發(fā)布時間：2021-10-28 13:23

　　鋁合金作為目前應(yīng)用最廣泛的一類輕質(zhì)合金,因其強(qiáng)塑性、高強(qiáng)度、易加工及良好的機(jī)械性能等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用在航空航天、汽車輪轂、船舶制造等工業(yè)應(yīng)用中。但在實(shí)際生產(chǎn)過程中,鋁合金內(nèi)部容易出現(xiàn)氣孔、夾雜,縮孔等缺陷,會嚴(yán)重影響到鋁合金的綜合性能。本文分別采用超聲場、磁場與聲磁耦合場來處理Al-Si-Mg鋁合金（簡寫為A356鋁合金,下同）。首先,采用超聲波處理并探討其對合金微觀組織與性能的影響,確定最佳超聲處理參數(shù)條件為670℃下施加150W的超聲波并處理180s;其次,采用直流穩(wěn)恒電磁場處理,確定最佳磁場處理參數(shù)條件為670℃下施加2600W的直流穩(wěn)恒磁場并處理180s;最后采用聲磁耦合場進(jìn)行處理,同時與單一超聲場及直流穩(wěn)恒磁場的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較分析。研究結(jié)果表明:在A356鋁合金熔體中施加超聲場或直流穩(wěn)恒磁場時,當(dāng)在670℃下施加150W超聲場或2600W直流磁場并處理180s時,合金組織得到明顯細(xì)化,同時合金的硬度、電導(dǎo)率和壓縮性能得到提高。當(dāng)超聲場或磁場功率繼續(xù)變大、處理時間增長及處理溫度更高時,合金組織又呈現(xiàn)出粗化趨勢且各性能出現(xiàn)下降。這主要是因?yàn)槌暱栈?yīng)、聲流效應(yīng)和電磁攪拌作用引... 

【文章來源】：安徽工業(yè)大學(xué)安徽省

【文章頁數(shù)】：96 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

Al-Si二元平衡相圖

探測負(fù)載信息的載體與媒介。當(dāng)強(qiáng)度超過某一閾值時，超聲波作用，進(jìn)而改變傳聲媒質(zhì)的狀態(tài)、性質(zhì)與結(jié)構(gòu)[15]。波主要有四個基本特性，即束射特性、吸收特性、高功率及聲本特性使超聲波在媒介中產(chǎn)生力學(xué)效應(yīng)、熱效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)等這些效應(yīng)可以使被處理熔體的凝固組織在短時間內(nèi)顯著改善，固組織均勻分布[16]。）空化效應(yīng)：功率超聲在處理熔體過程中會形成大量的空化泡超過一定闕值后，會崩裂產(chǎn)生局部強(qiáng)大的沖擊波，進(jìn)而產(chǎn)生 K 的瞬時高壓高溫，崩裂后的空化泡會變成大小不一的許多氣續(xù)作為形核中心，不斷產(chǎn)生新的空化泡，然后崩裂再生長，周化效應(yīng)的作用下，已經(jīng)結(jié)晶長大的晶粒會被擊碎，從而抑制晶粒其晶粒、均勻其組織[16]。超聲空化效應(yīng)作用示意圖如圖 1-2 所

