁搅拌 图1试验装置示意图 系统、加热系统、复合保温系统、氢氮气和水冷 Fig.1 Schematic diagram of expermental apparatus 却保护系统、测温装置以及控温系统组成，集加 500 热保温和电磁搅拌为一体.整个试验过程采用 400 氢气与氮气保护加热钼丝，氩气保护金属熔体 300 表面，702温控仪控制炉温，炉温能达到(1600 200 ±4)℃.经测定在流变器高度方向存在40mm左 图 100 右的均匀磁场如图2，能够满足试验试样制备 0 要求. 150 250350 450550 轴向距离S/mm 收稿日期20010706杨卯生男，37岁，副教授，博士 图2磁场分布 *国家自然科学基金资助项目No.59995440) Fig.2 Distribution of the magnetic field intensity第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 一 半 固态非枝晶组织特征与触变性能 杨 卯生 赵爱 民 毛卫 民 高军芳 钟雪友 北京科技大学材料科学与工程学院 ， 北京 摘 要 利 用 自制高熔点半 固态试样制备装置 ， 对 半 固态试样非枝 晶组织 以及影响 因素进行 了试验研究 结果 表 明 半 固态显微组织结构 的特点为近球形先析 出相均匀 分布于残余液相 搅拌工艺 制度 、 搅拌功率与搅拌时 间对凝 固初生相形态影 响显著 采取降温 搅拌方式 ， 较大搅拌功率和搅拌 时间 ， 初生组织得 到 了充分的细化和均匀 的球化 非枝 晶组织 形 态 是影 响剪切 变稀触变性能的主要 因素 关键词 礼 非枝晶组织 触变性能 分 类 号 相 比传统铸造 、 锻造 以及粉末冶金 等成形 方法 ， 半 固态成形 技术 由于其非枝 晶组 织 而具 有的剪切变稀 的触变特性而得到 国 内外研究者 广泛 的关注 与青睐 ， 并在汽 车 、 电子等部件生产 领域获得 了应用 〔卜 目前 ， 人们对低熔点材料半 固态组织演变及其对触变性能影 响进行 了试验 研究 ‘ ， 一 些成果 已 经用 于合金成形 的控制之 中 ，而高熔点 材料半 固态研究 尚处于探索 阶段 本文利用 高熔点材料半 固态试验装 置 ， 通 过对 初生相组织形态水淬金相 的观测 ， 分析搅拌功率 、 时 间和 搅拌方式对组织 形 态 的 影 响 ， 以 及 半 固态触变特性及其成 因 试验装置与方法 试验装置 试验装置如 图 所示 它 由电源 、 电磁搅拌 系统 、 加 热 系统 、 复合保温系统 、 氢氮 气和 水冷 却保护 系统 、 测 温装置 以及控温系统组成 ， 集加 热保温和 电磁搅拌为一 体 整个试验过程采用 氢气与氮气保护加 热钥丝 ， 氢气保护金属 熔体 表 面 ， 温控仪控制炉温 ， 炉 温能达到 士 ℃ 经测 定在流 变器高度方 向存在 左 右 的均 匀 磁场如 图 ， 能够满足试验试样制备 要 求 袭毯今 热 电偶 钥丝加热 刚玉增祸 复合保温 搅拌器 循环水套 图 试验装置 示意 图 ’ 厂一 卜 一一下产了 卜 日 卜 忍 晕 署 ’ ’ 卜 轴 向距离 图 磁场 分布 口 收稿 日期 刁 一 杨卯生 男 ， 岁 ， 副教授 ， 博士 国家 自然科学基金资助项 目 石 血 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．2002．05．009