看點：擠壓鑄造，鋁合金

随着環境及安全意識的提高，交通運輸工具輕量化及安全性已經成為一個重大課題，越來越多的受到人們的關注。鋁合金因具有良好的耐腐蝕性能、密度小、比強度高、導熱性能好，是交通運輸、航空航天等領域的主要輕量化合金，其中A356鑄造鋁合金因具有優異的成形性能，能夠制備各種形狀複雜的零件，被廣泛研究。

金屬熔液在型腔中充形及凝固時間非常短，但對鑄件後續處理及性能有着重要的影響，數值模拟不僅能夠直觀的顯示金屬熔液充形流動過程及凝固順序，而且能夠預測鑄造缺陷的性質、數量和分布，是研究金屬凝固過程的重要手段。熱處理是合金力學性能優化的一種重要手段，不僅能夠改變金屬微觀組織形貌，而且能夠促進機體中新相的形成。雖然學者已經對擠壓鑄造、半固态流變成形技術、熱處理工藝進行了大量研究，然而關于液态擠壓鑄造與半固态擠壓鑄造的對比研究以及熱處理對不同成形方式下組織及性能的影響研究較少。

2022年中國壓鑄、擠壓鑄造、半固态加工年會将于11月4-7日在安徽合肥元一希爾頓酒店召開，蘭州理工大學李元東教授将作題為“A356鋁合金擠壓鑄造凝固過程及熱處理對其性能的影響”。

報告摘要：

采用數值模拟和金相組織分析研究A356鋁合金擠壓鑄造成形順序及凝固過程，發現半固态擠壓鑄造不僅充形平穩，凝固時間短，且孔隙率低。通過固溶、時效熱處理可以改善金屬型鑄造、液态擠壓鑄造、半固态擠壓鑄造試樣組織及性能，結果表明固溶處理後α-Al基體晶粒形貌與鑄态相同，晶粒尺寸稍有長大，共晶矽球化尺寸集中在1.5μm左右。随着固溶溫度升高，力學性能與熱導率先增加後減小，而半固态擠壓鑄造力學性能在560℃固溶溫度範圍内并未減小。進一步時效處理，過飽和狀态的固溶體能析出彌散分布的Mg2Si強化相，其不僅能夠阻礙位錯運動提高A356鋁合金抗拉強度，而且減少了固溶原子與空位對電子的散射作用提高導熱性能。540℃固4h，180℃時效9h處理後半固态擠壓鑄造試樣性能最佳，其抗拉強度、延伸率、熱導率分别為283.65MPa、13.2%、191.82W/(m∙K)。

嘉賓簡介

[李元東]

蘭州理工大學材料科學與工程學院教授，工學博士，博士生導師。全國鑄造學會常務理事、半固态加工技術專業委員會委員，甘肅省鑄造學會秘書長。《特種鑄造及有色合金》《鑄造》雜志編委。先後主持或作為主要完成人參加國家自然科學基金項目、國家973計劃項目、國家高技術研究發展計劃(863計劃)課題、國家重點研發項目、中國－以色列科學與戰略研究開發專項資金合作研究項目、科技部政府間國際合作項目等國家級項目10項，省科部級項目20多項。申請發明專利18件、授權11件，發表學術論文200多篇，其中SCI、EI收錄80多篇。先後獲省部級科技獎勵8項，其中甘肅省科技進步二等獎2項、技術發明二等獎1項，中國冶金科學技術獎1項。2013、2018年兩次榮獲“福士科”杯中國機械工程學會鑄造專業優秀論文銀獎。

研究方向：有色金屬輕量化先進制備技術及其理論研究

課題組或部門研究成果簡介

主要從事有色金屬先進加工技術及其組織演變與性能調控，主要成果：通過受控擴散凝固技術控制過共晶鋁矽合金中初生矽形貌并研究其組織演變過程中的熱力學機理，開發出自孕育半固态流變壓鑄及半固态流變擠壓技術，通過自孕育漿料制備技術制備變形鋁鎂合半固态漿料并研究其組織演變及球化機理，通過流變技術近終形制備高性能變形鋁合金并研究其成形技術與強化理論，研究剩餘液相在半固态加工過程中的二次凝固行為與作用機理并成功制備出可熱處理強化薄壁壓鑄件，通過第一性原理與實驗相結合設計并制備高導率鋁合金及其零部件，首次提出半固态流變印刷鑄軋技術制備層狀複合材料并調控界面結構與力學性能的匹配關系，針對輕結構鎂合金耐蝕性差，研發出高性能微弧氧化膜層關鍵技術，研究鋁鎂合金粉末觸變成形技術并揭示觸變過程中的反應機理，開發并制備出新型鎂稀土合金并研究其組織性能及變形機理。