抑制晶粒繼續(xù)長大，還會使晶粒細(xì)化、組織均勻[17]。金屬熔體中的聲流作用如圖1-3 所示。圖 1-3 金屬熔體中的聲流（３）熱效應(yīng)：由于超聲波是帶有能量的一種機(jī)械波，而物質(zhì)具有吸收能量的特點(diǎn)，當(dāng)在熔體中引入超聲波的時候，超聲波的機(jī)械振動可以使部分超聲波的機(jī)械能部分轉(zhuǎn)化成熱能，從而導(dǎo)致熔體內(nèi)局部區(qū)域的溫度升高，只要熔體可以持續(xù)吸收能量，熱能就可以擴(kuò)散到整個熔體空間中使得其整體溫度升高[18]。（４）其他效應(yīng)：超聲波在熔體中傳播時，能量會隨著傳播距離的增加不斷衰減。其中能量在遇到不同聲阻抗介質(zhì)界面時會產(chǎn)生散亂反射，引起能量損耗，從而造成散射衰減。另外超聲波從聲源處開始向各個方向都進(jìn)行傳播，單位面積上獲得 的能量隨著距離的增加而逐漸減小，從而造成擴(kuò)散衰減[19]。1.2.2 超聲波的基本效應(yīng)對熔體的作用將超聲波引入到合金熔體中，合金熔體在經(jīng)歷空化、聲流等主要效應(yīng)后，會引起熔體中多種物理場的變化，進(jìn)而對合金熔體產(chǎn)生特殊效果，如晶粒細(xì)化、超聲除氣和組織均勻化等（如圖 1-4）。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于正弦及方波磁場處理鋁合金鑄造過程的數(shù)值模擬[J]. 馮艷飛,王軍,麻永林,白慶偉,喬偉超.  內(nèi)蒙古科技大學(xué)學(xué)報. 2017(02)
[2]保溫時間對A356鋁合金半固態(tài)組織熟化的影響[J]. 李友紅,李永坤,李璐,周榮鋒,蔣業(yè)華,盧德宏,周榮.  特種鑄造及有色合金. 2017(04)
[3]功率超聲及其復(fù)合場在金屬熔體處理中的應(yīng)用研究[J]. 王哲,曾凡毅.  鑄造技術(shù). 2017(03)
[4]機(jī)械振動對擠壓鑄造A356鋁合金組織與性能的影響[J]. 周照耀,曹小兵,秦杰,肖志瑜.  華南理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(02)
[5]強(qiáng)磁場退火對低溫ECAP制備1050鋁合金組織和性能的影響[J]. 胡磊,丁偉,肖念何,何立子.  輕合金加工技術(shù). 2016(09)
[6]固溶時效工藝對A356鋁合金輪轂組織與性能的影響[J]. 答建成,周細(xì)應(yīng),彭以陽,周濤,張有為,聶志云,翟靖.  熱加工工藝. 2016(14)
[7]電磁場作用下半固態(tài)A356-La鋁合金初生相形貌及分形維數(shù)的研究[J]. 劉政,徐麗娜,余昭福,陳楊政.  金屬學(xué)報. 2016(06)
[8]穩(wěn)恒強(qiáng)磁場對1420鋁鋰合金擴(kuò)散連接性能及元素擴(kuò)散的影響[J]. 牛濤,侯紅亮,王耀奇,周文龍,吳凡.  焊接學(xué)報. 2016(05)
[9]熔化和熱處理條件對A356鋁合金沖擊韌性的影響（英文）[J]. M.AMNE ELAHI,S.G.SHABESTARI.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(04)
[10]電磁攪拌與澆注溫度對半固態(tài)A356鋁合金中微量稀土細(xì)化初生相的影響[J]. 劉政,徐麗娜,白光珠,張嘉藝,余昭福,陳楊政.  材料導(dǎo)報. 2016(06)

博士論文
[1]超聲/磁場下合成鋁基原位復(fù)合材料微結(jié)構(gòu)及其性能研究[D]. 陳登斌.江蘇大學(xué) 2012
[2]鎂合金熔體超聲處理的物理場[D]. 邵志文.東北大學(xué) 2011
[3]電磁場作用下鋁合金凝固理論基礎(chǔ)研究[D]. 班春燕.東北大學(xué) 2002

碩士論文
[1]聲磁耦合場下稀土與原位（ZrB2+TiB2）顆粒協(xié)同強(qiáng)化6X82Al基復(fù)合材料的制備與性能研究[D]. 錢煒.江蘇大學(xué) 2017
[2]稀土Sc對A356合金微觀組織和力學(xué)性能的影響[D]. 黃吉.合肥工業(yè)大學(xué) 2016
[3]電磁場作用下稀土元素擴(kuò)散效應(yīng)對半固態(tài)A356鋁合金凝固組織的影響[D]. 羅浩林.江西理工大學(xué) 2015
[4]電磁場對鑄造鋁合金凝固過程的影響[D]. 周翔宇.江西理工大學(xué) 2015
[5]超聲波對鋁合金組織和性能的影響[D]. 陳家軻.清華大學(xué) 2015
[6]Mg-Zn-Al系鎂合金的制備與性能研究[D]. 王岳宸.河北工業(yè)大學(xué) 2015
[7]組合場作用下6181鋁合金鑄軋組織研究[D]. 宋鵬.東北大學(xué) 2014
[8]穩(wěn)恒磁場對ZL702鋁合金組織及性能的影響[D]. 鄧雄方.中北大學(xué) 2014
[9]復(fù)合超聲場對A356鋁合金半固態(tài)組織及力學(xué)性能影響研究[D]. 邱澤廷.南昌航空大學(xué) 2013
[10]鎂基復(fù)合材料外場下制備及組織性能研究[D]. 王老虎.大連理工大學(xué) 2013



本文編號：3462870