半固态A356合金瞬态流变行为及其初生相动力学演化

摘要

半固态压铸的充型过程是在瞬间完成的,为了解合适的工艺条件以及对成形过程进行有效的控制和预测,需要精确描述半固态合金的瞬态流变规律.采用自动研制的流变装置进行瞬态流变试验,研究了切变速率阶梯变化对初生a相不同形态半固态A356合金瞬态流变行为的影响.以及初生相形态变化的动力学过程.以141.8s<’-1>的切变速率对半固态A356合金施加等温剪切,得到具有不同退化程度枝晶的半固态合金.结果表明,切实速率突变时,剪切应力首先出现瞬时峰值或谷值,随着着剪切过程的进行,剪切应力逐渐恢复至稳定态.随着初生a相由发达枝晶逐渐退化,瞬时峰值(或谷值)剪切应力显著降低,并且恢复速度随之加快.对试验结果进行回归分析,得出剪切应力随时间变化的瞬态方程,以及方程参数与半固态合金初生a相形态和切变速率的关系.研究表明,在等温剪切过程中,初生a相形态的退化过程是一个“形态破环”的过程.而剪切停留期间初生a相“团聚”或“合并”过程上是一个取决于剪切停留时间和初生a相初始状态的“形态重组”的过程,而且这两个过程是一个对峙的动力学过程.引入形态参数λ表征某一状态下初生a相的形态特征,从而提出半固态A356合金初生形态的动力学演化模型.最后,根据上述动力学演化模型推导出半固态A356合金的瞬态流变模型,为揭示半固态合金瞬态流变本构关系提供了依据.