【摘要】：隨著航空航天等軍用產(chǎn)品高溫性能的要求逐漸提高,產(chǎn)品高溫性能對鑄件的基體結(jié)構(gòu)、組織和力學(xué)性能等方面提出更高的要求,但是Al-Si合金粗大的針狀共晶組織和樹枝晶影響鑄件組織及高溫蠕變性能,真空差壓鑄造促進(jìn)金屬液凝固補(bǔ)縮,可以改善鑄件組織,獲得蠕變性能優(yōu)良的鋁合金產(chǎn)品,凝固壓差和凝固壓力影響金屬液的凝固補(bǔ)縮能力。因此,本文研究凝固壓差和凝固壓力對真空差壓鑄造鋁合金微觀組織和高溫蠕變性能的影響。本文以ZL114A合金為研究對象,研究凝固壓差和凝固壓力對鑄件的致密度、組織及高溫蠕變性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明,凝固壓差和凝固壓力對試樣高溫蠕變性能影響顯著,隨著凝固壓差和凝固壓力的增加,鑄件高溫蠕變性能提高,當(dāng)凝固壓差為30kPa、凝固壓力為250kPa和300kPa時,試樣在30h左右發(fā)生斷裂,不存在蠕變第Ⅱ階段;當(dāng)凝固壓差為90kPa、凝固壓力為350kPa時,試樣在100h未發(fā)生斷裂,蠕變第Ⅱ階段的穩(wěn)態(tài)變形速率隨著蠕變應(yīng)力的增加而增大,試樣蠕變速率e的對數(shù)與蠕變應(yīng)力s的對數(shù)呈線性關(guān)系,同時建立真空差壓鑄造ZL114A合金蠕變速率e與蠕變應(yīng)力s的關(guān)系方程:lg ε=1.833lgσ-6.979經(jīng)蠕變試驗后,試樣的微觀組織細(xì)化,共晶硅的偏析得到改善,隨著共晶硅尺寸的減小,試樣的高溫蠕變性能提高;當(dāng)凝固壓差和凝固壓力提高時,鑄件的致密度增大,凝固壓差對金屬液凝固補(bǔ)縮作用效果比凝固壓力大。本文研究獲得凝固壓差和凝固壓力對真空差壓鑄造鋁合金微觀組織和高溫蠕變性能的影響規(guī)律,為真空差壓鑄造工藝參數(shù)的研究提供新的思路,為生產(chǎn)高溫性能優(yōu)良的零件提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持。
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TJ04;V252
【圖文】：

p1圖1-1 蠕變變形曲線Coffin[40]于1969年根據(jù)塑性應(yīng)變和應(yīng)力之間的關(guān)系式提出一個新的表達(dá)關(guān)系式：（1-4）其中P 為塑性應(yīng)變范圍，其余參數(shù)是與材料、時間、溫度等相關(guān)的系數(shù)。簡易性是該模型最大的優(yōu)點。對于給定材料和已知其溫度這個參數(shù)，只需測試少數(shù)的試件就能得知全部參數(shù)。Ostergren[41]認(rèn)為凈拉伸滯后能是導(dǎo)致材料損傷的主要原因，并對頻率修正模型進(jìn)行了修正，其修正的方法主要是凈拉伸滯后能應(yīng)變能來衡量損傷的方法，從而建立應(yīng)變能損傷模型： minN C max（1-5）其中max 為循環(huán)最大拉應(yīng)力，in 為非彈性應(yīng)變范圍，其余系數(shù)為常數(shù)。1.3.2 鋁合金蠕變性能研究概況Kaibyshev[42]等在 250℃～500℃高溫條件下對2219鋁合金的變形行為進(jìn)行了研究，在研究中發(fā)現(xiàn)溫度影響表觀應(yīng)力指數(shù)和表觀激活能。2219鋁合金在高溫條件下有一個蠕變起始應(yīng)力

圖2-1Al-Si合金二元相圖可見，合金在室溫下只形成 相和 相，它們分別是鋁基，室溫時溶解度僅為0.05%Si。過程中，其它材料如表2-2所示：表2-2 其他材料 材料名稱 數(shù)量 備注精煉劑 若干 C2Cl6變質(zhì)劑 若干 鈉鹽涂料 若干 氧化鋅、水玻璃石棉墊 若干 密封、隔熱

昌航空大學(xué)碩士學(xué)位論文 第 2 章 實驗內(nèi)容與實驗方法11圖2-3 真空差壓鑄造工藝路線如圖2-3所示，一般通過控制氣動薄膜開關(guān)閥和氣動薄膜調(diào)節(jié)閥來改變真空差壓鑄造加過程中的壓力值，充型階段是建立壓差的過程，保壓階段和卸壓階段是壓差不變化的階段。充型階段：上下罐的壓差是根據(jù)鑄件的大小、形狀及厚度等實時情況建立的，選擇合適的壓差才能獲得合適的充型速度，進(jìn)而能使充型具有平穩(wěn)性；保壓階段：保持充型過程的壓差，上下罐的壓力根據(jù)實驗設(shè)定的凝固壓力同時提高，從而達(dá)到我們所需要的壓力，保證鑄件在較高凝固壓力的環(huán)境下結(jié)晶凝固，實現(xiàn)金屬液凝固補(bǔ)縮的效果；卸壓階段：打開卸壓閥，使上下罐與大氣連通，上下罐之間的壓差消失。（2）其它相關(guān)設(shè)備及其型號如下表 2-3 所示：表 2-3 實

【參考文獻(xiàn)】

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1 李永兵;李亞庭;樓銘;林忠欽;;轎車車身輕量化及其對連接技術(shù)的挑戰(zhàn)[J];機(jī)械工程學(xué)報;2012年18期

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本文編號：2774823