本文關鍵詞：Cu-Zr-Al非晶合金板材水平連鑄工藝研究

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【摘要】：非晶合金是指熔融狀態(tài)下的金屬通過快速冷卻得到的具有短程有序、長程無序結(jié)構(gòu)的固體金屬,是應用現(xiàn)代快速凝固技術(shù)制備的兼具一般晶態(tài)及玻璃特性的新型合金材料。非晶合金具有良好的壓縮強度、硬度、耐蝕耐磨性、一定溫度下的超塑性及良好的軟磁性能等。非晶合金在醫(yī)用、精密零件、航空航天、軍事等諸多領域都具有良好的應用前景,但目前大塊非晶合金的制備條件過于苛刻且制備效率較低,因此研究低成本、高效率的制備技術(shù)具有重要的科研價值和工程意義。本文設計了非晶合金板材真空水平連鑄裝置并探索最佳的水平連鑄工藝。應用DSC, DTA,金相顯微鏡、萬能實驗機、維氏硬度計、掃描電鏡、X射線衍射儀等實驗設備對合金板材的熱物性參數(shù)、顯微組織、力學性能進行分析。論文主要研究結(jié)論如下：本文首選設計并不斷改進真空水平連鑄的裝置,主要工作是設計改進水冷銅模、石墨流道、保溫坩堝,使金屬獲得最大的冷卻能力。之后本文對合金的熔煉工藝進行研究。采用熔煉坩堝直接熔煉純金屬的工藝取代熔煉母合金的熔煉工藝以提高效率,并研究加熱功率及保溫時間對合金燒損率、合金成分均勻度的影響。最終確定采用逐步提高熔煉工藝的加熱方式,并在1300℃保溫10min為最佳的熔煉工藝。其次本文選取Cu40Zr50Al10、Cu47Zr45Al8和Cu50Zr42Al8三種非晶合金成分進行非晶形成能力的研究。通過銅模噴鑄法、甩帶法制備完全非晶組織棒材、帶材,然后應用DTA及DSC分析三種非晶合金的基本熱物性參數(shù)。研究發(fā)現(xiàn)三種非晶合金成分都有較好的非晶形成能力,其中Cu40OZr50Al10非晶形成能力較好,而Cu50Zr42Al8非晶形成能力相對較弱。連鑄工藝的制定是本文的重點,主要分析連鑄速率、拉停工藝、引錠位置、冷卻水流量、澆注溫度、拉坯溫度、壓差對板材表面質(zhì)量及顯微組織的影響。當連鑄溫度為1050℃、壓差0.5atm、水流量14L/min、連鑄速率為1mm/s、拉停工藝為進4s停4s時可制備出表面質(zhì)量良好、尺寸達到6mmx50mmx300mm的合金板材。最后利用多種實驗檢測手段綜合分析Cu40Zr50Al10、Cu47Zr45Al8兩種合金板材的顯微組織及力學性能。研究發(fā)現(xiàn)在相同的實驗條件下兩種板材的顯微組織都是非晶／晶體復合組織,且都具有良好的壓縮強度及維氏硬度,但Cu40Zr50Al10合金板材的顯微組織及力學性能皆優(yōu)于Cu47Zr45Al8合金板材。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG139.8;TG249.7

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本文編號：1169013