眾所周知，鎂化學(xué)性質(zhì)活潑，在高溫尤其是液態(tài)下極易發(fā)生氧化甚至燃燒而引入雜質(zhì)。此外，鎂合金中氫溶解量較高，在凝固過程中隨著溫度降低易析出形成氣孔，合金件的性能受到嚴(yán)重影響。特別地，在工程材料中用量極大的AZ91D鎂合金對顯微氣孔較為敏感。隨著鎂合金產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn)，世界范圍內(nèi)對高純度、高性能鎂合金的需求越來越大。旋轉(zhuǎn)噴吹除氣法是目前國內(nèi)外公認(rèn)的較優(yōu)鋁合金除氫技術(shù)，研究此方法在鎂合金中的應(yīng)用，對提高鎂合金質(zhì)量具有重要的意義。此背景下，本文主要以AZ91D鎂合金為實(shí)驗(yàn)研究對象，對旋轉(zhuǎn)噴吹惰性氣體Ar氣除氣的過程進(jìn)行了模擬分析，并對旋轉(zhuǎn)噴吹A(chǔ)r氣工藝對添加SiC顆粒的AZ91D鎂基復(fù)合材料的影響進(jìn)行了研究。首先，根據(jù)自行設(shè)計(jì)的旋轉(zhuǎn)噴頭及熔煉坩堝，建立二維計(jì)算模型，對比分析了不同氣流量條件下熔體的流動狀態(tài)，結(jié)合不同氣流量下，熔體湍動能、平均速度及速度直方圖分析得出：氣流量越大，流體湍動越明顯，但氣流量并不是越大越好，從而確定出本次模擬條件下，合理的氣流量范圍為135-226L/h。其次，利用三維計(jì)算模型，研究了不同旋轉(zhuǎn)速度下，Ar氣在熔體中的分布、湍動能、壓力場、速度場等基本規(guī)律。然后研究了不同... 

【文章來源】：中北大學(xué)山西省

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題背景和研究目的和意義
    1.2 鎂合金熔體凈化方法及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 吸附凈化法
        1.2.2 非吸附凈化法
        1.2.3 復(fù)合凈化
    1.3 研究內(nèi)容
2 鎂合金旋轉(zhuǎn)噴吹除氣過程的理論分析
    2.1 旋轉(zhuǎn)噴吹的過程分析
    2.2 氫與鎂的作用
    2.3 熱力學(xué)分析
    2.4 旋轉(zhuǎn)噴吹除氣凈化過程動力學(xué)分析
    2.5 Fluent 數(shù)值模擬簡介
        2.5.1 CFD 軟件概述
        2.5.2 FLUENT 軟件簡介
    本章小結(jié)
3 鎂合金熔體旋轉(zhuǎn)噴吹過程的數(shù)值模擬
    3.1 模型建立
    3.2 數(shù)值求解
    3.3 二維模擬結(jié)果分析
        3.3.1 吹氣孔徑的影響
        3.3.2 氣流量的影響
    3.4 旋轉(zhuǎn)噴吹的三維模擬
        3.4.1 旋轉(zhuǎn)噴吹速度的影響
        3.4.2 熔池旋轉(zhuǎn)噴吹的流場特征
    本章小結(jié)
4 實(shí)驗(yàn)過程
    4.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備
    4.2 實(shí)驗(yàn)材料
        4.2.1 碳化硅顆粒
        4.2.2 保護(hù)氣體
    4.3 實(shí)驗(yàn)步驟
        4.3.1 工藝流程
        4.3.2 實(shí)驗(yàn)方案
        4.3.3 實(shí)驗(yàn)步驟
    4.4 精煉溫度、澆注溫度等的選擇
        4.4.1 精煉溫度的選擇
        4.4.2 澆注溫度的選擇
        4.4.3 擠壓鑄造工藝參數(shù)的選擇
    4.5 力學(xué)性能測試
5 旋轉(zhuǎn)噴吹 SiC/AZ91D 復(fù)合材料的組織與性能
    5.1 精煉對精煉的影響
    5.2 不同旋轉(zhuǎn)噴吹工藝對力學(xué)性能的影響
    5.3 不同旋轉(zhuǎn)噴吹工藝對顯微組織的影響
    5.4 不同旋轉(zhuǎn)噴吹工藝對斷口形貌的影響
        5.4.1 斷裂機(jī)理
        5.4.2 宏觀斷口形貌分析
6 結(jié)論與改進(jìn)
    6.1 結(jié)論
    6.2 改進(jìn)
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]鎂合金無熔劑熔煉防燃凈化技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 穆彥青,靳玉春,黃志偉,侯華.  熱加工工藝. 2011(11)
[2]凈化處理對Mg-Gd-Y-Zr鎂合金耐蝕性的影響（英文）[J]. 王杰,楊院生,童文輝.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2011(04)
[3]Numerical simulation of standing waves for ultrasonic purification of magnesium alloy melt[J]. 邵志文,樂啟熾,崔建忠,張志強(qiáng).  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2010(S2)
[4]電磁場對AZ80鎂合金組織結(jié)構(gòu)的影響[J]. 牛海山.  科技導(dǎo)報(bào). 2010(07)
[5]熔劑凈化對Mg-Gd-Y-Zr合金流動性的影響[J]. 黃玉光,吳國華,王瑋,侯正全,陳斌,丁文江.  鑄造. 2009(02)
[6]AZ91鎂合金旋轉(zhuǎn)噴吹除氣理論分析及實(shí)驗(yàn)研究[J]. 胡中潮,張二林,曾松巖.  中國有色金屬學(xué)報(bào). 2008(09)
[7]旋轉(zhuǎn)噴吹水模擬鎂合金熔體除氣[J]. 胡中潮,張二林,曾松巖.  鑄造. 2008(09)
[8]鑄造用金屬液過濾器及其應(yīng)用[J]. 魏兵,唐一林,祝建勛,張科峰,朱能山,龍禮賢.  鑄造技術(shù). 2008(08)
[9]電磁場對鎂合金熔體的凈化作用[J]. 李英虹,許光明,崔建忠.  輕合金加工技術(shù). 2008(07)
[10]鎂合金純凈化研究現(xiàn)狀與展望[J]. 孫明,吳國華,王瑋,丁文江.  材料導(dǎo)報(bào). 2008(04)

碩士論文
[1]鋁合金旋轉(zhuǎn)噴吹及功率超聲復(fù)合除氣過程的計(jì)算機(jī)模擬[D]. 曾憲龍.哈爾濱理工大學(xué) 2014
[2]量子點(diǎn)敏化及磁場作用下染料敏化太陽能電池光電性能的研究[D]. 王菁.天津理工大學(xué) 2012
[3]鎂合金熔體15kHz超聲凈化工藝及超聲凝固的物理模擬[D]. 張海鋒.東北大學(xué) 2009
[4]鋁合金熔體旋轉(zhuǎn)噴吹除氣凈化技術(shù)的研究[D]. 李杰華.西北工業(yè)大學(xué) 2006
[5]鋁熔體快速定量測氫系統(tǒng)的研究開發(fā)及應(yīng)用[D]. 李西前.華中科技大學(xué) 2006
[6]鋁熔體除氫的動力學(xué)研究[D]. 蔣海霞.哈爾濱工程大學(xué) 2004



本文編號：2910511